Brevet FR2755362A1 — publié le 19980507

La présente invention concerne le domaine technique général des dispositifs d'assainissement, d'évacuation et de transformation des matière fécales et des urines humaines. L'objet de l'invention vise, plus particulièrement, la catégorie des toilettes dites sèches, sans recours à un fluide annexe d'évacuation et permettant de s'affranchir d'un branchement sur un réseau général d'évacuation d'eau. En dehors des solutions de combustion électrique ou de dégradation chimique, il est connu dans l'état de la technique, divers types de toilettes à compost. ll est connu, par exemple par le brevet US 4 254 515, un dispositif comprenant un siège de toilettes placé au-dessus d'une ouverture d'évacuation gravitaire débouchant sur un moyen de collecte des effluents liquides et des déchets solides, tels que des matières fécales et des papiers toilettes. Le moyen de collecte est constitué par une bande sans fin aménagée pour confiner une partie des effluents liquides, afin d'éviter une adhésion des déchets solides sur la bande sans fin. La bande est adaptée pour assurer une séparation des déchets solides et des effluents liquides excédentaires qui sont récupérés dans un poste de traitement approprié. La bande sans fin est commandée en déplacement pour assurer le transfert des déchets solides vers un poste de traitement délivrant un produit de traitement destiné à être mélangé aux déchets solides dans un bac de stockage maintenu à une température donnée. I1 doit tout d'abord, être constaté que le traitement proposé pour les matières fécales nécessite l'apport d'un produit auxiliaire de traitement conduisant à un produit final présentant un volume et un poids relativement importants par rapport aux déchets solides à traiter. I1 s'avère également que ces toilettes nécessitent l'apport d'une énergie électrique pour le chauffage du mélange déchets solides et produit additionnel de traitement, de sorte qu'une telle installation nécessite un apport d'énergie important et ne peut pas être installé dans des lieux ne comportant pas un réseau de fourniture d'énergie. L'objet de l'invention vise à remédier aux inconvénients des toilettes de l'art antérieur en proposant un procédé conçu pour sécher les matières fécales, tout en nécessitant la mise en oeuvre d'une faible énergie. Un autre objet de l'invention est de proposer un procédé adapté pour traiter les urines et les matières fécales humaines visant à limiter le volume et le poids du produit final obtenu, car les matières fécales perdent en séchant une part importante de leur poids et de leur volume. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, le procédé selon l'invention consiste - à recueillir les matières fécales et les papiers toilettes en les séparant des effluents liquides s'écoulant dans une zone d'évacuation, - à déplacer les matières fécales et les papiers toilettes pour les évacuer de l'ouverture et de la zone d'évacuation, afin qu'ils constituent des éléments individualisés, - à amener successivement les éléments individualisés dans une cuve de stockage, afin de constituer un amas d'éléments individualisés séparés entre eux par des interstices, - et à assurer la circulation d'un flux d'air séchant à travers l'amas des éléments individualisés, afin de sécher les matières fécales par le passage de l'air par les interstices. Un autre objet de l'invention est de proposer des toilettes permettant d'atteindre les buts assignés ci-dessus. Les toilettes fonctionnant à sec comprennent - un siège de toilettes placé au-dessus d'une ouverture d'évacuation gravitaire, - un moyen de collecte des effluents liquides, des papiers toilettes et des matières fécales, - un moyen de séparation entre les effluents liquides, d'une part, et les papiers toilettes et matières fécales, d'autre part, - un moyen de récupération des effluents liquides, - et un moyen de déplacement des déchets solides et des matières fécales vers un bac de stockage. Selon l'invention, les toilettes sont caractérisées en ce que - le moyen de collecte est constitué par une surface inclinée aménagée pour assurer une séparation complète gravitaire entre les effluents liquides, d'une part, et les papiers toilettes et matières fécales, d'autre part, - le moyen de déplacement des papiers toilettes et des matières fécales est adapté pour les déplacer en dehors de la zone d'évacuation et de l'ouverture, afin qu'ils constituent des éléments individualisés amenés successivement dans la cuve de stockage, - la cuve de stockage comporte un plan de réception pour les matières fécales et les papiers toilettes, le plan de réception étant pourvu de passages pour l'air, - et en ce que l'organe de ventilation assure l'amenée d'air en dessous du plan de réception pour assurer le passage de l'air à travers les papiers toilettes et les matières fécales afin d'assurer leur séchage. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation et de mise en oeuvre de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue schématique en perspective montrant un exemple de réalisation des toilettes conformes à l'invention. La fig. 2 est une vue en coupe-élévation montrant le principe de fonctionnement des toilettes conformes à l'invention. La fig. 3 est une vue de détail d'une autre variante de réalisation du moyen de collecte selon l'invention. Tel que cela ressort plus précisément des fig. 1 et 2, les toilettes 1 selon l'invention comportent un siège 2 délimitant une ouverture d'évacuation gravitaire 3 pour, d'une part, des effluents liquides, tels que des urines et, d'autre part, des matières fécales 5 et des déchets 6 composés essentiellement de papiers toilettes, mais aussi de mégots de cigarettes ou des serviettes hygiéniques. L'ouverture d'évacuation 3 est placée à l'aplomb d'un moyen 8 de collecte des effluents liquides, des papiers toilettes 6 et des matières fécales 5. Le moyen de collecte 8 est constitué par une surface inclinée aménagée pour assurer une séparation gravitaire complète ou totale entre, d'une part, les effluents liquides et, d'autre part, les papiers toilettes et les matières fécales. La surface de réception 8 est inclinée d'un angle a compris entre une valeur de quelques degrés à quelques dizaines de degrés et, de préférence, compris entre 5 et 300. Dans l'exemple de réalisation illustré plus particulièrement aux fig. 1 et 2, le moyen de collecte 8 est constitué par un tapis roulant 9 formé à partir d'une bande sans fin montée entre deux rouleaux 10 et 11. L'un des rouleaux, par exemple 11, est destiné à être animé d'un mouvement de rotation pour assurer le déplacement du tapis roulant 9 dans un sens f dirigé vers le haut ou le sommet du tapis. Le tapis roulant 9 est déplacé à l'aide d'un moyen de déplacement 12, tel qu'une commande mécanique actionnée par une pédale après chaque utilisation des toilettes. Le tapis roulant 9 assure ainsi une séparation complète des effluents liquides 14 qui s'écoulent dans une zone d'évacuation 91 du tapis, située entre l'aplomb de l'ouverture 3 et l'extrémité basse du tapis. Les effluents liquides 14, qui s'écoulent selon un sens contraire au sens de déplacement f du tapis, tombent ensuite par gravité dans un bac de réception 13 placé sensiblement en dessous de l'extrémité basse du tapis 9. Les matières fécales 5 et les papiers toilettes 6 sont déplacés par le moyen 12, d'une valeur adaptée pour les placer en dehors de l'aplomb de l'ouverture d'évacuation 3 et de la zone d'évacuation 91 des effluents liquides. H doit être considéré que les matières fécales 5 et les papiers toilettes 6 constituent des éléments ou des composants individualisés. Selon une première variante de réalisation, le moyen de déplacement 12 est conçu pour assurer une avance dite rapide du tapis 9, de façon que les matières fécales et les papiers toilettes ne se trouvent pas humidifiés par les effluents liquides provenant des utilisateurs suivants. Par exemple, le tapis roulant 9 est déplacé après chaque utilisation, d'une quantité suffisante pour placer les matières fécales et les papiers toilettes déjà recueillis, en dehors de l'aplomb de l'ouverture 3. Les papiers toilettes 6 présentent ou conservent ainsi une rigidité suffisante pour constituer des écarteurs, comme il sera expliqué dans la suite de la description. Selon cette variante, les papiers toilettes et les matières fécales arrivent au sommet du tapis après quelques utilisations, par exemple, de l'ordre de 4 à 6. Selon une deuxième variante de réalisation, le moyen de déplacement 12 est adapté pour assurer une avance dite lente du tapis 9, de façon à obtenir un durcissement superficiel des matières fécales et un assèchement des papiers toilettes. Selon cette variante de réalisation, l'avance du tapis 9 est telle que les papiers toilettes et les matières fécales peuvent être réhumidifiés par les effluents liquides issus ultérieurement de l'ouverture 3 et provenant des utilisateurs suivants. Il s'avère, toutefois, que le tapis roulant 9 et le moyen de déplacement 12 sont conçus pour assurer le séjour des matières fécales et des papiers toilettes sur le tapis en dehors de l'ouverture 3, pendant un temps déterminé adapté pour assurer un durcissement superficiel des matières fécales et un assèchement des papiers toilettes. Par exemple, les papiers toilettes et les matières fécales arrivent au sommet du tapis au terme de quelques dizaines d'utilisations, de sorte qu'ils séjournent sur le tapis en dehors de l'ouverture 3, un temps suffisant pour assurer le durcissement des matières fécales et l'assèchement des papiers toilettes. Les toilettes 1 selon l'invention comportent également un bac ou une cuve de stockage 16 pour les matières fécales 5 et les papiers toilettes 6. La cuve de stockage 16 est placée pour se situer sensiblement à l'aplomb de l'extrémité supérieure du tapis roulant 9, à partir duquel sont déversés successivement les papiers toilettes et les matières fécales lors du déplacement du tapis 9. La cuve de stockage 16 comporte un plan 17 de réception des matières fécales et des papiers toilettes. Le plan de réception 17 est pourvu de passages 18 pour l'air. Par exemple, le plan de réception 17 peut être constitué par une surface grillagée. Les toilettes selon l'invention comportent également un organe de ventilation 19 destiné à assurer l'amenée de l'air en dessous du plan de réception 17. Tel que cela ressort plus précisément de la fig. 2, le ventilateur 19 est monté dans un conduit 21 réalisé dans un caisson extérieur fixe 22 et débouchant en dessous du plan de réception 17 par une ouverture 23 pratiquée dans le fond de la cuve 16. Dans l'exemple illustré, le caisson extérieur 22 sert de guidage en rotation pour la cuve 16 qui est mobile en rotation autour d'un axe vertical pour assurer une répartition des papiers toilettes et des matières fécales à l'intérieur de la cuve. La rotation de la cuve 16 est assurée par le moyen de commande 12 du tapis 9, via une transmission adaptée. Selon une variante de réalisation, un sac à fond poreux peut être placé dans la cuve 16, sur le fond de réception 17 de manière à faciliter l'enlèvement des matières séchées, le sac étant remplacé après chaque enlèvement. Le fonctionnement des toilettes selon l'invention découle directement de la description qui précède. Le tapis roulant 9 est destiné à recueillir directement les effluents liquides 14, les matières fécales 5 et les papiers toilettes 6 tombant de l'ouverture d'évacuation 3. Les effluents liquides 14 sont directement dirigés vers le bac de réception 13 entraînant une séparation complète entre, d'une part, les effluents liquides et, d'autre part, les matières fécales et les papiers toilettes. Il est à noter que les effluents liquides sont conservés dans le bac de stockage 13 pendant une durée déterminée adaptée pour assurer une auto-désinfection des effluents liquides. Par exemple, le temps de séjour des effluents liquides peut dépasser 40 heures, en vue de détruire les salmonelles, ou 24 heures pour détruire les coliformes fécaux. Après l'utilisation des toilettes, le tapis roulant 9 est déplacé par le moyen de commande 12 dans le sens de la flèche f, visant à assurer le transfert des matières fécales et des papiers toilettes en direction du bac de stockage 16. Selon la variante à avance rapide du tapis roulant, les matières fécales 5 et les papiers toilettes 6 sont placés en dehors de l'ouverture 3 après l'utilisation des toilettes. Il s'ensuit que les papiers toilettes, mais également les matières fécales, ne peuvent pas être humidifiés par l'utilisateur suivant. Selon la variante à avance lente du tapis roulant, les matières fécales 5 subissent un durcissement superficiel et les papiers toilettes 6 sont asséchés lorsqu'ils arrivent au bout du tapis roulant. Selon l'une ou l'autre des variantes, il doit être considéré que les matières fécales et les papiers toilettes constituent sur le tapis roulant des éléments individualisés. Par ailleurs, il peut être prévu de faire circuler un courant d'air séchant sur la surface de réception 8, afin d'accélérer l'assèchement des papiers toilettes et le durcissement des matières fécales. Après un temps de séjour déterminé sur le tapis roulant, ces éléments individualisés sont transférés dans la cuve de stockage 16, par déversement gravitaire à l'extrémité haute du tapis. Il doit être compris que les éléments individualisés 5, 6 tombent successivement ou au fur et à mesure de l'avancement du tapis roulant, dont le déplacement intervient après chaque utilisation des toilettes. Conformément à l'invention, les éléments individualisés 5, 6 sont amenés successivement dans la cuve de stockage 16, afin de constituer un amas A d'éléments individualisés séparés entre-eux par des interstices ou des intervalles. En effet, dans la variante d'avance rapide du tapis, les papiers toilettes 6 sont maintenus suffisamment secs pour assurer un rôle d'écarteur ou d'espaceur pour les matières fécales. Dans la variante d'avance lente du tapis, les matières fécales durcies superficiellement, combinées à la présence des papiers toilettes asséchés, permettent d'assurer un espacement des matières fécales entre elles. L'amas A ainsi constitué à partir d'éléments individualisés 5, 6 séparés par des interstices, permet la circulation de l'air produit par le ventilateur 19 à travers l'ensemble de l'amas. En effet, l'air traverse l'amas ainsi constitué en circulant relativement librement autour des matières fécales espacées les unes des autres par des interstices. I1 peut ainsi être obtenu un séchage efficace des matières fécales par ventilation réduisant la production d'odeurs désagréables. I1 doit être compris que le procédé de séchage selon l'invention repose sur la mise en oeuvre de papiers toilettes destinés à être asséchés ou à ne pas être humidifiés par les effluents liquides, de manière à constituer des espaceurs ou des écarteurs naturels pour les matières fécales. La présence de tels écarteurs facilite le passage de l'air à travers la masse ainsi constituée et, par suite, un séchage efficace des matières fécales par la mise en oeuvre d'une ventilation d'air. De préférence, l'amenée de l'air s'effectue du bas vers le haut de la masse à traiter, c'est-à-dire dans le sens contraire de déplacement gravitaire des matières fécales et des papiers toilettes. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. Ainsi, dans l'exemple qui précède, le moyen de collecte 8 est constitué par un tapis roulant 9. Tel que cela ressort de la fig. 3, le moyen de collecte 8 peut être constitué par un moyen différent, tel qu'un plan fixe 25 monté de manière inclinée. Le déplacement des matières fécales et des papiers toilettes est assuré par l'intermédiaire d'au moins une raclette mobile 26 venant s'établir au-dessus du plan incliné fixe 25. La raclette mobile 26 est portée, à chaque extrémité, par deux chaînes sans fin 27 déplacées en rotation par la commande en rotation 12. La raclette mobile 26 peut être déplacée selon un mode d'avance lente ou rapide, tel que défini précédemment. Par ailleurs, il peut être prévu de réaliser une cuve de stockage 16 fixe. Dans ce cas, une trappe d'accès est prévue au-dessus du plan de réception pour enlever le produit séché situé au-dessus du plan de réception 17. Il peut être prévu aussi d'équiper le siège 2 d'un abattant 30 pourvu avantageusement de buses de projection d'un liquide de nettoyage. Par exemple, les buses de projection peuvent être commandées en fonctionnement par l'abaissement automatique, chaque nuit, de l'abattant 30. Par ailleurs, il est à noter que le local technique abritant, notamment, la cuve de stockage, est pourvu, de préférence, d'un moyen d'aspiration de l'air permettant d'éviter la production d'odeurs désagréables dans la cabine où se trouve installé le siège. L'air de la cabine est aspiré, via le siège des toilettes en direction du local technique maintenu en dépression. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS: 1 - Procédé pour sécher des matières fécales provenant d'une ouverture d'évacuation gravitaire (3) ménagée dans le siège (2) de toilettes, caractérisé en ce qu'il consiste - à recueillir les matières fécales (5) et les papiers toilettes (6) en les séparant des effluents liquides (14), s'écoulant dans une zone d'évacuation, - à déplacer les matières fécales (5) et les papiers toilettes (6) pour les évacuer de l'ouverture (3) et de la zone d'évacuation, afin qu'ils constituent des éléments individualisés, - à amener successivement les éléments individualisés dans une cuve de stockage, afin de constituer un amas (A) d'éléments individualisés séparés entre-eux par des interstices, - et à assurer la circulation d'un flux d'air séchant à travers l'amas des éléments individualisés, afin de sécher les matières fécales par le passage de l'air par les interstices. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à déplacer les matières fécales (5) et les papiers toilettes (6) selon une avance rapide, afin d'éviter leur humidification par les effluents liquides issus ultérieurement de l'ouverture d'évacuation (3), de manière que les papiers toilettes (6) constituent des écarteurs pour les matières fécales. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à déplacer les matières fécales (5) et les papiers toilettes (6) selon une avance lente, de façon à obtenir un durcissement superficiel des matières fécales et un assèchement des papiers toilettes. 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à assurer la circulation d'un flux d'air dans la cuve de stockage, dans un sens contraire à celui de déplacement gravitaire des matières fécales et des papiers toilettes. 5 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à conserver les effluents liquides dans un bac de stockage pendant une durée déterminée, afin d'assurer une auto-désinfection des effluents liquides. 6 - Toilettes fonctionnant à sec comprenant - un siège de toilettes (2) placé au-dessus d'une ouverture d'évacuation gravitaire (3), - un moyen (8) de collecte des effluents liquides (14), des papiers toilettes (6) et des matières fécales (5), - un moyen de séparation entre les effluents liquides, d'une part, et les papiers toilettes et matières fécales, d'autre part, - un moyen (13) de récupération des effluents liquides, - et un moyen (12) de déplacement des papiers toilettes et des matières fécales vers une cuve de stockage (16), caractérisées en ce que le moyen de collecte (8) est constitué par une surface inclinée (9, 25) aménagée pour assurer une séparation complète gravitaire entre les effluents liquides, d'une part, et les papiers toilettes et matières fécales, d'autre part, le moyen (12) de déplacement des papiers toilettes et des matières fécales est adapté pour les déplacer en dehors de la zone d'évacuation et de l'ouverture (3), afin qu'ils constituent des éléments individualisés amenés successivement dans la cuve de stockage (16), la cuve de stockage (16) comporte un plan de réception (17) pour les matières fécales et les papiers toilettes, le plan de réception étant pourvu de passages (18) pour l'air, et en ce que l'organe de ventilation (19) assure l'amenée d'air en dessous du plan de réception (17) pour assurer le passage d'air à travers les papiers toilettes et les matières fécales afin d'assurer leur séchage. 7 - Toilettes selon la revendication 6, caractérisées en ce que le moyen de collecte (8) est un tapis roulant incliné (9) mû par le moyen de déplacement (12). 8 - Toilettes selon la revendication 6, caractérisées en ce que le moyen de déplacement (12) est constitué par au moins une raclette mobile (26) destinée à entraîner les matières fécales et les papiers toilettes déposés sur un plan incliné fixe (25). 9 - Toilettes selon la revendication 6, caractérisées en ce que la cuve de stockage (16) des papiers toilettes et des matières fécales est constituée par une cuve mobile en rotation autour d'un axe vertical de rotation et dont une partie est placée à l'aplomb de l'extrémité haute du plan incliné (9, 25). 10 - Toilettes selon la revendication 6, caractérisées en ce que la cuve de stockage (16) est constituée par un caisson fixe muni du plan de réception des matières fécales et des papiers toilettes. 11 - Toilettes selon la revendication 9, caractérisées en ce que la cuve de stockage (16) est pourvue d'un sac poreux adapté sur le plan de réception (17). 12 - Toilettes selon la revendication 6, caractérisées en ce que le siège (2) de toilettes est pourvu d'un abattant (30) équipé de buses de projection d'un liquide de nettoyage.