Brevet FR2757016A1 — publié le 19980619

FOSSE DE DECANTATION POUR INSTALLATION D'HYDROCURAGE La présente invention a pour objet une fosse de décantation pour la séparation des phases solide et liquide du lisier dans une installation d'hydrocurage équipant un bâtiment d'élevage. L'hydrocurage, encore appelé usuellement "chasse d'eau" est utilisé dans certains élevages, notamment bovins, pour le nettoyage des sols souillés par les déjections animales. Ce procédé est notamment utilisé pour le nettoyage d'une aire de passage bétonnée qui longe une aire paillée recevant les bovins, en particulier des vaches laitières. L'aire bétonnée affecte la forme d'un couloir, de grande longueur, légèrement en pente d'une extrémité à l'autre. A titre indicatif, la pente est de l'ordre de 2 %. Dans une installation d'hydrocurage, le liquide de nettoyage est la phase liquide d'un lisier préalablement collecté. L'installation fonctionne en circuit fermé, pour ce qui est de cette phase liquide. A l'extrémité amont (extrémité la plus haute) du couloir, se trouve un réservoir de stockage d'un certain volume de phase liquide. En vue du nettoyage, ce réservoir est vidé avec un fort débit, et en un temps relativement court, de sorte qu'il se produit un courant de liquide qui balaye à la manière d'une vague la totalité de l'aire, d'une extrémité à l'autre. Ce courant de liquide emporte avec lui les déjections, et l'ensemble est évacué à l'extrémité aval de l'aire nettoyée. Ce mélange doit ensuite être traité, pour que la phase solide - apte à servir de fumier - soit séparée de la phase liquide destinée à être réutilisée, après stockage, pour le processus d'hydrocurage. La présente invention concerne une fosse de décantation qui est particulièrement adaptée, malgré son extrême simplicité, pour réaliser une séparation très efficace des phases liquide et solide. Conformément à l'invention, la fosse de décantation comporte un fond constitué de deux parties planes, à savoir une partie - dite principale - approximativement horizontale et une partie - dite d'entrée - en pente, descendant légèrement vers la partie principale suivant un angle aigu dont la valeur est comprise entre 4 et 12 degrés et est de préférence de l'ordre de 8 à 9 degrés, L'entrée du lisier dans la fosse se faisant en partie haute de ladite partie d'entrée, tandis que l'évacuation de la phase liquide se fait (après décantation) par une trappe, en vis-à-vis de ladite partie principale. Dans un mode de réalisation préféré, ladite partie principale est très légèrement en pente, et descend en direction de la trappe de sortie suivant un angle aigu de valeur inférieure à 1 degré. De préférence, ladite trappe est à débit réglable. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description et des dessins annexés, qui en présentent, à simple titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation possible. Sur ces dessins: - la figure 1 est une vue de dessus schématique d'une fosse de décantation conforme à l'invention, qui fait partie d'une installation d'hydrocurage dans un élevage; - les figures 2 et 3 sont des vues en coupe, respectivement longitudinale et transversale, de la fosse de la figure 1, les plans de coupe étant référencés II-II et III-III. La fosse de décantation qui fait l'objet de l'invention est référencée 1 sur les figures. Elle possède une paroi périphérique 12, de contour rectangulaire, ainsi qu'un fond constitué d'une partie principale 11 et d'une partie d'entrée 10. A titre indicatif, pour une capacité utile de l'ordre de 35m3, adaptée pour un élevage de 55 vaches laitières, la fosse a une longueur L de l'ordre de 12m, une largeur l de l'ordre de 8m, et une profondeur de l'ordre de lm. La fosse est construite en béton, et ses parois sont parfaitement étanches. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la partie de fond 10 est légèrement en pente, et descend légèrement, depuis l'un des petits côtés 100 de la fosse, jusqu'à la partie 11. De préférence, cette pente est de l'ordre de 0,15 %, ce qui correspond à un angle a par rapport à l'horizontale (voir figure 3) de valeur comprise entre 8 et 9 degrés Le fond de la fosse a donc la forme générale d'un dièdre d'angle obtus, dont l'arête est référencée 101. L'entrée de la fosse, référencée 2, est située au niveau du petit côté 100, dans un angle de la fosse. La partie de fond 11 est approximativement horizontale, mais est de préférence également très légèrement en pente ; la valeur de cette pente est par exemple de l'ordre de 0,5 à 1 %, ce qui correspond à un angle p par rapport à l'horizontale (voir figure 4) de valeur inférieure à 1 degré, à savoir de l'ordre de 0,27 à 0,57 degré. La direction de cette pente est transversale (perpendiculaire à la direction de pente - longitudinale - de la partie 10). La paroi 12 de la fosse présente, sur l'un de ses grands côtés, correspondant au bord le plus bas de la partie Il, une trappe d'évacuation 3. il s'agit d'une trappe à débit variable, équipée par exemple d'un volet coulissant 30 (trappe du genre guillotine). La figure 1 permet de comprendre l'agencement de l'installation d'hydre curage. Sur cette figure, on a représenté schématiquement un bâtiment d'élevage 7 comprenant une aire paillée 70 bordée par une aire de passage bétonnée 71, que l'on souhaite nettoyer périodiquement. Cette aire - ou couloir - 71 a par exemple une largeur de 4m et une longueur de 45m ; elle est légèrement en pente d'une extrémité à l'autre, le sens de la descente étant du bas vers le haut sur le dessin, si on considère la représentation schématique de la figure 1. La liaison de l'extrémité aval de l'aire 71 avec la fosse 1 se fait par l'intermédiaire d'un chenal (caniveau) approprié 710, apte à canaliser le flux de mélange liquide, solide jusqu'à l'entrée 2 de la fosse. A ce niveau sont également prévus avantageusement des volets déflecteurs 20 et 21 aptes à orienter le flux rentrant vers la partie centrale de la fosse, de manière à ce que ce flux se répartisse de manière à peu près homogène dans la fosse. La sortie de la trappe 3 est reliée par un conduit approprié 31 à une fosse de stockage 5, via une fosse intermédiaire 4 dont le rôle est de piéger les matières lourdes. Le trop-plein de la fosse 4 se déverse ensuite dans la fosse principale 5. Dans cette dernière est immergée une pompe 50 dont la fonction est d'amener le liquide par une canalisation souterraine 51 dans le réservoir de stockage 6 installé à l'extrémité amont du couloir 71. A titre indicatif, la capacité du réservoir 6 est de 1 lm3. Le réservoir est équipé d'une vanne adaptée pour assurer le vidage complet du réservoir en 22 secondes environ. L'ouverture de la trappe 3 a une forme rectangulaire, par exemple de section 100mm x 100mm, apte à assurer un débit de l'ordre de 5 à 10m3 par heure. Nous allons maintenant expliquer de quelle manière fonctionne l'installation qui vient d'être décrite. L'aire bétonnée 71 est régulièrement souillée par les excréments de vaches, en particulier lors de leur passage sur celle-ci, quant elles quittent le bâtiment et lorsqu'elles y reviennent, pour regagner l'aire paillée 70. Il faut donc nettoyer périodiquement l'aire 71, par exemple deux fois par jour. A cet effet, le réservoir 6 contenant le volume de lisier liquide approprié, on ouvre la vanne de ce réservoir, et le liquide s'en échappe sur l'aire 71, comme symbolisé par les flèches F1. Ce liquide s'écoule à grande vitesse tout le long de l'aire 71, sous la forme d'un courant relativement violent, qui emporte avec lui l'ensemble des déjections et autres souillures se trouvant au sol. Le mélange s'échappe à l'extrémité opposée (flèche F2) puis est canalisé par le chenal 710 vers l'entrée 2 de la fosse, dont la trappe 3 est fermée. A l'intérieur du réservoir de décantation se trouve usuellement une phase solide S qui flotte sur un certain volume résiduel de phase liquide L. La phase solide affecte la forme d'une croûte plus ou mois sèche et compacte, et il important que le mélange à traiter qui entre dans la fosse 1 arrive endessous de cette croûte. Ceci est obtenu grâce à l'inclinaison de la partie d'entrée 10 du fond de fosse. De plus, grâce à la présence des déflecteurs 20, 21, le flux de mélange liquide/solide en suspension, va se répartir uniformément au sein de la masse liquide L, en-dessous de la croûte solide S. Lorsque tout le mélange a pénétré dans la fosse, on laisse s'opérer la décantation. Le sol 71, débarrassé de ses souillures, est humide et va sécher naturellement, de sorte qu'on obtient assez rapidement une aire de passage 71 propre et sèche, sur laquelle les animaux ne risquent pas de glisser, ni donc de se blesser inopinément. Au cours de la décantation, à l'intérieur de la fosse, les particules solides remontent progressivement au sein du mélange, pour s'agglutiner et adhérer petit à petit sous la croûte solide S. Au bout de quelques heures, une grande partie des matières sèches, de l'ordre de 80 à 90 % a été ainsi séparée, par décantation, de la phase liquide ; celle-ci forme une couche L qui stagne sous la couche solide. La trappe est alors ouverte, et on évacue une quantité de liquide qui correspond approximativement à celle ayant servi au nettoyage (en l'occurrence un volume de 1 lu3). Cet écoulement se fait par gravité, vers la fosse de stockage 5, suivant un flux régulier et à vitesse relativement lente, le débit - comme déjà dit - étant de l'ordre de 5 à 10m3/h. La quasi totalité des matières sèches restantes est captée au cours de ce trajet, qui est symbolisée par la flèche J, dans la fosse intermédiaire 4, celle-ci pouvant être équipée d'un dispositif du genre grille courbe, ou autre moyen de filtration. Avantageusement, une certaine quantité de phase liquide est laissée en permanence dans la fosse de décantation 1, de manière à favoriser l'arrivée du mélange à traiter dans la fosse, en-dessous de la phase solide qui flotte au-dessus d'elle. Il est en effet important qu'au cours de son arrivée, le mélange à traiter "plonge" sous la croûte solide, et s'étale régulièrement en-dessous de toute la surface de cette croûte. C'est l'inclinaison de la partie de sol 10 qui permet d'obtenir ce résultat remarquable. L'inclinaison de la partie de fond 1 1 a simplement pour effet de faciliter l'écoulement de la phase liquide, après décantation, vers la trappe 3. Périodiquement, les matières solides qui flottent dans la fosse de décantation sont extraites, par exemple au moyen d'une pelle mécanique, et sont déposées dans une fumière, non représentée, jouxtant la fosse. Ces matières peuvent être utilisées ensuite, soit directement, soit après mélangeage avec d'autres déchets organiques, pour le fumage de cultures. Le moment venu, le réservoir 6 est à nouveau rempli, par pompage de lisier liquide dans la fosse 5, comme symbolisé par la flèche K sur la figure 1. L'installation est alors prête pour une nouvelle opération de nettoyage. Bien que décrite dans une application liée à un élevage bovin, l'invention est transposable, bien entendu, à d'autres types d'élevage, notamment porcin. REVENDICATIONS 1. Fosse de décantation pour la séparation des phases solide (S) et liquide (L) du lisier dans une installation d'hydrocurage équipant un bâtiment d'élevage (7), caractérisée par le fait qu'elle comporte un fond constitué de deux parties planes, à savoir une partie - dite principale - (11) approximativement horizontale et une partie - dite d'entrée - (10) en pente, descendant légèrement vers la partie principale (11) suivant un angle aigu (a) dont la valeur est comprise entre 4 et 12 degrés et est de préférence de l'ordre de 8 à 9 degrés, L'entrée (G) du lisier dans la fosse se faisant en partie haute de ladite partie d'entrée (10), tandis que l'évacuation (I) de la phase liquide (L) se fait (après décantation) par une trappe (3), en vis-à-vis de ladite partie principale (11). 2. Fosse de décantation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite partie principale (10) est très légèrement en pente, et descend en direction de la trappe de sortie (3) suivant un angle aigu (B) de valeur inférieure à 1 degré. 3. Fosse de décantation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que ladite trappe (3) est à débit réglable.