Brevet FR2749524A1 — publié le 19971212

PROCEDE DE FUSION DES FIBRES DE L'AMIANTE ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE DESCRIPTION L'invention concerne un procédé de fusion des fibres de l'amiante et le dispositif pour sa mise en oeuvre. Les fibres de l'amiante étant toxiques pour l'organisme (action cancérigéne), tous les produits à base d'amiante, essentiellement ceux servant à l'isolation thermique et phonique des constructions, vont être mis progressivement hors d'état de nuire. Malheureusement, ces derniers ne pouvant pas être jetés en l'état dans la nature, une action de transformation pour les rendre inoffensifs s'avère nécessaire. La seule technique actuellement industrialisée consiste à faire fondre de l'amiante mélangé à des quantités importantes de verre (de point de fusion inférieur) dans des fours à flammes de très grandes dimensions avec apport de fondant (du type "borax") qui a une action agressive sur les réfractaires généralement utilisés. En outre, un traitement conséquent des fumées est indispensable. Ce procédé est très coûteux en investissement et en exploitation. Une autre technique, non industrialisée à ce jour, est décrite dans le brevet FR-2668726. Elle concerne un procédé de chauffage par induction directe dans un bain d'amiante fondu qui utilise un creuset froid et qui nécessite des apports de fondant. Le démarrage de l'installation se fait en préchauffant une charge de verre à l'aide d'un suscepteur en graphite que l'on retire lorsque le verre est fondu. L'amiante à fondre est placé sur le bain fondu de façon à former une couche épaisse qui arrête le rayonnement et l'utilise pour chauffer et fondre l'amiante qui descend lentement sous son propre poids au fur et à mesure de la fusion. Le générateur hautes fréquences n'est utilisé que pour maintenir le bain en fusion de manière à dégager suffisamment de chaleur pour faire fondrb I'amiante que l'on y déverse dessus. Les fréquences utilisées se situent entre 200 et 600 KHz autrement dit dans la gamme des chauffages hautes fréquences inductifs et non diélectriques. La technique en question semble difficile à mettre en oeuvre industriellement. L'invention vise à mettre au point un procédé apte à fondre par couplage direct, à partir d'un générateur hautes fréquences, de l'amiante placé dans un creuset et à réaliser un dispositif, pour sa mise en oeuvre, simple dans sa conception et dans son utilisation. Le procédé selon l'invention consiste à faire fondre les fibres de l'amiante placé directement dans un creuset par l'action d'un champ électromagnétique hautes fréquences qui agit directement sur lesdites fibres pour élever leur température jusqu'à leur fusion en opérant sur ces dernières un premier couplage, du type diélectrique, avec la composante électrique dudit champ électromagnétique en utilisant les pertes diélectriques des fibres à traiter et un deuxième couplage, du type inductif, avec la composante magnétique dudit champ en utilisant la modification de la conductivité des fibres à traiter au fur et à mesure de l'élévation de température sous l'effet du premier couplage. Les deux couplages peuvent être réalisés à partir d'un champ électromagnétique de fréquence supérieure à 1 MHz produit par un générateur d'impédance adaptable en cours de fonctionnement. Selon une variante de l'invention, le couplage diélectrique peut être réalisé à partir d'un premier champ électromagnétique de fréquence supérieure à l?fIz produit par un générateur d'impédance adaptable et le couplage inductif peut être réalisé à partir d'un deuxième champ électromagnétique de fréquence inférieure à 1 MHz produit par un générateur d'impédance adaptable. Pour diminuer l'énergie nécessaire à la fusion des fibres d'amiante, des ajouts de fondant,comme par exemple du carbonate de calcium, peuvent être réalisés. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est du genre comportant essentiellement une enceinte thermique, au moins un creuset et au moins une source d'énergie créant un champ électromagnétique hautes fréquences englobant le creuset. Le dispositif, selon l'invention, peut comporter - un moyen apte à alimenter le creuset en fibres d'amiante à fondre; - un moyen apte à évacuer l'amiante en fusion; - un moyen apte à traiter les composés volatils dégagés lors de la fusion des fibres d'amiante. Les caractéristiques et les avantages de l'invention vont apparaître plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'au moins un mode de réalisation préféré de l'invention donné à titre d'exemple non-limitatif. Le procédé de fusion des fibres de l'amiante selon l'invention consiste essentiellement à faire fondre les fibres de l'amiante placées directement dans un creuset par l'action d'un champ électromagnétique hautes fréquences qui agit directement sur lesdites fibres pour élever leur température jusqu'à leur fusion. Le chauffage hautes fréquences inductif agit sur les matériaux conducteurs par courants de Foucault dans un champ magnétique. La pénétration des courants induits est inversement proportionnelle à la fréquence utilisée. Elle se situe en général dans la plage 50 KHz - 800 KHz. Le chauffage hautes fréquences diélectrique agit sur les matériaux non conducteurs par pertes d'énergie (hystérésis diélectrique) qui se produisent dans les isolants imparfaits. La chaleur est uniforme dans toute la masse. La fréquence utilisée est en général supérieure à 1 MHz. Une première série d'essais a été réalisée à partir de générateurs fonctionnant dans une plage de 10 à 800 KHz. Aucune fusion directe de l'amiante placé dans un creuset (en alumine), entouré d'un solénoide, n'a pu être obtenue dans toute la plage des fréquences et des puissances disponibles des générateurs en question. Des générateurs fonctionnant dans des plages de fréquences comprises entre 1 et 300 MHz ont été mis au point pour pouvoir effectuer une deuxième série d'essais. Lesdits générateurs ont été conçus avec une impédance apte à s'adapter à la variation de la charge de manière à fonctionner toujours à la puissance nominale et à permettre le couplage diélectrique et le couplage inductif. Les essais ont été effectués avec des petits ajouts de fondants pour favoriser la fusion de l'amiante. La fusion de la masse d'amiante a été obtenue dans la plage 10-60 MHz avec des puissances variant de 3 à 40 KW. Une masse d'amiante de 0,1 litre en volume a été fondue en moins de 10 mn. Le volume d'amiante a été divisé environ par 10 au cours de l'opération de fusion. L'échantillon obtenu a été examiné au microscope électronique à balayage. La masse d'amiante a changé de structure et surtout de morphologie. La masse fibreuse a donc été transformée en composé inoffensif que l'on pourrait même recycler en ajustant sa composition avec des adjuvants. Le procédé selon l'invention consiste à soumettre les fibres d'amiante, placées directement dans au moins un creuset, à l'action d'au moins un champ électromagnétique hautes fréquences et à opérer, directement sur lesdites fibres, un premier couplage, du type diélectrique, avec la composante électrique dudit champ en utilisant les pertes diélectriques des fibres à traiter et un deuxième couplage, du type inductif, avec la composante magnétique dudit champ en utilisant la modification de la conductivité des fibres à traiter au fur et à mesure de l'élévation de leur température sous l'effet du premier couplage. Selon une première réalisation du procédé selon l'invention, le couplage diélectrique et le couplage inductif sont réalisés, sur une masse d'amiante située dans un même creuset, à partir d'un champ électromagnétique de fréquence supérieure à 1 MHz produit par un générateur d'impédance adaptable en cours de fonctionnement. Ainsi,l'élévation de température de l'amiante est initialisée par le couplage diélectrique, le couplage inductif agissant, de manière croissante, au fur et à mesure de la modifification de la conductivité de l'amiante sous l'effet de l'élévation de température. Pour avoir le meilleur couplage énergétique, l'impédance du générateur est adaptée à la modification de la structure physique de l'amiante, Le procédé selon l'invention utilise donc simultanément et progressivement, dans la même enceinte, les deux techniques de chauffage hautes fréquences et ce à partir d'une même source d'énergie. Selon une autre réalisation du procédé selon l'invention, pour une même masse située dans un même creuset, le couplage diélectrique est réalisé à partir d'un premier champ électromagnétique de fréquence supérieure à 1 KHz produit par un générateur d'impédance adaptable et le couplage inductif est réalisé à partir d'un deuxième champ électromagnétique de fréquence inférieure à 1 MHz produit par un générateur de puissance adaptable. Le procédé en question utilise donc simultanément et progressivement les deux techniques de chauffage hautes fréquences à partir de deux sources d'énergie associées à deux inducteurs. Selon une variante dudit procédé, le couplage diélectrique est réalisé en partie haute du creuset, plus particulièrement sur l'amiante venant d'être chargé, et le couplage inductif est réalisé en partie basse du creuset, plus particulièrement sur l'amiante en cours de fusion. Selon une autre variante dudit procédé, le couplage diélectrique est réalisé sur un premier creuset contenant l'amiante venant d'être chargé et le couplage inductif est réalisé sur un deuxième creuset, alimenté par le premier, contenant l'amiante en cours de fusion. Le creuset peut avoir n'importe quelle forme, en particulier il peut être tubulaire. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de fusion des fibres d'amiante selon l'invention, est du genre comportant essentiellement une enceinte thermique, au moins un creuset et au moins une source d'énergie créant un champ électromagnétique hautes fréquences. Le dispositif selon l'invention peut comporter également - un moyen apte à alimenter, en continu ou non, le creuset en amiante: - un moyen apte à évacuer l'amiante fondu; - un moyen apte à traiter les composés volatils dégagés lors de la fusion de l'amiante. Le creuset peut comporter - un orifice de trop-plein (fonctionnement continu); - un moyen permettant son basculement (fonctionnement discontinu); - un retrécissement entouré d'un solénoide,traversé par un courant hautes fréquences, apte à agir sur la consistance de l'amiante en fusion situé dans cette zone à la manière d'une vanne. Le creuset peut également comporter, en partie haute, un premier moyen inducteur apte à élever, par couplage diélectrique direct, la température des fibres venant d'être chargées, et, en partie basse, un deuxième moyen inducteur apte à élever, par couplage inductif direct, la température des fibres jusqu'à leur fusion. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits pour lesquels on pourra prévoir d'autres variantes essentiellement dans - la mise en oeuvre du procédé; - les divers moyens associés au dispositif; - les applications possibles; sans pour celà sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1- Procédé de fusion des fibres de l'amiante caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre lesdites fibres, placées directement dans au moins un creuset ,à l'action d'au moins un champ électromagnétique hautes fréquences et à opérer,directement sur lesdites fibres,un premier couplage,du type diélectrique, avec la composante électrique dudit champ électromagnétique en utilisant les pertes diélectriques des fibres à traiter et un deuxième couplage, du type inductif, avec la composante magnétique dudit champ électromagnétique en utilisant la modification de la conductivité des fibres à traiter au fur et à mesure de l'élévation de leur température sous l'effet du premier couplage. 2- Procédé, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couplage diélectrique et le couplage inductif sont réalisés,sur une masse d'amiante située dans un même creuset, à partir d'un champ électromagnétique de fréquence supérieure à 1 MHz produit par un générateur d'impédance adaptable en cours de fonctionnement. 3- Procédé, selon la revendication 1, caractérisé en ce que, sur une masse d'amiante située dans un même creuset, le couplage diélectrique est réalisé à partir d'un premier champ électromagnétique de fréquence supérieure à 1 MHz produit par un générateur d'impédance adaptable et le couplage inductif est réalisé à partir d'un deuxième champ électromagnétique de fréquence inférieure à 1 MHz produit par un générateur d'impédance adaptable. 4- Procédé, selon la revendication 3, caractérisé en ce que le couplage diélectrique est réalisé en partie haute du creuset, plus particulièrement sur l'amiante venant d'être chargé, et le couplage inductif est réalisé en partie basse du creuset, plus particulièrement sur l'amiante en cours de fusion. 5- Procédé, selon la revendication 3, caractérisé en ce que le couplage diélectrique est réalisé sur un premier creuset contenant l'amiante venant d'être chargé et le couplage inductif est réalisé sur un deuxième creuset, alimenté par le premier creuset, contenant l'amiante en cours de fusion. 6- Procédé, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à rajouter un fondant pour diminuer l'énergie nécessaire à la fusion de la masse d'amiante à traiter. 7- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé,selon la revendication 4, caractérisé en ce que le creuset comporte, en partie haute, un premier moyen inducteur apte à élever, par couplage diélectrique direct, la température des fibres venant d'être chargées, et, en partie basse, un deuxième moyen inducteur apte à élever, par couplage inductif direct, la température des fibres jusqu'$ leur fusion. 8- Dispositif, selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il coi porte un moyen apte à alimenter le creuset en amiante comportant des fibres à fondre. 9- Dispositif, selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen apte à évacuer l'amiante en fusion. 10- Dispositif, selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen apte à traiter les composés volatils dégagés lors de la fusion des fibres d'amiante.