Brevet FR2767819A1 — publié le 19990305

La présente invention concerne un dispositif permettant la réalisation de compost Le compostage constitue un des procédés de valorisation de substrats solides, ou de substrats solides mélangés à des effluents liquides. Ledit substrat peut comprendre de nombreuses matières fermentescibles. A titre d'exemple, on peut citer le fumier, la paille, les déchets verts, le bois, la sciure, les boues épaisses... Ledit effluent liquide peut comprendre de nombreux produits susceptibles de se dégrader par fermentation aérobie. A titre d'exemple, nous pouvons citer les lisiers, les boue liquides, les effluent industriels, les effluents viticoles... Le compostage vise essentiellement à sécher et à réduire les matières organiques pour réaliser un résidu riche afin de constituer de l'humus. De nombreux concepts de compostage existent. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif polyvalent. La présente invention peut fonctionner dans toutes les situations : en silo couloir ou en plate-forme et quelles que soient les matières à traiter - Boues, fumier, déchets verts, ordures ménagères ou autres substrats - Substrats mélangés à un effluent. Les dimensions du silo et plate-forme sont fonction des volumes de matière à traiter et de la durée de compostage. Cette durée varie selon le produit (substrat seul ou avec effluent) et selon la maturation du compost souhaité. Ladite invention peut travailler selon deux modes de fonctionnements: - En dynamique: Entrée de la matière première d'une extrémité et sortie en continu du compost à maturation à l'autre extrémité. Le substrat est chargé à l'entrée, L'effluent peut être arrosé sur le substrat à différents endroits du silo ou de la plate-forme. La durée de maturation du compost est alors pratiquement fixe, elle est fonction du nombre de passages de la machine. Le tas se déplace d'une distance fixe à chaque passage de la machine (par exemple 1,5 mètre). - En tout vide- tout plein Le silo ou la plate-forme est chargé entièrement du substrat. L'effluent peut être pulvérisé sur le substrat par ladite invention lors de ses différents déplacements. La matière (8) est remuée avec ladite invention, alternativement dans un sens, puis dans l'autre au passage suivant, afin d'éviter le déplacement du tas. Ce procédé offre l'avantage de pouvoir maîtriser la maturation du compost et de vider les silos lorsque le produit est fini à souhait. La maturation d'un compost varie en fonction du climat et des matières traitées. La longueur du silo reste de dimension raisonnable, plus facile à implanter que des installations toutes en longueur pouvant aller jusqu'à plus de cent mètres. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention sont détaillés dans la description suivante. Des croquis annexés sont appelés en référence. Fig. 1: Schéma de principe de ladite invention, vue de coté Fig. 2 : Schéma de principe de ladite invention, vue en bout, en silo couloir (1), avec un dispositif d'arrosage (50) et de pompage (51) fixés au chariot (20). Fig. 3 : Schéma de principe de ladite invention, vue en bout, travaillant sur une plate-forme (7) et ayant un dispositif d'amené de l'effluent par un dévidoir (52). Fig. 4 : Schéma de principe de ladite invention montrant le déplacement du chariot (20) et le dispositif de mélange (30) relevé. Fig. 5 : Schéma de principe de ladite invention montrant le dispositif de démêlage (40) du substrat (9) Fig. 6 : Schéma de détail des racleurs (31) Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif de compostage est constitué principalement de trois sous-ensembles - Un dispositif de déplacement appelé chariot (20) supportant l'ensemble des dispositifs. Ce chariot repose sur quatre galets ou roues (21) qui dans l'hypothèse d'un silo couloir rouleront sur deux rails (4) fixés au sommet des murets (2) ,et dans l'hypothèse d'une plate-forme rouleront directement sur le sol (7) ou à nouveau sur des rails. - Un dispositif de mélange et d'aération du compost appelé convoyeur (30). - Un dispositif de préparation et de démêlage de substrat appelé rotor (40). - Un dispositif d'arrosage d'effluent sur le substrat ou compost (50). - Un dispositif pour faciliter la pénétration de ladite invention dans le tas et de formation d'andins en sortie appelé rotors verticaux (60). Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de déplacement appelé chariot est constitué d'un cadre métallique horizontal (22), reposant sur quatre galets ou roues (21). Ces galets roulent dans les deux sens de déplacement de ladite invention, longitudinalement au-dessus du silo (1) ou de la plate-forme (7). Selon une autre caractéristique de l'invention, deux ou plusieurs galets (21) seront motorisés pour le déplacement du chariot. Cette motorisation peut être faite par moteur électrique, thermique ou hydraulique avec transmission par chaîne, courroies, ou par transmission à cardan. La vitesse de déplacement dudit chariot sera variable, automatiquement ou manuellement, en fonction des dimensions de la machine et des produits traités. Selon une autre caractéristique de l'invention, le déplacement dudit chariot sera automatisé de sorte que ladite invention ne nécessite aucune surveillance et sera entièrement autonome. Des capteurs de détection (100) positionnés à chaque extrémité du silo détecteront la présence dudit chariot (20) en fin de travail. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de compostage comporte un dispositif de mélange appelé convoyeur (30). Ledit convoyeur est incliné et forme un angle aigu (Z) avec le chariot (20) dans le sens de son déplacement en travail (suivant la flèche F1 et F1' de la fig.1). L'angle aigu (Z) peut varier suivant les produits traités et les dimensions de ladite invention. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit convoyeur toume dans un ou deux sens de rotation. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit convoyeur est constitué d'un cadre métallique recouvert sur ses deux grandes surfaces par des tôles de frottement (23). Deux tôles sont nécessaires parce que le convoyeur pivote de la position A pour un travail suivant le déplacement F1 à la position B pour un travail suivant le déplacement F1'. Les racleurs (31) prennent appui sur ces tôles pour pénétrer dans la matière (8). Deux arbres de rotation parallèles sont situés à l'extérieur dudit cadre. L'arbre situé au dessus du chariot (20) est l'arbre moteur (32), l'autre situé à l'intérieur du silo est l'arbre de renvoi (33). Une multitude de chaînes (34), sur lesquelles sont fixés des racleurs (31), tournent autour dudit convoyeur. Le nombre de chaînes et de racleurs tournant autour dudit convoyeur est fonction de la largeur du silo et des produits traités. Selon une autre caractéristique de l'invention, la motorisation dudit convoyeur sera effectuée par un moteur électrique, thermique ou hydraulique avec réducteur de vitesse et transmission de mouvement par chaînes, courroies ou transmission à cardan. La vitesse de rotation de ce convoyeur peut être variable, automatiquement ou manuellement, pour s'adapter à la vitesse de déplacement du chariot (20), et au compost. Selon une autre caractéristique de l'invention, les racleurs (31), fixés sur les chaînes (34), tournent avec les chaînes autour dudit convoyeur (30). La fonction de ces racleurs est de pénétrer dans le tas de matière (8) et de remonter jusqu'au sommet du convoyeur cette matière afin quelle tombe en bout de convoyeur, derrière ladite invention. Le tas de compost (8) se trouve ainsi mélangé et aéré, ce qui est important pour une fermentation en aérobie. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits racleurs (31) sont de formes très différentes selon les matières traitées. Ils peuvent avoir une forme en godet, être une simple barre fixée sur les chaînes, ou avoir une forme plus complexe. Par exemple pour les boues, les racleurs ont une forme en H (voir fig .6). L'arrête E, formant une dent, favorise une bonne pénétration du convoyeur et des racleurs dans le tas de compost (8). Selon les matières traitées, (boues seules par exemple ou substrat compacté), la pénétration du convoyeur dans le tas est plus ou moins difficile. L'arrête I racle à chaque passage la tôle (23) recouvrant le châssis du convoyeur évitant ainsi que des boues très collantes ne s'accumulent sur celle-ci. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit convoyeur (30) est pivotant au point (X), de la position A à la position B. L'intérêt est de permettre audit convoyeur de fonctionner dans les deux sens de déplacement du chariot (20) (suivant les flèches F1 et F1'). Selon une autre caractéristique de l'invention, le système de pivotement dudit convoyeur (30) est constitué d'un mécanisme d'élévation (80) et d'un mécanisme de pivotement. L'élévation dudit convoyeur est nécessaire pour le déplacer de la position A à la position B et pour le déplacement arrière (suivant la flèche F1') de ladite invention pour un fonctionnement selon le mode en dynamique. Dans ce cas, le brassage du produit se fait dans le déplacement avant (suivant le flèche F1), et le retour de ladite invention se fait à vide, le convoyeur (30) est alors au-dessus du tas de compost (voir fig.4). Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit mécanisme d'élévation est constitué d'un vérin pneumatique, hydraulique, ou d'un mécanisme entraîné par un moteur, tirant ledit convoyeur vers le haut (direction de la flèche F3 sur la fig.l). Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit système de pivotement est réalisé par les deux treuils à câble (81), ou autre système par vérin hydraulique ou pneumatique fixé sur le chariot (20) d'une extrémité, et de l'autre au convoyeur (30). Ce pivotement peut aussi être réalisé par un système bielle-manivelle entraîné par un moteur électrique ou hydraulique. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit système d'élévation et ledit système de pivotement sont automatisés et ne nécessitent aucune intervention humaine. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de démêlage permet la préparation des substrats tels que des ballots de paille (9) ou tous produits nécessitant une mise en oeuvre avant son intégration dans la phase de compostage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de démêlage (40) est constitué d'au moins un rotor dont le nombre, le diamètre et la longueur peuvent être variables selon des contraintes dues à la grandeur des installations et aux performances souhaitées. Selon une autre caractéristique de l'invention, le rotor (41) est constitué d'au moins un tambour portant des couteaux articulés (42), ou fixes sur le tambour, dont le nombre et les dimensions peuvent être variables. Selon une autre caractéristique de l'invention, le rotor (41) a une vitesse variable selon la nécessité du fait de la variété des substrats. Selon une autre caractéristique de l'invention, le rotor (41) a un dispositif automatique de détection de bourrage, avec signalement du défaut, une inversion du sens de rotation dudit rotor est automatique ou manuelle. Selon une autre caractéristique de l'invention, le rotor (41) a la possibilité de tourner dans un ou deux sens de rotation. Selon une autre caractéristique de l'invention, le rotor (41) peut être motorisé de différentes manières - par moteur hydraulique fixé en extrémité du rotor - par moteur hydraulique et une transmission par chaîne ou courroie - par moteur électrique et une transmission par chaîne ou courroie - par moteur thermique et une transmission - par moteur entraînant un réducteur ou un boîtier renvoi d'angle et éventuellement une transmission à cardan. Selon une autre caractéristique de l'invention, le rotor (41) est supporté par deux bras maintenus parallèles (42) et dont la longueur est variable selon les contraintes du dispositif. Selon une autre caractéristique de l'invention, le rotor (41) est mû par un mouvement oscillant, ou est fixe. Une articulation est fixée au châssis (22) et un mécanisme par vérin pneumatique, hydraulique ou électrique entraîne les deux bras parallèles dans un mouvement alternatif vertical. Cette oscillation permet au dispositif de travailler sur toute la hauteur du silo ou du tas de compost ou encore sur toute la hauteur du ballot de substrat à démêler. La commande du mouvement altematif est automatique ou manuelle. Selon une autre caractéristique de l'invention, un dispositif d'arrosage (50) peut être fixé sur ladite invention, pour arroser d'effluent le substrat ou compost simultanément au brassage et à l'aération de celui-ci. Ledit dispositif d'arrosage est constitué d'une ou plusieurs buses de pulvérisation. L'effluent peut être pompé dans une fosse (3) parallèle au silo, dans ce cas la pompe (51) serait fixée sur ladite invention. Sinon, l'effluent peut être distribué à partir d'un réseau de tuyauteries ou directement d'un véhicule citerne (voir fig. 2 et 3). Selon une autre caractéristique de l'invention, un dispositif de rotors verticaux (60) peut être installé devant et derrière le convoyeur de mélange. La fonction des deux rotors situés devant le convoyeur de mélange (30) est de faciliter l'avance et la pénétration de ladite invention dans le tas de compost. La fonction des deux rotors situés derrière le convoyeur de mélange est de former un andin avec le substrat ou compost après mélange. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit rotor vertical (60) est constitué d'au moins un tambour sur lequel sont implantées des dents fixes ou articulées (63). Deux ou quatre, ou plus, de ces rotors verticaux sont installés sur ladite invention. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits rotors verticaux (60) sont constitués d'au moins un tambour dont le diamètre et la longueur peuvent être variables selon les contraintes dues à la dimension des installations et aux performances souhaitées. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits rotors verticaux (60) tournent à une vitesse variable, dans un ou deux sens de rotation. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits rotors verticaux (60) sont entraînés en rotation par un moteur électrique, thermique ou hydraulique directement ou par une transmission à chaîne, courroies ou transmission à cardan. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'axe desdits rotors verticaux (60) est fixe ou flottant. En effet, un angle d'attaque desdits rotors peut être nécessaire pour une bonne pénétration dans le tas (8). Selon une autre caractéristique de l'invention, une mesure de débit de l'effluent arrosé est faite automatiquement afin de pouvoir connaître la quantité d'effluent utilisée. Il est, de plus, possible de faire varier le débit d'effluent arrosé en fonction de la vitesse de déplacement de ladite invention, et de la maturation du compost. Cette variation peut être manuelle ou automatique. Selon une autre caractéristique de l'invention, dans le mode de fonctionnement en dynamique, l'arrosage peut se faire sur la totalité de la longueur du déplacement de ladite invention, ou seulement sur une partie du déplacement correspondant à un stade de maturation du compost. Ce fonctionnement partiel du dispositif d'arrosage peut être géré automatique ou manuellement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le fonctionnement de ladite invention est automatique ou manuel. Les déplacements des différents organes sont contrôlés par des détecteurs de position. Un automatisme est conçue pour recevoir les informations des détecteurs de position, des appareils de mesure de débit, de vitesse, de température, d'humidité, et des différents paramètres importants pour la réalisation d'un bon compost. Cet automatisme commande toutes les fonctions de ladite invention : fonctionnement du chariot (20), fonctionnement du convoyeur de mélange (30), fonctionnement du dispositif de démêlage (40), fonctionnement du dispositif d'arrosage (50), fonctionnement des moyens de signalisation et de sécurité, et fonctionnement de l'environnement de l'installation : chauffage, ventilation... REVENDICATIONS 1. Dispositif de compostage de produits solides seuls, ou d'un effluent (5) sur un substrat solide, qui comporte une zone de fermentation du compost en silo couloir (1), ou une plate-forme (7). Caractérisée par le fait que ladite invention permet de réaliser un compostage selon deux procédés : en dynamique, ou en tout vide tout plein . 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite invention permet le brassage et l'aération du mélange substrat/effluent, l'arrosage de l'effluent, et le démêlage du substrat lorsqu'il est compacté. Ladite invention est mobile, elle se déplace sur toute la longueur du silo ou de la plate-forme. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ladite invention est mobile et qu'elle se déplace longitudinalement, dans deux sens opposés, sur des rails ou directement sur une plate-forme. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que ladite invention comporte un chariot mobile (20), sur lequel sont fixés un dispositif de mélange (30), un dispositif de démêlage (40), et un dispositif d'arrosage (50). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ledit chariot (20) se déplace dans les deux sens opposés, à vitesse variable, longitudinalement au dessus du silo couloir ou sur la plate-forme et que le convoyeur de mélange (30) et le dispositif d'arrosage (50) peuvent fonctionner dans un sens et dans les deux sens de déplacement dudit chariot (20). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ledit convoyeur (30) est pivotant pour qu'il travaille dans les deux sens de déplacement de ladite invention et qu'il puisse s'effacer pour un retour à vide de ladite invention, dans le cas de compostage suivant le procédé dynamique par exemple. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que ledit convoyeur (30) tourne, à vitesse fixe ou variable, dans un ou deux sens de rotation. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que ladite invention a un dispositif de démêlage et de préparation du substrat (9). Ledit dispositif de démêlage est constitué d'au moins un tambour équipé de plusieurs couteaux fixes ou articulés. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que ledit dispositif de démêlage (40) tourne, à vitesse fixe ou variable, dans un ou deux sens de rotation. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que ledit dispositif de démêlage (40) est fixe ou mû par un mouvement vertical oscillant permettant au rotor (41) de travailler sur toute la hauteur du ballot à démêler, ou sur toute la hauteur du silo. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que ladite invention comporte un dispositif d'arrosage, pour la pulvérisation d'un effluent sur le substrat ou sur le compost en cours de maturation. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que la fonction d'arrosage (50) est faite simultanément, ou pas, au mélange et à l'aération du substrat, ou du compost en phase de maturation. La pulvérisation du liquide se fait lors du déplacement du chariot (20) par au moins une buse (53). 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que ladite invention est équipée, ou pas, d'un moyen de pompage (51) d'un effluent dans une fosse proche du silo ou de la plate-forme et que ce moyen de pompage est capable de pulvériser l'effluent par ladite buse (53). 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que ledit arrosage d'effluent est quantifié. Un dispositif de mesure de la quantité de liquide pulvérisée est installé sur ladite invention. Un arrosage à débit variable est possible. 15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que ladite invention comporte un ou plusieurs rotor verticaux. Ledit rotor vertical est constitué d'au moins un tambour sur lesquels sont fixées plusieurs dents. Ledit rotor vertical tourne à vitesse variable dans un ou deux sens de rotation. L'axe vertical peut être flottant. 16. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que le fonctionnement de ladite invention est automatique ou manuel. Un automatisme est conçue pour recevoir les informations des différents détecteurs position, mesure de débit, de vitesse, de température, d'humidité, et des différents paramètres importants pour la réalisation d'un bon compost et commande toutes les fonctions de ladite invention : fonctionnement du chariot (20), fonctionnement du convoyeur de mélange (30), fonctionnement du dispositif de démêlage (40), fonctionnement du dispositif d'arrosage (50), fonctionnement des moyens de signalisation et de sécurité, et fonctionnement de l'environnement du dispositif: chauffage, ventilation...