Brevet FR2764526A1 — publié le 19981218

INSTALLATION MOBILE POLYVALENTE DE TRAITEMENT SUR SITE DE DECHETS D'ORIGINE MENAGERE La présente invention se rapporte au traitement de déchets d'origine ménagère et plus particulièrement de triage/criblage à des fins de recyclage des matériaux récupérables et de réduction/élimination des stockages traditionnels en l'état des ordures ménagères. On connaît les problèmes de plus en plus cruciaux de l'élimination des déchets d'origine ménagère, notamment aux plans de lthygiène, de la sécurité et de l'environnement. Les législations tant nationales qu'internationales sur le stockage et le traitement de tels déchets dont les tonnages s'accroissent d'année en année, sont de plus en plus contraignantes. Une partie des ordures ménagères est toujours stockée, telle quelle, dans des sites plus ou moins contrôlés. Une autre partie est éliminée dans des unités d'incinération. L'incinération permet, par une décomposition thermo-chimique, une importante réduction des volumes. Cependant, aussi performants que soient les fours, il reste entre 25 et 30 % de résidus solides en poids (soit 10 % en volume). Ces résidus se décomposent en gros entre, d'une part, des cendres volantes piégées dans les fumées, et, d'autre part, et pour la plus grande partie, des mâchefers. II y a encore peu de temps, ces mâchefers étaient pour l'essentiel simplement acheminés et stockés dans des centres d'enfouissement technique, ce qui implique des coûts à la tonne relativement élevés. Aussi, récemment, des filières de valorisation de ces mâchefers se sont développées, mais l'organisation de ces filières est difficile, car il faut créer des centres spécialisés dans la préparation des produits, en faisant la liaison entre les exploitants d'unités d'incinération, les groupes spécialisés dans le traitement des déchets, les entrepreneurs de travaux publics et les utilisateurs potentiels. Par mâchefer, on désigne le principal résidu solide résultant de la combustion des ordures ménagères recueilli à la base du four généralement après une extinction humide. Sa teneur en eau est élevée à la sortie de l'usine. II se présente alors sous la forme d'un matériau noirâtre, odorant et colmatant, avec une densité allant de 1,4 à 1,8. Ses caractéristiques de portance après compactage sont relativement élevées, comparables à celles d'une grave concassée, avec absence de particules argileuses lui conférant une faible sensibilité à l'eau. Ces qualités en font un matériau recherché malgré la nécessité d'une élaboration appropriée et contrôlée pour sa réutilisation. Préalablement à toute utilisation, le mâchefer brut doit obligatoirement subir un traitement de criblage et de déferrage permettant d'éliminer les éléments indésirables. Cette opération est éventuellement suivie d'une phase de maturation au cours de laquelle les réactions chimiques vont se développer et stabiliser progressivement le produit. Pour ce qui concerne les ordures ménagères non incinérées et stockées en l'état, il se pose les mêmes problèmes de traitement par triage/criblage afin, d'une part, de valoriser les matériaux récupérables et, d'autre part, d'éliminer les matières non récupérables, soit en les incinérant, soit en les stockant dans des sites aménagés à cet effet et contrôlés, conformément à la législation. II existe donc un besoin de plus en plus pressant d'installations aptes à de tels traitements dans des conditions acceptables économiquement, et susceptibles d'intervention sur les sites mêmes de stockage ou d'élaboration des matières à traiter, de manière efficace, rapide, fiable et adaptable à la nature desdites matières. La présente invention a précisément pour but de proposer une telle installation susceptible de répondre aux divers besoins actuellement existants. A cet effet, I'invention a pour objet une installation mobile de traitement sur site de déchets d'origine ménagère, notamment de mâchefers, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un ensemble comprenant au moins deux unités au gabarit routier, déplaçables de manière autonome, tractée ou portée, dont une comprend, disposés sur un même châssis porteur, une trémie d'alimentation à barreaudage de coupure constitué de barreaux inclinés flottants, un trommel relié à la trémie d'alimentation par un système de convoyage et monté incliné, I'inclinaison et la vitesse de rotation du cylindre du trommel étant réglables, ledit trommel comportant en dessous un convoyeur d'évacuation et sur ses flancs des toiles tendues élastiquement de canalisation des passants en direction dudit convoyeur, et au moins un ensemble de déferrage, L'autre unité comprenant un système de récupération des non-pondéreux constitué d'une soufflerie et d'une cage de récupération des éléments légers, ladite seconde unité étant susceptible d'être, en position de fonctionnement de l'installation, accouplée à l'extrémité aval de la première unité par l'intermédiaire d'un convoyeur de reprise. La première unité peut avantageusement comprendre, en outre, un second ensemble de déferrage, I'un étant destiné au traitement des passants et l'autre au traitement des refus. Les ensembles de déferrage sont par exemple constitués d'un séparateur à bande à aimant permanent monté sur portique et disposé au dessus d'un convoyeur escamotable, L'ensemble séparateur-convoyeur étant embarquable sur l'unité porteuse. Le convoyeur de l'ensemble de déferrage en aval du trommel constitue avantageusement le convoyeur de reprise entre le trommel et ledit système de récupération des éléments légers de la seconde unité. Une telle installation est particulièrement adaptée au traitement des mâchefers. Elle peut également être utilisée pour le traitement des ordures ménagères et plus précisément des anciennes décharges d'ordures ménagères ou sauvages, moyennant bien entendu l'adaptation des caractéristiques en particulier de la trémie d'alimentation et du trommel aux matières à traiter et l'adjonction d'une troisième unité de tri manuel comprenant un convoyeur et un ou plusieurs postes de tri manuel, ledit convoyeur étant, en position de fonctionnement de l'installation, disposé en tant que convoyeur de reprise associé au système de récupération des nonpondéreux de la seconde unité. D'autres caractéristiques et avantages de l'installation selon l'invention ressortiront de la description qui va suivre de modes de réalisation, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels - Figure 1 est une vue de dessus schématisée d'une installation de traitement de mâchefers selon l'invention, en position de fonctionnement - Figure 2 est une vue en élévation latérale schématique de l'unité de l'installation comprenant la trémie d'alimentation et le trommel - Figure 3 est une vue en bout de la trémie d'alimentation - Figure 4 est une en perspective du trommel - Figure 5 est une vue partielle de détail du montage des rouleaux décolmateurs du trommel - Figure 6 est une vue en perspective de l'extrémité amont du trommel - Figure 7 est un schéma illustrant les circulations des passants et des refus dans le trommel - Figure 8 est une vue en coupe schématique du trommel - Figure 9 est un schéma illustrant un séparateur à bande - Figure 10A est une vue schématique de côté d'un système de récupération à soufflerie de la seconde unité - figure 10B illustre une variante de réalisation - Figure 11 est une vue de dessus schématisée d'une installation selon l'invention destinée au traitement de décharges d'ordures ménagères, et - Figure 12 est une vue schématique en élévation latérale d'une troisième unité de tri manuel. L'installation représentée schématiquement sur la figure 1 est destinée au traitement des mâchefers et est représentée en ordre de marche. Elle comprend une trémie d'alimentation 1 reliée par un convoyeur à tapis 2 à un trommel 3 en aval duquel est disposé un convoyeur de reprise 4 acheminant les refus à un système 5 de récupération des non-pondéreux. Les refus sont ensuite évacués par un convoyeur de reprise latéral 6 sur une aire de stockage 7. En 8a, 8b sont schématisés un système de deux convoyeurs en série prélevant les passants en amont du trommel 3, les acheminant à un poste de déferrage 9, puis à une aire de stockage 10. En 11 est schématisé un second poste de déferrage agencé sur le convoyeur 4 d'évacuation des refus du trommel 3. L'ensemble des moyens 1 à 4, 8a, 9 et 11 est regroupé pour former une unité mobile A illustrée en figure 2. A cet effet, sur un châssis 12 sont montés ou installés, dans l'ordre de l'enchaînement des opérations, la trémie d'alimentation 1, le tapis 2 d'acheminement des passants de la trémie à l'extrémité amont du trommel 3 et enfin, à l'extrémité aval du trommel 3, le convoyeur 4 de reprise des refus. Le châssis 12 représenté sur la figure 2 est un châssis de semiremorque, muni de roues 13 à une extrémité, des béquilles escamotables 14 disposées en plusieurs endroits permettant d'asseoir au sol sur le lieu de traitement, l'unité A de manière stable. Sur la figure 2, on a symbolisé l'ensemble de déferrage 11, disposé transversalement au convoyeur 4 et dont les éléments, lors du déplacement de l'unité A, sont démontés et installés sur le châssis 12, d'une manière non représentée sur la figure. II en est de même de l'ensemble de déferrage 9 et du convoyeur 8a, non représentés sur la figure 2 et qui, pour le déplacement de l'unité A, sont également installés sur le châssis 12. Les ensembles de déferrage sont installés sur le châssis de façon la plus compacte possible en conservant le gabarit routier permettant un déplacement sur route de l'unité A. En variante, les ensembles de déferrage 9,11 peuvent être disposés transversalement au convoyeur 2 pour un déferrage avant criblage. Les moyens constituant le système 5 de récupération des nonpondéreux sont regroupés sur une seconde unité B représentée plus en détail sur les figures 10A et 10B. Les convoyeurs 6 et 8b sont constitués par des moyens indépendants des unités A et B, par exemple des moyens se trouvant sur le site de traitement des mâchefers. La trémie 1 est une trémie à barreaudage de coupure (figure 3) comprenant un corps à parois latérales 16, un tapis convoyeur horizontal 17 en partie inférieure et, en partie supérieure et au dessus du convoyeur 17, un jeu de barreaux 18 disposés à la manière d'un peigne incliné en direction d'un container 19 de réception des refus. Les barreaux 18 sont montés flottants en ce sens qu'ils sont articulés à leur extrémité supérieure autour d'un axe 20 parallèle au sens de déplacement du tapis 17, c'est à dire à l'axe du châssis 12 de l'unité A. Les barreaux 18 reposent par gravité dans un même plan incliné, leur extrémité basse étant libre comme illustré par la figure 3. L'ensemble des barreaux est monté sur un cadre 21 relevable par des vérins 22 pour l'évacuation des refus vers le container 19, cette position de relevage n'étant pas illustrée sur la figure. Le tapis 2 est incliné, son extrémité basse amont reprenant les passants de la trémie A acheminés par le tapis 17. Le trommel 3, comme illustré par les figures 4 à 8, comprend un cylindre ou cage 23 d'axe incliné réglable et entraîné en rotation à une vitesse également réglable. Le cylindre 23 comprend, dans le mode de réalisation représenté, quatre jeux annulaires 24a à 24d de grilles de criblage, amovibles. Les maillages des diverses grilles sont adaptés à l'hétérogénéité des matériaux à traiter. Par exemple, les grilles sélectionnent les passants de granulométrie 040 mm formant les fines stockées sur l'aire 10. En dessous du cylindre 23 est disposé un tapis de convoyage 25 chargé de remonter les passants depuis l'extrémité basse aval jusqu'à l'extrémité haute amont (figure 7) où ils sont repris par le convoyeur 8a pour être acheminés vers ladite aire 10, après déferrage en 9. Sur les flancs du cylindre 23, sensiblement en regard de la demi-partie inférieure, sont disposées deux rangées de toiles 26 tendues élastiquement en sorte de renvoyer les passants en direction du convoyeur 25. Le cylindre 23 est muni d'une série de quatre rouleaux en ligne 27, destinés à décolmater les grilles 24a à 24d. Les rouleaux 27, par exemple des brosses dont les éléments radiaux sont en Nylon ou caoutchouc, sont plaqués élastiquement contre la paroi externe du cylindre 23 à l'aide d'un dispositif illustré en figure 5. A cet effet, les rouleaux 27 sont montés libres en rotation sur un cadre 28 articulé en 29 sur le bâti porte-cylindre, le cadre 28 étant pressé en direction du cylindre par des dispositifs à ressort 30. Sur les figures 4 et 6, on a représenté le convoyeur 4 à l'extrémité aval du trommel, le convoyeur étant en position repliée et relevée sur la figure 4 et en position déployée de travail sur la figure 6. En 31 sont représentés des becquets latéraux escamotables de dégagement des refus. Les séparateurs à bande 9 et il sont par exemple des appareils du type dénommé "overband" et constitué (figure 9) d'une plaque magnétique 32 entourée d'une courroie 33 d'évacuation. L'ensemble est suspendu transversalement au dessus du brin supérieur du convoyeur concerné (8a, 4), à l'aide d'un portique démontable symbolisé en 34. Les métaux ferreux 35 sont ainsi évacués en direction d'un container ou benne de récupération 36. L'unité B de récupération des éléments non pondéreux comporte (figure 10A) une soufflerie 37 disposée sous le convoyeur 4 à son extrémité aval. Lorsque les matières déversées par le convoyeur 4 sur le convoyeur de reprise 6 défilent devant la bouche de la soufflerie 37, les éléments nonpondéreux 38 sont soufflés en direction d'une cage de récupération 39 sous laquelle est placée une benne de récupération 40. Les deux éléments 37 et 39 sont portés par une structure mobile similaire à l'unité A et constituant l'unité B, le convoyeur 6, comme rappelé plus haut, étant indépendant des unités A et B, de même que le convoyeur 8b et que les diverses bennes ou containers 19, 36, 40. En variante, le convoyeur 4 peut être dissocié de l'unité A et associé à l'unité B, comme illustré par la figure lOB qui représente un ensemble monobloc mécano-soudé sur lequel sont regroupés un convoyeur principal 4, un auget de réception R pour récupérer les matériaux à l'carrière du trommel, un dispositif de déferrage 11, un ensemble de soufflerie 37 et une armoire électrique E pour l'asservissement de l'ensemble des éléments. On va maintenant décrire plus en détail le fonctionnement de l'installation schématisée en figure 1, après mise en place et raccordement des diverses parties. On va tout d'abord rappeler que le mâchefer se compose de matières très différentes car la combustion n'affecte pas identiquement tous les déchets. On y retrouve en proportions variables : de la ferraille, des métaux non-ferreux, du verre, des matières minérales (pierre, briques, béton ...), des cendres résultant de matières ayant bien brûlé et, en faible quantité, des matières imbrûlées (papiers, chiffons,...). Le mâchefer étant éteint par voie humide, c'est un produit particulièrement colmatant, à teneur en eau élevée (w > 1 8%). II est versé dans la trémie 1, par un chargeur par exemple, les barreaux 18 étant espacés pour une coupure à 125 mm par exemple. Le montage incliné et flottant des barreaux 18 a pour conséquence les faibles dépôts de matière sur les barreaux et un rejet hors trémie facile des refus lors du relevage de l'ensemble des barreaux par les vérins 22. Pour réduire encore les éventuels dépôts de matière sur les barreaux 18, ceux-ci peuvent être rendus cylindriques et soumis à des vibrations par un dispositif à balourd par exemple embarqué sur l'unité A. II est très facile de modifier en fonction de la nature du mâchefer à traiter l'écartement des barreaux 18, ou même de retirer complètement le barreaudage si la qualité du mâchefer le permet. Par ailleurs, d'une manière générale, pour éviter l'encrassement de l'installation, les divers convoyeurs seront constitués de tapis ou bandes dont le brin retour passera sur des racleurs de bandes appropriés, tenant compte par exemple de l'abrasivité du produit traité. Le trommel 3 est particulièrement adapté au criblage de scories chargées en matériaux hétérogènes. En effet, le mouvement de retournement dans le cylindre 23 provoque non seulement la chute gravitationnelle du produit et son éclatement sur les grilles 24a à 24d, mais aussi l'entrechoquement entre les différents éléments pondéreux. Les paramètres de réglage du criblage sont l'inclinaison du cylindre 23, la vitesse de rotation, le choix et le remplacement éventuel des grilles 24a à 24d. Les actions combinées mises en jeu dans le trommel 3 permettent d'une manière efficace, par rapport à un crible classique à grille, de limiter le "goujonnage" (fixation de bouts de fer dans les mailles de la grille), de provoquer l'éclatement des amalgames de mâchefer et de "nettoyer" les ferrailles (boîtes de conserves, etc...) Le criblât obtenu, par exemple à la maille de 40 mm, est évacué par le tapis de reprise latéral 8a et soumis à un déferrage en 9. Le mâchefer dans sa fraction fine est stocké en andains sur l'aire 10 où il pourra être repris pour utilisation directe ou laissé en maturation quelques mois à des fins de stabilisation. Le décolmatage des grilles du cylindre 23 est assuré en permanence par les rouleaux 27 dont les éléments radiaux pénètrent dans le cylindre au cours de sa rotation. Les parois 26 sont des sortes de bâches tendues comme une peau de tambour et sont en un matériau relativement rigide et résistant mais procurant un effet de retour élastique. Les parois 26 sont par exemple des toiles an caoutchouc. Les refus du trommel 3 constitués de minéraux, de ferrailles et d'imbrûlés sont repris par le convoyeur 4, déferrés en 11, puis acheminés au poste (5) de récupération des éléments légers imbrûlés (papiers, chiffons, plastiques, etc...). Les refus (par exemple 40/200) ainsi débarrassés sont enfin acheminés sur l'aire de stockage 7. Ces refus subiront par la suite un concassage puis un repassage dans l'installation. Les fers récupérés aux postes 9, 1 1 sont réutilisés et envoyés en fonderie. Quant aux papiers, plastiques, chiffons etc... récupérés au poste 5, ils sont envoyés soit à l'incinération, soit à la décharge. Le cylindre du trommel 3 peut éventuellement être capoté ou bâché ou même équipé d'un système d'abattage des poussières par brumisation. L'énergie nécessaire à l'installation est fournie soit par un groupe diesel hydraulique embarqué ou un groupe électrogène à partir duquel on obtient les énergies électrique et hydraulique nécessaires à la commande et au contrôle des divers dispositifs de l'installation, soit par le réseau électrique existant, soit par ces deux types de source. La figure 11 illustre une installation conforme à l'invention plus spécifiquement adaptée au traitement sur site d'anciennes décharges d'ordures ménagères. A cet effet, I'installation comporte la même chaîne de moyens de triage/criblage que celle de la figure 1, à savoir une trémie d'alimentation 1', un convoyeur 2', un trommel 3', un système convoyeur 8' de reprise des passants du trommel avec un poste de déferrage 9', un convoyeur 4' de reprise des refus du trommel avec un poste de déferrage 11', L'ensemble étant regroupé pour constituer une unité A' mobile similaire à l'unité A, et à I'aval du convoyeur 4', un dispositif 5' de récupération des non-pondéreux constituant une unité B' mobile similaire à l'unité B. L'installation est simplement complétée par une troisième unité mobile C constituée (figure 12) d'un tapis de convoyage 6' se substituant au convoyeur 6 de la figure 1 et acheminant les refus à un ou plusieurs postes de tri manuel 41. L'ensemble 6'-41 est installé sur une structure porteuse parallélépipédique 42 constituant ladite unité C et qui est facilement transportable sur une plate-forme de semi-remorque par exemple. Des containers ou bacs 43 indépendants complètent l'unité C en fonctionnement pour recevoir les matériaux triés et les résiduels. Les caractéristiques et paramètres des divers dispositifs de cette installation sont bien entendu adaptés à la nature des déchets à traiter, notamment les caractéristiques du barreaudage de la trémie d'alimentation 1', du trommel 3' et des ensembles de déferrage 9', 11'. L'installation selon l'invention est ainsi polyvalente par son caractère modulable et adaptable à la nature des matériaux à traiter. Elle est aisément transportable et facile à monter sur le site à traiter, L'ensemble étant très compacte et pouvant se mettre en place sur un site réduit ne nécessitant pas d'aménagements substantiels. Elle fonctionne avec un personnel réduit à un mécanicien d'entretien, un chauffeur pour l'alimentation de la trémie et éventuellement un ou plusieurs trieurs (unité C). Dès que le site est traité, I'installation peut être déménagée rapidement vers un autre site. Enfin, I'invention n'est évidemment pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne la structure des divers dispositifs constituant la chaîne de traitement, dans la mesure où les mêmes fonctionnalités sont mises en oeuvre. REVENDICATIONS 1. Installation mobile de traitement sur site de déchets d'origine ménagère, notamment de mâchefers, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un ensemble comprenant au moins deux unités (A, B) au gabarit routier, déplaçables de manière autonome, tractée ou portée, dont une (A) comprend, disposés sur un même châssis porteur (12) , une trémie d'alimentation (1) à barreaudage de coupure constituée de barreaux inclinés flottants (18), un trommel (3) relié à la trémie d'alimentation par un système de convoyage (2) et monté incliné, I'inclinaison et la vitesse de rotation du cylindre du trommel étant réglables, ledit trommel (3) comportant en dessous un convoyeur d'évacuation (25) et sur ses flancs des toiles tendues élastiquement (26) de canalisation des passants en direction dudit convoyeur (25), et au moins un ensemble de déferrage (9, 11), L'autre unité (B) comprenant un système (5) de récupération des non-pondéreux constitué d'une soufflerie (37) et d'une cage (39) de récupération des éléments légers, ladite seconde unité (B) étant susceptible d'être, en position de fonctionnement de l'installation, accouplée à l'extrémité aval de la première unité (A) par l'intermédiaire d'un convoyeur de reprise (4). 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ledit convoyeur de reprise (4) est associé soit à l'unité (A) soit à l'unité (B). 3. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ladite première unité (A) comporte un second ensemble de déferrage, I'un (9) étant destiné au traitement des passants du trommel (3) et l'autre (11) au traitement des refus. 4. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un ou plusieurs ensembles de déferrage disposés transversalement audit système de convoyage (2) pour effectuer un déferrage avant criblage. 5. Installation suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les ensembles de déferrage (9, 11) sont constitués d'un séparateur à bande à aimant permanent monté sur portique (3, 4) et disposé au dessus d'un convoyeur escamotable (4, 8a), L'ensemble séparateur-convoyeur étant embarquable sur l'unité porteuse (A). 6. Installation suivant les revendications 1 et 3, caractérisée en ce que le convoyeur de l'ensemble de déferrage en aval du trommel (3) constitue le convoyeur de reprise (4) entre le trommel et ledit système (5) de récupération des éléments légers de la seconde unité (B). 7. Installation suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le trommel (3) est muni de rouleaux (27) de décolmatage pressés élastiquement contre les grilles de criblage du cylindre (23). 8. Installation suivant l'une des revendications 1 à 7, plus particulièrement destinée au traitement des décharges d'ordures ménagères, caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, une troisième unité (C) de tri manuel comprenant un convoyeur (6') et un ou plusieurs postes (41) de tri manuel, ledit convoyeur étant, en position de fonctionnement de l'installation, disposé en tant que convoyeur de reprise associé au système (5) de récupération des non-pondéreux de la seconde unité (B).