Brevet FR2793992A1 — publié le 20001201

BROYEUR ADAPTABLE POUR MATIERES VEGETALES, TELLES QUE BRANCHAGES, FEUELLAGES, COUPES D'IHERBE, ET PROCEDE DE PREPARATION DUN COMPOST. L'invention est relative à un broyeur pour matières végétales, du type comprenant un stator dans lequel est monté un rotor muni de marteaux, une trémie étant prévue pour l'introduction des matières dans le stator, tandis qu'une sortie est prévue pour il évacuation des matières broyées. Le broyage de branchages, feuillages ou coupes d'herbe de toute nature permet de les transformer en une masse globalement homogène. En vue de réaliser un compost, cette masse est mise en tas et arrosée de temps à autre si les intempéries sont insuffisantes. Ce traitement de fermentation est généralement maintenu pendant trois à quatre mois puis la masse est reprise dans le broyeur et remise en tas pendant un temps de l'ordre d'un mois, toujours avec arrosage si nécessité pour favoriser la fermentation. La masse obtenue en fin de traitement est mélangée à de la terre pour former des compléments de sol, notamment des amendements pour espaces verts. On connaît des machines de broyage de grande capacité, fonctionnant de manière autonome avec au moins un tapis roulant d'alimentation et au moins un tapis roulant pour la sortie du matériau broyé. Un entraînement autonome de l'ensemble est assuré par une source motrice prévue sur la machine. Compte tenu du débit d'une telle machine, aut accumuler de grandes quantités de matières ' traiter, ce qui i il f a 1 suppose une collecte des matériaux et, par conséquent, limite les points d'intervention et retarde le traitement de matériaux végétaux constituant des déchets. En outre, une telle machine est relativement coûteuse et difficilement accessible pour de petites collectivités. L'invention a pour but, surtout, de proposer un broyeur présentant une grande souplesse d'utilisation pour traiter, pratiquement sur place, les matériaux déchets peu de temps après leur formation ou leur ramassage, sans que l'exploitation d'un tel broyeur soit trop onéreuse, même pour des quantités relativement réduites. Selon l'invention, un broyeur du type défini précédemment est caractérisé par le fait qu'il est d'une taille suffisamment réduite pour être adaptable sur un engin équipé d'une source motrice, qu'il est dépourvu d'un entraînement autonome, et qu'il comporte des moyens de connexion pour assurer l'entremement du rotor à partir de la source motrice de l'engin. Avantageusement, le broyeur est agencé pour être adaptable sur le bras d'une pelle mécanique. De préférence, la longueur et la largeur du broyeur sont inférieures à 2 mètres, tandis que sa hauteur est inférieure à 1,80 mètre. Dans le cas où le broyeur serait destiné à être monté sur un engin équipé d'une centrale hydraulique, le broyeur comporte un moteur hydraulique pour l'entraînement du rotor, et les moyens de connexion sont prévus pour relier le moteur hydraulique à la centrale hydraulique de l'engin. De préférence, le rotor a un axe de rotation horizontal l'alimentation du broyeur en matériau de base peut s'effectuer par une simple trémie prévue en partie haute du stator, et la sortie du matériau broyé s'effectue par une ouverture laissant tomber le matériau à terre. La vitesse de rotation du rotor du broyeur est relativement élevée, en particulier de l'ordre de 2000 tours par minute. Le rotor peut être constitué d'une pluralité de disques parallèles coaxiaux, chaque disque portant à sa périphérie des marteaux coupants par leur bordure, les marteaux d'un disque étant décalés angulairement par rapport à ceux du disque adjacent. Les marteaux sont montés librement rotatifs autour d'axes portés par les disques. Une tôle galbée est disposée au-dessous du rotor et correspond au passage du matériau depuis la trémie jusqu'à la sortie. Une tôle sensiblement horizontale est prévue au-dessus de la sortie et se raccorde à un retour en équerre ; en raison de la vitesse de rotation du rotor, le matériau, y compris les morceaux de bois, est projeté contre cette tôle dans la zone où elle se raccorde au retour en équerre, et cette projection contre l'une ou l'autre des branches de l'équerre crée un éclatement du bois. L'orifice de sortie est constitué -par la bordure du retour en équerre qui sert à l'accrochage de chaînes pendant verticalement pour éviter les projections. La liaison entre le broyeur adaptable et un bras de pelle S'effectue de préférence par l'intermédiaire de moyens d'accrochage permettant de faire passer le broyeur d'une position normale de travail pour laquelle le rotor a son axe horizontal, à au moins une position extrême pour laquelle le broyeur a son axe de rotor vertical. Avantageusement, deux positions extrêmes de pivotement sont permises par les moyens d'accrochage, positions dans lesquelles le broyeur a son axe de rotor vertical, tandis qu'au milieu de la course de déplacement du broyeur, le rotor a son axe horizontal. Les moyens d'accrochage entre le broyeur adaptable et le bras de pelle peuvent comprendre un gousset à deux flasques, prévu sur le broyeur ; l'extrémité du bras de pelle vient se loger entre les deux flasques et est raccordée par un axe traversant les flasques et l'extrémité du bras. Une biellette constituée de deux branches parallèles est articulée sur le bras, les extrémités des branches de la biellette éloignées de l'articulation sur le bras étant reliées par un axe sur lequel est articulé, d'une part, un vérin du bras de pelle et, d'autre part, l'extrémité d'un tirant dont l'autre extrémité est articulée sur les flasques du gousset. L'ensemble forme un système articulé qui permet, par le vérin du bras, de faire pivoter le broyeur par exemple de 90', dans un sens ou dans l'autre. A chacune des extrémités de la course du vérin le broyeur a son axe de rotor vertical et, au milieu de la course du vérin, le rotor a son axe horizontal. L'invention est également relative à un procédé pour obtenir un compost de bonne qualité. Comme déjà indiqué un compost peut être obtenu par fermentation de déchets végétaux. Le broyage du matériau de départ vise à la réalisation d'une fermentation. Selon l'invention, pour réaliser un compost de qualité, on assure un broyage de matières végétales qui viennent d'être coupées, et les conditions de broyage sont telles que, au moins pour la partie bois, le matériau est suffisamment éclaté pour que les bactéries puissent se nourrir de la sève du bois et attaquer le c#ur même du bois. Par matières végétales qui viennent d'être coupées, ou relativement fraîches, on désigne des matières coupées depuis moins d'un mois et de préférence depuis moins de quinze jours. Selon le procédé de l'invention, la férinentation est favorisée par le matériau de départ relativement frais. Si avant broyage le matériau avait été laissé plusieurs mois, voire un an ou plus, en stockage à l'air libre, il serait devenu sensiblement sec et la fermentation n'aurait pu se faire aussi efficacement, de sorte que le produit final obtenu n'aurait pas présenté une qualité élevée comme amendement des sols. Le type de compost obtenu avec le procédé selon l'invention est particulièrement intéressant pour la culture biologique ; à partir d'un matériau végétal frais, le compost obtenu est suffisant pour se dispenser d'engrais synthétique. De préférence, le procédé est mis en #uvre avec un broyeur adaptable tel que défini précédemment, permettant de traiter économiquement, même en quantité réduite, les déchets végétaux à l'endroit où ils ont été produits, peu de temps après leur production alors qu'ils sont encore frais. L'invention consiste, mis à part les dispositions exposées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit en détail avec référence aux dessins ci-annexés, mais qui n'est nullement limitatif La figure 1, de ces dessins, est une vue en perspective d'un broyeur selon l'invention adapté au bras d'une pelle mécanique, en cours de chargement par un autre engin. La figure 2 est une vue en perspective à plus grande échelle du broyeur de Fig. 1. La figure 3 est une coupe schématique du broyeur suivant un plan perpendiculaire à l'axe du rotor. La figure 4 est une vue en perspective du rotor. La figure 5 est une vue à plus grande échelle d'un marteau suivant la flèche V sur Fig.4. La figure 6, enfin, est une vue à plus grande échelle d'un marteau suivant la flèche VI sur Fig.4. En se reportant aux dessins, notamment aux figures 1 à 3, on peut voir un broyeur 1, pour matières végétales, adaptable sur le bras 2 d'un engin 3 du type pelle mécanique hydraulique. Le broyeur 1 comprend un stator 4 (voir Fig. 3) formé par une sorte de caisson partiellement cylindrique, d'axe horizontal en position normale de fonctionnement. Un rotor 5 est monté rotatif dans le stator 4 autour d'un axe 6 horizontal transversal, porté à chacune de ses extrémités par des paliers prévus dans les parois latérales du stator. Le broyeur 1 est de petite taille, en particulier d'une longueur L inférieure à 2 m (dimension suivant une direction horizontale orthogonale à l'axe du rotor), d'une largeur B inférieure à 2 m (dimension suivant une direction horizontale parallèle à l'axe du rotor), et d'une hauteur H inférieure à 1) 80 m. Une trémie 7 est prévue pour l'introduction dans le stator de la matière à broyer, comme indiqué par la flèche F sur Fig. 3. En position normale de travail, l'ouverture d'entrée de la trémie 7 est située en partie haute du broyeur 1. La trémie 7 peut être chargée par le godet 8 d'une autre pelle mécanique 9 (voir Fig. 1), ou par tout moyen de chargement. La liaison entre le broyeur 1 et le bras 2 s'effectue par l'intermédiaire d'un gousset 10 fixé sur la paroi supérieure du broyeur 1, en avant de la trémie 7. Le gousset 10 se compose de deux flasques 10a, 10b parallèles écartés l'un de l'autre, fixés, par exemple par soudage, à la paroi supérieure du broyeur 1. La hauteur des flasques 10a, 10b est plus grande du côté tourné vers l'engin 3, pour diminuer suivant un contour concave jusqu'à l'extrémité du flasque éloignée de l'engin 3. Les flasques 10a, 10b sont traversés par des trous en partie haute de chacune de leurs extrémités, ces trous servant de paliers à des axes respectifs 11, 12. L'extrémité du bras 2 de pelle vient se loger entre les deux flasques 10a, 1 Ob et est articulée sur ces flasques par l'axe Il le plus proche de l'engin 3. L'axe 11 traverse un palier prévu dans le bras 2. Le bras 2 est en outre relié à l'autre axe 12 par un système articulé comprenant une biellette 13 et un élément de liaison ou tirant 14. La biellette 13 comprend deux branches parallèles 13a, 13b situées de part et d'autre du bras 2 et articulées, à une de leurs extrémités, en 13c sur ce bras, en amère de l'axe 11. A leur autre extrémité éloignée du bras 2, les branches l3a, 13b sont reliées par un axe 15 sur lequel est articulée une extrémité du tirant 14. A son autre extrémité, le tirant 14 est articulé sur l'axe 12. Le tirant 14 peut être constitué par un profilé en I dont le plan de l'âme est parallèle aux axes 11, 12 et qui comporte une échancrure centrale 16 à son extrémité articulée sur l'axe 15. La bielle 13 et le tirant 14 forment un angle au-dessus du bras 2, le sommet de cet angle correspondant à l'axe 15. Le bras 2 de pelle est équipée d'un vérin 17 dont le cylindre est articulé sur un axe 18 (Fig. 1) prévu vers l'extrémité du bras 2 éloignée de celle équipée du broyeur. La tige du vérin 17 est munie à son extrémité voisine du broyeur 1 d'une tête 19 articulée sur l'axe 15 et reçue dans l'échancrure 16. Le système articulé ainsi réalisé constitue un quadrilatère déformable dont les sommets correspondent aux axes 11, 12, 15 et aux articulations prévues en 13c. La position normale de travail du broyeur 1 avec l'axe du rotor horizontal correspond à une sortie moyenne de la tige du vérin 17. En commandant le retrait de la tige du vérin 17, on peut faire pivoter le broyeur 1 autour de l'axe 11 de manière à placer verticalement l'axe 6 du rotor, l'orifice d'entrée de la trémie 7 étant alors vertical tourné vers l'engin 3, tandis que l'orifice de sortie du broyeur est dans un plan vertical tourné à l'opposé de l'engin 3. En commandant la sortie de la tige du vérin 17 à partir de la position de Fig. 2, on peut faire pivoter le broyeur 1 autour de l'axe 11 dans le sens opposé, de sorte que l'axe 6 du rotor soit vertical avec l'entrée de la trémie 7 à l'opposé de l'engin 3 et la sortie du broyeur tourné vers l'engin 3. Le rotor 5, comme visible sur Fig. 4, est constitué d'une pluralité de disques 20 parallèles coaxiaux, juxtaposés. Chaque disque 20 comporte, à sa périphérie, des marteaux ou fléaux 21 coupants par leurs bordures 22, qui s'étendent parallèlement à l'axe géométrique de rotation du rotor 5. Chaque marteau 21 comporte un manchon 23 engagé dans un logement de la périphérie du disque 20 et traversé par un axe 24 porté par le disque 20. Le marteau 21 est retenu par cet axe 24 tout en pouvant osciller librement autour de cet axe. Les marteaux 21 d'un disque sont répartis à la périphérie du disque suivant un pas angulaire approprié. Les marteaux d'un disque sont décalés angulairement d'un demi-pas par rapport aux marteaux du disque adjacent, La disposition des marteaux sur l'ensemble du rotor est équilibrée statiquement et dynamiquement. Le broyeur 1 ne comporte pas de source d'énergie propre à assurer de manière autonome l'entrâmement du rotor 5. Cet entraînement est assuré par un moteur hydraulique 25 prévu dans le broyeur 1 pour être branché, par des moyens de connexion C, comprenant par exemple des flexibles, sur la centrale hydraulique (non représentée) de l'engin 3. Le moteur 25, selon Fig. 4, est disposé avec son arbre de sortie parallèle à l'arbre 6 du rotor. Un arbre de transmission 26 avec cardan est prévu entre la sortie du moteur 25 et une première poulie 27. Une autre poulie 28, de diamètre inférieur à celui de la poulie 27, est montée en bout d'arbre 6 du rotor. Une courroie 29 assure la transmission du mouvement de rotation de la poulie 27 à la poulie 28. L'ensemble est prévu pour entraîner en rotation le rotor 5 à grande vitesse, de l'ordre de 2000 tours/mn. Comme visible sur Fig. 3, au-dessous du rotor 5 le stator 4 comporte une tôle galbée 30 convexe vers l'extérieur, qui correspond au passage des matériaux depuis la trémie 7 jusqu'à la sortie. Le rotor 5, selon la représentation de Fig. 3, tourne dans le sens contraire d'horloge comme indiqué par la flèche R. Une tôle 31 sensiblement horizontale prolonge le broyeur vers l'avant et recouvre un orifice de sortie 32. La tôle 31 se raccorde à un retour 33 en équerre, formant bordure de l'ouverture de sortie 32. En raison de la vitesse de rotation du rotor 5 et de l'action des marteaux 21> les matériaux broyés sont projetés contre la tôle 31 et le retour en équerre 33. La projection des matériaux contre la tôle 31 ou le retour 33 crée un éclatement des particules de bois. La tôle galbée 30 au-dessous du rotor a une épaisseur de l'ordre de 15 mm ; les tôles correspondant à la sortie : tôle horizontale 31 et retour en équerre 32 ont une épaisseur plus faible, de l'ordre de 10 mm. Des chaînes 34 sont accrochées en partie basse du retour 33 et pendent verticalement en entourant l'orifice de sortie 32. Les chaînes 34 évitent les projections de matériau broyé. La sortie du matériau broyé se fait directement à terre, les chaînes 34 frottant contre le sol. En cas de coincement des matériaux dans la trémie 7, pour dégager la matière il suffit de man#uvrer le vérin 17 du bras 2 pour faire pivoter le broyeur 1 autour de l'axe 11 de façon que l'entrée de la trémie 7 au lieu d'être horizontale devienne verticale et facilement accessible. Pour réaliser un compost permettant de faire de la culture biologique à partir de matières végétales broyées, on procède comme suit. Le broyeur 1, facilement transportable, est amené sur un chantier, par exemple un chantier d'élagage, où des débris de matières végétales sont produits. Le broyeur 1 est monté sur le bras 2 d'une pelle mécanique 3 généralement présente sur le chantier. Le moteur hydraulique 25 du broyeur 1 est relié à la centrale hydraulique de l'engin 3 de manière que le rotor 5 puisse être entraîné en rotation. Les matières végétales, fraîchement coupées, sont introduites dans la trémie 7 et sont transformées, par broyage, en une masse globalement homogène qui est mise en tas, en particulier sous forme d'andains, par déplacement de l'engin 3 et du broyeur 1 qui rejette la masse broyée à terre. Les matières végétales soumises au broyage étant relativement ftaîches, les bactéries peuvent se nourrir de la sève du bois et attaquer le c#ur même du bois pendant le traitement de fermentation. Après un temps de fermentation de trois à quatre mois, avec arrosage éventuel de temps à autre, la masse est reprise dans le broyeur 1 et remise en tas pendant un temps plus court, par exemple de l'ordre d'un mois avant d'être mélangée à de la terre pour former un compost de haute qualité permettant notamment de la culture biologique. Le broyeur selon l'invention nécessite un investissement nettement plus faible (de l'ordre de 10 fois plus faible) que celui des grosses machines autonomes connues à ce jour. Ce broyeur peut être aisément déplacé d'un point à un autre pour traiter économiquement sur place, même en faible quantité, un matériau frais conduisant à un compost de qualité. On évite le transport et le stockage avant broyage des matières végétales. Ce broyeur peut convenir à des collectivités de petite taille. IRIEVENDICATIONS 1. Broyeur pour matières végétales, comprenant un stator (4) dans lequel est monté un rotor (5) muni de marteaux (2 1), une trémie (7) étant prévue pour l'introduction des matières dans le stator, tandis qu'une sortie (32) est prévue pour l'évacuation des matières broyées, caractérisé par le fait qu'il est d'une taille suffisamment réduite pour être adaptable sur un engin (3) équipé d'une source motrice, qu'il est dépourvu d'un entraînement autonome, et qu'il comporte des moyens de connexion (C) pour assurer l'entraînement du rotor (5) à partir de la source motrice de l'engin. 2. Broyeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est agencé pour être adaptable sur le bras (2) d'une pelle mécanique (3). 3. Broyeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la longueur (L) et la largeur (B) du broyeur sont inférieures à 2 mètres, tandis que sa hauteur (H) est inférieure à 1,80 mètre. 4. Broyeur selon l'une des revendications 1 à 3, destiné à être monté sur un engin équipé d'une centrale hydraulique, caractérisé par le fait qu'il comporte un moteur hydraulique (25) pour l'entraînement du rotor (5), et que les moyens de connexion (C) sont prévus pour relier le moteur hydraulique à la centrale hydraulique de l'engin. 5. Broyeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'axe de rotation du rotor (5) est horizontal, que l'alimentation du broyeur en matériau de base s'effectue par une simple trémie (7) prévue en partie haute du stator (4), et que la sortie du matériau broyé s'effectue par une ouverture (32) laissant tomber le matériau à terre. 6. Broyeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la vitesse de rotation du rotor (5) est de l'ordre de 2000 tours par minute. 7. Broyeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le rotor (5) est constitué d'une pluralité de disques (20) parallèles coaxiaux, chaque disque (20) portant à sa périphérie des marteaux (2 1) coupants par leur bordure, les marteaux (21) d'un disque étant décalés angulairement par rapport à ceux (21) du disque adjacent. 8. Broyeur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les marteaux (21) sont montés librement rotatifs autour d'axes (24) portés par les disques (20). 9. Broyeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'une tôle galbée (30) est disposée au-dessous du rotor (5) et correspond au passage du matériau depuis la trémie (7) jusqu'à la sortie, et une tôle (3 1) sensiblement horizontale est prévue au- dessus de la sortie (32) et se raccorde à un retour en équerre (33). 10. Broyeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est lié à un bras (2) de pelle par des moyens d'accrochage (10, 11, 12, 13, 14, 15, 17) permettant de faire passer le broyeur d'une position normale de travail pour laquelle le rotor (5) a son axe horizontal, à au moins une position extrême pour laquelle le broyeur a son axe de rotor vertical. 11. Broyeur selon la revendication 10, caractérisé par le fait que deux positions extrêmes de pivotement sont permises par les moyens d'accrochage, positions dans lesquelles le broyeur (1) a son axe (6) de rotor vertical, tandis qu'au milieu de la course de déplacement du broyeur, le rotor (5) a son axe (6) horizontal. 12. Broyeur selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé par le fait que les moyens d'accrochage entre le broyeur adaptable (1) et le bras (2) de pelle comprennent un gousset (10) à deux flasques (10a, 1 Ob), prévu sur le broyeur; que l'extrémité du bras (2) de pelle vient se loger entre les deux flasques (10a,10b) et est raccordée par un axe (l 1) traversant les flasques et l'extrémité du bras ; qu'une biellette (13) constituée de deux branches parallèles (13a,13b) est articulée sur le bras (2) au voisinage de son extrémité, les extrémités des branches de la biellette éloignées de l'articulation sur le bras étant reliées par un axe (15) sur lequel est articulé, d'une part, un vérin (l 7) du bras de pelle et, d'autre part, l'extrémité d'un tirant (14) dont l'autre extrémité (12) est articulée sur les flasques (10a,1 Ob) du gousset. 13. Procédé pour réaliser un compost de bonne qualité, caractérisé par le fait que l'on assure, dans un broyeur selon l'une des revendications 1 à 12, un broyage de matières végétales qui viennent d'être coupées, et que les conditions de broyage sont telles que, au moins pour la partie bois, le matériau est suffisamment éclaté pour que les bactéries puissent se nourrir de la sève du bois et attaquer le c#ur même du bois.