Brevet FR2813218A1 — publié le 20020301

PROCEDE DE TRAITEMENT DE POLLUTIONS ATMOSPHERIQUES, NOTAMMENT OLFACTIVES ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE La présente invention se rapporte à un procédé de traitement de pollutions atmosphériques, notamment de pollutions olfactives par dilution et dispersion. Elle se rapporte également à un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé sous forme d'une hélice disposée à l'extrémité d'un mât. Sur la figure 1, on a représenté un casier 10 ouvert d'un centre d'enfouissement de déchets, notamment d'ordures ménagères, en cours d'utilisation, comprenant une source 12 d'odeurs nauséabondes ainsi que les courbes d'iso-concentrations d'odeurs. Comme on peut le constater, les odeurs issues de molécules odorantes présentes dans l'air se répandent au niveau du sol et leur concentration reste relativement élevée, de l'ordre de 1,5 mg/m3, à des centaines de mètres de la source. Ceci constitue une réelle gêne pour les riverains de tels centres, sachant que le seuil de perception de telles odeurs est nettement inférieur à 1 mg/m3. Pour le traitement de ces odeurs on a recourt en général à des dispositifs de pulvérisation qui permettent de nébuliser sur les déchets des produits masquants. L'action est très locale et les particules des produits masquants tombent au sol rapidement laissant ressortir à nouveau les odeurs initiales. Par ailleurs, ce procédé de traitement des odeurs n'est pas satisfaisant sur le plan de son efficacité et de son impact sur l'environnement. En effet, ce procédé ne permet de traiter que la couche superficielle du casier. Or, en général après le traitement, la couche en surface est recouverte par une nouvelle couche de déchets à partir de laquelle émanent des odeurs nauséabondes non traitées, rendant éphémère l'efficacité du traitement. D'autre part, la pulvérisation de produits induit des ruissellements au travers des couches de déchets qu'il est nécessaire de capter et de traiter si on ne veut pas risquer de polluer le sous-sol et notamment les nappes phréatiques. Or, les dispositifs pour assurer le captage et le traitement de ces ruissellements sont relativement coûteux et difficiles à mettre en oeuvre si les quantités sont importantes. Or, pour atteindre un seuil d'efficacité suffisant, il faudrait recourir à de telles quantités. Selon l'art antérieur, il existe des dispositifs plus ou moins réalistes permettant le traitement de pollutions atmosphériques, décrits notamment dans les demandes de brevet W099/54572 et US 3.489.072. Ces dispositifs utilisent le phénomène de dispersion pour traiter la pollution atmosphérique en utilisant de grandes cheminées qui rejettent en altitude les fumées ou analogue. Or, les dispositifs décrits sont en général très coûteux, difficiles à mettre ceuvre et relativement peu efficaces en raison de la quantité d'air traitée et de leur action très localisée. Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un nouveau procédé de traitement des pollutions atmosphériques et notamment des pollutions olfactives, efficace, simple à mettre en oeuvre, relativement peu coûteux comparé aux solutions existantes et qui assure un traitement efficace d'une grande quantité d'air sur une superficie relativement importante. A cet effet, l'invention propose un procédé de traitement de pollutions atmosphériques, notamment de pollutions olfactives, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un ventilateur comprenant une hélice disposée à l'extrémité d'un mât, susceptible de générer une cheminée fictive afin de traiter l'air pollué par dilution, c'est-à-dire en le brassant avec un grand volume d'air moins ou non pollué, et par dispersion, c'est-à-dire en le rejetant en altitude. Selon une autre caractéristique, les vitesses d'éjection et le débit du ventilateur sont ajustés pour atteindre une altitude de dispersion adaptée variant par exemple de 20 à 100 m et un coefficient de dilution au moins égal à 10 et pouvant atteindre 106. De préférence le ventilateur doit avoir un débit au niveau de l'hélice variant de 200 à 600 m3 /s et une vitesse d'éjection variant de 10 à 30 m/s. L'invention propose également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précédemment défini, caractérisé en ce qu'il comprend un mât à l'extrémité duquel est rapportée une tête d'hélice sur laquelle est montée en rotation une hélice, ainsi que des moyens d'entraînement en rotation de l'hélice. Selon une caractéristique de l'invention, la tête d'hélice autorise au moins deux degrés de liberté, et comprend à cet effet une première partie montée à rotation par rapport au mât autour de l'axe longitudinal dudit mât, une seconde partie montée à rotation par rapport à la première partie autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal et l'axe de rotation de l'hélice et un porte-pale monté à rotation par rapport à la seconde partie autour de l'axe de rotation de l'hélice. Selon un mode de réalisation, des moyens pour la mise en rotation de la première partie par rapport au mât sont prévus, et comportent une couronne crantée solidaire du mât et un pignon solidaire d'une platine reliée à la première partie de la tête, le pignon entraînant en rotation la première partie en engrenant sur la couronne. De même, des moyens pour la mise en rotation de la seconde partie par rapport à la première partie sont prévus et comportent une lunette solidaire de la seconde partie de la tête, prolongée par des arbres, diamétralement opposés, montés à rotation dans des paliers solidaires de la première partie de la tête, la rotation autour de l'axe étant obtenue grâce à un actionneur reliant la lunette à la première partie. Avantageusement, la tête d'hélice comprend un troisième degré de liberté, une rotation autour de l'axe longitudinal des pales, assurant le réglage de l'orientation desdites pales. Selon une autre caractéristique de l'invention, le mât est monté sur un châssis mobile et constitué de plusieurs tronçons de manière à pouvoir se plier, pour faciliter le déplacement de l'ensemble. Selon un mode de réalisation, le mât comprend un premier tronçon solidaire du châssis, un deuxième tronçon articulé par rapport au premier tronçon autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal du châssis grâce à un actionneur ainsi qu'un troisième tronçon, à l'extrémité libre duquel est fixée la tête d'hélice, et articulé par rapport au deuxième tronçon autour d'un axe sensiblement parallèle à l'axe longitudinal grâce éventuellement à un actionneur. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre du procédé et du dispositif de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est un schéma montrant les iso-concentrations d'odeurs émanant d'un casier ouvert d'un centre d'enfouissement de déchets sans traitement desdites odeurs, - la figure 2 est un schéma montrant les iso-concentrations d'odeurs émanant d'un casier ouvert d'un centre d'enfouissement de déchets traitées selon le procédé de l'invention, - la figure 3 est une vue schématique illustrant l'aspiration générée par l'hélice sous cette dernière, - la figure 4 est une vue schématique illustrant le phénomène d'entraînement présent au-dessus de l'hélice, - la figure 5 est un schéma montrant les vitesses et le débit du flux au- dessus, de l'hélice à différentes altitudes, - la figure 6 est une vue en élévation latérale du dispositif de l'invention, - la figure 7 est une vue de dessus du dispositif en position déployée, - la figure 8 est une vue en élévation latérale du dispositif en position repliée, et - la figure 9 est une vue de détail montrant la tête de l'hélice. Pour illustrer et décrire le procédé de l'invention, on a choisi de l'appliquer au traitement des odeurs nauséabondes provenant d'un centre d'enfouissement de déchets. Il est évident que ce procédé peut s'appliquer à d'autres types de pollutions atmosphériques, notamment la pollution urbaine, et même être utilisé pour dissiper le brouillard. Comme nous l'avons vu ci-dessus, on a représenté sur la figure 1 un casier ouvert 10 d'un centre d'enfouissement de déchets, notamment d'ordures ménagères, en cours d'utilisation, comprenant une source 12 d'odeurs nauséabondes ainsi que les courbes d'iso-concentrations d'odeurs, référencées 14, 15, 16, 17, 18 et correspondant respectivement à 500 mg/m3, 20 mg/m3, 10 mg/m3, 2 mg/m3 et 1,5 mg/m3. Comme on peut le constater, les odeurs issues de molécules odorantes présentes dans l'air se répandent au niveau du sol et leur concentration reste relativement élevée, de l'ordre de 1,5 mg/m3, à des centaines de mètres de la source. Ceci constitue une réelle gêne pour les riverains de tels centres, schématiquement représentés en 20, sachant que le seuil de perception de telles odeurs est de 1 mg/m3 de façon générale mais varie considérablement en fonction du type de molécule. Selon le procédé de l'invention, l'air pollué est traité par dilution, c'est- à-dire en le brassant avec un grand volume d'air moins ou non pollué, et par dispersion, c'est-à-dire en le rejetant en altitude. Sur la figure 2, on a représenté schématiquement un casier ouvert 10 avec une source 12 d'odeurs nauséabondes ainsi que les courbes d'iso- concentrations d'odeurs, référencées 22, 23, 24, 25, 26 et correspondant respectivement à 0,1 mg/m3, 0,09 mg/m3, 0,08 mg/m3, 0,07 mg/m3 et 0,06 mg/m3. Ainsi, on s'aperçoit que les odeurs issues de molécules odorantes présentes dans l'air ne se répandent plus au niveau du sol mais qu'elles sont rejetées à une altitude de l'ordre de 100 à 200 m, et que leur concentration en altitude est fortement réduite grâce au phénomène de dilution. On peut noter également que les riverains 20 ne sont plus incommodés par cette pollution olfactive. Pour brasser et disperser l'air, on utilise un dispositif 28 appelé "ventilateur" comprenant une hélice 30 disposée à l'extrémité d'un mât 32. Comparé aux procédés et dispositifs existants, le procédé de l'invention permet de traiter un plus grand volume d'air pollué. A titre d'exemple, le procédé de l'invention permet de traiter efficacement les odeurs émanant d'un casier ayant une superficie de 0,5 à 1 ha. Ces résultats probants sont obtenus grâce au ventilateur qui permet la formation d'un cheminée fictive 34, visible sur les figures 3 et 4, susceptible de rejeter l'air à une altitude de l'ordre de 100 à 200 m, avec une augmentation du débit d'air traité conséquent au dessus de l'hélice grâce à un phénomène d'entraînement. La vitesse d'éjection et le débit du ventilateur sont ajustés pour obtenir de préférence, une altitude de dispersion d'au moins 100 m et un coefficient de dilution au moins égal à 10. Sur les figures 3 et 4, on a représenté de façon dissociée les différents effets générés par le ventilateur de l'invention. Il est évident qu'en réalité ces deux effets d'aspiration au-dessous de l'hélice 30 et d'entraînement au-dessus de l'hélice peuvent être combinés. Ces deux phases sont suivies d'une phase de dispersion qui ne peut être représentée à l'échelle du dessin car elle concerne un volume très important. Sur la figure 3, on a montré l'effet d'aspiration produit au-dessous de l'hélice 30 ainsi que la cheminée fictive 34 générée au-dessus de l'hélice. Cet effet d'aspiration permet de brasser un grand volume d'air de l'ordre de 2.000.000 m3/h et de réduire fortement la concentration des molécules odorantes par dilution, lesdites concentrations étant divisées au moins par 10. Sur la figure 4, on a montré l'effet d'entraînement produit au-dessus de l'hélice 30 ainsi que la cheminée fictive 34. Cet effet d'entraînement généré par les courants tourbillonnants présents aux limites de la cheminée 34 permet d'augmenter fortement le volume d'air traité. Comme il est visible sur la figure 4, cet effet d'entraînement permet de traiter une surface importante grâce aux courants d'air qui se produisent en marge du dispositif. Ceci permet de traiter un plus grand volume d'air et de diluer encore plus les molécules odorantes. Sur la figure 5, on a représenté, sur un diagramme les vitesses et le débit dans la cheminée fictive 34 à différentes altitudes AO au niveau de l'hélice, A1 10 m, A2 50 m et A3 100 m au dessus de l'hélice. Les valeurs fournies dans le tableau ci-dessous sont données à titre d'exemple pour une hélice de 5,4 m de diamètre, disposée à 10 m du sol, tournant à 600tr/min. Vitesse maxi Altitude (m) Débit (m3/s) (m/s) AO 0 500 30 A1 10 1 500 25 A2 50 2500 10 A3 100 3000 5 Comme on peut le noter, le débit est multiplié par 5 à 100 m au-dessus de l'hélice, ce qui se traduit par une augmentation du volume d'air traité et une plus grande dilution. Pour assurer un fonctionnement efficace, le ventilateur doit avoir un débit au niveau de l'hélice variant de 200 à 600 M3/s et une vitesse d'éjection variant de 10 à 30 m/s. Un dispositif 28, appelé "ventilateur", plus particulièrement adapté pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention est représenté sur la figure 6. II comprend principalement une hélice 30 disposée à l'extrémité d'un mât 32. Ce dispositif comporte en outre un châssis 36 mobile supportant le mât 32 à l'extrémité duquel est rapportée une tête d'hélice 38 sur laquelle est montée en rotation l'hélice 30, ainsi que des moyens 40 d'entraînement en rotation de ladite hélice 30. De préférence, le châssis 36 comprend une plate-forme 42 susceptible d'être arrimée à un camion à la manière d'une benne. A cet effet, la plate- forme comprend des moyens d'attelage 44 non détaillés car à la portée de l'homme de l'art et adaptés en fonction du type de véhicule tracteur. Pour une meilleure assise, notamment pendant le fonctionnement, la plate-forme 42 comprend des moyens 46 d'appui au sol, de préférence sous forme de quatre jambes de renfort susceptibles d'occuper deux positions, une première position déployée, comme illustré par la figure 7, dans laquelle ces jambes prennent appui au sol pour renforcer l'assise du dispositif, et une seconde position repliée, comme illustrée par la figure 8, dans laquelle elles sont disposées au dessus de la plate-forme 42, notamment au moment du transport. Le mât 32 est constitué de plusieurs tronçons de manière à pouvoir se plier, pour faciliter le déplacement de l'ensemble. II comprend un premier tronçon 48 solidaire du châssis 36, un deuxième tronçon 50 relié au premier 48 et un troisième tronçon 52 relié au deuxième 50 à l'extrémité libre duquel est fixée la tête d'hélice 38. Pour plier le mât 32, le deuxième tronçon 50 est articulé par rapport au premier tronçon 48 autour d'un axe 54 sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal 56 (voir figure 7) du châssis grâce à un actionneur 58, un vérin par exemple. De même, le troisième tronçon 52 est articulé par rapport au deuxième tronçon 50 autour d'un axe 60 sensiblement parallèle à l'axe longitudinal 56 grâce éventuellement à un actionneur non représenté. Cet agencement permet d'obtenir un dispositif plus compact en position repliée comme illustré par la figure 8. Les moyens 40 d'entraînement en rotation de l'hélice comprennent selon un mode de réalisation préféré, un moteur 62, de préférence hydraulique, et des moyens 64 de transmission constitués d'arbres et de renvois d'angle, non détaillés car à la portée de l'homme du métier. Un entraînement par une transmission hydrostatique est particulièrement adapté en lieu et place d'une transmission mécanique pour conduire des puissances importantes et cet entraînement reste en même temps très aisé à installer sur une tête articulée. La tête d'hélice 38 est montrée en détail sur la figure 9. Elle doit autoriser au moins deux degrés de liberté, et de préférence trois, une première rotation autour de l'axe 66 longitudinal du mât, une deuxième rotation autour d'un axe 68 sensiblement perpendiculaire à l'axe 66, et éventuellement une troisième rotation autour de l'axe longitudinal 70 des pales 72, ceci afin d'orienter au mieux le flux d'éjection de l'hélice 30. La tête d'hélice 38 comprend une première partie 74 montée à rotation par rapport au mât 32 autour de l'axe 66 grâce à des moyens 76, une seconde partie 78 montée à rotation par rapport à la première partie 74 autour de l'axe 68 grâce à des moyens 80, et un porte-pale 82 monté à rotation par rapport à la seconde partie 78 autour de l'axe de rotation 84 de l'hélice. Les moyens 76 de mise en rotation comportent une couronne crantée 86 solidaire du bâti et un pignon 88 solidaire d'une platine 90 reliée à la partie inférieure de la première partie 74 de la tête. Ainsi, en engrenant sur la couronne 86, le pignon 88 entraîne en rotation la première partie 74. Les moyens 80 de mise en rotation comportent une lunette 92 solidaire de la seconde partie 78 de la tête, prolongée par des arbres 94, diamétralement opposés, montés à rotation dans des paliers 96 d'axe, l'axe de rotation 68, solidaires de la première partie 74 de la tête. La rotation autour de l'axe 68 est obtenue grâce à un actionneur 96 reliant la lunette 92 à la première partie 74. Le porte-pale est relié à la seconde partie 78 selon un mode de réalisation grâce à un palier d'axe, l'axe de rotation 84 de l'hélice, et supporte deux pales 72. de préférence, ces pales 72 sont amovibles pour être démontées rapidement et faciliter le transport de l'ensemble. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'orientation des pales 72 peut être réglée grâce à des moyens 98 de réglage. Selon un mode de réalisation non représenté, l'arbre de chaque pale est prolongé par une oreille mise en mouvement grâce à un actionneur, un vérin par exemple. Bien entendu, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne les moyens 40 d'entraînement de rotation de l'hélice, le nombre et les dimensions des pales et le positionnement de l'hélice. Quant aux applications, on peut aussi appliquer un tel agencement aux lagunes des stations d'épuration, à l'épandage de lisiers dans les terrains agricoles ou aux industries qui génèrent des odeurs particulièrement tenaces comme les manufactures de caoutchouc. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de pollutions atmosphériques, notamment de pollutions olfactives, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un ventilateur (28) comprenant une hélice (30) disposée à l'extrémité d'un mât (32), susceptible de générer une cheminée fictive (34) afin de traiter l'air pollué par dilution, c'est-à-dire en le brassant avec un grand volume d'air moins ou non pollué, et par dispersion, c'est-à-dire en le rejetant en altitude. 2. Procédé de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vitesses d'éjection et le débit du ventilateur sont ajustés pour atteindre une altitude de dispersion d'au moins 100 m et un coefficient de dilution au moins égal à 10. 3. Procédé de traitement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le ventilateur doit avoir un débit au niveau de l'hélice variant de 200 à 600 m3 /s et une vitesse d'éjection variant de 10 à 30 m/s. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un mât (32) à l'extrémité duquel est rapportée une tête d'hélice (38) sur laquelle est montée en rotation une hélice (30), ainsi que des moyens (40) d'entraînement en rotation de l'hélice (30). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tête d'hélice (38) autorise au moins deux degrés de liberté, et comprend à cet effet une première partie (74) montée à rotation par rapport au mât (32) autour de l'axe (66) longitudinal dudit mât, une seconde partie (78) montée à rotation par rapport à la première partie (74) autour d'un axe (68) sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal (66) et l'axe (84) de rotation de l'hélice et un porte-pale (82) monté à rotation par rapport à la seconde partie (78) autour de l'axe de rotation (84) de l'hélice. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que des moyens (76) pour la mise en rotation de la première partie (74) par rapport au mât (32) sont prévus, et comportent une couronne crantée (86) solidaire du mât (32) et un pignon (88) solidaire d'une platine (90) reliée à la première partie (74) de la tête, le pignon (88) entraînant en rotation la première partie (74) en engrenant sur la couronne (86). 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (80) pour la mise en rotation de la seconde partie (78) par rapport à la première partie (74), lesdits moyens comportant une lunette (92) solidaire de la seconde partie (78) de la tête, prolongée par des arbres (94), diamétralement opposés, montés à rotation dans des paliers (96) solidaires de la première partie (74) de la tête, et un actionneur (96) reliant la lunette (92) à la première partie (74) pour obtenir la rotation. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la tête -d'hélice (38) comprend un troisième degré de liberté, une rotation autour de l'axe longitudinal (70) des pales (72), assurant le réglage de l'orientation desdites pales. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le mât (32) est monté sur un châssis mobile (36) et constitué de plusieurs tronçons de manière à pouvoir se plier pour faciliter le déplacement de l'ensemble. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le mât (32) comprend un premier tronçon (48) solidaire du châssis (36), un deuxième tronçon (50) articulé par rapport au premier tronçon (48) autour d'un axe (54) sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal (56) du châssis grâce à un actionneur (58) ainsi qu'un troisième tronçon (52), à l'extrémité libre duquel est fixée la tête d'hélice (38), et articulé par rapport au deuxième tronçon (50) autour d'un axe (60) sensiblement parallèle à l'axe longitudinal (56) grâce éventuellement à un actionneur.