Brevet FR2813595A1 — publié le 20020308

ENSEMBLE DE RETOURNEMENT ET DE DEPLACEMENT DE DECHETS FERMENTESCIBLES L'invention se rapporte à un ensemble de retournement et de déplacement de déchets fermentescibles comprenant notamment des rotors contre-rotatifs. I1 est déjà connu d'utiliser un système de retournement de déchets fermentescibles destiné à saisir les déchets, à les remuer pour les aérer et les homogénéiser, tout en les humidifiant. Un tel système comprend notamment un pont mobile pouvant se déplacer sur toute la longueur interne d'une enceinte fermée de compostage de déchets, ledit pont mobile portant un chariot transversal comprenant au moins une roue à godets qui y est suspendue. Pendant que la roue à godets, en rotation lente, saisit régulièrement les déchets en cours de compostage, le chariot se déplace transversalement par rapport au champ de compostage. Les déchets saisis par la roue à godets sont ensuite évacués, à l'aide d'un tapis d'évacuation, vers une autre surface de dépôt et- de décomposition au sein de l'enceinte fermée. Malheureusement, un tel système ne permet pas de traiter successivement, et en minimum de temps, plusieurs tas de déchets de nature diverse et présentant des stades de fermentation différents. Aussi, il subsiste le besoin de disposer d'un système de retournement de déchets fermentescibles, disposés en plusieurs tas indépendants, côte à côte, et présentant chacun un angle de talutage variable qui est fonction du stade de décomposition des déchets et de leur nature. L'invention a donc pour objet un ensemble de retournement et de déplacement de déchets fermentescibles comprenant 2 - un pont mobile déplaçable sur toute la longueur du champ de fermentation, ledit pont étant placé sur deux rails support, - un chariot principal disposé sur le pont mobile comprenant notamment une armoire électrique et permettant l'accès à l'outil de retournement, - un outil de retournement comprenant deux rotors contre-rotatifs, chacun étant équipé de moyens de préhension des déchets, - un tapis d'évacuation des déchets extraits, et - un moyen d'alimentation en eau et en électricité, caractérisé en ce que les centres de chaque rotor contre-rotatif sont disposés selon deux axes X et Y parallèles et sont reliés au pont mobile à l'aide de deux bras réglables permettant d'incliner les axes X et Y des rotors selon un angle a variant d'environ 350 à 55 par rapport à l'axe horizontal, et en ce que les moyens de préhension des déchets sont disposés de manière aléatoire ou régulière sur toute la longueur de chaque rotor et sont constitués d'un mélange régulier de formes géométriques différentes. L'ensemble selon l'invention présente l'avantage de permettre le traitement, séparément et dans une même enceinte fermée, de plusieurs tas de déchets, disposés côte à côte, de nature et de stade de fermentation variables, et par conséquent d'assurer une meilleure gestion, par lots, des déchets du fait de leur meilleure traçabilité, et ceci sans nécessiter le changement des moyens de préhension en vue de les adapter à chaque nature de déchets. Les deux rotors sont de préférence constitués d'un petit et d'un grand rotor. Le petit rotor comprend de préférence environ de 50 à 75 moyens de préhension, et le grand rotor environ de 80 à 110 moyens de préhension, disposés de manière régulière ou aléatoire. De préférence, les moyens de préhension ont sensiblement la forme d'un doigt qui, pendant le fonctionnement des rotors vont "gratter" le tas de déchets et en prélever régulièrement une partie. Chaque élément de préhension peut être constitué de trois pièces distinctes qui sont respectivement un plat, fixé sur la surface du rotor, une extrémité, en contact direct avec les déchets, et un bras, reliant entre eux le plat et l'extrémité. De préférence, le plat servant de support à l'ensemble, est fixé sur la surface du rotor à l'aide de moyens mécaniques classiques. Le plat peut présenter une surface comprise entre environ 120 et 150 mm2. De préférence, le bras a sensiblement la forme d'une cornière ayant une largeur d'environ 50 à 70 mm, et une longueur d'environ 120 à 200 mm. La pointe de la cornière est de préférence disposée vers le sens de rotation des rotors de façon à faciliter la pénétration de l'élément de préhension dans le tas de déchets. L'extrémité en contact direct avec les déchets présente de préférence différentes formes géométriques permettant une meilleure adaptation à la nature des déchets traités. Cette extrémité doit pouvoir pénétrer facilement dans le tas de tous types de déchets en cours de fermentation. Lorsque les déchets sont essentiellement constitués de déchets verts, de déchets agricoles tels que de la paille, du fumier, l'extrémité peut présenter sensiblement la forme d'une pointe. Lorsque certains mélanges à composter comprennent essentiellement des éléments grossiers tels que des morceaux de bois dans les déchets d'élagage ou encore des plaquettes de bois servant d'agent structurant pour le compostage des boues, l'extrémité peut alors présenter sensiblement la forme d'une pelle. Lorsque des mélanges à composter présentent une granulométrie homogène (environ de 30 à 50 mm en moyenne), ce qui est le cas des déchets ménagers prétraités en amont par criblage ou par broyage, ou encore des boues provenant de station d'épuration en mélange avec des composants structurants, également calibrés, l'extrémité peut alors présenter sensiblement la forme d'un simple plat. De préférence, l'extrémité de l'élément de préhension en contact direct avec les déchets présente un angle (3 par rapport à la surface du rotor sur lequel il est fixé, compris entre environ 10 et 30 , de façon à permettre la meilleure préhension possible de chaque constituant des déchets. Les moyens de préhension sont destinés à prélever régulièrement une partie du tas de déchet pour le projeter ensuite vers le tapis d'évacuation disposé à la base des deux rotors. La disposition sensiblement en hélice sur toute la longueur de chaque rotor des moyens de préhension de forme géométrique variée, permet de réaliser à la fois un prélèvement régulier en déchets, et, de maintenir un effort mécanique constant. Les moyens de préhension peuvent par ailleurs être disposés sensiblement en forme de couronne sur toute la longueur de chaque rotor. De préférence, les rotors tournent simultanément et chacun à une vitesse pouvant aller jusqu'à environ 150 tours/minute. Le petit rotor peut présenter un diamètre d'environ 300 mm et le grand, un diamètre d'environ 800 mm. Lorsque les deux rotors sont dirigés vers la surface du tas de déchets, c'est le plus petit rotor qui entre en premier en contact avec la surface du tas, et le plus grand qui effectue le travail d'extraction des déchets. Le rôle du petit rotor est de faciliter l'évacuation des déchets prélevés par le grand rotor vers le tapis d'évacuation. Le tapis d'évacuation peut comprendre au moins deux tapis de répartition disposés parallèlement l'un en dessous de l'autre, et pouvant coulisser l'un par rapport à l'autre de façon à faire varier la distance entre le lieu de prélèvement et le lieu de redépôt des déchets. L'invention va maintenant être décrite à l'aide des figures annexées qui ne limitent en aucune façon l'invention, et qui sont données uniquement à titre illustratif. - La figure 1 représente une vue générale schématique, en coupe de l'ensemble selon l'invention. - Les figures 2A et 2B représentent respectivement une vue schématique en coupe, et de dessus de l'outil de retournement de l'ensemble de l'invention. - La figure 3 représente une vue schématique de dessus d'un rotor de l'ensemble selon l'invention. - La figure 4 représente une vue schématique en coupe d'un moyen de préhension de l'ensemble de l'invention. - La figure 5 représente une vue schématique en trois dimensions d'un moyen de préhension de l'ensemble selon l'invention. - La figure 6 représente une vue schématique de dessus d'un moyen de préhension de l'ensemble de l'invention, et - Les figures 7A, 7B, 7C représentent chacune une vue schématique en coupe, d'un moyen de préhension, selon l'ensemble de l'invention. Comme on peut le voir sur la figure 1, l'ensemble de l'invention de référence générale 1 comprend deux rails 2, 3 chacun fixé sur un mur 4 de l'enceinte fermée de traitement de déchets. Ces deux rails 2, 3 supportent un pont mobile 5 qui comporte notamment un chariot principal 6. Le chariot 6 comprend notamment une armoire électrique 6a et différents moyens de commande et de fonctionnement de l'ensemble de l'invention. Le chariot principal 6 supporte un outil de retournement 7 à l'aide de deux bras réglables 13,14. Un tapis d'évacuation 9 de déchets extraits est disposé à la base inférieure 7a de l'outil de retournement 7. Le tapis 9 est de préférence constitué de deux tapis parallèles, disposés l'un en dessous de l'autre, et pouvant coulisser l'un par rapport à l'autre de façon à faire varier la distance entre le tas de déchet en cours de traitement 10 et le tas 11 constitué de déchets retournés et déplacés. En vue de son fonctionnement, l'outil de retournement 7 est disposé sur une surface latérale du tas 10 de déchets à traiter. Comme on peut le voir sur les figures 2A et 2B, l'outil de retournement de référence générale 7 comprend deux rotors 12 contre-rotatifs, parallèles l'un par rapport à l'autre, dont les centres C sont disposés sur deux axes parallèles. Les rotors 12 sont reliés à l'outil 7 à l'aide de deux bras 13, 14, réglables, disposés respectivement sur la partie supérieure 12a et sur la partie inférieure 12b de chaque rotor 12. Les bras sont de préférence constitués par un vérin dont la course peut être ajustée à la position souhaitable et permettre ainsi l'inclinaison variable des rotors. Les axes longitudinaux de chaque rotor 12 présentent le même angle a, par rapport à l'axe horizontal, pouvant varier entre 35 et 55 . Comme on peut le voir sur la figure 3, chaque rotor 12 comprend plusieurs moyens de préhension 15 fixés sensiblement en hélice sur toute la longueur des rotors 12, à l'aide de moyens de fixation classique. Chaque moyen de préhension 15 est constitué de trois pièces distinctes qui sont un plat 16 fixé directement sur la surface du rotor 12, une extrémité 17 en contact direct avec les déchets, et un bras 18 reliant le plat 16 et l'extrémité 17 (figures 4, 5, 6). Comme le montrent les figures 7A, 7B et 7C, l'extrémité 17 du moyen de préhension 15 peut présenter différentes formes géométriques adaptées à chaque nature de déchets traités. Sur la figure 7A, l'extrémité 17, de forme sensiblement plane, permet de saisir de préférence des déchets du type ordures ménagères. Sur la figure 7B, l'extrémité 17 de forme sensiblement pointue permet de prélever de préférence des déchets fibreux. Sur la figure 7C, l'extrémité 17 ayant sensiblement la forme d'une pelle, permet de préférence de prélever des déchets comprenant essentiellement des éléments grossiers. Chaque rotor 12 comprend chaque forme géométrique différente des éléments de préhension disposée de manière régulière ou aléatoire sur toute la surface. De préférence, la proportion des trois formes géométriques possibles est de 1/3 pour chacune. L'ensemble selon l'invention fonctionne de la manière suivante. Plusieurs tas 10 de déchets à traiter sont régulièrement espacés sur la surface d'une enceinte de traitement fermée. Ces tas 10 proviennent du déchargement régulier de camions de collecte. Lorsque le tas 10 de déchets a atteint son volume maximum prédéfini selon un cahier des charges, l'outil de retournement 7 est disposé contre un des côtés latéraux du tas de façon à ce que les deux rotors (12) soient en contact avec les déchets, le plus grand rotor (12) effectuant le travail d'extraction des déchets. Du fait de sa rotation, le grand rotor 12 "gratte" et prélève des déchets. Le petit rotor 12, tournant en sens inverse à celui du grand rotor 12 permet, du fait de son diamètre inférieur, de diriger les déchets extraits vers la structure interne de l'ensemble de l'invention, et notamment vers le tapis d'évacuation 9. Chaque rotor 12 comprend des éléments de préhension 15 répartis régulièrement sur toute leur longueur, et ayant des formes géométriques variables. La gestion du procédé de fermentation des déchets peut être au choix automatique, manuelle ou les deux à la fois. L'ensemble de retournement de l'invention peut en outre comprendre un système d'arrosage automatique des déchets de façon à maintenir un taux d'humidité optimale pour la fermentation. Le taux est adapté en fonction de la nature de chaque tas de déchets. De préférence, l'arrosage en eau des déchets est effectué sur le tapis 9 d'évacuation à l'aide de buses disposées régulièrement sur toute la longueur du tapis 9. Par ailleurs, dans la mesure où l'enceinte de fermentation est un local clos, l'aération des déchets est réalisée de manière classique à l'aide d'un réseau de tuyaux disposés dans le sol de l'enceinte, relié à plusieurs nourrices, et chacune d'entre elles à un unique ventilateur. L'air extrait par le ventilateur est ensuite envoyé vers une unité de désodorisation avant d'être, soit recyclé, soit libéré dans l'atmosphère. Chaque tuyau constituant le réseau d'aération, comprend, à au moins l'une de ses extrémités, un tuyau destiné à extraire puis à recueillir les éventuels lixiviats provenant des déchets en cours de décomposition. Ces lixiviats peuvent être, soit recyclés en étant aspergés sur les tas de déchets de façon à les humidifier, soit, dirigés vers une station d'épuration, externe à l'enceinte fermée qui comprend l'ensemble selon l'invention. L'aération des déchets fermentescibles est basée sur la mesure de deux paramètres représentatifs du processus biologique, à savoir la température et la concentration en oxygène. Le paramètre utilisé en premier lieu est la température. Sa mesure permet de contrôler le stade de fermentation des tas de déchets. La mesure de la concentration en oxygène ne sert qu'à maintenir un minimum d'air dans le tas de déchets, en particulier au début de la fermentation. La régulation en air .s 'effectue selon le schéma suivant avec Tm : Température mesurée dans le tas de déchets de nature donnée. Ts : Température seuil maximale. 102]m Concentration en oxygène mesurée. PAS : Concentration en oxygène seuil minimale - Si Tm _ 102L- - Si Tm >_ Ts alors on effectue une ventilation quelque soit la concentration en oxygène mesurée, et on arrête la ventilation lorsque Tm _ 1021s Les capteurs de température et d'oxygène sont reliés électriquement au ventilateur de manière à le déclencher ou à l'arrêter. Enfin les déchets prélevés peuvent être régulièrement arrosés à l'aide de plusieurs buses espacées régulièrement au-dessus du tapis 9. R E V E N D I C A T I O N S 1. Ensemble de retournement et de déplacement de déchets fermentescibles comprenant - un pont mobile (5) déplaçable sur toute la longueur du champ de fermentation, ledit pont étant placé sur deux rails support (2,3), - un outil de retournement (7) comprenant deux rotors (12) contre-rotatifs, chacun étant équipé de moyens de préhension (15) des déchets, - un chariot principal (6) disposé sur le pont mobile (5) comprenant notamment une armoire électrique (6a) et permettant l'accès à l'outil de retournement (7), - un tapis d'évacuation (9) des déchets extraits, et - un moyen d'alimentation en eau et en électricité, caractérisé en ce que le centre de chaque rotor (12) contre-rotatifs est disposé selon deux axes X et Y parallèles et sont reliés au pont mobile (5) à l'aide de deux bras réglables (13, 14) permettant d'incliner les axes X et Y des rotors (12) selon un angle a variant d'environ 35 à 55 par rapport à l'axe horizontal, et en ce que les moyens de préhension (15) des déchets sont disposés de manière aléatoire ou régulière sur toute la longueur de chaque rotor (12) et sont constitués d'un mélange régulier de formes géométriques différentes. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux rotors (12) sont constitués d'un petit rotor et d'un grand rotor. 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le petit rotor (12) comprend environ de 50 à 75 moyens de préhension (15) et le grand rotor environ de 80 à 110 moyens de préhension (15). 4. Ensemble selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de préhension (15) sont chacun constitués par un plat (16) fixé sur le rotor (12), une extrémité (17) en contact direct avec les déchets et par un bras (18) reliant entre eux le plat (16) et l'extrémité (17). 5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'extrémité (17) se présente sous la forme d'une pointe, d'une pelle ou d'un plat en fonction de la nature des déchets à traiter. 6. Ensemble selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'extrémité (17) présente un angle a allant d'environ 10 à 30 par rapport à l'axe vertical du bras (13,14). 7. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bras (13,14) a sensiblement la forme d'une cornière. 8. Ensemble selon la revendication 1 à 3, caractérisé en ce que les rotors (12) tournent chacun à une vitesse de rotation allant jusqu'à 150 tours/minute. 9. Ensemble selon la revendication 1 à 3, caractérisé en ce que le petit rotor (12) a un diamètre d'environ 300 mm et, le grand rotor (12) a un diamètre d'environ 800 mm. 10. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tapis d'évacuation (9) comprend au moins deux tapis de répartition disposés parallèlement l'un en dessous de l'autre et pouvant se déplacer l'un par rapport à l'autre de façon à faire varier la distance entre le lieu de prélèvement et le lieu de redépôt des déchets.