Brevet FR2959263A1 — publié le 20111028

ENCEINTE DE STOCKAGE DE DÉCHETS EN VUE DE L'ALIMENTATION D'UN FOUR D'UNE USINE D'INCINÉRATION DE DÉCHETS L'invention est relative à une enceinte de stockage de déchets en vue de l'alimentation d'un four d'une usine d'incinération de déchets, enceinte du genre de celles qui comprennent une zone pour le déversement de déchets amenés par des camions collecteurs et au moins un pont roulant avec grappin pour saisir et répartir les déchets et pour alimenter le four. Les usines d'incinération de déchets, également dénommées unités de valorisation énergétique des déchets, sont équipées en amont du traitement, en règle générale, d'une enceinte de stockage comprenant une fosse de réception et un quai de déchargement. Dans la partie située au-dessus de la fosse un ou plusieurs ponts roulants sont prévus avec grappin de reprise des déchets. La fonction de la fosse qui se trouve en contrebas par rapport au niveau du quai de déchargement est multiple et importante pour l'exploitation : - elle permet le déchargement des camions par gravité avec une hauteur de chute suffisante pour contenir la capacité des camions gros porteurs ; - elle assure le stockage d'une capacité de déchets tampon de manière à alimenter en continu un ou plusieurs fours alors que les apports de déchets se produisent en général pendant la journée, avec des périodes d'arrêt de plusieurs jours, notamment les fins de semaine ; - elle permet le déchargement des déchets en cas d'arrêt fortuit des fours et assure si nécessaire le rechargement vers des exutoires extérieurs ; - elle maintient une capacité suffisante de déchets qui sont par nature très hétérogènes afin de les mélanger avant leur introduction dans la trémie des fours - elle retient et prévient tout risque d'écoulement de lixiviat des déchets vers le milieu extérieur, et contient l'eau d'extinction en cas d'incendie ; - elle facilite la reprise des déchets par des grappins de grande capacité, notamment de 5 à 10 m3 ; - elle évite les accidents et le risque de collision entre grappins et camions ; - elle confine les déchets dans un espace relativement fermé de manière à limiter les nuisances olfactives et la dispersion des déchets sur la zone de manoeuvre des camions. La capacité de stockage est déterminée essentiellement par le volume qui est situé plus bas que le niveau de la zone de manoeuvre des camions lors du déchargement. Pour augmenter le volume de stockage, on est conduit à enterrer profondément le fond de la fosse, ou à surélever la surface de manoeuvre et de déchargement des camions, ou à combiner ces deux dispositions. De telles dispositions peuvent entraîner des sujétions de construction coûteuses et présentent des contraintes de circulation, de maintenance et d'exploitation. En particulier, la construction d'une fosse très profonde étanche, par exemple de 12 m de profondeur, de grandes dimensions, sur un terrain difficile et parfois sous le niveau naturel de l'eau, entraîne des coûts d'investissement élevés. La construction de rampes d'accès à une plate-forme de déchargement pour des camions gros porteurs, rampes dont la pente est limitée à 7 %, conduit à une grande longueur de rampe, parfois de plus de 100 m. La construction d'une fosse de forme parallélépipédique nécessite 15 des renforts de structure afin de maintenir les tolérances très serrées d'alignement des voiles porteurs des rails des ponts roulants. La largeur de la fosse est également un paramètre déterminant pour la portée des ponts roulants. De ce fait, la largeur est limitée afin d'éviter une portée trop importante qui entraînerait un surcoût des ponts roulants. Toutefois, 20 plus la capacité de la fosse doit être importante, plus cette contrainte de largeur a un impact. Un autre inconvénient concerne le surdimensionnement du grappin et de la charge de soulèvement des ponts roulants. En effet, la capacité de manutention est directement assujettie aux distances verticales parcourues par 25 le grappin ; aussi, une distance importante entre le fond de la fosse excavée et la trémie de chargement des fours, distance qui peut atteindre 25 à 35 m, pénalise la capacité de manutention. L'invention a pour but, surtout, de fournir une enceinte de stockage de déchets qui offre une grande capacité de stockage sans présenter les 30 inconvénients évoqués ci-dessus, tout en étant d'une construction relativement simple et économique. Selon l'invention, une enceinte de stockage de déchets du genre défini précédemment est caractérisée en ce qu'elle est entourée d'une paroi cylindrique essentiellement verticale et comporte en partie basse, dans cette 35 paroi, au moins une ouverture au niveau de la zone de déversement des déchets par les camions, la surface de manoeuvre et de déchargement des camions se trouvant à l'extérieur de l'enceinte, de sorte que les déchets peuvent être stockés à l'intérieur de l'enceinte, de part et d'autre de cette ouverture, à un niveau supérieur à celui de la surface de manoeuvre des camions, tout en laissant un espace dégagé au niveau de l'ouverture de déchargement. La trémie de chargement du four se trouve généralement à un niveau supérieur à celui de la surface de manoeuvre des camions ; il est ainsi possible d'entasser les déchets jusqu'à ce niveau dans l'enceinte, et d'optimiser l'utilisation du volume de l'enceinte sans avoir à creuser une fosse très profonde ou à surélever de manière importante la surface de manoeuvre et de déchargement des camions. De préférence, l'enceinte de stockage présente une forme cylindrique, d'axe vertical, et comporte au moins un pont roulant à mouvement planétaire. L'enceinte peut comporter un poteau central, en particulier en béton ou métallique ou mixte, et le ou chaque pont roulant s'étend suivant un rayon à partir du poteau central et est supporté à une extrémité par une piste circulaire fixée autour du poteau et, à son autre extrémité, par une piste concentrique fixée sur la paroi interne de l'enceinte cylindrique. Pour les enceintes de stockage de faible capacité le pont planétaire se déplace en appui de part et d'autre sur la piste circulaire sans poteau central De préférence, la trémie de chargement du four est prévue à l'opposé de l'ouverture de déchargement des déchets, notamment diamétralement opposée lorsque l'enceinte est cylindrique. Le poteau central peut être relié à la paroi de l'enceinte par des entretoises radiales pour assurer la rigidité de l'ensemble de la structure. L'enceinte peut comporter plusieurs ponts roulants, à des hauteurs différentes, supportés par des rails circulaires superposés. Le pivot central du, ou de chaque, pont roulant peut être constitué d'une butée à rouleaux ou de galets circulant sur un rail. Les rails circulaires peuvent être fixés sur des platines. La zone de réception des déchets déversés par les camions est avantageusement située au niveau du sol et de la surface de manoeuvre et de déchargement des camions. De préférence un plancher mobile ou un poussoir est prévu pour déplacer les déchets vers l'intérieur de l'enceinte et dégager l'ouverture de déchargement. L'invention consiste, mises 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'exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins : Fig. 1 est une coupe schématique verticale d'une enceinte de stockage de déchets, selon l'invention, de forme cylindrique, dont la surface de manoeuvre et de déchargement des camions se trouve au même niveau que la surface inférieure de l'enceinte, à l'exception d'une zone constituant une fosse de profondeur et d'étendue limitées. Fig. 2 est une coupe verticale semblable à Fig. 1 d'une variante de réalisation selon laquelle la surface de manoeuvre et de déchargement des camions est surélevée par rapport au niveau inférieur de l'enceinte. Fig. 3 est une coupe verticale semblable à Fig. 1 d'une variante de réalisation selon laquelle la surface de manoeuvre et de déchargement des camions est au même niveau que le fond de l'enceinte. Fig. 4 est une coupe verticale partielle à plus grande échelle, avec parties arrachées, du poteau central et Fig. 5 est une vue en plan de deux ponts roulants superposés et d'une partie de la paroi de l'enceinte en coupe horizontale. En se reportant aux dessins, notamment à Fig. 1, on peut voir une enceinte de stockage 1 de déchets urbains ou industriels D pour l'alimentation d'un four 2, sommairement et partiellement esquissé, d'une usine d'incinération de déchets. L'alimentation du four est assurée à partir d'une trémie 3 dont l'ouverture supérieure est située à une hauteur relativement importante, d'une dizaine de mètres ou plus, au-dessus du sol S sur lequel est installé le four. Les déchets sont déversés par des camions bennes collecteurs tels que 4 pour être repris par au moins un grappin 5 suspendu à un pont roulant 6, et pour être déversés dans la trémie 3. L'enceinte 1 est entourée par une paroi verticale la qui comporte, au niveau de la zone de déversement A une ouverture 7 en partie basse. L'ouverture 7 est déterminée pour laisser un passage suffisant aux déchets déversés par au moins un camion collecteur 4, qui reste à l'extérieur de l'enceinte 1. L'ouverture 7 peut avoir des dimensions suffisantes pour permettre à plusieurs camions 4 disposés côte à côte d'effectuer un déversement simultané des déchets. Par exemple, la ou les ouverture(s) 7 peuvent présenter une largeur de quelques mètres, être séparées entre elles par la descente de la paroi , et présenter une hauteur de cinq mètres ou plus. Le four 2 est généralement disposé à l'opposé de l'ouverture 7. L'enceinte 1 comporte une cloison 8 s'élevant depuis le sol jusqu'à la trémie 3. Avec cette disposition, les déchets D peuvent être entassés, à l'aide du ou des grappins 5 dans un volume dont la hauteur correspond sensiblement à celui de la cloison 8 et dont la section droite correspond à la section de l'enceinte 1, à l'exception d'un espace 9 maintenue dégagé suivant l'étendue transversale (orthogonale au plan de Fig. 1) de l'ouverture 7, jusqu'au niveau maximum 10 de stockage, et à une distance J de la paroi 1 a de l'enceinte. D'une manière surprenante, l'espace 9 est ainsi entouré de "murs" constitués par les déchets entassés à l'aide du ou des grappins 5, sans que ces déchets s'écroulent, ni viennent obstruer, au moins partiellement, l'ouverture 7, ce qui gênerait, ou même empêcherait, les opérations de déversement par les camions 4. La capacité de stockage de l'enceinte 1 est importante, et ce stockage a lieu essentiellement au-dessus de la surface de manoeuvre et de déchargement M des camions 4. De préférence, l'enceinte de stockage 1 est de géométrie cylindrique à axe vertical, à section droite circulaire. Toutefois, les avantages de l'invention, à savoir une grande capacité de stockage, sont conservés même si l'enceinte 1 présente une forme composée notamment d'une partie cylindrique et d'une partie parallélépipédique rectangle. D'une manière générale, les parois de l'enceinte 1 sont réalisées en béton, avec une ossature métallique 11 pour la toiture qui participe directement 20 à la rigidité du mât. La zone A de déversement des déchets se trouve à l'extérieur de l'enceinte 1 ; en cas de pluie, de l'eau peut se déverser dans cette zone A, ce qui n'est pas gênant. Le cas échéant, un auvent peut être prévu pour recouvrir la zone A et prévenir ou réduire l'écoulement d'eaux de pluie vers les déchets 25 stockés. Dans le cas d'une enceinte de géométrie cylindrique de révolution, comme illustré sur les dessins, on prévoit avantageusement au centre de l'enceinte un poteau vertical 12 sur lequel s'articulent un ou plusieurs ponts roulants 6, 6.1, ou portiques, animés d'un mouvement planétaire autour du 30 poteau 12, semblable à la rotation des aiguilles d'une montre. Le sens de rotation peut être le sens d'horloge ou le sens inverse. L'extrémité du ou des ponts roulants éloignée du poteau 12 est portée par des galets qui circulent sur un rail circulaire 13 fixé sur une virole 14 portée par la paroi interne de l'enceinte 1, et centrée sur l'axe vertical 35 géométrique du poteau 12 . Des platines supports de la virole 14 sont espacées selon la charge, tout autour de la virole. Le fond de l'enceinte de stockage peut être situé au niveau du sol S ou à une altimétrie variable qui sera définie selon les conditions de sol et la présence ou non d'eau en sous-sol. L'enceinte 1 se compose ainsi d'un ouvrage aérien en génie civil constitué d'une dalle 15 de répartition des charges et de la paroi verticale la formant virole auto-stable cerclée dans les zones de fixation des platines supports des rails 13 des extrémités de ponts planétaires. L'ensemble est posé sur le sol naturel avec ou sans fondations profondes, selon la nature et l'importance du sol. Le pilier central 12, en béton ou métallique ou mixte, à savoir en béton dans sa partie inférieure et métallique dans sa partie supérieure, assure une fonction principale et interactive pour la rigidité de l'ensemble de la construction, ceci au travers de multiples entretoises (non représentées) positionnées selon des rayons prenant appui en partie supérieure de la paroi cylindrique, de manière analogue à des rayons d'une roue placée à l'horizontale. Le pilier central 12 peut être creux de manière à permettre l'accès en partie inférieure et à contrôler son état. L'enceinte 1 comporte divers équipements chaudronnés, mécano-soudés et électromécaniques. En particulier, les ponts roulants 6, 6.1 à mouvements giratoires planétaires sont constitués d'une ou de plusieurs poutres assemblées, avec un chariot 16 mobile longitudinal, c'est-à-dire suivant la direction radiale, placé sur la partie supérieure des poutres et qui comporte le mécanisme de levage du grappin 5. Dans la partie centrale, les ponts 6, 6.1 sont articulés autour d'un pivot constitué soit d'une butée à rouleaux coniques ou de galets qui roulent sur un rail circulaire 17(Fig .4) fixé sur une couronne centrale 18. Le rail 17 constitue une piste circulaire fixée autour du poteau 12, et le rail 13 constitue une piste concentrique fixée sur la face interne de la paroi 1 a de l'enceinte cylindrique. Selon l'exemple de Fig. 1, deux ponts planétaires indépendants 6, 6.1 sont situés à des hauteurs différentes. Dans le cas de plusieurs ponts planétaires indépendants, ceux-ci peuvent comporter leurs propres systèmes de pivot central et leurs propres rails également superposés. Chaque pont planétaire peut se déplacer selon une étendue angulaire d'au moins 270° autour du pilier central 12, sans gêne mutuelle ; chaque pont planétaire est équipé d'un dispositif anti-collision permettant d'éviter tout risque matériel. Fig. 5 représente schématiquement en vue de dessus deux ponts planétaires 6, 6.1 situés à des hauteurs différentes, avec un espace suffisant pour qu'ils puissent se croiser par superposition, le grappin du pont supérieur étant relevé en position haute maximale. Selon la réalisation de Fig. 1, la surface M de manoeuvre et de déchargement des camions 4 se trouve au même niveau que le sol S de l'enceinte. Une fosse 19 de dimensions réduites est prévue au niveau de l'ouverture 7 pour recevoir le contenu de plusieurs camions dans l'attente d'un transfert des déchets par le grappin 5 vers la zone de stockage proprement dite à l'intérieur de l'enceinte, tout en laissant l'espace 9 dégagé. La fosse a des dimensions nettement plus réduites que celles d'une fosse d'usine classique d'incinération. A titre d'exemple non limitatif, la profondeur de la fosse peut être de l'ordre de 5 m, son étendue suivant une direction perpendiculaire au plan de Fig. 1 d'environ 10 m, et sa dimension dans le sens radial est égale à, ou voisine de, la dimension J, de l'ordre de 10 à 25 m selon le nombre de quais de déchargement. La trémie 3 de chargement du four est diamétralement opposée à l'ouverture 7 prévue dans la paroi verticale 1 a de l'enceinte 1. Fig. 2 illustre une variante de réalisation de l'enceinte selon laquelle la surface M1 de manoeuvre et de déchargement des camions 4 se trouve surélevée par rapport au sol S de l'enceinte. Cette surélévation est inférieure à celle rencontrée dans une usine classique d'incinération. La surélévation dans le cas de Fig. 2 peut être de l'ordre de 2 à 3 m . Fig. 3 illustre une variante de réalisation selon laquelle la surface M2 de manoeuvre et de déchargement des camions est au même niveau que le sol S du four et de l'enceinte, et le déchargement est effectué sur une surface située également au niveau du sol S, sans qu'il soit besoin de prévoir une fosse de réception. De préférence, le déchargement est effectué sur un dispositif d'alimentation en continu 20 de type fond mobile ou poussoir. Un dispositif 21 de type fond mobile est également prévu avantageusement au niveau de l'alimentation de la trémie 3 du four d'incinération. L'accès dans la partie inférieure de l'enceinte de stockage 1 permet d'évacuer si nécessaire des objets indésirables, et de remplacer le grappin 5. Le stockage des déchets, selon l'invention, dans une enceinte aérienne, en particulier cylindrique équipée d'un ou de plusieurs ponts à mouvements planétaires, offre plusieurs avantages énumérés ci-après. Il n'est pas indispensable de réaliser une fosse sous le niveau naturel du sol et, lorsque l'on souhaite réaliser une telle fosse, elle est de dimensions réduites. Lorsqu'un quai de déchargement est présent, sa hauteur au-dessus du sol de l'enceinte est faible, et la rampe d'accès est relativement courte. Le volume de stockage est nettement supérieur à celui d'une enceinte classique pour un développé de paroi identique ; pour un volume de stockage identique, les travaux de génie civil sont sensiblement réduits. Dans le cas d'une enceinte cylindrique, l'auto-stabilité des parois permet de réduire l'épaisseur des voiles et de supprimer des renforts longitudinaux. Une enceinte cylindrique aérienne est facile et rapide à construire en coffrages glissants. Il y a gestion simultanée des zones de déchargement et de stockage des ponts. L'enceinte permet une flexibilité d'utilisation des ponts roulants en modes manuel et automatique. Comme autres avantages, on peut noter : - réduction de la portée et de la charge des ponts ; - réduction du volume et de la charge du grappin ; - rapidité des mouvements ; - structure de la toiture participant activement à la structure de l'enceinte ; - intégration architecturale plus compacte. L'invention s'applique en particulier à des unités de traitement pour valorisation énergétique des déchets, traitements mécaniques et biologiques, centre de tri ou de transfert. Plus généralement, l'invention s'applique à toutes activités qui nécessitent le déchargement et le stockage de déchets, ainsi qu'à toutes autres activités de stockage de matériaux pondéreux qui nécessitent un grand volume de stockage. REVENDICATIONS1. Enceinte de stockage de déchets en vue de l'alimentation d'un four d'une usine d'incinération de déchets, comprenant une zone pour le déversement de déchets amenés par des camions collecteurs (4) et au moins un pont roulant avec grappin (5) pour saisir et répartir les déchets et pour alimenter le four, caractérisée en ce qu'elle est entourée d'une paroi essentiellement verticale (1 a) et comporte en partie basse, dans cette paroi, au moins une ouverture (7) au niveau de la zone de déversement des déchets par les camions, la surface de manoeuvre et de déchargement (M, Ml,M2) des camions se trouvant à l'extérieur de l'enceinte (1), de sorte que les déchets peuvent être stockés à l'intérieur de l'enceinte, de part et d'autre de cette ouverture (7), à un niveau (10) supérieur à celui de la surface de manoeuvre (M,M1,M2) des camions, tout en laissant un espace dégagé (9) au niveau de l'ouverture (7) de déchargement. 2. Enceinte de stockage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle présente une forme cylindrique, d'axe vertical, et comporte au moins un pont roulant (6, 6.1) à mouvement planétaire. 3. Enceinte de stockage selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un poteau central (12), en particulier en béton ou métallique ou mixte, et le ou chaque pont roulant (6, 6.1) s'étend suivant un rayon à partir du poteau central (12) et est supporté à une extrémité par une piste circulaire (17) fixée autour du poteau et, à son autre extrémité, par une piste concentrique (13) fixée sur la paroi interne de l'enceinte cylindrique. 4. Enceinte de stockage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la trémie (3) de chargement du four est prévue à l'opposé de l'ouverture (7) de déchargement des déchets. 5. Enceinte de stockage selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs ponts roulants (6, 6.1), à des hauteurs différentes, supportés par des rails circulaires superposés. 6. Enceinte de stockage selon la revendication 3, caractérisée en ce que le pivot central du, ou de chaque, pont roulant est constitué d'une couronne à 10 rouleaux ou de galets circulant sur un rail (17). 7. Enceinte de stockage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la zone de réception (A) des déchets déversés par les camions est située au niveau du sol (S) et de la surface de manoeuvre et de déchargement (M,M2) des camions. 8. Enceinte de stockage selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte un plancher mobile (20), ou un poussoir, pour déplacer les déchets vers l'intérieur de l'enceinte et dégager l'ouverture (7) de déchargement. 9. Enceinte de stockage selon la revendication 3, caractérisée en ce que le poteau central est relié à la paroi de l'enceinte par des entretoises radiales en partie supérieure pour assurer la rigidité de l'ensemble composé de la structure et du poteau.