Brevet FR3009303A1 — publié le 20150206

Biostabilisateur comprenant une enceinte cylindrique constituée par l'association de deux tubes dans le prolongement l'un de l'autre. Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la fabrication des équipements et installations pour le traitement de déchets organiques. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de compostage de matières organiques en enceinte close, du type désigné par le terme de biostabilisateur. Dans le domaine de l'invention, il est bien connu qu'un processus de compostage se déroule en deux phases successives. Au cours de la première phase, un phénomène de dégradation aérobie intense intervient, conduisant à la décomposition de la matière organique fraîche, sous l'action de bactéries. Lors de la deuxième phase intervient une dégradation moins soutenue, transformant le compost frais en un compost mûr, riche en humus. Cette deuxième phase est généralement appelée « maturation ». La phase de maturation se déroule généralement à l'air libre, le plus souvent en tas de grande dimension. Pour conduire la phase de fermentation active, on distingue deux 20 approches, à savoir : - le compostage à l'air libre ; - le compostage en enceinte close, autrement appelé en biostabilisateur (encore autrement appelé tube malaxeur, ou tube de fermentation rotatif, ou encore tube mécano- 25 biologique). Dans la famille des digesteurs, on distingue les biostabilisateurs, dont le principe de fonctionnement met en oeuvre un cylindre rotatif d'une longueur de 25 à 48 mètres et d'un diamètre de 3 à 4 mètres. A une extrémité du biostabilisateur, les matières organiques sont introduites et 30 le compost frais est récupéré à l'autre extrémité du biostabilisateur. La rotation continue du cylindre permet d'assurer à la fois le brassage et l'aération du produit, ainsi que la progression des matières vers l'extrémité de sortie du biostabilisateur (éventuellement avec l'aide de plaques déflectrices hélicoïdales à l'intérieur du cylindre). La durée du séjour des matières organiques à l'intérieur du biostabilisateur est de l'ordre de deux à trois jours, après quoi le compost 5 frais obtenu est transféré sur une aire de maturation. Selon une conception classique des biostabilisateurs, l'enceinte est constituée d'un cylindre d'un seul tenant, monté sur une paire de berceaux incluant chacun des galets sur lesquels le cylindre est entrainé en rotation par des moyens moteurs. 10 Avec les biostabilisateurs actuels, la distance entre les deux berceaux supportant le cylindre est relativement importante (les berceaux étant prévus au voisinage des extrémités du biostabilisateur, dont la longueur peut atteindre 25 à 48 mètres comme indiqué précédemment). Il en résulte que le cylindre est soumis entre les deux berceaux à des 15 contraintes mécaniques intenses, dues notamment à son propre poids auquel s'ajoute celui, de plusieurs tonnes, des matières organiques présentes à l'intérieur du biostabilisateur. Avec ce type de biostabilisateur, on déplore régulièrement la fissuration, puis la casse de la paroi du cylindre dans la région médiane 20 de celui-ci entre les deux berceaux. Il est alors bien entendu nécessaire de remplacer le cylindre, ce qui implique des coûts de maintenance exorbitants et des arrêts d'exploitation préjudiciables. Bien entendu, il pourrait être envisagé de renforcer le cylindre, par exemple par une augmentation de l'épaisseur de sa paroi. Ceci 25 conduirait toutefois à une augmentation du coût matière du cylindre et à la nécessité du recours à des moyens moteurs plus puissants, du fait de l'augmentation du poids du cylindre, l'un et/ou l'autre conduisant à une augmentation importante du coût de fabrication du biostabilisateur. Une autre voie envisageable de résolution du phénomène de 30 casse du cylindre pourrait résider dans la mise en oeuvre d'un troisième berceau, en une position intermédiaire entre les deux premiers berceaux. Toutefois, cela conduirait obligatoirement à l'apparition de contraintes d'hyperstatisme, ce qui se traduirait par des difficultés lors de l'installation difficiles à résoudre, voire insolubles. Un autre inconvénient des biostabilisateurs actuels réside dans la mise en oeuvre des moyens moteurs, qui implique nécessairement, en 5 cas de défaillance, l'arrêt complet du biostabilisateur, ceci pour toute la durée de la maintenance et/ou de la réparation des moyens moteurs. On note par ailleurs que les biostabilisateurs proposés actuellement sont relativement coûteux à fabriquer. En effet, le cylindre du biostabilisateur est entraîné par une couronne réalisée à façon, donc 10 coûteuse, complexe à fabriquer et à solidariser sur le cylindre, ainsi qu'une motorisation constituée par un groupe de commande spécifique. La couronne et le groupe de commande, outre le fait d'être coûteux, impliquent des délais d'approvisionnement très importants, qui peuvent aller jusqu'à six mois, voire au-delà. 15 L'invention a notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer un biostabilisateur qui permette de limiter notablement, voire de supprimer, les phénomènes de casse du cylindre entre les moyens porteurs du 20 cylindre due à une fatigue excessive de la paroi du cylindre. L'invention a également pour objectif de fournir un tel biostabilisateur qui puisse être installé aisément et rapidement. Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel biostabilisateur qui n'implique pas nécessairement des arrêts d'exploitation en cas de 25 nécessité de maintenance des moyens moteurs. Encore un autre objectif de l'invention est de fournir un tel biostabilisateur qui puisse être réalisé de façon peu couteuse, notamment en mettant en oeuvre des éléments courants du marché. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaitront par la suite, sont 30 atteints grâce à l'invention qui a pour objet un biostabilisateur, du type comprenant une enceinte essentiellement cylindrique rotative, caractérisé en ce que l'enceinte est formée par l'association d'au moins deux tubes dans le prolongement l'un de l'autre reposant chacun sur une paire de moyens supports et de roulement, lesdits tubes étant dissociés et reliés entre eux par des moyens d'étanchéité. Ainsi, selon le principe de l'invention, l'enceinte est « tronçonnée » 5 sur sa longueur en étant constituée par deux tubes, ou plus, chaque tube étant supporté par ses propres moyens supports. Il en résulte que, pour une même longueur d'enceinte comparée à l'art antérieur, la longueur de chaque tube entre les moyens supports associés est notablement réduite par rapport au biostabilisateur de l'art 10 antérieur. Les contraintes s'exerçant sur la paroi de chaque tube sont ainsi considérablement diminuées, évitant, ou à tout le moins réduisant considérablement, le risque de fissuration voire de rupture des tubes. On note que la dissociation des tubes, qui conduit à l'atteinte des objectifs de l'invention, ne se perd pas au détriment de la qualité du 15 phénomène de compostage du type en enceinte close, des moyens d'étanchéité permettant de reproduire le volume interne d'une enceinte unique. On note par ailleurs que l'installation d'un biostabilisateur selon l'invention est facilitée. En effet, pour une même longueur de 20 biostabilisateur, les longueurs et poids des tubes à manipuler sont divisés par à peu près autant de fois qu'il y a de tubes composant l'enceinte, ce qui facilite le travail des engins de manutention et des personnes qui assurent la manoeuvre d'installation. De plus, on élimine les opérations de soudage sur site de tronçons 25 de tube, lorsque la longueur totale du biostabilisateur rend impossible la livraison d'un tube d'un seul tenant. On obtient donc une meilleure qualité de fabrication, réalisée en atelier, ceci avec un temps de montage réduit sur le site d'installation. Selon une solution avantageuse, lesdits au moins deux tubes 30 ménagent entre eux un espace, au moins une bavette annulaire étant solidarisée à l'un des tubes et venant en appui sur l'autre tube en chevauchant l'espace. De cette façon, les deux tubes peuvent être clairement dissociés l'un de l'autre, voire espacés l'un de l'autre, sans que cela nuise à la capacité du biostabilisateur à exécuter un compostage dans de bonnes conditions. Selon une première variante envisageable, la bavette est montée à l'intérieur de l'enceinte. Selon une deuxième variante envisageable, la bavette est montée à l'extérieur de l'enceinte. Selon une solution préférentielle, deux bavettes annulaires, l'une montée à l'intérieur et l'autre montée à l'extérieur de l'enceinte, sont destinées à assurer l'étanchéité entre les deux tubes, l'une étant solidarisée à un premier des tubes et venant en appui sur le deuxième tube en chevauchant l'espace tandis que l'autre est solidarisé au deuxième tube et vient en appui sur le premier tube en chevauchant l'espace. On forme de cette façon une sorte de chicane à l'air et/ou à l'eau, tendant à assurer des conditions d'étanchéité optimales. Selon une autre caractéristique, chaque tube est monté rotatif sur des moyens supports et de roulement prévus à chaque extrémité 20 longitudinale du tube, ou au voisinage de celle-ci. Dans ce cas, les moyens de roulement à chaque extrémité du tube comprennent deux bogies. Dans ce cas, chaque bogie comprend au moins deux galets, chaque galet étant préférentiellement motorisé. 25 Ainsi, même en cas de défaillance d'un moteur d'un des moteurs, les autres moteurs fonctionnent et permettent l'entraînement en rotation du tube correspondant (le moteur défaillant autorisant la poursuite de la rotation). Pour cela, on prévoit préférentiellement une installation avec une puissance moteur supérieure à la puissance nécessaire. 30 II est également possible d'intervenir en maintenance sur l'un des moteurs, voire éventuellement de remplacer celui-ci, ceci en limitant le temps d'arrêt (qui ne dépasse pas normalement pas quatre heures pour le remplacement d'un moteur) du biostabilisateur, les autres moteurs des autres bogies assurant la mise en rotation du tube correspondant, même en l'absence d'un moteur sur un autre bogie. Avantageusement, le biostabilisateur comprend des moyens de maintien en position longitudinale de chaque tube. Dans ce cas, les moyens de maintien en position longitudinale comprennent, pour chaque tube, une couronne portée par le tube et une paire de galets montés sur un élément fixe du biostabilisateur, la couronne circulant entre les deux galets. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : - les figures 1 et 2 sont des représentations schématiques d'un biostabilisateur selon l'invention, vu respectivement de côté et de face ; - la figure 3 est une vue de détail d'un biostabilisateur selon l'invention, illustrant des moyens supports d'un des tubes du biostabilisateur ; - la figure 4 est une vue de détail d'un biostabilisateur selon l'invention, au niveau des moyens d'étanchéité entre deux tubes du biostabilisateur ; - la figure 5 est une vue de détails d'un biostabilisateur selon l'invention, illustrant des moyens de maintien en position longitudinale d'un tube du biostabilisateur ; - la figure 6 est une vue de détails d'un biostabilisateur selon l'invention, illustrant des moyens supports. En référence aux figures 1 et 2, un biostabilisateur selon l'invention comprend une enceinte essentiellement cylindrique et rotative 30 selon un principe connu des biostabilisateurs. A l'une de ses extrémités, le biostabilisateur présente une trémie 11 par laquelle des déchets organiques peuvent être introduits dans le biostabilisateur, le biostabilisateur présentant à son extrémité opposée une zone d'extraction 12 à partir de laquelle le compost obtenu peut être extrait du biostabilisateur. Selon le principe de l'invention, l'enceinte du biostabilisateur est formée par l'association d'au moins deux tubes 1, disposés dans le prolongement l'un de l'autre, reposant chacun sur une paire de moyens supports et de roulement 3. Comme cela va être expliqué plus en détails par la suite, chacun des tubes est entraîné en rotation indépendamment l'un de l'autre sur ses propres moyens supports et de roulement, les deux tubes étant, par conséquent, non solidaires en rotation autour de leur axe longitudinal. Cependant, la synchronisation des moteurs permet une rotation identique des tubes, ne permettant pas de les différencier l'un de l'autre. Si de légers glissements se produisent, ils sont totalement supportés par les moyens d'étanchéité. De plus, selon le principe de l'invention, les deux tubes sont dissociés et reliés entre eux par des moyens d'étanchéité 2, décrits plus en détails par la suite. Tel que cela apparaît sur la figure 1, chaque tube 1 est monté 20 rotatif sur des moyens de roulement positionnés de façon optimale, grâce à un calcul approprié, en particulier en fonction de la longueur du tube correspondant. Selon le présent mode de réalisation illustré par la figure 3, les moyens supports et de roulement comprennent, à chaque extrémité du 25 tube ou au voisinage de celle-ci, deux bogies 30, portant chacun une paire de galets 300. Selon une caractéristique préférentielle du présent mode de réalisation, chacun des galets 300 est motorisé, et porte par conséquent des moyens moteurs 31. 30 En outre, tel qu'illustré par la figure 3, l'un des bogies 30 (en l'occurrence le bogie de droite sur la figure 3) est monté en étant plus éloigné du point bas du tube par rapport à l'autre bogie. Une telle disposition permet de prendre en considération le balourd du biostabilisateur. En effet, la rotation du biostabilisateur provoque le brassage des matières organiques présentes dans l'enceinte du biostabilisateur, tendant à entrainer les matières organiques en rotation à l'intérieur de l'enceinte, ceci jusqu'à une certaine hauteur, à partir de laquelle les matières organiques chutent sous l'effet de leur propre poids vers le point bas du tube correspondant. Ainsi, en considérant la disposition de la figure 3 et une rotation du tube dans le sens de rotation illustré par la flèche F, le bogie le plus proche du point bas (en l'occurrence le bogie de gauche sur la figure 3) est positionné de façon à encaisser plus efficacement les contraintes dues aux matières organiques qui retombent vers le fond du tube correspondant. En référence à la figure 4, on décrit ci-après les moyens d'étanchéité reliant deux tubes d'un biostabilisateur selon l'invention. Tel que cela apparaît sur la figure 4, les deux tubes sont dissociés l'un de l'autre comme déjà mentionné précédemment, et ménagent entre eux un espace 10. Cet espace 10 est chevauché par au moins une bavette annulaire 4 solidarisée à l'un des tubes et venant en appui sur l'autre tube. Cette bavette 4 peut être montée à l'intérieur de l'enceinte et/ou à l'extérieur de l'enceinte. Selon le présent mode de réalisation illustré par la figure 4, les moyens d'étanchéité reliant les deux tubes 1 comprennent deux bavettes annulaires 4. L'une des bavettes 4 est montée à l'intérieur et l'autre est montée à l'extérieur de l'enceinte en étant disposées en quinconce l'une par rapport à l'autre. En d'autres termes, une des bavettes est solidarisée à un premier des deux tubes 1 et vient en appui sur le deuxième tube en chevauchant l'espace 10, tandis que l'autre bavette est solidarisée au deuxième tube et vient en appui sur le premier tube en chevauchant 30 l'espace 10. Les bavettes sont montées sur des moyens supports 40 formés par une pluralité d'équerres sur lesquelles les bavettes sont fixées. Ces équerres sont disposées en tronçons successifs sur les tubes 1. On pourra, à titre indicatif, avoir treize équerres pour le soutien de la bavette montée à l'extérieur des tubes, et douze équerres pour le soutien de la bavette montée à l'intérieur des tubes. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque tube 1 est associé à des moyens de maintien en position longitudinale du tube. Tel que cela apparaît sur les figures 3 et 5, les moyens de maintien en position longitudinale d'un tube comprennent, pour chaque tube : - une couronne 5 portée par le tube et entourant celui-ci, en une position médiane entre les paires de moyens supports ; - une paire de galets 50, montés sur un élément fixe du biostabilisateur, en l'occurrence le châssis de base 6 sur lequel sont montés les bogies 30, la couronne 50 circulant (lors de la rotation du tube autour de son axe longitudinal) entre les deux galets 50. L'axe des galets 50 étant fixe, la couronne est calée entre les galets 50 et donc en position longitudinale. En référence à la figure 6 (à ajouter), on note que les galets 300 20 des bogies sont en appui, pour chaque tube 1, sur une couronne 6 montée à chaque extrémité des tubes en position longitudinale correspondante à celle des roues des bogies. Cette couronne 6 est constituée par l'assemblage bout à bout de tronçons de rails cintrés du type « pont roulant » ou « Burback » (marque déposée), identiques à 25 ceux utilisés dans les domaines de la manutention de charges lourdes, tels que les chemins de roulement d'engin portuaire, retourneur de wagon, etc... Les avantages de ces rails sont notamment : - d'être des produits courants du commerce ; 30 - de pouvoir être changés facilement par tronçon, sans avoir à démonter les tubes - d'être notablement moins coûteux que les bandages utilisés traditionnellement. REVENDICATIONS1. Biostabilisateur, du type comprenant une enceinte essentiellement cylindrique rotative, caractérisé en ce que l'enceinte est formée par l'association d'au moins deux tubes (1) dans le prolongement l'un de l'autre reposant chacun sur une paire de moyens supports et de roulement (3), lesdits tubes étant dissociés et reliés entre eux par des moyens d'étanchéité (2). 2. Biostabilisateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits au moins deux tubes (1) ménagent entre eux un espace (10), au moins une bavette annulaire (4) étant solidarisée à l'un des tubes (1) et venant en appui sur l'autre tube (1) en chevauchant l'espace (10). 3. Biostabilisateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bavette (4) est montée à l'intérieur de l'enceinte. 20 4. Biostabilisateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bavette (4) est montée à l'extérieur de l'enceinte. 5. Biostabilisateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que deux 25 bavettes (4) annulaires, l'une montée à l'intérieure et l'autre montée à l'extérieure de l'enceinte, sont destinées à assurer l'étanchéité entre les deux tubes, l'une étant solidarisée à un premier des tubes et venant en appui sur le deuxième tube en chevauchant l'espace (10) tandis que l'autre est solidarisée au deuxième tube et vient en appui 30 sur le premier tube en chevauchant l'espace (10). 6. Biostabilisateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque tube (1) est monté rotatif sur des moyens supports et deroulement (3) prévus à chaque extrémité longitudinale du tube ou au voisinage de celle-ci. 7. Biostabilisateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens supports et de roulement (3) à chaque extrémité longitudinale du tube comprennent deux bogies (30). 8. Biostabilisateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque bogie (30) comprend au moins deux galets (300), chaque galet étant motorisé. 9. Biostabilisateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de maintien en position longitudinale de chaque tube. 10. Biostabilisateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de maintien en position longitudinale comprennent, pour chaque tube, une couronne (5) portée par le tube, une paire de galets (50) montée sur un élément fixe du biostabilisateur, la couronne (5) circulant entre les deux galets (50).