Brevet FR3058074A1 — publié le 20180504

DISPOSITIF DE SEPARATION DE PARTICULES SOLIDES EN SUSPENSION DANS UN LIQUIDE ET/OU DE LIQUIDES DE DENSITES DIFFERENTES, COMPRENANT CHACUN AU MOINS UN MOYEN DE CREATION ET DE MAINTIEN DE VORTEX Domaine technique La présente invention concerne le domaine de la séparation physique de particules solides en suspension dans un liquide et/ou de liquides de densités différentes. Elle concerne plus particulièrement un dispositif de séparation mécanique qui utilise l'effet de la force centripète et met donc en oeuvre un moyen de création et de maintien de vortex pour réaliser la séparation souhaitée de particules solides d'un liquide ou d'un liquide plus dense qu'un autre liquide avec lequel il est mélangé. Art antérieur Dans le domaine de la séparation mécanique de mélanges hétérogènes, une technique largement répandue dans l'industrie consiste à mettre en oeuvre une centrifugation par action de la force centrifuge, ce qui entraîne les phases en présence dans un mouvement de rotation. Une centrifugation à force centrifuge peut séparer deux phases liquides, une phase solide en suspension dans une phase liquide, voire deux phases liquides contenant une phase solide. Ainsi, cette technique consiste à accélérer le liquide contenant des particules solides par un rotor entraîné mécaniquement, afin de projeter les particules les plus lourdes vers l'extérieur et de concentrer le liquide débarrassé des particules ou le liquide le moins dense dans la partie centrale du centrifugeur. La demande de brevet US2016/0236208 divulgue un exemple de séparateur centrifuge dédié à la séparation de particules solides d'une phase liquide dans laquelle elles sont mélangées. Pour deux liquides de densités différentes, le liquide le plus dense est éjecté vers l'extérieur, c'est-à-dire vers la paroi périphérique du centrifugeur tandis que le liquide le moins dense est collecté au centre. Une telle séparation par centrifugation est par exemple mise en oeuvre pour l'extraction de l'eau présente dans le pétrole ou encore du plasma présent dans du sang humain. On peut citer ici le brevet US8182408B2 qui se rapporte à un séparateur centrifuge pour la séparation de liquides de densités différentes. 3058074 2 Si les séparateurs mécaniques par action de la force centrifuge connus sont globalement satisfaisants en termes d'efficacité de séparation, ils présentent un certain nombre d'inconvénients que l'on peut énumérer comme suit. La centrifugation nécessite de faire tourner le rotor à de fortes vitesses de rotation. En effet, l'efficacité de séparation dépend directement de la vitesse de rotation. Cela entraîne tout d'abord une consommation d'énergie électrique importante et également de l'usure par abrasion des matériaux du rotor et de l'enveloppe fixe autour (stator), ainsi qu'une élévation de température. Cette usure nécessite donc d'utiliser des matériaux plus résistants à l'abrasion et donc coûteux. En outre, la vitesse de rotation définit assez précisément la taille et/ou la masse des particules solides à séparer, ce qui peut être un avantage mais qui nécessite la mise en oeuvre de plusieurs vitesses de rotation lorsqu'on souhaite extraire des particules de tailles et/ou de masses différentes. Enfin, l'élévation de température induite par la rotation à vitesse élevée du rotor, peut être préjudiciable pour certains produits solides que l'on souhaite séparer. Cela peut par exemple dégrader des produits biologiques ou des produits thermosensibles. Un autre inconvénient de la séparation centrifuge est que la projection des particules solides vers l'extérieur sur la paroi du stator peut entraîner un dépôt néfaste allant jusqu'au colmatage. Une maintenance régulière est donc requise. Un autre inconvénient encore est que la rotation du rotor à grande vitesse génère des vibrations qui accélèrent la fatigue des matériaux et sollicite les paliers de l'arbre moteur, ainsi que des nuisances sonores que l'on combat par l'ajout de protection phonique. Ici encore, une maintenance régulière est requise. Enfin, dans le cas de la séparation de liquides de densités différentes, le fonctionnement du rotor peut être entravé si la proportion du liquide à la fois le plus dense et le plus visqueux est trop importante par rapport au liquide le plus léger. En effet, l'énergie nécessaire pour mettre en rotation le mélange est importante et reste élevée si le rotor reste en contact avec le liquide le plus visqueux. En d'autres termes, cela induit une consommation d'énergie élevée qui pourrait s'avérer rédhibitoire dans certaines applications. Par exemple, dans un procédé de gazéification hydrothermale de la biomasse, la teneur de la phase huileuse obtenue (biocrude) dans les effluents aqueux en sortie de réacteur est de l'ordre de 10 à 15%. 3058074 3 L'inventeur pense qu'on ne peut raisonnablement envisager à l'échelle industrielle une séparation centrifuge pour cette application du fait notamment de la consommation énergétique élevée qui serait requise et des inconvénients précités des séparateurs centrifuges. Il existe donc un besoin d'améliorer les dispositifs de séparation solides-liquide et/ou de liquides de densités différentes, notamment en vue de s'affranchir des inconvénients précités des séparateurs centrifuges. Le but de l'invention est de répondre au moins en partie à ce besoin. Exposé de l'invention Pour ce faire, l'invention concerne, sous l'un de ses aspects, un dispositif de séparation de particules solides en suspension dans un liquide et/ou de liquides de densités différentes comprenant : - un réservoir tampon, de symétrie de révolution autour d'un axe vertical, le réservoir comprenant au moins un orifice d'injection en liquide chargé en particules solides ou en au moins deux liquides de densités différentes, et un orifice de sortie agencé en partie inférieure autour de l'axe de révolution du réservoir; - au moins un moyen pour créer et maintenir un vortex générant un mouvement centripète du (des) liquide(s) allant de la périphérie du réservoir vers son centre sur au moins une partie de la hauteur de ce dernier; la forme et/ou le rapport entre dimensions du réservoir et/ou du moyen de création et de maintien du vortex est (sont) déterminé(s) à partir du nombre d'or (p; - un tube de collecte, agencé en dessous de l'orifice de sortie du réservoir, pour collecter par gravité au moins les particules solides, et/ou le(s) liquide(s) le(s) plus dense(s) concentrés vers l'intérieur du vortex. Ainsi, contrairement aux solutions de séparateurs mécaniques par centrifugation selon l'état de l'art qui réalisent l'éjection de la phase solide ou du liquide le plus dense vers l'extérieur du rotor, la solution selon l'invention consiste à utiliser le mouvement centripète pour concentrer les particules solides ou le liquide le plus dense vers l'intérieur. Par « mouvement centripète », il faut entendre ici et dans le cadre de l'invention, la définition donnée par l'auteur de la référence [1], à savoir un mouvement convergent, contractant, consolidant, créatif, favorable à l'intégration, constructif et 3058074 4 réducteur de friction. Dans ce mouvement, le rayon de rotation diminue progressivement, engendrant une accélération qui intensifie le phénomène d'aspiration par succion et diminue la friction (accélération centripète). Le dispositif de l'invention consiste en une combinaison des moyens suivants : - un moyen de création et maintien d'un vortex par la mise en mouvement du liquide contenant des particules solides ou du mélange de liquides de densités différentes ; la forme et/ou le rapport entre dimensions du moyen respectant le nombre d'or cp, - un réservoir tampon dans lequel le vortex est créé, dont la forme et/ou le rapport entre dimensions respectent le nombre d'or cp, ce qui permet de maintenir et le cas échéant de créer le vortex, - un collecteur central selon l'axe du réservoir pour collecter les particules solides concentrées en bas du vortex. De manière surprenante, l'inventeur a pensé mettre en oeuvre une séparation centripète après lecture de la référence [1] pour la séparation de particules solides mélangées dans un liquide. Si certains ont déjà pensé à mettre en oeuvre le principe de mouvement centripète, cela a été pour des problématiques différentes de la séparation de particules solides mélangées dans un liquide ou de séparation de deux liquides de densités différentes. En particulier, la demande de brevet CN103537211 qui concerne l'activation et la purification de l'eau contenant des molécules chimiques toxiques. La demande de brevet CN103537220 divulgue quant à elle la génération d'émulsion homogène. Dans la réalisation de l'invention, le respect du nombre d'or pour la forme et/ou le rapport des dimensions du réservoir vont contribuer à maintenir le mouvement centripète de manière optimale sur la hauteur du réservoir. Dans le dispositif selon l'invention, la densité du liquide (le moins dense dans le cas de plusieurs liquides mélangés) fait que la vitesse de rotation du liquide va être proche de zéro au niveau de la paroi interne du réservoir tampon. Un courant en surface est créé qui pousse le liquide vers cette paroi interne. Ce courant va continuer en descendant le long de la paroi. Puis, vers le fond du réservoir, c'est-à-dire à proximité de l'orifice de sortie, le courant retourne vers le centre et 3058074 descend autour de l'axe central du réservoir. Ce courant entraîne ainsi les particules solides ou le liquide le plus dense vers le centre en bas, c'est-à-dire vers l'orifice de sortie et donc vers l'intérieur du tube de collecte. Au final, un séparateur par action de la force centripète selon l'invention présente les mêmes fonctions générales de séparation mécanique qu'aux séparateurs centrifuges selon l'état de l'art mais sans leurs inconvénients. Ainsi, comparativement aux séparateurs centrifuges selon l'état de l'art un séparateur selon l'invention présente une consommation d'énergie réduite, une maintenance réduite, une conception et une réalisation beaucoup plus simples qui permettent une réduction drastique des coûts d'investissement. On peut envisager d'avoir un débit de particules solides séparées et collectées par un dispositif de séparation selon l'invention, dans la gamme de 10 kg/h à 1000 tonne/h. Ainsi, le réservoir tampon du dispositif selon l'invention peut avoir un diamètre de quelques dizaines de centimètres à quelques mètres et la hauteur totale du dispositif peut être comprise entre 1 et quelques dizaines de mètres. La capacité du dispositif de séparation selon l'invention peut varier de quelques litres par heure, typiquement pour des applications domestiques, à plusieurs milliers de m3/h, typiquement pour des applications industrielles. Selon une première variante avantageuse, la forme du réservoir est un ovoïde de dimensions déterminées à partir d'un pentagone régulier. Selon une deuxième variante avantageuse, la forme du réservoir est une ellipsoïde de révolution, obtenue par rotation autour de l'axe vertical d'une ellipse, dite ellipse d'or, dont le rapport entre longueurs du grand axe et du petit axe est égal au nombre d'or. Selon une troisième variante avantageuse, la forme du réservoir est une portion hémisphérique raccordée à une demi-ellipsoïde de révolution, l'ellipsoïde de révolution obtenue par rotation autour de l'axe vertical d'une ellipse, dite ellipse d'or, dont le rapport entre longueurs du grand axe et du petit axe est égal au nombre d'or. Quatre alternatives distinctes peuvent être prévues pour la réalisation du moyen de création et de maintien du vortex. Ainsi, il peut s'agir d': - un moyen pour injecter le liquide chargé en particules dissoutes par un, de préférence deux orifices d'injection, de manière tangentielle au réservoir tampon; 3058074 6 - un cylindre monté fixe dans l'orifice d'injection, le cylindre comprenant une rainure enroulée en hélice circulaire ; - un arbre monté rotatif à la verticale selon l'axe du réservoir, l'arbre ayant une forme extérieure d'hélice tronconique dont sa projection sur un plan orthogonal à l'axe vertical est une spirale logarithmique, dite spirale d'or, avec un facteur de croissance égal au nombre d'or (p. Dans cette alternative, l'extrémité libre de l'arbre rotatif est de préférence approximativement confondue avec le sommet inférieur du réservoir. - un arbre fixé à la verticale selon l'axe du réservoir, l'arbre ayant une forme intérieure d'hélice tronconique dont sa projection sur un plan orthogonal à l'axe vertical est une spirale logarithmique, dite spirale d'or, avec un facteur de croissance égal au nombre d'or cp, l'orifice d'injection étant la plus grande section de l'hélice tronconique. Selon une caractéristique avantageuse, l'orifice de sortie est conformé en tronc de cône dont convergent du haut vers le bas. De préférence, le demi-angle d'ouverture (a) du cône est compris entre 6 et 10°. Selon une variante avantageuse, la distance entre l'extrémité supérieure du tube de collecte et l'orifice de sortie du réservoir est réglable de sorte à pouvoir modifier le taux de collecte des particules solides. Avantageusement, le dispositif comprend au moins un évent en partie supérieure du réservoir tampon pour évacuer les gaz présents. Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif comprend une enveloppe de confinement agencée autour de l'orifice de sortie et du tube de collecte, définissant un volume intérieur dans lequel le liquide est confiné, en vue d'être évacué. L'invention a également pour objet un système de séparation comprenant au moins deux dispositifs tels que celui décrit précédemment, dans lequel un des deux dispositifs constituant le dispositif amont comprend au moins un orifice d'évacuation, agencé en partie inférieure de son enveloppe de confinement, formant un piquage relié à l'orifice d'injection du réservoir tampon du dispositif aval. Dans ce système, le dispositif amont comprend au moins un orifice d'évacuation agencé en partie inférieure de son enveloppe de confinement, formant un piquage relié à l'orifice d'injection du réservoir tampon du dispositif aval. De préférence, l'enveloppe de confinement de l'un et/ou l'autre des deux dispositifs étant constituée d'un cylindre raccordé sur la périphérie du réservoir entre 3058074 7 l'orifice d'injection et l'orifice de sortie, et d'un fond en forme d'hémisphère raccordé au cylindre. Selon un mode de réalisation avantageux, le système comprend au moins une vanne de régulation de débit entre le piquage du dispositif amont et l'orifice d'injection du dispositif aval. Avantageusement, l'un et/ou l'autre des deux dispositifs peu(ven)t comprendre au moins une vanne de purge sur le tube de collecte pour évacuer les particules solides collectées. Avantageusement encore, le dispositif aval comprend au moins un orifice de purge, agencé en partie inférieure de son enveloppe de confinement, pour évacuer le liquide dépourvu des particules solides. De préférence, une vanne d'isolement est prévue en aval de l'orifice de purge, pour isoler l'enveloppe de confinement du dispositif aval. L'invention a enfin pour objet l'utilisation d'un dispositif tel que décrit précédemment pour séparer le bio-crude des effluents aqueux, obtenus en sortie de réacteur de gazéification d'une biomasse algale. Description détaillée D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d'exemples de mise en oeuvre de l'invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un premier exemple dispositif de séparation solides-liquide selon l'invention ; - les figures lA et 1B sont des vues en coupe transversales selon A-A et B-B de la figure 1 ; - les figures 2 et 2A sont respectivement une vue en coupe longitudinale montrant un premier mode de réalisation d'une partie du dispositif de séparation selon l'invention qui permet la création et le maintien d'un vortex, et une vue en coupe transversale selon A-A; - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale montrant un deuxième mode de réalisation d'une partie du dispositif de séparation selon l'invention qui permet la création et le maintien d'un vortex; - la figure 3A est une vue de côté montrant le moyen de création et de maintien du vortex selon le mode de la figure 3; 3058074 8 - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale montrant un quatrième mode de réalisation d'une partie du dispositif de séparation selon l'invention qui permet la création et le maintien d'un vortex; - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale montrant une variante du réservoir et son orifice de sortie avec un moyen de création et de maintien du vortex selon la figure 4 ; - la figure 6 est une vue schématique montrant un système de séparation comprenant deux dispositifs de séparation solides-liquide selon l'invention, en amont l'un de l'autre. On précise que les différents éléments selon l'invention sont représentés uniquement par souci de clarté et qu'ils ne sont pas à l'échelle. Les termes « supérieur », « inférieur », «dessus » et «dessous » sont à considérer en relation avec le réservoir tampon du dispositif de séparation selon l'invention, en configuration avec l'orifice d'entrée du mélange solides-liquide en haut et le tube de collecte en bas. Les termes « amont » et « aval » sont à considérer en relation avec la circulation du liquide dans un dispositif et un système selon l'invention. Un dispositif 1 de séparation de particules solides en suspension dans un liquide est illustré en figure 1. Il comprend tout d'abord un réservoir tampon 2 de symétrie de révolution autour d'un axe vertical X. Dans le mode de réalisation illustré en figure 1, la forme du réservoir 2 est un ovoïde de dimensions déterminées à partir d'un pentagone régulier. Le réservoir 2 est percé de deux orifices d'injection 20, 21, par lesquels le liquide chargé en particules solides peut être injecté, et d'un orifice de sortie 22 agencé en partie inférieure autour de l'axe de révolution X. Dans les modes de réalisation illustrés, l'orifice de sortie 22 est conformé en tronc de cône dont convergent du haut vers le bas. De préférence, le demi-angle d'ouverture a du cône est compris entre 6 et 10°, typiquement égal à environ 8°. Selon l'invention, un moyen 3 de création et maintien d'un vortex V génère un mouvement centripète du (des) liquide(s) allant de la périphérie du réservoir 2 vers son centre sur au moins une partie de la hauteur de ce dernier. 3058074 9 Selon l'invention également, on conçoit le moyen 3 tel que sa forme et/ou le rapport entre ses dimensions est (sont) déterminé(s) à partir du nombre d'or (p. Plusieurs modes de réalisation différents peuvent être envisagés pour la réalisation de ce moyen de création et de maintien du vortex V. Dans le mode illustré en figures 2 et 2A, le moyen 3 est un moyen d'injection du liquide chargé en particules solides de manière tangentielle en partie supérieure du réservoir tampon 2. Les orifices d'injection 20, 21 sont à cet effet réalisés sur l'un des diamètres supérieurs du réservoir et le vortex est généré tangentiellement à ce diamètre comme symbolisé par les flèches sur ces figures 2 et 2A. Dans le mode illustré en figures 3 et 3A, le moyen est un cylindre 31 monté fixe dans l'orifice d'injection 20 selon l'axe de révolution X. Le cylindre 31 comprend une rainure 310 enroulée en hélice circulaire. Ainsi, ce cylindre 31 constitue en quelque sorte un injecteur qui permet la mise en rotation du liquide jusqu'à générer le vortex souhaité V. Au lieu de solutions hydrauliques comme dans les modes précités, on peut envisager une solution mécanique pour créer et maintenir le vortex V. Ainsi, dans le mode illustré en figures 4 et 5, le moyen est un arbre 32 monté rotatif à la verticale selon l'axe X du réservoir 2. L'arbre 32 a une forme extérieure d'hélice tronconique dont sa projection sur un plan orthogonal à l'axe vertical est une spirale logarithmique, dite spirale d'or, avec un facteur de croissance égal au nombre d'or (p. De préférence, l'extrémité libre 33 de l'arbre rotatif 32 est approximativement confondue avec le sommet inférieur du réservoir. Deux exemples de dimensionnement d'un arbre rotatif 32 sont donnés dans le tableau ci-dessous. On précise que dans ce tableau, les valeurs des dimensions des différentes sections dont données du haut de l'arbre 32 vers le bas, selon la hauteur de son hélice H. La position indique à quelle côte en hauteur est considérée chaque section. La position de valeur nulle indiquant le sommet de l'hélice de l'arbre rotatif. On précise également que la hauteur de l'hélice est environ égale à 435,5 mm pour l'exemple 1, tandis qu'elle est de l'ordre de 609,6mm pour l'exemple 2. 3058074 TABLEAU Exemples de dimensionnement Longueur Largeur Position de l'arbre rotatif 32 (mm) (mm) (mm) Exemple 1 15,00 9,27 0 9,27 5,73 166,3 5,73 3,54 269,1 3,54 2,19 332,6 2,19 1,35 371,9 1,35 0,84 396,2 0,84 0,52 411,2 Exemple 2 21,00 13,00 0 13,00 8,00 232,9 8,00 5,00 376,9 5,00 3,00 465,7 3,00 1,85 520,7 1,85 1,15 554,7 1,15 0,71 575,7 En sortie de vortex, un tube de collecte 4 est agencé en dessous de l'orifice de sortie 22 du réservoir 2 pour collecter par gravité les particules solides concentrés vers l'intérieur du vortex. Avantageusement, la distance D entre l'extrémité supérieure du tube de collecte 4 et l'orifice de sortie 22 du réservoir est prévue pour être réglable. Cela permet de pouvoir modifier le taux de collecte des particules solides. Pour obtenir une telle distance variable, on peut prévoir un tube 4 de hauteur variable et/ou une hauteur variable du volume inférieur entre l'orifice 22 et le tube 4. De préférence, un évent avec une vanne d'isolement 5 est prévu en partie supérieure du réservoir tampon 2 pour évacuer les gaz présents. Cela peut permettre notamment d'évacuer les gaz présents initialement dans le mélange solides-liquide. Le dispositif de séparation selon l'invention comprend enfin une enveloppe de confinement 6 agencée autour de l'orifice de sortie 22 et du tube de collecte 4. Cette enveloppe 6 définit ainsi un volume intérieur dans lequel le liquide initialement chargé en 3058074 11 particules, et le cas échéant les particules les moins denses est(sont) confiné(s) en vue d'être évacué(s) par le tube de collecte 4. Ainsi, comme montré en figure 1, l'enveloppe 6 comprend un ou des orifices d'évacuation 60, 61, agencé(s) en partie inférieure. Le liquide restant, chargé éventuellement de particules les moins denses peut être ainsi évacué en continu de l'enveloppe 6. A des fins de simplicité de réalisation, l'enveloppe de confinement 6 peut être constituée d'un cylindre 63 raccordé sur la périphérie du réservoir 2, entre l'orifice d'injection 20, 21 et l'orifice de sortie 22, et d'un fond 64 en forme d'hémisphère raccordé au cylindre 63. Lorsqu'on souhaite collecter des particules de densités et/ou de granulométries différentes, on peut avantageusement envisager de réaliser un système avec plusieurs dispositifs de séparation qui viennent d'être décrits et de les mettre en série. Un tel système avec deux dispositifs 1.1, 1.2 selon l'invention, en série est illustré en figure 6. Dans ce système, les deux orifices d'évacuation 60, 61 du dispositif amont 1.1 qui permettent d'évacuer le liquide chargé en particules les moins denses et/ou de taille moindre et qui sont agencés en partie inférieure de l'enveloppe de confinement 6, forment des piquages reliés chacun à un des orifices d'injection 20, 21 du réservoir tampon 2 du dispositif aval 1.2. Sur chaque ligne reliant un piquage 60, 61 du dispositif amont 1.1 à un orifice d'injection 20, 21 du dispositif aval, est agencée une vanne de régulation de débit 7. Deux vannes de purge 8, 9 formant un sas étanche sont agencées sur le tube de collecte 4 du dispositif amont 1.1 pour évacuer les particules solides collectées les plus denses. Le dispositif aval 1.2 comprend quant à lui au moins un orifice de purge 10 agencé en partie inférieure de son enveloppe de confinement 6, pour évacuer le liquide dépourvu des particules solides. De préférence, une vanne d'isolement 11 est prévue en aval de l'orifice de purge 10 pour isoler l'enveloppe de confinement 6 du dispositif aval 1.2. 3058074 12 Ainsi, on peut collecter les particules solides les plus denses et/ou de plus grande taille dans le tube de collecte 4 du dispositif amont 1.1 et celles les moins denses et/ou de plus petite taille dans le tube 4 du dispositif aval 1.2 D'autres variantes et améliorations peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Différents types de matériaux peuvent être utilisés pour la réalisation du réservoir 2, des moyens de création et maintien de vortex 31, 32, et de l'enveloppe de confinement 6. Avantageusement, en particulier pour les composants le plus proche du vortex, ceux-ci peuvent être réalisés en cuivre ou en acier inoxydable, de préférence revêtue d'une ou plusieurs couches minces à base de cuivre et/ou d'argent. L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits ; on peut notamment combiner entre elles des caractéristiques des exemples illustrés au sein de variantes non illustrées. 3058074 13 Référence citée [1] : Alick Bartholomew, «Le génie de Viktor Schauberger : et si la pénurie d'eau et d'énergie était un faux problème ? », éditions Trédaniel / Le courrier du livre, 2014 (1" éd. 2008 (ISBN 2-7029-0542-0). REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de séparation de particules solides en suspension dans un liquide et/ou de liquides de densités différentes comprenant : - un réservoir tampon (2), de symétrie de révolution autour d'un axe vertical (X), le réservoir comprenant au moins un orifice d'injection (20, 21) en liquide chargé en particules solides ou en au moins deux liquides de densités différentes, et un orifice de sortie (22) agencé en partie inférieure autour de l'axe de révolution du réservoir ; - au moins un moyen (3) pour créer et maintenir un vortex générant un mouvement centripète du (des) liquide(s) allant de la périphérie du réservoir vers son centre sur au moins une partie de la hauteur de ce dernier; la forme et/ou le rapport entre dimensions du réservoir et/ou du moyen de création et de maintien du vortex est (sont) déterminé(s) à partir du nombre d'or q); - un tube de collecte (4), agencé en dessous de l'orifice de sortie du réservoir, pour collecter par gravité au moins les particules solides, et/ou le(s) liquide(s) le(s) plus dense(s) concentrés vers l'intérieur du vortex. 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, la forme du réservoir étant un ovoïde de dimensions déterminées à partir d'un pentagone régulier. 3. Dispositif (1) selon la revendication 1, la forme du réservoir étant une ellipsoïde de révolution, obtenue par rotation autour de l'axe vertical d'une ellipse, dite ellipse d'or, dont le rapport entre longueurs du grand axe et du petit axe est égal au nombre d'or. 4. Dispositif (1) selon la revendication 1, la forme du réservoir étant une portion hémisphérique raccordée à une demi-ellipsoïde de révolution, l'ellipsoïde de révolution obtenue par rotation autour de l'axe vertical d'une ellipse, dite ellipse d'or, dont le rapport entre longueurs du grand axe et du petit axe est égal au nombre d'or. 5. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 4, le moyen de création et de maintien du vortex étant un moyen (30) pour injecter le liquide chargé en particules en suspension par un, de préférence deux orifices d'injection, de manière tangentielle au réservoir tampon. 6. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 4, le moyen de création et de maintien du vortex étant un cylindre (31) monté fixe dans l'orifice d'injection (20) le cylindre comprenant une rainure (310) enroulée en hélice circulaire. 3058074 15 7. Dispositif (1) selon la revendication 1 à 4, le moyen de création et de maintien du vortex étant un arbre (32) monté rotatif à la verticale selon l'axe du réservoir, l'arbre ayant une forme extérieure d'hélice tronconique dont sa projection sur un plan orthogonal à l'axe vertical est une spirale logarithmique, dite spirale d'or, avec un facteur de croissance égal au nombre d'or (p. 8. Dispositif (1) selon la revendication 7, l'extrémité libre (33) de l'arbre rotatif étant approximativement confondue avec le sommet inférieur du réservoir. 9. Dispositif (1) selon la revendication 1 à 4, le moyen de création et de maintien du vortex étant un arbre fixé à la verticale selon l'axe du réservoir, l'arbre ayant une forme intérieure d'hélice tronconique dont sa projection sur un plan orthogonal à l'axe vertical est une spirale logarithmique, dite spirale d'or, avec un facteur de croissance égal au nombre d'or cp, l'orifice d'injection étant la plus grande section de l'hélice tronconique. 10. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'orifice de sortie (22) étant conformé en tronc de cône dont convergent du haut vers le bas. 11. Dispositif selon la revendication 10, le demi-angle d'ouverture (a) du cône étant compris entre 6 et 10°. 12. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, la distance entre l'extrémité supérieure du tube de collecte (4) et l'orifice de sortie (22) du réservoir étant réglable de sorte à pouvoir modifier le taux de collecte des particules solides et/ou du(des) liquide(s) le(s) plus dense(s). 13. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un évent (5) en partie supérieure du réservoir tampon pour évacuer les gaz présents. 14. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une enveloppe de confinement (6) agencée autour de l'orifice de sortie et du tube de collecte, définissant un volume intérieur dans lequel le liquide initialement chargé en particules, les particules les moins denses et/ou le(s) liquide(s) les moins dense(s) est(sont) confiné(s) en vue d'être évacué(s). 15. Système (8) de séparation comprenant au moins deux dispositifs (1) selon la revendication 14, dans lequel un des deux dispositifs constituant le dispositif amont (1.1) comprend au moins un orifice d'évacuation (60, 61) agencé en partie inférieure de son 3058074 16 enveloppe de confinement, formant un piquage relié à l'orifice d'injection du réservoir tampon du dispositif aval (1.2). 16. Système de séparation selon la revendication 15, l'enveloppe de confinement de l'un et/ou l'autre des deux dispositifs étant constituée d'un cylindre (63) raccordé sur la périphérie du réservoir (2) entre l'orifice d'injection (20, 21) et l'orifice de sortie (22), et d'un fond (64) en forme d'hémisphère raccordé au cylindre. 17. Système de séparation selon la revendication 15 ou 16, comprenant au moins une vanne de régulation de débit (7) entre le piquage du dispositif amont et l'orifice d'injection du dispositif aval. 18. Système de séparation selon l'une des revendications 15 à 17, l'un et/ou l'autre des deux dispositifs comprenant au moins une vanne de purge (8, 9) sur le tube de collecte pour évacuer les particules solides collectées et/ou le(s) liquide(s) le(s) plus dense(s). 19. Système selon l'une des revendications 15 à 18, le dispositif aval comprenant au moins un orifice de purge (10) agencé en partie inférieure de son enveloppe de confinement, pour évacuer le liquide dépourvu des particules solides et/ou le liquide le moins dense. 20. Système selon la revendication 19, comprenant une vanne d'isolement (11) en aval de l'orifice de purge (10) pour isoler l'enveloppe de confinement du dispositif aval. 21. Utilisation d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 14 ou du système selon l'une des revendications 15 à 20 pour séparer des particules solides en suspension dans un liquide en fonction de leur granulométrie ou des liquides en fonction de leur densité. 22. Utilisation d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 14 ou du système selon l'une des revendications 15 à 20, pour séparer le bio-crude des effluents aqueux, obtenus en sortie de réacteur de gazéification d'une biomasse algale.