Brevet FR3067214A1 — publié le 20181214

La présente invention concerne un système constructif de digesteur en voie solide discontinue. Par digesteur, il est entendu une installation de valorisation par méthanisation de lisier ou de fumier. Par voie solide, il est entendu de la matière comme du lisier ou du fumier provenant directement d'un élevage. Par discontinue, il est entendu, un déversement occasionnel, certains jours de la semaine ou du mois, typiquement, à partir de tracteur manuscopique ou de benne camion ayant ramassé la matière provenant du nettoyage des zones d'habitation animales. Il est connu différents digesteurs en voie solide discontinue. Ces 10 dispositifs de l'art antérieur présentent des inconvénients que se propose de résoudre l'invention. Il est notamment connu des digesteurs industriels de type en garage, par exemple connus sous les marques Naskeo ou Méthajade. Ces unités représentent de lourds investissements et nécessitent notamment la construction de bâtiments dédiés. Il existe aussi de petites 15 installations de type silo à pente, qui sont par contre elles de micro installations. Dans l'ensemble ces micro-installations sont réalisées de façons artisanales, à partir de béton coulé sur place par des artisans. Elles n'intègrent pas, par ailleurs certaines fonctions avancées comme celle de système de chauffage intégré. 20 La présente invention vise à proposer une solution constructive qui soit adaptée à une exploitation animale. Typiquement, elle se situe à 2 proximité de l'exploitation et procure à l'exploitant une valorisation de sa filière de déchet et par récupération du méthane. L'invention vise à proposer une solution qui puisse répondre à une demande d'exploitation de grande taille, de moyenne taille ou de petite taille. Etant entendu bien sûr, 5 que par taille il faut comprendre production journalière de matière à traiter en méthanisation. La présente invention vise à proposer une solution qui soit facile à construire, mais qui soit également robuste, parfaitement dimensionnée au besoin de l'exploitant. L'invention vise à proposer un système constructif ayant de hautes qualités de performance et de longévité. Enfin, l'invention vise à proposer une solution qui soit économique de façon à optimiser le rendement futur pour l'exploitant. Il est donc compris que l'invention vise à proposer un système 15 construction de digesteur en voie discontinue qui soit pensé modulaire, solide, fiable, performant et économique pour répondre au mieux à des contraintes d'exploitation de tailles variées. A ce jour personne ne propose de solution complète répondant à cette problématique. Comme évoqué, précédemment il n'existe pas de 20 solution existante répondant à ce faisceau de contraintes. Certaines 3 solutions sont chères et sur mesure, d'autres sont petites et artisanales et insuffisamment performantes. A savoir qu'un faisceau de contraintes techniques fortes qui s'appliquent pour le digesteur est de maintenir concomitamment: 5 - des conditions particulières de température - des conditions particulières de pression de gaz - des conditions particulières de récupération de liquide - des conditions particulières de résistance mécanique Dans un aspect principal, l'invention propose un système constructif 10 à partir de panneaux préfabriqués spécifiques ultérieurement décrits coopérant de façon spécifique avec une bâche supérieure et un plancher. Dans un aspect de l'invention, les panneaux préfabriqués sont en béton. Ils comprennent sur chaque face de l'épaisseur des caractéristiques spécifiques, en latéral pour former jonction étanche avec le panneau 15 adjacent, en supérieur pour former jonction étanche avec la bâche de recouvrement du digesteur. Dans un aspect de l'invention, la géométrie d'implantation spécifique des panneaux préfabriqués coopère avec des éléments comme le plancher ou des vannes de surpression, des gouttières d'écoulement, des 20 réseaux de chauffage, pour former plusieurs zones de digestion qui peuvent 4 être alternativement mises en activité au gré des arrivages de matière en arrivée et des évacuations de matière traitées. Les figures annexées représentent un mode particulier de l'invention sur lesquelles : 5 - Les figures la et lb représentent un digesteur en coupe en vue de profil de face - La figure 2a, 2b, et 2c représentent le principe général de construction d'un mur à partir de panneau en vue de face, figures 2a, et 2b, et de profil 10 Les figures 3a et 3b représentent un détail constructif qui est celui d'un fer en attente dans le panneau Les figures 4a, 4b, 4c, 4d, 4e représentent différents détails constructifs sur la périphérie du panneau ou du rail d'étanchéité coopérant avec le panneau. Les figures la et lb représentent un digesteur (1) en coupe en vue de profil de face. Il est couramment partiellement enseveli dans le sol (S), typiquement d'environ 2 mètres, avec un fond qui forme plancher et une pente d'accès pour le chargement, déchargement au moyen des engins de transport de matière (M), typiquement, un camion agricole avec sa remorque. Le plancher est typiquement composé d'abord d'un béton de propreté sur lequel est monté un treillis de dallage puis à nouveau coulé du 5 béton pour former plancher. Le plancher comporte un système de récupération des liquides (12) par caniveaux qui adresse les liquides dans une fosse dédiée, régulée par une garde hydraulique. Le chauffage du digesteur est assuré par un réseau au sol sur la pente d'accès du digesteur et 5 sur le plancher. Le cuvelage des parois latérales du digesteur est réalisé à partir de panneaux préfabriqués plus particulièrement décrits ci-après. Le digesteur est recouvert d'une bâche (B). La matière repose donc dans le cuvelage formé, par le planche, la pente d'accès les parois latérales et recouvert par une bâche. La matière dégage par fermentation des gaz et 10 notamment du méthane. Le méthane remonte sous la bâche. Un système de récupération (11) comprenant une garde, une vanne, une tuyauterie récupérer les surpressions de gaz au-dessus d'une valeur critique, à savoir typiquement, 0,05 bars. Tout le gaz en surpression au-delà de la valeur critique est récupéré dans en aval dans un circuit de valorisation. Comme 15 représenté en figure 1B, en vue de face, le digesteur peut comporter plusieurs digesteurs (la, lb, 1c) contigus, typiquement au nombre de trois. Cette solution présente, l'avantage de pouvoir optimiser pour l'exploitant, la valorisation de la matière en fonction de sa production, en tenant compte des temps de cycle de digestion. En bref, typiquement deux digesteurs sont 20 en cycle de digestion, un premier depuis plus longtemps que le second, pendant qu'un troisième est en chargement, et l'ensemble tourne en cycle 6 de remplissage, digestion, évacuation, au fil de la vie de l'exploitation et de l'arrivée de la matière (M). La figure 2a, 2b, et 2c représentent le principe général de construction d'un mur à partir de panneaux de forme générales oblongues rectangulaires, typiquement de tailles en vue de face de l'ordre 5 de 2m de hauteur, sur 1 m de largeur, et de 30 cm d'épaisseur, figures 2a, avec des panneaux (22) assemblés par le bas avec la dalle plancher (21) qui est coulée avec des moyens spécifiques de maintien ultérieurement décrits, sur le haut du mur est coulé une couronne béton d'alignement (23) dont la fonction est d'aligner parfaitement le rail dit d'étanchéité (24). La fonction 10 du rail d'étanchéité (24) étant d'assurer l'étanchéité au gaz entre la couronne et entre la bâche par des moyens ultérieurement décrits en figure 4. La figure 2b montre de profil comment les éléments de rails (24) sont montés alignés deux à deux avec une jonction superposées en quinconce avec celles des jonctions de panneaux de mur (22). Typiquement un 15 élément de rail couvre la largeur de trois panneaux et est monté à cheval sur quatre panneaux. La figure 2c, illustre les éléments pour monter le haut de mur, dénommé couronne. La couronne est fabriquée en béton. Ce béton est coulé entre deux coffrages (28) montés de part et d'autre en haut de panneau. La jonction du béton coulé avec le panneau se fait à travers une 20 série de fer en attente montés dans un léger renfoncement, voir figures 4a et 4b. En haut de couronne est positionné le rail d'étanchéité dont l'ouverture, 7 figures 4, affleure à la surface de la couronne. La couronne permet l'alignement parfait des rails en alignant parfait les rails deux à deux dans une goulotte rigide une fois le béton coulé. Les figures 3a et 3b représentent un détail constructif qui est celui d'un fer en attente dans le 5 panneau qui avant le dépliage est en forme générale de virgule, et qui après dépliage est en forme de canne. En bref, les fers en attente, comme représenté, en figures 4a, et 4b, qui se trouvent ancrés dans une enfonçure sur le haut du panneau se déplient au moment du coulage du béton de la couronne. La fonction de cette enfonçure est de permettre de couler les 10 panneaux béton de façon industrielle au préalable. Un boitier plastique (42) occupe l'espace de l'enfonçure au moment du coulage de béton en usine pour la fabrication du panneau. Ce boitier plastique est retiré avant le coulage de la couronne. Le technicien déploie alors les fers en attente pour leur donner leur verticalité afin d'assurer un maximum d'accroche avec le 15 béton de la couronne. Cette enfonçure donne par ailleurs plus de prise au coulage du béton pour renforcer la liaison couronne / panneau. La figure 4e, représente un détail constructif du panneau en vue de haut. En vue de haut, le flan selon l'épaisseur du panneau présente une forme mâle selon le premier côté et femelle selon le second opposé. Les panneaux (22) seront 20 montés côte à côte distants de quelques millimètres en s'épousant par leur forme mâle et femelle. La jonction et l'étanchéité se feront en utilisant des 8 moyens connus de type silicone anti acide et joint hydro expansifs. La figure 4d représente une vue de profil en coupe du rail (24) qui maintient la bâche (B) au moyen d'une chambre à air (41) gonflée sur le pourtour du chemin de panneau. Le gonflage à air de cette chambre à air plaque la 5 bâche (B) contre la paroi intérieure du rail (24) et donne l'étanchéité au gaz en haut de digesteur, par la forme intérieure du rail qui est concave et avec une bâche plaquée contre les parois intérieures et une chambre qui bouche l'ouverture du rail (24). Il suffira au technicien de dégonfler la chambre à air pour pouvoir retirer la bâche si besoin et notamment par exemple au 10 nettoyage ou au chargement de matière (M). Enfin, comme représenté en figure 4e, le bas des panneaux comprend des réservations creuses (28) dont la fonction est de laisser passer des barres de maintien aux fondations et / ou à la dalle de plancher. La présente invention concerne donc un système constructif de digesteur 15 (1) de matière (M) en voie solide discontinue comprenant un circuit sécurisé de récupération et de valorisation des gaz (11), un circuit de récupération des liquides (12), un cuvelage béton qui stocke la matière, une bâche (B) qui ferme de façon étanche le chapeau du cuvelage caractérisé en ce que le cuvelage béton est réalisé à partir de panneaux (22) béton 20 préfabriqués identiques, chaque panneau (22) comprenant un dispositif d'attache (48) intégré à la dalle plancher (21) du cuvelage, un emboitement 9 mâle femelle sur l'épaisseur latérale, un système d'accroche (42, 26) d'une couronne (23) béton d'alignement coulée sur le haut du panneau (22), la couronne (23) maintient un rail (24) creux formant rainure intérieure parfaitement aligné aux jonctions d'éléments de rails deux à deux sur le 5 pourtour de la couronne , le rail (24) coopère avec la bâche (B) au moyen d'un dispositif de fermeture (41) pour former un bouchon étanche au gaz sur le chapeau du cuvelage. La présente invention concerne donc un système constructif de digesteur (1) de matière (M) en voie solide discontinue caractérisé en ce que la dalle 10 plancher (21) du cuvelage comporte un système de récupération des liquides (12) par caniveaux qui adresse les liquides dans une fosse dédiée, régulée par une garde hydraulique. La présente invention concerne donc un système constructif de digesteur (1) de matière (M) en voie solide discontinue caractérisé en ce que le 15 chauffage du digesteur est assuré par un réseau au sol sur la pente d'accès du digesteur et sur la dalle plancher (21). La présente invention concerne donc un système constructif de digesteur (1) de matière (M) en voie solide discontinue caractérisé en ce que le digesteur comporte plusieurs digesteurs (la, lb, 1c) contigus, de façon à 20 optimiser pour l'exploitant, la valorisation de la matière en fonction de sa production, en tenant compte des temps de cycle de digestion. 10 La présente invention concerne donc un système constructif de digesteur (1) de matière (M) en voie solide discontinue caractérisé en ce que les éléments de rails (24) sont montés alignés deux à deux avec une jonction superposées en quinconce les jonctions de panneaux de mur (22). 5 La présente invention concerne donc un système constructif de digesteur (1) de matière (M) en voie solide discontinue caractérisé en ce que pour faire fonction avec la couronne (23), sur le haut des panneaux (22), des fers en attente pliés sous une enfonçure (42) sous un boitier plastique coffrage d'enfonçure, qui après avoir retiré le boitier plastique et après dépliage se 10 trouvent ancrés dans l'enfonçure sur le haut du panneau afm d'assurer un maximum d'accroche avec le béton de la couronne lorsqu'il sera coulé. La présente invention concerne donc un système constructif de digesteur (1) de matière (M) en voie solide discontinue caractérisé en ce que les panneaux (22) sont montés côte à côte distants de quelques millimètres en 15 s'épousant par leur forme même et femelle, la jonction et l'étanchéité par un silicone anti acide coopérant avec des joints hydro expansifs La présente invention concerne donc un système constructif de digesteur (1) de matière (M) en voie solide discontinue caractérisé en ce que le dispositif de fermeture (41) consiste en la coopération d'une chambre à air 20 gonflable à l'intérieur d'un rail creux, le gonflage de la chambre à air 11 plaque la bâche contre la paroi intérieure du rail et la chambre à air vient boucher l'ouverture du rail. La présente invention concerne donc un procédé constructif de digesteur en voie solide discontinue caractérisé en ce qu"il comprend les étapes 5 successives suivantes - construction de panneaux en série en usine - Terrassement du terrain - Métrage et prise de repères - Béton de propreté 10 - Pose des panneaux pré fabriqués selon les dits repères - Coulage des fondations, préparation des caniveaux dans la dalle, pose des réservations du système de chauffage dans la dalle - Coulage de la couronne - Coulage de la dalle 15 Pose du rail On voit bien que de nombreuses variantes éventuellement susceptibles de se combiner peuvent ici être apportées sans jamais sortir du cadre de l'invention tel qu'il REVENDICATIONS1 - Système constructif de digesteur (1) de matière (M) en voie solide discontinue comprenant un circuit sécurisé de récupération et de valorisation des gaz (11), un circuit de récupération des liquides (12), un cuvelage béton qui stocke la matière, une bâche (B) qui ferme de façon étanche le chapeau du cuvelage caractérisé en ce que le cuvelage béton est constitué de panneaux (22) béton préfabriqués identiques, chaque panneau (22) comprenant un dispositif d'attache (48) intégré à la dalle plancher (21) du cuvelage, un emboitement mâle femelle sur l'épaisseur latérale, un système d'accroche (42, 26) d'une couronne (23) béton d'alignement coulée sur le haut du panneau (22), la couronne (23) maintenant un rail (24) creux formant rainure intérieure parfaitement aligné aux jonctions d'éléments de rails deux à deux sur le pourtour de la couronne , le rail (24) coopèrant avec la bâche (B) au moyen d'un dispositif de fermeture (41) pour former un bouchon étanche au gaz sur le chapeau du cuvelage. 2 - Système constructif de digesteur (1) de matière (M) en voie solide discontinue selon la revendication 1 caractérisé en ce que la dalle plancher 20 (21) du cuvelage comporte un système de récupération des liquides (12) par caniveaux conçu pour adresser les liquides dans une fosse dédiée, régulée par une garde hydraulique. 3 - Système constructif de digesteur (1) de matière (M) en voie solide 5 discontinue selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le digesteur comprend un chauffage constitué par un réseau au sol sur la pente d'accès du digesteur et sur la dalle plancher (21). 4 - Système constructif de digesteur (1) de matière (M) en voie solide 10 discontinue selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le digesteur comporte plusieurs digesteurs (la, lb, lc) contigus. 5 - Système constructif de digesteur (1) de matière (M) en voie solide discontinue selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les 15 éléments de rails (24) sont montés alignés deux à deux avec une jonction superposées en quinconce avec celles des jonctions de panneaux de mur (22). 6 - Système constructif de digesteur (1) de matière (M) en voie solide 20 discontinue selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le système d'accroche (42, 26) avec la couronne (23), sur le haut des panneaux (22), consiste en des fers (26) en attente pliés sous une enfonçure (42) sous un boitier plastique coffrage d'enfonçure, conçu de sorte qu'après avoir retiré le boitier plastique, et après dépliage, ils se trouvent ancrés dans l'enfonçure sur le haut du panneau. 5 7 - Système constructif de digesteur (1) de matière (M) en voie solide discontinue selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les panneaux (22) sont montés côte à côte distants de quelques millimètres en s'épousant par leur forme même et femelle, la jonction et l'étanchéité par 10 un silicone anti acide coopérant avec des joints hydro expansifs 8 - Système constructif de digesteur (1) de matière (M) en voie solide discontinue selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le dispositif de fermeture (41) consiste en la coopération d'une chambre à air 15 gonflable à l'intérieur d'un rail creux, la chambre à air gonflée plaquant la bâche contre la paroi intérieure du rail et la chambre à air venant boucher l'ouverture du rail. 9 - Procédé constructif de digesteur en voie solide discontinue mettant en 20 oeuvre le système constructif de digesteur selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu"il comprend les étapes successives suivantes - construction de panneaux en série en usine - Terrassement du terrain - Métrage et prise de repères - Coulage de béton de propreté 5 - Pose des panneaux pré fabriqués selon les dits repères - Coulage des fondations, préparation des caniveaux dans la dalle, pose des réservations du système de chauffage dans la dalle - Coulage de la couronne - Coulage de la dalle 10 - Pose du rail d'étanchéité