Brevet FR3084140A1 — publié le 20200124

FOUR CREMATOIRE AMELIORE ET PROCEDE ASSOCIE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention se rapporte au domaine des fours crématoires et les procédés de crémation. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE [0002]La crémation est une technique funéraire visant à brûler et réduire en cendres le corps d'un être humain mort. [0003] Pour ce faire, le corps est placé dans un cercueil et celui-ci dans un four crématoire chauffé à 850°c ou plus. C'est la chaleur, plus que les flammes, qui réduit en cendres le cercueil et le corps. La crémation dure environ une heure et demie. [0004,] Au fil des ans, ce rite funéraire est de plus en plus utilisé, ce qui entraine une consommation non négligeable de carburant (gaz naturel, fioul, bois) qui contribue â une production de dioxyde de carbone et d'autres gaz ou particules ayant un impact sur la santé et l'environnement. [0005]11 y a donc nécessité de mettre au point un procédé et un four qui permettent une crémation rapide afin d'accélérer l'obtention de cendres tout en diminuant la consommation et les rejets dans l'atmosphère de dioxyde de carbone et autres substances. [0006] Une des solutions envisagées est d'augmenter la température à l'intérieur du four afin d'accélérer le processus crématoire en obtenant une sublimation du corps. [0007] Néanmoins, lors de l'augmentation de la température, le corps réagit en produisant une couche de carbone plus ou moins épaisse sur sa surface. Cette couche de carbone crée une enveloppe ou cocon protecteur pour le reste du corps qui entrave la sublimation de celui-ci. EXPOSE DE LINVENTION 10008112 présente invention a donc pour t t t de 'proposer un four crématoire éhoré et son procédé associé, permettantde ailier au moins urie partie ri ts de l'art antérieur, en proposant une créroadon rapide, igue. (00091À cet e ntiort concerne un fàur crin hernteticserent par une porte et comprene * une table constituée en un matériau rés moins 2700°C, incite nàyen dcsern températur n de chaleur configtare pour perm moins 2700e us pression d'un additif abrasif da t four. tilisation d'un four onematoire pour la sublimai r d°un corps 1 t mpérature entre 2000 et 3500°C, de préférenc 00et ion une particularité, l'additif abrasif est du carbur de sili £i0121Selon une autre particule un brOleu de préférence 5 brOleurs,'3 étantplacés en partie p ure e autres é chaque extrémité. 20 13jit n une autre particularité, un ionne au propergol ou à l'hydrogène liquide. [0014j Selon une autre particularité, le four comprend une cuve de configurée pour recevoir les vapeurs et lumees issues de la crémation, les filtrer selon les normes en vigueurI ur cond 3 [0015]Selon une autre particularité, le four comprend au moins une évacuation par aspiration configurée pour permettre le passage des vapeurs d'eau et fumées de l'enceinte du four à la cuve de récupération. [0016]Selon une autre particularité, la table comprend en son sein un moyen de 5 refroidissement, de préférence un circuit de refroidissement liquide [0017]Selon une autre particularité, le moyen de diffusion sous pression de carbure de silicium est sous la forme de mini-brûleur ou de buses pouvant être adossé(e)s aux brûleurs principaux [0015] Et avantageusement, un autre objet de la présente est un procédé de 10 sublimation d'un corps à une température entre 2000 et 3500°C, de préférence 2700°C et comprenant au moins une injection sous pression d'un additif abrasif, de préférence du carbure de silicium, pour détruire de manière mécanique la couche de carbone enveloppant le corps et entravant la sublimation de celui-ci. [0019] Et avantageusement, un autre objet de la présente est l'utilisation d'un four 15 crématoire selon l'invention pour la sublimation d'un corps à une température entre 2000 et 3500°C, de préférence 2700°C BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES [0020] D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit en référence aux figures annexées, qui illustre 20 - la figure 1, représente une présentation schématique d'une coupe transversale d'un four selon l'invention, - la figure 2, représente une présentation schématique d'une coupe longitudinale d'un four selon un autre mode de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE DIFFÉRENTS MODES DE RÉALISATION DE 25 L'INVENTION [0021]De nombreuses combinaisons peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention ; l'homme de métier choisira l'une ou l'autre en fonction des contraintes économiques, ergonomiques, dimensionnelles ou autres qu'il devra respecter. 4 [0022]Plus particulièrement, la figure 1 illustre un mode de réalisation préféré, mais non limitatif de la présente invention. [0023]Ainsi un objet de la demande est un four crématoire 1 comprenant une enceinte 2 fermée hermétiquement par une porte 3. 5 [0024]Selon les modes de réalisations choisis, le four crématoire peut-être cylindrique, parallélépipédique ou toutes autres formes souhaitées. [0025]Selon les modes de réalisation choisis et en fonction des contraintes économiques, le four peut être réalisé en métal. [0026]On privilégiera tout particulièrement l'acier inoxydable comme matériau, car 10 celui-ci est aisément façonnable et résistant aux températures voulues. [0027]Dans un mode de réalisation, l'enceinte 1 peut comprendre une paroi simple. Dans un autre mode de réalisation, l'enceinte peut comprendre une double paroi 20 réalisée avec des tôles 21 et 22, de préférence d'acier inoxydable, de 2mm à 5mm, avantageusement de l'ordre de 3mm, pouvant résister dans 15 l'enceinte intérieure à 1300°C. L'espace 23 situé dans la double paroi 20 peut être entre 11 et 70 cm, de préférence 50 cm. [0028] Dans certains modes de réalisation, une entrée 81 et une sortie 82 d'air dans la tôle extérieure peut être aménagé afin d'une aspiration par un moyen d'aspiration 81 de l'espace 23 entre les tôles 21 et 22 puisse être effectuée. Un tel 20 arrangement permet une circulation de l'air dans la double paroi 20 et entrainant un refroidissement accéléré de l'enceinte du four. [0029] Dans certains modes de réalisation, chaque tôle 21 et 22 formant la double paroi 20 n'est pas planée, mais plissée afin d'obtenir un profil en « accordéon ». Ce type de profil permet d'augmenter les échanges de chaleur, autorisant ainsi un 25 refroidissement plus rapide de l'enceinte du four. De préférence, les tôles plissées ont un schéma de pliage entre 5 et 20 cm de préférence tous les 10 cm. [0030] Au sein de l'enceinte 2 et selon un mode de réalisation préféré, on y trouve : 5 - une table 4 constituée en un matériau résistant à une température d'au moins 2700°C, - un moyen d'émission de chaleur 5 configuré pour permettre d'atteindre une température de 2700°C, 5 - un moyen de diffusion sous pression 6 d'un additif abrasif dans l'enceinte du four. [0031] Par « table 4 », on entend tout support horizontal apte à recevoir un cercueil en vue de sa crémation, ainsi le sol de l'enceinte peut être également considéré comme une table. 10 [0032] Selon un mode de réalisation, la table 4 peut être en carbone. Une table en carbone a pour avantage de pouvoir résister à des températures allant jusqu'à 3700°C. [0033] Dans un mode de réalisation particulier, la table 4 a une épaisseur de 6 à 12 cm, avantageusement 8 à 10 cm, de préférence 8 cm ; une longueur entre 2 et 15 3 m, de préférence 2,5 mètres ; une largeur entre 50 et 100 cm, de préférence 70 cm [0034] Dans un autre mode de réalisation, la table 4 est munie d'un moyen de refroidissement 9, permettant ainsi de faire redescendre rapidement la température des cendres. Un tel moyen de refroidissement 9 est de préférence un 20 circuit de refroidissement par la circulation d'un fluide, Pour ce faire, la table peut être traversée par au moins un caloduc, de préférence entre 1 et 32, avantageusement 16. Le fluide utilisé dans le caloduc peut être tout fluide susceptible de pouvoir transférer la chaleur, tel qu'un gaz, ou un liquide. Avantageusement, de l'eau est utilisée. 25 [0035] Par « moyen d'émission de chaleur 5 », on entend tout dispositif connu de l'homme du métier, permettant de monter la température jusqu'à au moins 2700°C de manière contrôlée. 6 [0036] Dans un mode de réalisation préféré, le moyen d'émission de chaleur est au moins un brûleur 5, de préférence entre 1 et 12, avantageusement 5 ou 6. [0037] Dans certains modes de réalisation, les brûleurs 5 sont réunis à un unique emplacement dans le four. Dans d'autres modes de réalisation, les brûleurs 5 sont 5 disposés tout autour du cercueil afin de concentrer leur flux sur la surface supérieure de la table 4, par exemple, dans un mode de réalisation à 5 brûleurs, ceux-ci sont disposés tels que 3 placés en partie supérieure de la table (c'est à dire au plafond de l'enceinte) et les deux autres à chaque extrémité de la table, sur les parois latérales de l'enceinte 2 ; dans un mode de réalisation à 6 brûleurs, 10 un brûleur est positionné à chaque extrémité de la table et deux brûleurs de chaque côté de la table. Dans un mode de réalisation préféré, les brûleurs sont inclinés à 30°, afin que leur flamme recouvre au maximum la surface de la table 4. [0038]Afin d'atteindre une température d'au moins 2700°C, le moyen d'émission de chaleur utilise un carburant approprié tel que par exemple du propergol ou de 15 l'hydrogène liquide. [0039]De préférence, le propergol est utilisé, car celui-ci est plus maniable. Néanmoins dans certains modes de réalisation, l'hydrogène sera privilégié, car plus facile à utiliser avec un injecteur. En outre, l'hydrogène liquide peut être fabriqué sur place contrairement au propergol. Dans un mode de fabrication, le 20 four comprend une cellule de fabrication d'hydrogène liquide. [0040] Par « moyen de diffusion sous pression 6 d'un additif abrasif », on entend tout moyen connu, permettant de propulser sous pression d'au moins 10 bars, de préférence entre 20 et 60 bars, avantageusement 30 bars, un additif abrasif, au 25 sein d'une enceinte à au moins 2700°C. Un tel moyen peut être une buse 6, de préférence le flux de celle-ci est concentré sur la surface supérieure de la table, afin de focaliser sont efficacité et réduire les quantités d'abrasifs utilisés. [0041] Dans un mode de réalisation, la buse 6 peut-être indépendante du brûleur 5, dans un autre mode de réalisation, la buse 6 est couplée ou adossée au brûleur 7 5. S'il y a plusieurs brûleurs 5, une buse 6 est couplée ou adossée de préférence sur chacun des brûleurs. [0042] Par « additif abrasif », on entend tout matériau, de préférence sous la forme 5 de poudre ou de grain, pouvant être pulvérisé sous pression dans une enceinte à au moins 2700°C et qui par frottement lors de sa diffusion va agir comme une râpe sur la couche de carbone formée lors de la montée en température du corps. Ainsi par l'utilisation de l'additif abrasif, la couche de carbone est détruite au fur et à mesure de sa formation. Il n'y a plus d'enveloppe protectrice qui entrave la 10 sublimation du corps permettant d'utiliser de très hautes températures dans un minimum de temps. [0043] L'additif abrasif peut être : du carbure de silicium, de la poussière de diamant, ou une combinaison de ceux-ci. [0044] Dans un mode de réalisation préféré, le carbure de silicium est utilisé, car 15 celui-ci résiste très bien à une température de 2700°C tout en étant plus économique que la poussière de diamant. [0045] Dans un mode de réalisation, le four comprend une cuve 7 destinée à recevoir la totalité des vapeurs d'eau et des fumées permettant ainsi leur 20 condensation afin que celles-ci puissent être filtrées selon les normes en vigueur. Pour ce faire, l'enceinte comprend au moins une évacuation par aspiration 8, configurée pour permettre le passage des vapeurs d'eau et fumées de l'enceinte du four à la cuve de récupération. [0046] Dans un mode de réalisation, la cuve de récupération a une contenance 25 d'au moins 100 cm3, avantageusement entre 100 et 300cm3, de préférence 200 cm3. [0047] Dans un mode de réalisation, l'évacuation par aspiration est effectuée par au moins un aspirateur, de préférence 3 aspirateurs d'au moins 100 m3/minute 8 afin d'évacuer rapidement la vapeur d'eau résultant de la sublimation, évitant ainsi une surpression dans l'enceinte du four. [0048] Dans un mode de réalisation, un premier filtrage par grillage à petite maille peut être réalisé lors de l'aspiration pour ne pas absorber trop de cendre dans la 5 cuve de récupération 7. [0049]Dans un mode de réalisation, le four peut comprendre une ouverture automatique de sécurité sur sa partie supérieure à l'air libre, celle-ci fait au moins 1 m2, de préférence 2 m2 pour éviter tout risque d'explosion en cas de panne des 10 aspirateurs. [0050] Dans un mode de réalisation, le four peut comprendre un circuit annexe alimenté par batteries afin de subvenir aux coupures de courant. Un tel circuit peut être utilisé afin d'arrêter automatiquement les brûleurs et de contrôler les dispositifs de sécurité. 15 [0051] Un autre objet de la demande est un nouveau procédé de crémation rapide à haute température qui pallie aux désavantages susmentionnés d'un procédé de crémation classique. 20 [0052] En effet, le procédé classique de four crématoire comprend généralement les étapes suivantes : - Ouverture du four - Mise en place du cercueil, - Fermeture du four 25 - Combustion pendant 1 à 2 heures, au moyen de gaz ou de fuel afin d'attendre une température entre 800 et 900°C - Évacuation des fumées - Ouverture du four et récupération des cendres. 9 [0053] La durée d'une à deux heures, et la température de seulement 800 à 900°C permettent d'éviter la formation de la couche de carbone à la surface du corps qui entrave la sublimation du corps. Néanmoins, comme expliqué précédemment, le procédé classique a un coût énergétique très important. 5 [00541 Le nouveau procédé de crémation rapide à haute température selon l'invention permet d'utiliser une température comprise entre 2000 et 3500°C, de préférence 2700°C sans qu'il se forme de façon permanente une couche de carbone à la surface du corps entravant la sublimation du corps. 10 [0055] L'utilisation de cette gamme de température a pour avantage de réduire considérablement le temps de crémation passant de 1 à 2 heures à une crémation de l'ordre de 3 minutes. En outre la température atteinte permet de sublimer entièrement un corps, ce qui est rarement le cas lors de l'utilisation du procédé de crémation classique. En effet avec le procédé classique, il peut rester des os et 15 autres parties du corps non réduites en cendre. [0056]Pour ce faire, l'étape de combustion est réduite à environ 3 minutes, par l'utilisation d'un produit énergétique permettant d'atteindre une température comprise entre 2000 et 3500°C, de préférence 2700°C est utilisée. En outre durant l'étape de combustion, le procédé selon l'invention, comprend au moins 20 une étape d'injection sous pression d'un additif abrasif, de préférence du carbure de silicium, pour détruire de manière mécanique, la couche de carbone enveloppant le corps et entravant la sublimation de celui-ci. [0057] Dans un mode de réalisation, l'injection sous pression de l'additif abrasif est continue durant la combustion. 25 [0058]Dans un autre mode de réalisation, l'injection sous pression de l'additif se fait de façon discontinue durant la combustion, par exemple 3 secondes d'injection toutes les 20 secondes. 10 [0059]Selon les modes de réalisation, l'injection sous pression de l'additif abrasif se fait sous une pression d'au moins 10 bars, de préférence entre 20 et 60 bars, avantageusement 30 bars. 5 [0060]On comprendra aisément à la lecture de la présente demande que les particularités de la présente invention, comme généralement décrites et illustrées dans les figures, peuvent être arrangées et conçues selon une grande variété de configurations différentes. Ainsi, la description de la présente invention et les figures afférentes ne sont pas prévues pour limiter la portée de l'invention, mais 10 représentent simplement des modes de réalisation choisis. [0061]L'homme de métier comprendra que les caractéristiques techniques d'un mode de réalisation donné peuvent en fait être combinées avec des caractéristiques d'un autre mode de réalisation à moins que l'inverse ne soit explicitement mentionné ou qu'il ne soit évident que ces caractéristiques sont 15 incompatibles. De plus, les caractéristiques techniques décrites dans un mode de réalisation donné peuvent être isolées des autres caractéristiques de ce mode à moins que l'inverse ne soit explicitement mentionné. [0062] Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes 20 spécifiques sans l'éloigner du domaine défini par la protection demandée, ils doivent être considérés à titre d'illustration et l'invention REVENDICATIONS1. Four crématoire (1) formé par une enceinte (2) fermée hermétiquement par une porte (3) et comprenant en son sein - une table (4) constituée en un matériau résistant à une température d'au moins 2700°C, - un moyen d'émission de chaleur (5) configure pour permettre d'atteindre une température d'au moins 2700°C, - un moyen de diffusion sous pression (6) d'un additif abrasif dans l'enceinte du four. Four crématoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'additif abrasif est du carbure de silicium. 3. Four crématoire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen d'émission de chaleur (5) est au moins un brûleur, de préférence 5 ou 6 brûleurs. 4. Four crématoire selon la revendication 3, caractérisé en ce que les, au moins un brûleur (5) fonctionne au propergol ou à l'hydrogène liquide. 5. Four crématoire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le four comprend une cuve de récupération (7) configurée pour recevoir les vapeurs et fumées issues de la crémation, les filtrer selon les normes en vigueur et permettre leur condensation. 6. Four crématoire selon la revendication 5. caractérisé en ce que le four comprend au moins une évacuation (8) par aspiration configurée pour permettre le passage des vapeurs d'eau et fumées de l'enceinte du four à la cuve de récupération (7). 12 7. Four crématoire selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la table (4) comprend en son sein un moyen de refroidissement (9), de préférence un circuit de refroidissement liquide. 5 8. Four crématoire selon la revendication 3 dépendante elle-même de la revendication 2, ou l'une des revendications 4 à 7 dépendante de celle-ci' caractérisé en ce que le moyen de diffusion sous pression (6) de carbure de silicium est sous la forme de mini-brûleur ou de buses pouvant être adossés aux brûleurs principaux (5). 10 9. Procédé de sublimation d'un corps disposé sur une table d'un four crématoire, à une température entre 2000 et 3500°C, de préférence 2700°C par un moyen d'émission de chaleur et comprenant au moins une injection sous pression d'un additif abrasif, de préférence du carbure de silicium, par un moyen de 15 diffusion pour détruire de manière mécanique la couche de carbone enveloppant le corps et entravant la sublimation de celui-ci. 10. Utilisation d'un four crématoire selon l'une des revendications 1 à 8 pour la sublimation d'un corps à une température entre 2000 et 3500°C, de préférence 20 2700°C