Brevet FR3088650A1 — publié le 20200522

Description Titre de l'invention : Système et procédé d'absorption de dioxyde de carbone Domaine technique de l'invention [0001] L'invention concerne l'absorption du dioxyde de carbone, et plus particulièrement le traitement du dioxyde de carbone en vue de sa valorisation. État de la technique [0002] Actuellement, la combustion des éléments fossiles, tels que le gaz, les hydrocarbures et le charbon, libère une grande quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Il existe donc un important besoin pour limiter le rejet de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Par exemple, on peut citer l'utilisation de bassins contenant des algues placées en suspension dans l'eau et qui sont capables de synthétiser le dioxyde de carbone en le transformant en en carbone pour la croissance des algues. Cependant, ces bassins sont très encombrants et nécessitent une très grande surface d'occupation au sol. En outre ces bassins peuvent difficilement être utilisés en ville. [0003] Il existe également un système de tubes destiné à la production d'algues pouvant être utilisée pour filtrer l'air. Les algues absorbent le dioxyde de carbone produit par des véhicules automobiles circulant sur une autoroute. Les tubes sont reliés les uns aux autres, à l'aide de raccords hermétiquement connectés aux tubes par des joints, en formant un circuit dans lequel circule de l'eau contenant les algues. Le système comporte une pompe pour la mise en circulation du liquide dans le circuit, et le circuit comporte une ouverture reliée à l'extérieur pour mélanger le dioxyde de carbone produit par les véhicules dans l'eau du circuit. Mais le système est complexe et difficile à installer car il nécessite d'utiliser plusieurs raccords pour relier les tubes entre eux et car il faut monter des joints entre les tubes et les raccords. Objet de l'invention [0004] Un objet de l'invention consiste à pallier ces inconvénients, et plus particulièrement à fournir des moyens d'absorption du dioxyde de carbone qui sont simples à fabriquer et faciles à monter. [0005] Selon un aspect de l'invention, il est proposé un système d'absorption de dioxyde de carbone, comprenant : un récipient principal, un récipient secondaire situé au-dessous du récipient principal, un circuit. de circulation d'un liquide comprenant de l'eau et des organismes comprenant des végétaux aquatiques aptes à absorber du dioxyde de carbone par photosynthèse, le circuit de circulation reliant le récipient secondaire au 2 récipient principal, un appareil d'entraînement configure pour déplacer le liquide dans le circuit de circulation, et un dispositif mélangeur relié au circuit de circulation et configure pour mélanger du dioxyde de carbone dans le liquide. [0006] Les récipients principal et secondaire ont, chacun, un fond et un bord situé le long du contour du fond et formant une ouverture située sur une face du récipient opposée au fond, et le bord du récipient secondaire est décalé par rapport au bord du récipient principal de sorte qu'une partie du liquide contenu dans le récipient principal soit transvasé dans le récipient secondaire lorsque la partie du liquide déborde par-dessus le bord du récipient principal. [0007] Le système offre un moyen très simple d'absorber le dioxyde de carbone. Il occupe une surface au sol déterminée tout en permettant une augmentation significative de la surface d'échange nécessaire à la photosynthèse. [0008] Le fond du récipient secondaire peut comprendre une première partie située au- dessous et dans l'alignement vertical du fond du récipient principal, et une deuxième partie s'étendant horizontalement au-delà du bord du récipient principal. [0009] On augmente ainsi la surface d'utilisation des récipients tout en limitant la largeur d'occupation au sol du système. [0010] Le système peut également comprendre au moins un récipient intermédiaire situé au- dessous du récipient principal et au-dessus du récipient secondaire, ledit au moins un récipient intermédiaire ayant un fond et un bord situé le long du contour du fond et formant une ouverture située sur une face du récipient opposée au fond, et en ce que le bord dudit au moins un récipient intermédiaire est décalé par rapport au bord du récipient situé au-dessus de lui de sorte qu'une partie du liquide contenu dans le récipient situé au-dessus de lui soit transvasé dans ledit au moins un récipient intermédiaire lorsque la partie du liquide déborde par-dessus le bord du récipient situé au-dessus de lui. [0011] Le fond d'un récipient intermédiaire peut comprendre une première partie située au- dessous et dans l'alignement vertical du fond du récipient situé au-dessus de lui, et une deuxième partie s'étendant horizontalement au-delà du bord du récipient situé au-dessus de lui. [0012] Le système peut en outre comprendre plusieurs récipients intermédiaires empilés les uns au-dessous des autres. [0013] Avantageusement, le système comprend des dispositifs d'éclairage placés respec- tivement en regard des ouvertures. [0014] Le système peut comprendre au moins un dispositif d'éclairage équipé d'une fibre optique et d'un ensemble de lentilles de Fresnel pour guider une lumière naturelle. 3 100151 Par exemple, le système peut comprendre au moins un dispositif d'éclairage équipé d'une lampe pour produire une lumière artificielle. [0016] En outre, le système peut comprendre un dispositif de régulation configure pour réguler la température du liquide dans une gamme spécifique de température favorisant la croissance des végétaux aquatiques. [0017] Les organismes peuvent être des algues, du plancton marin, du plancton d'eau douce, ou du plancton d'eau saumâtre. [0018] Selon un autre aspect, il est proposé un procédé d'absorption de dioxyde de carbone, comprenant : une fourniture d'un récipient principal et d'un récipient secondaire situé au-dessous du récipient principal, une mise en circulation, au sein d'un circuit reliant le récipient secondaire au récipient principal, d'un liquide comprenant de l'eau et des organismes comprenant des végétaux aquatiques aptes à absorber du dioxyde de carbone par photosynthèse, et un mélange de dioxyde de carbone dans le liquide. [0019] Selon cc procédé, les récipients principal et secondaire ont, chacun, un fond et un bord situé le long du contour du fond et formant une ouverture située sur une face du récipient opposé au fond, le procédé comprenant en outre un décalage du bord du récipient secondaire par rapport au bord du récipient principal et un transvasement d'une partie du liquide contenu dans le récipient principal vers le récipient secondaire lorsque la partie du liquide déborde par-dessus le bord du récipient principal. Description sommaire des dessins [0020] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement dc la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation et de mise en oeuvre dc l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels : [0021] [fig.1] : la figure 1, illustre schématiquement un mode de réalisation d'un système d'absorption de dioxyde de carbone selon l'invention et [0022] [fig.2] : la figure 2, illustre schématiquement une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un récipient. Description détaillée 100231 Sur la figure 1, on a représenté un système 1 d'absorption de dioxyde de carbone. En particulier, le système 1 permet de traiter le dioxyde de carbone en vue de sa valorisation. La valorisation du dioxyde de carbone consiste, notamment, à utiliser le dioxyde de carbone comme moyen de croissance pour des végétaux aquatiques, au lieu de rejeter ce dioxyde de carbone dans l'atmosphère. [0024] Le système d'absorption 1 comporte, un récipient principal 2, un récipient secondaire 3, un circuit de circulation 4 d'un liquide 5, un appareil d'entraînement 6 et un dispositif mélangeur 7. Le liquide 5 comprend de l'eau et des organismes comprenant des végétaux aquatiques aptes à absorber du dioxyde de carbone par photosynthèse. Les végétaux aquatiques permettent de synthétiser de la matière organique en utilisant l'énergie lumineuse, grâce à la photosynthèse. Plus particulièrement, les végétaux aquatiques transforment le dioxyde de carbone en oxygène et en carbone, à l'aide de la lumière. L'oxygène peut être rejeté dans l'atmosphère et dans l'eau, et il est bénéfique pour l'environnement, au contraire du dioxyde de carbone rejeté dans l'atmosphère. Le carbone est utilisé par les végétaux aquatiques pour croître. Les organismes peuvent être des algues, du plancton marin, du plancton d'eau douce, ou du plancton d'eau saumâtre. Les algues peuvent comprendre de la spiruline. La spiruline est une algue bleue, de la classe des cyanophycées, aux propriétés nutritives très riches, dont la matière sèche contient jusqu'à environ 68 % de protéines. Le plancton est un mélange d'organismes végétaux et animaux aquatiques. L'eau saumâtre est de l'eau de mer mêlée d'eau douce. Le principe général du système d'absorption 1 est d'utiliser des végétaux aquatiques aptes à absorber le dioxyde de carbone, notamment pour ne pas le rejeter dans l'atmosphère. Avantageusement, les végétaux aquatiques sont utilisés pour valoriser le dioxyde de carbone, pour produire du carbone comme élément de croissance des végétaux, dans un but de réutiliser les végétaux ayant atteint une croissance déterminée. Avantageusement, on pourra réutiliser les végétaux comme nutriments, dans les médicaments, dans les produits cosmétiques, ou comme combustibles. [0025] De façon générale, le liquide 5 circule dans le circuit de circulation 4 à l'aide de l'appareil d'entraînement 6. Par exemple, l'appareil d'entraînement 6 est une pompe, en particulier une pompe de relevage. Le circuit de circulation 4 est de préférence un tube principal. Le dispositif mélangeur 7 est relié au circuit de circulation 4, et il est configuré pour mélanger du dioxyde de carbone dans le liquide 5. Le dispositif mélangeur 7 peut comprendre un tube secondaire 8 raccordé au circuit de circulation 4. Dans ce cas, le dioxyde de carbone peut être à l'état gazeux, et la circulation du liquide 5 aspire le dioxyde de carbone gazeux, par effet Venturi, au sein du liquide 5. Cette aspiration permet de mélanger le dioxyde de carbone avec le liquide 5, et d'obtenir du dioxyde de carbone dissous dans l'eau du liquide 5. Ce mode présente l'avantage de mieux dissoudre le dioxyde de carbone, par rapport à une injection de dioxyde de carbone directe dans le liquide 5. Le dispositif mélangeur? peut également comprendre un récepteur 9 pour favoriser le passage du dioxyde de carbone de l'atmosphère dans le tube secondaire 8. En d'autres termes, le récepteur 9 permet de récupérer le dioxyde de carbone, de préférence sous forme gazeuse, provenant, par exemple, de l'atmosphère, ou d'une circulation d'échappement de gaz raccordée à une usine dégageant du dioxyde de carbone. [0026] En particulier, le récipient secondaire 3 est situé au-dessous du récipient principal 2 selon un axe vertical A. Ainsi, on fournit un système 1 étagé qui permet de diminuer la surface d'occupation au sol. En outre, le circuit de circulation 4 relie le récipient secondaire 3 au récipient principal 2. Ainsi, le liquide 5 circule du récipient secondaire 3 au récipient principal 2 en passant par le circuit de circulation 4. Par exemple, une première extrémité 10 du circuit de circulation 4 est en contact avec le liquide contenu dans le récipient secondaire 3, et une deuxième extrémité 11 du circuit de circulation 4 est en contact avec le liquide contenu dans le récipient principal 2. En variante, la deuxième extrémité 11 n'est pas en contact avec le liquide du récipient principal 2, niais elle est située au-dessus du niveau du liquide et le circuit de circulation 4 comporte un coude 12 pour permettre un écoulement du liquide 5 par gravité dans le récipient principal 2. Le coude 12 est courbé vers le sol pour permettre l'écoulement du liquide 5 vers le récipient principal 2. [0027] Avantageusement, le système 1 peut comprendre au moins un récipient intermédiaire 13 à 15 situé au-dessous du récipient principal 2 et au-dessus du récipient secondaire 3 selon l'axe vertical A. Un récipient intermédiaire 13 à 15 permet d'augmenter le volume de liquide 5 utilisé pour augmenter l'absorption du dioxyde de carbone tout en maintenant la surface d'occupation au sol constante. Par exemple le système 1 comporte trois récipients intermédiaires 13 à 15. L'ensemble des récipients principal, secondaire et intermédiaires 2, 3 et 13 à 15 sont placés les uns sous les autres et forment un système 1 étagé. Plus particulièrement, les récipients 2, 3 et 13 à 15 sont situés à distance les uns des autres, en d'autres termes ils ne sont pas en contact les uns avec les autres. Les récipients 2, 3 et 13 à 15 sont fixés sur un support 20 par des moyens de fixation 21. Le support 20 est destiné à être fixé au sol. Le support 20 peut être un panneau ou une paroi amovible. Les moyens de fixation 21 peuvent être, par exemple, des structures en tubes raccordant les récipients 2, 3 et 13 à 15 au support 20. [0028] Par ailleurs, les récipients 2, 3, et 13 à 15 sont, chacun, des dispositifs creux configurés pour contenir le liquide 5 et munis d'une ouverture 16 établissant la communication entre l'extérieur et le creux afin de pouvoir recevoir le liquide 5. Plus particulièrement, chaque récipient 2, 3, et 13 à 15 a un fond 17 et un bord 18 situé le long du contour du fond 17. Le bord 18 d'un récipient 2, 3, et 13 à 15 forme son ouverture 16. L'ouverture 16 d'un récipient 2, 3, et 13 à 15 est située sur une face du récipient 2, 3, et 13 à 15 opposée au fond 17 du récipient 2, 3, et 13 à 15. [0029] Par ailleurs, la disposition des récipients 2, 3, et 13 à 15 les uns par rapport aux autres est réalisée de sorte que le bord 18 d'un récipient 3 et 13 à 15 est décalé par rapport au bord 18 du récipient 2 et 13 à 15 qui est situé au-dessus de lui, et plus particulièrement 6 par rapport au récipient voisin supérieur 2 et 13 à 15 situé immédiatement au-dessus de lui. On entend par décalé, le fait qu'un récipient 3 et 13 à 15 soit placé au-dessous d'un récipient voisin supérieur 2 et 13 à 15 dc sorte qu'une partie du liquide contenu dans le récipient voisin supérieur 2 et 13 à 15 soit transvasé dans le récipient 3 et 13 à 15 situé au-dessous de lui, noté également récipient voisin inférieur, lorsque la partie du liquide déborde par-dessus le bord 18 du récipient voisin supérieur 2 et 13 à 14. C'est-à-dire que le bord 18 d'un récipient voisin inférieur 3 et 13 à 15 est déplacé horizontalement par rapport au bord 18 du récipient voisin supérieur 2 et 13 à 15. En d'autres ternies, les bords 18 de deux récipients voisins ne coïncides pas entre eux, c'est-à-dire que le bord 18 du récipient voisin inférieur n'est pas situé à la verticale dc celui du récipient voisin supérieur. De préférence, le fond d'un récipient voisin inférieur 3 et 13 à 15 comprend une première partie située au-dessous et dans l'alignement vertical du fond du récipient voisin supérieur 2 et 13 à 15, et une deuxième partie s'étendant horizontalement au-delà du bord du récipient voisin supérieur 2 et 13 à 15. Le transvasement du liquide 5 correspond à un écoulement du liquide 5 d'un récipient à un autre. Une telle disposition des récipients 2, 3, et 13 à 15 permet de former une cascade de liquide pour faire circuler le liquide 5 du récipient principal 2 vers le récipient secondaire 3. [0030] Le système 1 permet de faire circuler en continu le liquide 5 du récipient principal 2 vers le récipient secondaire 3, par l'intermédiaire de la cascade de liquides qui permet un écoulement du liquide 5 par gravité, et du récipient secondaire 3 vers le récipient principal 2, par l'intermédiaire du circuit de circulation 4 et du dispositif d'entraînement 6. Cette circulation permanente du liquide 5 permet de brasser le liquide 5. Le brassage favorise la croissance des végétaux aquatiques. En effet, le brassage des végétaux permet de les déplacer pour qu'ils ne restent pas dans un même récipient 2, 3 et 13 à 15. Ainsi, on n'expose pas les végétaux en permanence à la lumière, notamment au rayonnement ultra-violet, pour éviter qu'ils meurent. [0031] Avantageusement, un orifice 22 peut être formé sur le bord 18 d'un récipient 2, 3 et 13 à 15 comme illustré sur la figure 2. L'orifice 22 permet de guider le liquide 5 lorsque le liquide 5 déborde du récipient 13. Une partie du liquide 5 déborde d'un récipient 2 et 13 à 15 lorsqu'une partie du contenu du récipient se répand par-dessus le bord 18 du récipient. En outre, un récipient 2, 3 et 13 à 15 peut comporter un déversoir 23 pour créer une lame d'eau 5a, correspondant à la forme du liquide 5 qui s'écoule vers le récipient voisin inférieur 3 et 13 à 15. Une lame d'eau Sa est un mince rideau d'eau qui s'écoule à débit constant et qui se forme lors de la chute d'eau verticale après son passage sur le déversoir 23. Le déversoir 23 peut être une plaque. Préférentiellement le déversoir 23 a une surface plate sur laquelle passe le liquide 5. La lame d'eau 5a diminue les bruits provoqués par la chute du liquide 5 dans un récipient voisin inférieur 3 et 13 à 15. Plus particulièrement, le récipient secondaire 3 est dépourvu 7 d'un déversoir, car il est configure pour contenir le liquide 5 et empêcher son débordement. [0032] Les récipients 2, 3, et 13 à 15 peuvent avoir des fonds 17 ayant des tailles identiques ou différentes. Les fonds 17 des récipients 2, 3, et 13 à 15 peuvent avoir des formes variées, de préférence les fonds 17 sont plats. Par exemple les fonds 17 des récipients 2, 3 et 13 à 15 sont placés parallèlement les uns aux autres et horizontalement comme illustré sur la figure 1. Avantageusement le bord 18 d'un récipient voisin supérieur 2 et 13 à 15 peut comporter une première partie et une deuxième partie ayant des hauteurs différentes. Par exemple, lorsque la première partie du bord 18 est plus haute que la deuxième partie, le liquide 5 débordera du récipient en passant par-dessus la deuxième partie. Ainsi on peut guider l'écoulement du liquide 5, selon une direction préférée, lorsque celui-ci déborde du récipient. Par exemple on placera un récipient voisin inférieur 14 par rapport à un récipient voisin supérieur 13 de sorte que les bords les plus hauts des deux récipients voisins 13, 14 soient situés tête-bêche. Cette position permet de diminuer la largeur du système 1 et donc le rend moins encombrant. [0033] De manière générale, les récipients 2, 3, et 13 à 15 sont montés sur le support 20, et le support 20 est à l'air libre ou logé dans un bâtiment pourvu d'ouvertures pour un passage de la lumière, dite lumière naturelle. De cette façon, la lumière naturelle est utilisée pour la croissance des végétaux du liquide 5. En outre, l'atmosphère est en contact direct avec le liquide 5 grâce aux ouvertures 16 des récipients 2, 3, et 13 à 15. On peut donc exploiter le système 1 dans des conditions proches de l'environnement naturel des végétaux aquatiques, ce qui permet d'améliorer la croissance de ceux-ci. En variante, on peut placer des dispositifs d'éclairage 24 placés respectivement en regard des ouvertures 16, pour concentrer la lumière émise sur les végétaux, et augmenter la croissance de ceux-ci. Les dispositifs d'éclairage 24 peuvent être équipés d'une fibre optique et d'un ensemble de lentilles de Fresnel pour guider une lumière naturelle en regard des ouvertures 16. Les lentilles de Fresnel permettent de concentrer la lumière, et la fibre optique permet de guider la lumière naturelle vers le dispositif d'éclairage 24. En variante, les dispositifs d'éclairage 24 peuvent être équipés d'une lampe pour produire une lumière artificielle. La lampe émet une lumière dans le domaine du visible. [0034] Selon encore un autre avantage, le système 1 comprend un dispositif de régulation 25 configuré pour réguler la température du liquide 5 dans une gamme spécifique de température favorisant la croissance des végétaux aquatiques. Par exemple, lorsque les végétaux aquatiques sont de la spiruline, la gamme de température est comprise entre 35°C et 37°C. le dispositif de régulation 25 peut être une résistance électrique commandée électroniquement, ou un chauffe-eau solaire. [0035] Le système 1 peut également comprendre un réservoir 26 à nutriments placé au- 8 dessus du récipient principal 2. Le réservoir 26 comporte un conduit 27 de distribution pour distribuer les nutriments dans le liquide 5 contenu dans le récipient principal 2. Les nutriments peuvent comprendre du phosphore, du fer, du magnésium, du potassium, du calcium, des oligoéléments, des minéraux, ou une combinaison de ceux-ci. [0036] De façon générale, le système 1 fait croître les végétaux aquatiques jusqu'à un certain seuil. Le seuil peut être, par exemple, 5 cm d'épaisseur de spiruline en surface du liquide S. Lorsque le seuil de croissance est atteint, on récolte les végétaux aquatiques en les séparant des récipients, puis on réintroduit de nouveaux jeunes végétaux aquatiques en phase de croissance dans le liquide 5. [0037] Un procédé d'absorption du dioxyde de carbone peut être mise en oeuvre à l'aide du système 1 qui vient d'être décrit ci-avant. Le procédé comprend les étapes principales suivantes, une fourniture du récipient principal 2 et du récipient secondaire 3, une mise en circulation du liquide 5 du récipient secondaire vers le récipient principale 2, un mélange de dioxyde de carbone dans le liquide, un décalage du bord du récipient secondaire par rapport au bord du récipient principal, et un transvasement d'une partie du liquide contenu dans le récipient principal vers le récipient secondaire lorsque la partie du liquide déborde par-dessus le bord du récipient principal. [0038] L'invention qui vient d'être décrite permet de fournir des moyens pour valoriser le dioxyde de carbone dans une démarche écologique et économique, qui sont simples à mettre en oeuvre et qui ne nécessitent pas de filtres, ou de joints difficiles à entretenir. Ces moyens sont également adaptés à la culture hydroponique. Ces moyens sont particulièrement adaptés au milieu urbain très encombré. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3]