Brevet FR3140554A1 — publié le 20240412

Dispositif (1) de collecte de particules solides contenues dans une soupe de matières organiques, le dispositif comprenant : un trommel (10) pourvu d’orifices (12) pour former un crible retenant les particules solides et laissant passer les matières organiques ; une brosse (20) rotative montée dans le trommel pour brosser une surface interne dudit trommel ; des moyens motorisés agencés pour entraîner en rotation le trommel et la brosse ; un rouleau (30) de laminage montée dans le trommel et agencé pour qu’une surface externe du rouleau de laminage soit en appui contre la surface interne du trommel de manière à forcer le passage des matières organiques à travers les orifices du trommel. FIGURE DE L’ABREGE : Fig. 1 Dispositif de collecte de particules solides contenues dans une soupe de matières organiques La présente invention concerne le traitement des déchets en vue notamment de leur recyclage ou de leur élimination, et plus particulièrement un dispositif de collecte de particules solides contenues dans une soupe de matières organiques. On entend ici par « matières organiques » l’ensemble des biodéchets contenus dans des emballages, notamment ceux issus de la filière alimentaire. ARRIERE PLAN DE L’INVENTION Dans le domaine du traitement des déchets issus notamment de la grande distribution, un dispositif de traitement par friction est généralement utilisé pour collecter les matières organiques adhérant à des surfaces d’emballages à traiter. Un tel dispositif de traitement permet de séparer les biodéchets de leur contenant et de les transformer en bioressource sous la forme d’une soupe destinée à être valorisée en compost (amendement organique servant à nourrir la terre) ou en digestat (sous-produit de la méthanisation servant à nourrir directement les plantes). Néanmoins, il s’avère que la soupe obtenue en sortie du dispositif de traitement contient des particules de plastique (ou des résidus d’emballage) qu’il est nécessaire de collecter afin qu’elles ne finissent pas dans la terre. A cet effet, il est connu d’utiliser un séparateur de phase à vis pour dissocier les particules de plastique des biodéchets formant la soupe. Si un tel séparateur permet d’obtenir une soupe de qualité satisfaisante, respectueuse des normes et compatible avec les installations de biogaz et le retour à la terre, les particules de plastique sont néanmoins pourvues d’une quantité de matières organiques non compatible avec les incinérateurs de matières plastiques. OBJET DE L’INVENTION L’invention a donc pour but de proposer un dispositif de collecte de particules solides contenus dans une soupe de matières organiques, permettant de limiter la quantité de matières organiques présente sur les particules solides collectées. A cet effet, l’invention propose un dispositif de collecte de particules solides contenues dans une soupe de matières organiques, le dispositif comprenant : un trommel pourvu d’orifices pour former un crible retenant les particules solides et laissant passer les matières organiques ; une brosse rotative montée dans le trommel pour brosser une surface interne dudit trommel ; des moyens motorisés agencés pour entraîner en rotation le trommel et la brosse ; un rouleau de laminage montée dans le trommel et agencé pour qu’une surface externe du rouleau de laminage soit en appui contre la surface interne du trommel de manière à forcer le passage des matières organiques à travers les orifices du trommel. Le rouleau de laminage crée un guidage des particules solides dans un espace allant en se réduisant au fur et à mesure que les particules solides approchent de la surface interne du trommel. Ceci assure une compression des particules solides contre la surface interne du trommel et donc le retrait d’une quantité de matières organiques adhérant aux particules solides. Les particules solides laminées sont ensuite happées par la brosse et soumises de manière répétée à un brossage intense pendant lequel elles perdent une quantité supplémentaire de matières organiques. Il ne reste alors pas ou très peu de matières organiques sur lesdites particules solides. Selon une caractéristique particulière de l’invention, la brosse s’étend selon un axe parallèle à un axe longitudinal du trommel. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, le rouleau de laminage s’étend selon un axe parallèle à un axe longitudinal du trommel. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, le dispositif comporte des moyens de décolmatage agencés pour désobstruer au moins en partie les orifices du trommel lors de la rotation dudit trommel. De manière particulière, les moyens de décolmatage comprennent un rouleau de décolmatage pourvu de dents destinées à s’engager au moins en partie dans les orifices du trommel lors de la rotation dudit trommel. Avantageusement, les dents du rouleau de décolmatage ont une hauteur supérieure à une épaisseur du trommel. Avantageusement, le rouleau de décolmatage est monté à l’extérieur du trommel. Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, le dispositif comporte des moyens d’introduction de la soupe de matières organiques dans le trommel, les moyens d’introduction comprenant un tube ayant une première extrémité débouchant à l’extérieur du trommel et une deuxième extrémité débouchant à l’intérieur du trommel. De manière particulière, la première extrémité du tube est pourvue de moyens de raccordement à une source de soupe de matières organiques. De manière particulière, la deuxième extrémité du tube est pourvue d’un déflecteur agencé pour diriger la soupe de matières organiques vers le rouleau de laminage. L’invention concerne également un procédé de collecte de particules solides contenues dans une soupe de matières organiques, comprenant l’introduction de la soupe de matières organiques dans le trommel d’un tel dispositif. L’invention concerne en outre une installation de traitement d’emballages, comprenant un dispositif pour collecter les matières organiques adhérant aux emballages sous forme d’une soupe, et un tel dispositif pour collecter les particules solides contenues dans la soupe. L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels : la est une vue en perspective du dispositif selon un mode de réalisation particulier de l’invention ; la est vue partielle en perspective du dispositif illustré à la ; la est une vue de détail d’éléments du dispositif illustré à la ; la illustre une section des éléments illustrés à la , selon un plan perpendiculaire à un axe longitudinal desdits ; la est une vue partielle en perspective du dispositif illustré à la . DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION En référence à la et selon un mode de réalisation particulier de l’invention, un dispositif selon un mode de réalisation particulier de l’invention, généralement désigné en 1, comprend un châssis 2 sous forme d’une structure formée par des profilés en acier mécano soudés, portant un carter ici non représenté à des fins de clarté. Le carter renferme un trommel 10 sous forme d’un tambour rotatif s’étendant selon un axe X 10 longitudinal. Le trommel 10 a ici un diamètre sensiblement égal à cinq cent millimètres et une épaisseur e sensiblement égale à quatre millimètres. Le trommel 10 comprend une première portion d’extrémité 10.1, une deuxième portion d’extrémité 10.2, et une portion centrale 10.3 s’étendant entre la première portion d’extrémité 10.1 et la deuxième portion d’extrémité 10.2. La première portion d’extrémité 10.1 et la deuxième portion d’extrémité 10.2 comportent chacune deux collets 11 externes sensiblement identiques pour définir deux pistes de guidage en rotation du trommel 10 autour de l’axe X T . Les extrémités libres de la première portion d’extrémité 10.1 et de la deuxième portion d’extrémité 10.2 sont respectivement fermée et ouverte. Le trommel 10 est entraîné en rotation autour de l’axe X 10 à l’aide d’un premier moteur (non représenté) porté par le châssis 2. La première portion d’extrémité 10.1 et la deuxième portion d’extrémité 10 du trommel 10 sont chacune guidées en rotation par deux galets 3 montés libre en rotation autour d’un axe sensiblement parallèle à l’axe X T . Les galets 3 s’étendent entre les collets 11 de la portion d’extrémité 10.1, 10.2 correspondante. La portion centrale 10.3 du trommel 10 est ajourée par une pluralité d’orifices 12 identiques répartis symétriquement autour de l’axe X 10 de manière à former un crible. Comme illustré à la , les orifices 12 ont une section sensiblement en forme de quadrilatère dont les coins sont arrondis et sont délimités par deux premières surfaces 12.1 planes qui s’étendent chacune dans un plan comprenant l’axe X T , et par deux deuxièmes surfaces 12.2 de forme convexe qui sont symétriques par rapport à un plan perpendiculaire à l’axe X T . Les orifices 12 ont ici une largeur l sensiblement égale à 6 millimètres, et une longueur L sensiblement égale à 8 millimètres, la largeur l correspondant à la distance séparant les deux premières surfaces et la longueur L correspondant à la distance maximum séparant les deux premières surfaces selon l’axe X T . Le trommel 10 comprend ici, selon l’axe X 10 , soixante rangées 13 identiques de cent douze orifices 12. Les soixante rangées 13 sont réparties en trois ensembles 14 de vingt rangées. Les cent douze orifices 12 de chacune des soixante rangées 13 sont répartis symétriquement autour de l’axe X 10 en sept secteurs 15 angulaires d’évacuation de seize orifices 12 ( ). A l’intérieur du trommel 10 sont montés une brosse 20 cylindrique rotative et un rouleau 30 de laminage. La brosse 20 s’étend selon un axe X 20 sensiblement parallèle à l’axe X 10 longitudinal du trommel 10, dans le troisième quadrant du trommel 10 lorsque celui-ci est observé depuis sa deuxième portion d’extrémité 10.2. La brosse 20 est en appui contre une surface interne du trommel 10 et est entraînée en rotation par un deuxième moteur (non représenté) porté par le châssis 2. En fonctionnement, la brosse 20 et le trommel 10 tournent dans un même sens repéré sur la figure par une flèche F ( ), la vitesse de rotation de la brosse 20 étant supérieure à celle du trommel 10. La vitesse de rotation de la brosse 20 est ici sensiblement égale à deux fois celle du trommel 10. Le rouleau 30 de laminage est de forme cylindrique et s’étend selon un axe X 30 sensiblement parallèle à l’axe X 10 longitudinal du trommel 10, dans le deuxième quadrant du trommel 10 lorsque celui-ci est observé depuis sa deuxième portion d’extrémité 10.2. Le rouleau 30 est porté par un arbre 31 dont les extrémités sont chacune montées libre en rotation sur une première extrémité 32.1 d’un bras 32 en forme de L s’étendant dans un plan perpendiculaire à l’axe X 30 du rouleau 30. Chacun des bras 32 comprend une deuxième extrémité 32.2 solidaire d’une tige d’un vérin double effet (non représenté) dont un corps est relié au châssis 2, et une troisième extrémité 32.3, disposée entre la première extrémité 32.1 et la deuxième extrémité 32.2, montée libre en rotation sur le châssis autour d’un axe X 32 sensiblement parallèle à l’axe X 30 du rouleau 30. Le vérin s’étend dans le même plan que celui dans lequel s’étend le bras 32, de sorte que ledit bras 32 forme un levier qui permet au vérin de faire pivoter le rouleau 30 autour de l’axe X 32 entre une première position dite de fonctionnement dans laquelle une surface externe du rouleau 30 est en appui contre la surface interne du trommel 10, et une deuxième position dite de nettoyage dans laquelle la surface externe du rouleau 30 est éloignée de ladite surface interne du trommel 10 et est en contact avec la brosse 20. En fonctionnement, le vérin permet de maintenir élastiquement le rouleau 30 de laminage en appui contre le trommel 10 en appliquant sur ledit rouleau 30 un effort de quelques kilonewtons via l’effet de levier procuré par les bras 32. Le rouleau 30 est alors entraîné en rotation par le trommel 10 et roule sur la surface interne de celui-ci, de sorte que la vitesse de rotation du rouleau 30 est, en fonctionnement, proportionnelle à celle du trommel 10. En position de nettoyage, le vérin permet de maintenir élastiquement le rouleau 30 de laminage en appui contre la brosse 20, ce qui provoque, lorsque la brosse 20 est entraînée en rotation par le deuxième moteur, un nettoyage de la surface externe dudit rouleau 30. A l’extérieur du trommel 10 est monté un rouleau 40 denté formant des moyens de décolmatage des orifices 12 du trommel 10. Le rouleau 40 s’étend selon un axe X 40 longitudinal, sensiblement parallèle à l’axe X 10 longitudinal du trommel 10, et a des extrémités montées libres en rotation autour de l’axe X 40 . Le rouleau 40 comprend soixante 41 rangées identiques de soixante-quatre dents 42. Les dents 42 ont une hauteur h supérieure à l’épaisseur e du trommel 10 et sont agencées pour coopérer avec les orifices 12 du trommel 10 à la manière de deux roues dentées ( ) : les soixante rangées 41 de dents 42 sont réparties en trois ensembles 43 de vingt rangées 42, et les soixante-quatre dents 42 de chacune des soixante rangées 41 sont réparties symétriquement autour de l’axe X 40 en quatre secteurs 44 angulaires d’engrènement de seize dents 42. En fonctionnement, le rouleau 40 de décolmatage est ainsi entraîné ainsi en rotation par le trommel 10, la vitesse de rotation dudit rouleau 40 étant proportionnelle à la vitesse dudit trommel 10. Le dispositif 1 comprend également des moyens d’introduction d’une soupe de matières organiques dans le trommel 10, la soupe comprenant des particules solides à collecter (particules de plastique, résidus d’emballage…). Les moyens d’introduction comportent, comme illustré à la , un tube 50 s’étendant selon un axe sensiblement parallèle à l’axe X 10, le premier quadrant du trommel 10 lorsque celui-ci est observé depuis sa deuxième portion d’extrémité 10.2. Le tube 50 comprend une première extrémité débouchant à l’extérieur du trommel 10, et une deuxième extrémité débouchant à l’intérieur du trommel 10. La première extrémité du tube 50 est pourvue de moyens de raccordement (non représentés) à une source de soupe de matières organiques. Les moyens de raccordement comprennent par exemple un raccord pompier. La source de soupe de matières organiques comprend par exemple une pompe reliée à un réservoir de soupe de matières organiques. La deuxième extrémité du tube 50 est pourvue d’un déflecteur 51 permettant de diriger la soupe vers le rouleau 30 de laminage. Une trémie 60 de récupération des matières organiques est placée sous le trommel 10 et dirige lesdites matières organiques vers un conteneur (non représenté). Le premier moteur et le deuxième moteur sont reliés à une unité de commande pourvue de variateurs de vitesse dudit premier moteur et dudit deuxième moteur, d’une mémoire, d’un afficheur tactile et de moyens de communication sans fil. Le fonctionnement du dispositif 1 va maintenant être détaillé. Alors qu’une soupe de matières organiques est introduite dans le trommel 10 via le tube 50 et dirigée vers le rouleau 30 de laminage via le déflecteur 51, l’unité de commande ordonne la mise en route des premier et deuxième moteurs pour entraîner respectivement en rotation le trommel 10 et la brosse 20 autour de leur axe X 10 , X 20 respectif. Le trommel 10 entraîne alors en rotation le rouleau 40 de décolmatage ainsi que le rouleau 30 de laminage via la pression de contact exercée et ajustée par les vérins. Les particules solides contenues dans la soupe sont alors comprimées entre le rouleau 30 de laminage et la surface interne du trommel 10, puis sont happées par la brosse 20 et emmenées dans la zone de contact entre la brosse 20 et la surface interne du trommel 10, zone dans laquelle les particules solides sont soumises à un brossage intense, ce qui a pour effet de retirer une quantité de matières organiques adhérant aux particules solides. Une fois qu’elles ont quittées la zone de contact, les particules solides sont éjectées par la brosse 20 vers une région supérieure et frappe la surface interne du trommel 10 avant d’être à nouveau happées par la brosse 20 qui la ramène dans la zone de contact pour y subir à nouveau un brossage intense. A chaque brossage, les particules solides perdent une quantité supplémentaire de matières organiques adhérant à leur surface. Les dimensions des orifices 12 du trommel 10 sont choisies pour retenir les particules solides à l’intérieur du trommel tout en laissant passer les matières organiques. Le passage des matières organiques est facilité par l’effet centrifuge de la rotation du trommel 10, de sorte que lesdites matières organiques se retrouvent dans le carter, les particules solides étant quant à elles retenues à l’intérieur du trommel 10. Les bouchons de matières organiques qui viennent obstruer les orifices 12 du trommel 10 sont évacués par les dents 42 du rouleau 40 de décolmatage et tombent dans le trommel 10 où la brosse 20 et le rouleau 30 de laminage les désagrègent et les évacuent au travers des orifices 12. L’évacuation des particules solides hors du trommel 10 peut par exemple être réalisée par un dispositif de soufflage (non représenté) monté à l’intérieur de la première portion d’extrémité 10.1 du trommel 10 pour générer un flux d’air comprenant une composante parallèle à l’axe X 10 de manière à souffler les particules solides sur lesquelles il ne reste pas ou très peu de matières organiques hors du trommel 10 via la première portion d’extrémité 10.2 dudit trommel 10. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l’invention telle que définie par les revendications. Bien que les moyens de décolmatage comprennent ici un rouleau 40 denté, l’invention s’applique également à d’autres moyens de décolmatage du trommel 10 lors de sa rotation, comme par exemple une injection haute pression d’eau, d’air ou des masselottes qui viennent percuter le trommel 10. Bien que le rouleau 30 de laminage est ici maintenu élastiquement en appui contre le trommel 10 via un vérin double effet, il peut aussi être maintenu en appui par tout autre moyen élastique tel qu’un vérin simple effet et/ou un ressort de traction, un ressort de compression… La position de nettoyage du rouleau 30 de laminage par la brosse 20 peut alors être optionnelle. Les dimensions des orifices 12 du trommel 10 peuvent être différentes de celles décrites. Le nombre d’orifices et leur agencement (nombre de rangées, d’ensemble, de secteurs angulaires…) peuvent être différents de ceux décrits. Dispositif (1) de collecte de particules solides contenues dans une soupe de matières organiques, le dispositif comprenant : un trommel (10) pourvu d’orifices (12) pour former un crible retenant les particules solides et laissant passer les matières organiques ; une brosse (20) rotative montée dans le trommel pour brosser une surface interne dudit trommel ; des moyens motorisés agencés pour entraîner en rotation le trommel et la brosse ; un rouleau (30) de laminage montée dans le trommel et agencé pour qu’une surface externe du rouleau de laminage soit en appui contre la surface interne du trommel de manière à forcer le passage des matières organiques à travers les orifices du trommel. Dispositif (1) de collecte selon la revendication 1, dans lequel la brosse (20) s’étend selon un axe (X 20 ) parallèle à un axe (X 10 ) longitudinal du trommel (10). Dispositif (1) de collecte selon la revendication 1, dans lequel le rouleau (30) de laminage s’étend selon un axe (X 30 ) parallèle à un axe (X 20 ) longitudinal du trommel (10). Dispositif (1) de collecte selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant des moyens de décolmatage (40) agencés pour désobstruer au moins en partie les orifices (12) du trommel (10) lors de la rotation dudit trommel. Dispositif (1) de collecte selon la revendication 4, dans lequel les moyens de décolmatage comprennent un rouleau (40) de décolmatage pourvu de dents (42) destinées à s’engager au moins en partie dans les orifices (12) du trommel (10) lors de la rotation dudit trommel. Dispositif (1) de collecte selon la revendication 5, dans lequel les dents (42) du rouleau (40) de décolmatage ont une hauteur (h) supérieure à une épaisseur (e) du trommel (10). Dispositif (1) de collecte selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le rouleau (40) de décolmatage est monté à l’extérieur du trommel (10). Dispositif (1) de collecte selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant des moyens d’introduction de la soupe de matières organiques dans le trommel (10), les moyens d’introduction comprenant un tube (50) ayant une première extrémité débouchant à l’extérieur du trommel (10) et une deuxième extrémité débouchant à l’intérieur du trommel. Dispositif (1) de collecte selon la revendication 8, dans lequel la première extrémité du tube (50) est pourvue de moyens de raccordement à une source de soupe de matières organiques. Dispositif (1) de collecte selon la revendication 8, dans lequel la deuxième extrémité du tube (50) est pourvue d’un déflecteur (51) agencé pour diriger la soupe de matières organiques vers le rouleau (30) de laminage. Procédé de collecte de particules solides contenues dans une soupe de matières organiques, comprenant l’introduction de la soupe de matières organiques dans le trommel (10) d’un dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Installation de traitement d’emballages, comprenant un dispositif pour collecter les matières organiques adhérant aux emballages sous forme d’une soupe, et un dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes pour collecter les particules solides contenues dans la soupe.