Brevet FR3162653A1 — publié le 20251205

L’invention concerne un dispositif (1) de traitement de déchets par digestion bactérienne, remarquable en ce qu’il comprend : - une cuve (2) avec une ouverture (2a) pour l’introduction de déchets ; - des déchets à l’intérieur de la cuve (2), mélangés à des souches bactériennes et avec du peroxyde d’hydrogène stabilisé ; - des moyens de chauffage (3) de la cuve (2) ; - des moyens de brassage (4) des déchets ; - des moyens d’évacuation des déchets traités ; - une sortie d’air (11) équipée de filtres (12) qui absorbent les odeurs et humidité. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Dispositif et procédé de traitement de déchets organiques et non-organiques pour la production de matériaux réutilisables La présente invention concerne le domaine de la gestion et du traitement des déchets, plus précisément le traitement des déchets organiques et non-organiques pour la production de matériaux réutilisables. L’invention se situe dans le secteur de la valorisation des déchets par digestion bactérienne. Plus spécifiquement, elle s’applique au traitement de déchets alimentaires, de déchets organiques similaires, ainsi que de déchets non-organiques tels que les couches usagées, les protections d’incontinence, et le carton pour générer des substrats valorisables respectivement comme compost et comme isolant thermique. Art antérieur L’art antérieur dans le domaine du traitement des déchets par digestion bactérienne comprend diverses méthodes et dispositifs utilisant des micro-organismes pour décomposer les matières organiques. Ces méthodes sont couramment utilisées pour réduire le volume et le poids des déchets, et pour transformer les déchets en produits valorisables tels que le compost. Cependant, les dispositifs existants présentent plusieurs inconvénients. Premièrement, les traitements proposés sont souvent longs, nécessitant parfois plusieurs semaines pour atteindre une décomposition suffisante. Deuxièmement, ces traitements sont généralement peu efficaces en termes de réduction de poids et de volume, atteignant rarement plus de 50% de réduction. Troisièmement, les systèmes actuels ne sont pas toujours capables de traiter efficacement les déchets non-organiques tels que les couches usagées ou le carton. Les méthodes existantes incluent généralement le compostage traditionnel et divers types de digesteurs anaérobiques, mais ceux-ci sont souvent limités par leur taille, leur coût d’exploitation élevé, et leur besoin en surveillance continue pour maintenir des conditions optimales pour la digestion bactérienne. De plus, bien que certains processus permettent de traiter des déchets non-organiques, ils ne parviennent pas à les transformer en matériaux utiles, tels que des isolants thermiques, avec une efficacité significative ou dans des délais raisonnables. Des exemples de ces dispositifs de l’art antérieur sont illustrés dans les documents WO2013/128390 A1, JP2014008491 A et CN105906397B. La présente invention vise à surmonter ces inconvénients en proposant un dispositif et un procédé qui permettent, non seulement une digestion rapide et efficace des matières organiques et non-organiques, mais aussi une transformation en produits utiles tout en respectant les normes environnementales, notamment en éliminant tout risque pathogène et en réduisant le poids et le volume des déchets traités de près de 90%, le tout dans un cycle rapide. A cet effet, il a été mis au point un dispositif de traitement de déchets par digestion bactérienne, notamment aérobie et anaérobie, remarquable en ce qu’il comprend : - une cuve avec une ouverture pour l’introduction de déchets ; - des déchets organiques ou non organique à l’intérieur de la cuve, mélangés à des souches bactériennes et avec du peroxyde d’hydrogène stabilisé ; - des moyens de chauffage de la cuve ; - des moyens de brassage des déchets ; - des moyens d’évacuation des déchets traités ; - une sortie d’air équipée de filtres qui absorbent les odeurs et l’humidité. De ce qui précède, le dispositif permet de transformer les déchets organiques et certains déchets non-organiques en produits valorisables tout en réduisant leur volume et leur poids de manière significative. La présence de peroxyde d’hydrogène stabilisé, par exemple avec des sels d’ions argent, ou des sels d’argent, ou de l’ammonium quaternaire, ou du bi-guanidine, ou avec de l’acide peracétique, ou tout autre agent stabilisant, permet d’accélérer le processus de digestion bactérienne. Le dispositif permet ainsi une réduction de près de 90% du poids et du volume des déchets en un cycle d’environ 10 heures. Le dispositif de l’invention permet de valoriser les déchets organiques bioalimentaires en compost si exempts de polluant, et les déchets non-organiques type couches, papiers, et cartons en matériau isolant thermique, exempts de tout risque pathogène. De préférence, la cuve comprend un fond semi-cylindrique, et les moyens de brassage comprennent un axe équipé de pales de brassage, aligné avec une génératrice du fond semi-cylindrique de la cuve, et les pales sont espacées du fond de la cuve d’une distance comprise entre 20-25 mm pour laisser, par exemple dans le cas d’une digestion de déchets bioalimentaires, un résidu de bactéries au fond de la cuve après évacuation des déchets traités. Ceci permet notamment de pouvoir réintroduire des déchets bioalimentaires et de relancer un cycle de traitement, sans nécessiter de réintroduire des souches bactériennes. Selon une forme de réalisation particulière, et afin de fournir un dispositif simple et efficace, notamment pour l’évacuation des déchets, l’axe des moyens de brassage est relié à un motoréducteur configuré pour entrainer en rotation l’axe dans un sens pour brasser les déchets et dans un sens inverse pour évacuer les déchets traités, et la cuve comprend une fenêtre latérale équipée d’une rampe pour l’évacuation des déchets. Selon un exemple de réalisation particulier, les moyens de chauffage de la cuve sont sous la forme nappes chauffantes, de résistances et ou de couvertures chauffantes avec isolant entourant le fond extérieur de la cuve, notamment pour transmettre directement et efficacement la chaleur à la cuve. Afin de garantir le maintien en température de la cuve, et ne pas gaspiller d’énergie, le dispositif comprend des moyens d’isolation thermique de la cuve, de préférence sous forme de laine de roche ou tout autre isolant similaire, maintenus par des lames entourant le fond de la cuve. Avantageusement, et pour augmenter l’efficacité du chauffage et favoriser le maintien en température à l’intérieur de la cuve, le dispositif comprend des moyens de soufflage d’air chaud avec des échangeurs de chaleur positionnés en aval des moyens de soufflage pour réchauffer l’air avant de pénétrer dans la cuve, en notant que les souches bactériennes utilisées font déjà monter en température la matière organique lors de la digestion des déchets. L’invention concerne également un procédé de traitement de déchets par digestion bactérienne, remarquable en ce qu’il comprend au moins des étapes consistant à : - introduire les déchets dans une cuve comportant des souches bactériennes ; - brasser, de préférence à chaud, les déchets avec les souches bactériennes ; - injecter dans la cuve lors du brassage du peroxyde d’hydrogène stabilisé ; - évacuer les déchets une fois le traitement terminé, de préférence en mode semi-automatique. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront clairement de la description qui en est réalisée ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles : FIG. 1 est une vue en perspective du dispositif selon l’invention. FIG. 2 est une vue en coupe longitudinale du dispositif de la FIG. 1 . FIG. 3 est une vue en coupe transversale du dispositif de la FIG. 1 . FIG. 4 est une vue similaire à celle de la FIG. 1 , des carters et une paroi latérale ayant été masqués pour illustrer la cuve. FIG. 5 est une vue en perspective de l’arrière du dispositif, avec des carters masqués. FIG. 6 est une vue similaire à celle de la FIG. 4 , illustrant l’échangeur de chaleur associé aux moyens de soufflage FIG. 7 est une vue en perspective du dispositif, avec des carters masqués pour illustrer le motoréducteur FIG. 8 est une vue similaire à celle de la FIG. 7 , vue de derrière. Description détaillée de l’invention En référence aux figures 1 à 8, l’invention concerne un dispositif (1) de traitement de tout déchets organiques et ou alimentaires, et de types non-organiques tels que de la ouate, du carton, de la mousse, des couches et protection d’incontinences usagées, par digestion bactérienne, qui est rapide et efficace afin de transformer les déchets en produits utiles, tout en respectant les normes environnementales, notamment en éliminant tout risque pathogène et en réduisant le poids et le volume des déchets traités de près de 90%. Le dispositif (1) comprend une cuve (2), de préférence en acier inoxydable, équipée d’une ouverture (2a), par exemple supérieure, permettant l’introduction des déchets, et obturable avec une porte (2b) ou trappe de préférence montée sur vérin. En référence aux figures 2 à 4, la cuve (2) possède un fond semi-cylindrique (2c) et est équipée de moyens de chauffage (3) sous forme de nappes chauffantes entourant son fond, ainsi que des moyens de brassage (4) comprenant un axe (4a) aligné avec une génératrice, c’est-à-dire l’axe de révolution du fond semi-cylindrique (2c) de la cuve (2). La nappes chauffantes, résistances et ou la couverture chauffante avec isolant, sont par exemple fixées à la cuve (2) par des ressorts et crochets pour faciliter la mise en place et le maintien en contact sur la cuve. L’axe (4a) est équipé de pales (4b) de brassage, par exemple quatre pales régulièrement réparties sur la longueur et la circonférence de l’axe (4a), et espacées du fond de la cuve (2) d’une distance comprise entre 20 et 25 mm par exemple, de manière à laisser un résidu de bactéries après évacuation des déchets bioalimentaires traités, comme il sera décrit plus bas. Selon une forme de réalisation non illustrée, l’ouverture (2a) supérieure peut recevoir un broyeur, par exemple sur trémie, de sorte à permettre le broyage des déchets avant introduction dans la cuve (2), et ceci afin de réduire la taille des déchets, d’augmenter leur surface d’échange avec les bactéries, et d’homogénéiser leur taille pour faciliter la digestion bactérienne. Les moyens de brassage (4) sont reliés à un motoréducteur (5) configuré et pilotable pour entrainer l’axe (4a) en rotation dans un sens pour brasser les déchets et dans l’autre sens pour les évacuer, notamment en mode semi-automatique. A cet effet, la cuve (2) comprend également une fenêtre latérale (6), obturable par une porte, et équipée d’une rampe (7) facilitant l’évacuation des déchets traités. Des moyens d’isolation thermique sont positionnés sous la cuve (2), et entourent son fond semi-cylindrique (2c) pour éviter les déperditions de chaleur. Ces moyens sont par exemple sous forme de laine de roche, de panneaux isolants thermiques ou tous autres systèmes équivalents, non représentés, maintenus par des lames cintrées (8). Lors d’un cycle de traitement, les déchets sont brassés à chaud ou à froid dans l’obscurité et mélangés avec des souches bactériennes qui digèrent les déchets. Afin d’augmenter l’efficacité de la digestion, plusieurs souches différentes sont utilisées, lesquelles travaillent en synergie. Lorsque le brassage est réalisé à chaud, il est réalisé à une température comprise entre 70° et 120°C. Cette température peut être stabilisée avec des moyens de soufflage d’air (9) dans la cuve (2), par exemple un ou plusieurs ventilateurs en fonction du volume de déchets, et des échangeurs de chaleur (10), voir FIG. 6 , positionnés en aval des moyens de soufflage (9) pour réchauffer l’air avant de pénétrer dans la cuve (2). Dans la forme de réalisation illustrée, le dispositif comprend deux ventilateurs et deux échangeurs positionnés de part et d’autre de la cuve (2). Des sondes de température, non représentées, peuvent également mesurer la température à l’intérieur de la cuve (2) et être par exemple assujetties aux moyens de chauffage (3) et/ou aux échangeurs de chaleur, pour diminuer ou augmenter la température de chauffe si nécessaire, en notant que l’action bactérienne dégage elle-même de la chaleur. Le Demandeur a découvert que l’injection, lors du brassage, de peroxyde d’hydrogène stabilisé permettait d’accélérer le processus de digestion et de le rendre plus efficace. Cette injection peut être réalisée manuellement, en versant le peroxyde d’hydrogène stabilisé par l’ouverture (2a) de la cuve (2), ou bien de manière automatisée, par exemple par l’intermédiaire de moyens d’injection dédiés, non représentés, qui viennent par exemple prélever ou pomper le peroxyde d’hydrogène stabilisé à partir d’un récipient de stockage. Le peroxyde d’hydrogène stabilisé est injecté dans une quantité comprise entre 10 et 20 ppm peu importe le volume de déchets. Le peroxyde d’hydrogène utilisé peut être stabilisé avec des agents tels que de l’acide peracétique, des sels d’ions argent, du sel d’argent, de l’ammonium quaternaire, ou de la bi-guanidine, dans une quantité de 10 à 80 % pour améliorer l’efficacité de la digestion bactérienne. La cuve (2) comprend également une sortie d’air (11) connectée à des filtres (12), tel que des filtres (12) à charbon, par exemple à base de de noix de coco, et ou avec des billes de céramique pour absorber les odeurs et l’humidité, assurant ainsi un fonctionnement sans nuisances. En fin de cycle de traitement, le taux d’humidité résiduelle dans la cuve (2) doit avoisiner les 8-10%. De préférence, le dispositif (1) comprend un bac positionné sous les filtres (12) qui permet de récupérer l’eau, éventuellement relié, par l’intermédiaire d’une pompe de relevage, à des moyens de réinjection de l’eau, tels que des buses de pulvérisation/brumisation, dans le volume de déchets brassés et ce afin d’éviter les rejets d’eau. Le dispositif (1) peut également comprendre des moyens de mesure du pH permettant un suivi précis et en temps réel des conditions de traitement. Ces moyens de mesure incluent des capteurs de pH intégrés dans la cuve (2), fournissant des données continues sur l’acidité ou l’alcalinité du mélange en cours de digestion bactérienne. De plus, la cuve (2) peut comprendre des moyens de pesée, en étant par exemple équipée de pieds balances, permettant de mesurer le poids des déchets introduits et traités. Le dispositif (1) est également doté d’un automate programmable et/ou d’un pupitre de contrôle, et qui enregistre et analyse les données de poids, de pH, d’hygrométrie et de température. Cet automate permet de contrôler et d’ajuster automatiquement les conditions de traitement en fonction des données recueillies, garantissant ainsi une efficacité maximale du processus de digestion bactérienne. Par exemple, il peut ajuster les cycles de chauffage, de brassage en fonction des besoins réels des micro-organismes, assurant une décomposition optimale des déchets et une qualité constante du substrat produit. Ces améliorations permettent non seulement de renforcer l’efficacité et la fiabilité du dispositif (1) de l’invention, mais également de fournir une traçabilité complète du processus de traitement, ce qui est particulièrement important pour les applications industrielles et environnementales où la conformité aux normes est essentielle. Grâce à ces moyens de mesure et à l’automatisation, le dispositif (1) offre une solution avancée et intégrée pour la gestion et la valorisation des déchets organiques et non-organiques Le procédé de traitement de déchets par digestion bactérienne selon l’invention comprend donc les étapes suivantes : - introduction des déchets dans la cuve (2) contenant des souches bactériennes spécifiques ; - brassage des déchets avec les souches bactériennes, grâce aux moyens de chauffage (3) et de brassage (4) de la cuve (2) ; - injection de peroxyde d’hydrogène stabilisé durant le brassage - évacuation des déchets traités après la période de digestion bactérienne. Lorsque le cycle de traitement est terminé, en pratique 10h, les déchets sont évacués. Pour les déchets bioalimentaires transformés en compost, étant donné que les pales (4b) ne raclent pas le fond de la cuve (2) et laissent un espace de 20-25 mm entre les pales (4b) et le fond de la cuve (2), il subsiste un résidu de compost, et donc de bactéries vivantes permettant de pouvoir réintroduire des déchets sans nécessiter de rajouter des souches bactériennes. En pratique, les bactéries se reproduisent d’environ 20 millions toutes les 20 minutes. Pour le cas des déchets de type carton, couche, etc., les souches bactériennes meurent en fin de cycle, et les pales (4b) évacuent en pratique la totalité des déchets traités du fait de leur constitution. Pour relancer un cycle de traitement, il est donc nécessaire de réintroduire dans la cuve (2) d’autres souches bactériennes. Le dispositif (1) et le procédé de l’invention permettent un traitement rapide et efficace des déchets, transformant les déchets d’origine organique en compost, et les déchets d’origine non organique en matériau utilisable comme isolant thermique. Il surmonte les limitations des dispositifs antérieurs en offrant une réduction significative du poids et du volume des déchets en un temps de cycle considérablement réduit. Dispositif (1) de traitement de déchets par digestion bactérienne caractérisé en ce qu ’ il comprend : - une cuve (2) avec une ouverture (2a) pour l’introduction de déchets ; - des déchets à l’intérieur de la cuve (2), mélangés à des souches bactériennes et avec du peroxyde d’hydrogène stabilisé ; - des moyens de chauffage (3) de la cuve (2) ; - des moyens de brassage (4) des déchets ; - des moyens d’évacuation des déchets traités ; - une sortie d’air (11) équipée de filtres (12) qui absorbent les odeurs et humidité. Dispositif (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cuve (2) comprend un fond semi-cylindrique (2c), et les moyens de brassage (4) comprennent un axe (4a) équipé de pales (4b) de brassage, aligné avec une génératrice du fond semi-cylindrique (2c) de la cuve (2), et les pales (4b) sont espacées du fond de la cuve (2) d’une distance comprise entre 20-25 mm pour laisser éventuellement un résidu de bactéries au fond de la cuve (2) après évacuation des déchets traités. Dispositif (1) selon la revendication 2 caractérisé en ce que l’axe (4a) des moyens de brassage (4) est relié à un motoréducteur (5) configuré pour entrainer en rotation l’axe (4a) dans un sens pour brasser les déchets et dans un sens inverse pour évacuer les déchets traités, et la cuve (2) comprend une fenêtre latérale (6) équipée d’une rampe (7) pour l’évacuation des déchets. Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de chauffage (3) de la cuve (2) sont sous la forme de nappes chauffantes, de résistances et/ou de couvertures chauffantes avec isolant, entourant le fond extérieur de la cuve (2). Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comprend des moyens d’isolation thermique de la cuve (2), de préférence sous forme de laine de roche, maintenus par des lames entourant le fond de la cuve (2). Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de soufflage d’air (9) dans la cuve (2) et des échangeurs de chaleur (10) positionnés en aval des moyens de soufflage pour réchauffer l’air avant de pénétrer dans la cuve (2). Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le peroxyde d’hydrogène est stabilisé avec des sels d’ions argent, ou des sels d’argent, ou de l’ammonium quaternaire, ou du bi-guanidine, ou avec de l’acide peracétique. Procédé de traitement de déchets par digestion bactérienne caractérisé en ce qu’il comprend au moins des étapes consistant à : - introduire les déchets dans une cuve (2) comportant des souches bactériennes ; - brasser les déchets avec les souches bactériennes ; - injecter dans la cuve lors du brassage du peroxyde d’hydrogène stabilisé; - évacuer les déchets une fois le traitement terminé.