INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Plus préférentiellement, les fibres 2 présenteront une dimension, dite longueur, qui est nettement supérieure aux deux autres dimensions, dites dimensions transverses, et plus particulièrement qui présente une longueur au moins 5 fois, de préférence au moins 10 fois, au moins 20 fois, voire au moins 50 fois ou même 100 fois supérieure à la plus grande de ces dimensions transverses, c’est-à-dire typiquement au diamètre de la fibre concernée.
Les fibres 2 pourront être réalisées dans un matériau textile naturel ou synthétique, et plus préférentiellement dans un polymère ou une combinaison de polymères parmi : le polyéthylène téréphtalate (PET), le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polychlorure de vinyle (PVC) et le polystyrène (PS).
De préférence, le procédé sera conçu pour séparer les fibres 2 susmentionnées des granule 3 dans un mélange où lesdites fibres 2 sont mélangées à, voire agglomérées avec, des granules 3 dont le diamètre équivalent est compris entre 125 µm et 5 mm.
Par ailleurs, les granules 3 présenteront de préférence un facteur de forme égal ou inférieur à 2. Par « facteur de forme », on désigne le rapport entre d’une part le diamètre de Féret maximum, c’est-à-dire la distance maximale, observable pour le granule considéré, entre deux droites qui sont parallèles entre elles et tangentes respectivement à des côtés opposés dudit granule considéré, et d’autre part le diamètre de Féret minimum, c’est-à-dire la distance minimale, observable pour le granule considéré, entre deux droites qui sont parallèles entre elles et tangentes respectivement à des côtés opposés dudit granule considéré. Ce facteur de forme permet de donner une bonne indication de l’élancement des granules. A titre indicatif, un facteur de forme égal à 1 correspond à une sphère, et un facteur de forme égal à la racine carrée de 2 correspond à un cube.
De préférence, les granules 3 seront constitués d’un matériau à base de caoutchouc.
Ainsi, le procédé s’applique de préférence à un mélange 1 qui contient des fibres 2 textiles, de préférence en polyéthylène téréphtalate, et des granules 3 en matériau à base de caoutchouc.
Plus particulièrement, l’invention peut ainsi s’appliquer à un procédé de recyclage d’un bandage pneumatique, ledit procédé de recyclage comprenant une étape de broyage, au cours de laquelle on réduit au moins une portion du bandage pneumatique concerné en un mélange 1 contenant des fibres 2 textiles et des granules 3 en matériau à base de caoutchouc puis une étape de tri au cours de laquelle on applique audit mélange 1 un procédé de séparation selon l’une quelconque des possibilités envisagées par l’invention.
En effet, de façon connue en soi, les bandages pneumatiques usagés contiennent à la fois des éléments structurels élastique, à base de caoutchouc vulcanisé, et des éléments de renfort fibreux. Le déchiquetage de tels bandages permet ainsi d’obtenir des mélanges riches à la fois en granules de caoutchouc et en fibres, qu’il est utile de pouvoir séparer pour pouvoir recycler les matières premières correspondantes.
Dans tous les cas, quelle que soit l’origine du mélange et la finalité du processus dans lequel s’inscrit le procédé de séparation selon l’invention, ledit procédé de séparation selon l’invention comprend tout d’abord une étape (S1) d’approvisionnement, au cours de laquelle on amène le mélange 1 dans un réceptacle 10 pourvu d’un tamis 11.
Le réceptacle 10 et le tamis 11 pourront prendre toute forme appropriée. Par exemple, le tamis pourra être formé par une plaque plane, pourvue de rebords délimitant le réceptacle.
- une quatrième étape au cours de laquelle on fixe la platine à la virole extérieure du carter d’échappement.
Ce procédé permet donc d’obtenir un carter d’échappement modulaire pré-équipé, prêt pour l’assemblage avec d’autres éléments de la turbomachine.
De ce fait, on peut alors envisager un procédé d’assemblage d’une turbomachine hybride qui comporte au moins successivement :
- une première étape de fourniture d’un carter d’échappement modulaire et d’une machine électrique munie d’une barre de puissance,
- une deuxième étape au cours de laquelle on aligne la machine électrique avec le carter d’échappement modulaire,
-une troisième étape au cours de laquelle on fixe la machine électrique au carter d’échappement modulaire,
- une quatrième étape au cours de laquelle on connecte l’élément conducteur de transmission de puissance du carter et la barre de puissance de la machine par leurs pattes de connexion à l’aide d’un boulon transversal et on fait coulisser deux demi-boitiers préalablement enfilés respectivement sur l’élément conducteur du carter modulaire et sur la barre de puissance de la machine électrique pour former un boîtier encapsulant ledit boulon transversal, lesdites pattes, une partie de l’élément conducteur de transmission de puissance du carter modulaire et une partie de la barre de puissance de la machine électrique.
La est une vue schématique d’une turbomachine hybride comportant un carter d’échappement selon l’invention ;
La est une vue en coupe de détail de l’extrémité arrière de la turbomachine hybride de la ;
La est une vue de perspective de détail de l’extrémité arrière de la turbomachine hybride de la comportant un carter d’échappement selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
La est une vue de perspective de détail d’un élément conducteur de transmission de puissance pour le carter d’échappement selon le premier mode de réalisation de l’invention ;
La est une vue de perspective de détail de l’extrémité arrière de la turbomachine hybride de la comportant un carter d’échappement selon un second mode de réalisation de l’invention ;
La est une vue de perspective de détail d’un élément conducteur de transmission de puissance pour le carter d’échappement selon le second mode de réalisation de l’invention ;
La est une vue de perspective de détail de la connexion entre les pattes d’un élément conducteur de transmission de puissance et d’une barre de puissance d’une machine électrique ;
La est une vue de perspective de détail de la connexion entre les pattes d’un élément conducteur de transmission de puissance et d’une barre de puissance de machine électrique, protégées par un boîtier;
L’élément de récupération 500 peut être un plateau incliné ou un tapis de convoyage.
Le dispositif de séchage 600 fonctionne par exemple avec de l’air pulsé.
La phase liquide 20 est, avantageusement, réinjectée dans la cuve 400.
Les billes obtenues avec le procédé précédemment décrit comprennent un mélange homogène d’alginate et de biomasse. Les billes ont un diamètre compris entre 1mm et 20mm, par exemple 3 mm.
Le rapport d’aspect de la bille est avantageusement proche de 1.
Les billes obtenues sont des matériaux rigides, stables dans le temps (plusieurs années, par exemple entre 1 et 5 ans).
Les billes peuvent ensuite être valorisées dans un procédé de gazéification. Les billes peuvent être utilisées brutes ou torréfiées.
Le procédé de gazéification est mis en œuvre dans réacteur de gazéification, notamment un réacteur de gazéification à flux entrainé.
Le procédé de gazéification peut être réalisé en continu dans une installation comprenant un réacteur de gazéification, par exemple à flux entrainé, et en amont de celui-ci une ligne de production de billes de biomasse destinée à mettre en œuvre le procédé de traitement de la biomasse.
Alternativement, les billes peuvent être utilisées en tant que produits adsorbants mis en œuvre dans différents traitements d’effluents liquides ou gazeux (comme par exemple élimination de H 2 S issu du procédé de production du biométhane par digestion anaérobique). En particulier, il peut s’agir du traitement d’effluents aqueux, par exemple des eaux industrielles. Par exemple, les billes permettent d’adsorber tout ou une partie de certains éléments présents dans les effluents aqueux. A titre illustratif, on peut citer le plomb, le zinc ou encore le nickel. On peut également citer des procédés d’épuration d’eau destinés à supprimer les particules minérales contenus dans des eaux polluées. Après une première étape de suppression des particules par filtration ou centrifugation, les particules fines peuvent être avantageusement collectées puis éliminées par le procédé de l’invention.
Les eaux sont ainsi décontaminées/dépolluées.
Production des billes en laboratoire :
Dans cet exemple, 40g de poudre de biomasse (taille de particules inférieure à 100µm) ont été ajoutés à une solution comprenant 10 g d’alginate et 990mL d’eau.
La suspension colloïdale ainsi obtenue a été mélangée pendant 30min à 300 tour/min.
La suspension colloïdale a ensuite été ajoutée goutte à goutte dans un bain de coagulation ionotropique (10g de Ca(NO 3 ) 2 et 990mL d’eau).
On connaît par ailleurs, notamment par le document EP-2 937 200, des procédés de séparation par voie sèche qui mettent en œuvre un tamisage du mélange à travers un tamis vibrant, et de préférence plusieurs tamisages successifs à travers autant de tamis vibrants, et qui utilisent un soufflage d’air jaillissant du dessous du tamis pour entraîner les fibres et les aspirer dans une hotte située au-dessus du tamis.
De tels procédés de tamisage sont certes moins polluants et moins consommateurs d’énergie que les procédés par voie humide, mais ils présentent toutefois des rendements généralement peu satisfaisants, et ne permettent souvent d’obtenir que des produits raffinés dont la qualité est relativement médiocre, car beaucoup de fibres et de granules restent malgré tout agglomérés les uns aux autres.
Les objets assignés à l’invention visent par conséquent à remédier aux inconvénients susmentionnés et proposer un nouveau procédé de séparation, et une nouvelle installation correspondante, qui améliorent significativement l’efficacité de la séparation des fibres et des granules, tout en étant peu polluants et faiblement consommateurs d’énergie.
Les objets assignés à l’invention sont atteints au moyen d’un procédé de séparation permettant, à partir d’un mélange contenant des fibres et des granules, de séparer lesdites fibres desdits granules, ledit procédé comprenant à cet effet une étape (S1) d’approvisionnement, au cours de laquelle on amène le mélange dans un réceptacle pourvu d’un tamis, une étape (S2) de dissociation, au cours de laquelle on opère, simultanément, une sous-étape (S201) d’agitation selon laquelle on réalise un brassage mécanique du mélange contenu dans le réceptacle et une sous-étape (S202) de neutralisation selon laquelle on expose le mélange qui se trouve en cours de brassage dans le réceptacle à des charges bipolaires afin de neutraliser des charges électrostatiques des fibres et des granules, puis une étape (S3) de tamisage au cours de laquelle on fait passer sur le tamis le mélange traité conformément à l’étape (S2) de dissociation afin de retenir dans le réceptacle un premier produit issu du mélange, premier produit qui présente une teneur en fibres supérieure à celle du mélange, tandis que l’on évacue à travers le tamis un second produit issu du mélange, second produit dont la teneur en granules est supérieure à celle du mélange.
Avantageusement, les inventeurs ont constaté que, en combinant d’une part un brassage mécanique du mélange, qui permet de vaincre les forces d’adhésion de type forces de Van der Waals qui maintiennent les fibres et les granules agglomérés, avec d’autre part une neutralisation électrostatique qui permet, dans le même temps, de réduire voire d’éliminer les charges électriques des fibres et des granules et ainsi de réduire voire supprimer les forces d’attraction électrostatiques qui tendent à faire s’agglomérer les fibres et les granules, on parvient à dissocier efficacement les fibres des granules au sein du mélange, et on empêche les fibres et les granules, une fois dissociés les uns des autres, de se réagglomérer.
De la sorte, le mélange est parfaitement préparé pour le tamisage, en ceci que les composants dudit mélange, à savoir les fibres et les granules, sont déjà bien dissociés les uns des autres lorsque ledit mélange se présente contre le tamis pour être exposé à l’action dudit tamis, ce qui rend ledit tamisage particulièrement efficace et sélectif, puisque chaque composant individuel (fibre ou granule) ainsi dissocié des composants qui lui sont voisins est exposé en propre à la maille du tamis, sans rester attaché à un composant voisin qui pourrait le cas échéant empêcher ledit composant de traverser le tamis.
De façon préférentielle, l’exposition du mélange au tamis intervient dans une région de l’espace, ici dans une portion du réceptacle, qui est exposée aux actions conjointes de l’agitation mécanique et de la neutralisation électrostatique, de sorte que le mélange qui se trouve au contact du tamis, et plus particulièrement les différents composants dudit mélange, dont les fibres et granules dont on souhaite opérer la séparation, sont et restent en permanence, y compris au moment où le tamisage intervient, soumis à l’effet de dissociation qui résulte de cette agitation et de cette neutralisation.
On notera par ailleurs qu’il est avantageusement possible, tel que cela sera détaillé plus bas, d’améliorer et de renforcer l’effet de dissociation obtenu par les actions de brassage et de neutralisation opérées conformément au procédé selon l’invention en leur adjoignant également une action de soufflage, qui contribue à aérer le mélange et à diffuser les charges bipolaires au sein dudit mélange.
En tout état de cause, le procédé proposé par l’invention constitue préférentiellement un procédé par voie sèche, qui permet d’obtenir une séparation efficace des composants du mélange sans faire intervenir aucun solvant ni aucune immersion du mélange dans une quelconque solution aqueuse.
La illustre, selon une vue en perspective avec arrachement d’une paroi supérieure et d’une paroi latérale, un exemple d’installation permettant de mettre en œuvre un procédé selon l’invention et comprenant à cet effet des tambours de tamisage cylindriques montés en rotation autour d’un axe central qui est sensiblement horizontal, ainsi que des barres ionisantes soufflantes qui sont situées à l’extérieur desdits tambours de tamisage et dont le flux est dirigé vers l’intérieur desdits tambours de tamisage.
La est une vue en perspective en coupe de l’installation de la , dans un plan de coupe qui est normal à l’axe de rotation des tambours de tamisage.
La est une vue de face de la coupe de la .
La est une vue schématique, dans un plan de coupe perpendiculaire à l’axe de rotation du ou des tambours de tamisage, d’une variante de réalisation de l’installation des figures 1 à 3 au sein de laquelle des barres ionisantes soufflantes sont situées à l’intérieur d’un tambour de tamisage.
La est une vue en perspective de l’installation des figures 1 à 3 avec coupe longitudinale dans un plan de coupe vertical qui est parallèle à l’axe de rotation des tambours de tamisage.
La est une vue partielle de côté de l’installation des figures 1 à 3, en coupe longitudinale dans un plan sagittal vertical qui contient l’axe de rotation des tambours de tamisage.
Afin de ne pas casser les fils (les buses sont effectivement décollées) et de bien mettre en évidence l’effet de la couche 16, pour mesurer les rendements érosifs, la fréquence d’étincelage a été abaissée à un intervalle de 25 µs entre deux étincelles, ce qui correspond à une intensité moyenne d’environ 6,5 A. La fréquence a ensuite été augmentée, en réduisant l’intervalle de temps entre deux étincelles, pour mesurer la vitesse maximale de découpe des fils testés, avant leur rupture.
Les fils électrodes comparés sont les suivants : - Fil A : il s'agit du fil commercialisé sous la marque "Thermo SA" par la société Thermocompact® et décrit dans la demande EP1949995 : il s'agit d'un fil dont l’âme est en laiton (64% cuivre et 36% zinc en masse) et qui comporte une couche superficielle d'alliage cuivre-zinc en phase gamma fracturée en blocs. La concentration en zinc de ces blocs en phase gamma est de 61,3 % atomiques. - Fil B : il s'agit du fil fabriqué selon l'exemple 5 précédemment décrit dont la concentration en zinc de la couche superficielle 16 est de 66,4 % atomiques. - Fil C : il s'agit du fil fabrique selon l'exemple 6 précédemment décrit dont la concentration en zinc de la couche 16 est de 82,3 % atomiques. Fil Rendement érosif (mm²/min/A) Vitesse maximale d'érosion (mm²/min) Fil A 8,0 99,2 Fil B 8,2 99,2 Fil C 7,6 104,3
Le fil B a un meilleur rendement érosif que le fil A. Le fil C supporte des intensités d’usinage plus importantes avant de rompre. Il permet donc d'atteindre une vitesse maximale d'usinage plus élevée que les autres fils.
Il est souligné que le fil A a une couche d’oxyde de l’ordre de 50 nm d’épaisseur, ce qui est favorable à son rendement érosif. Les fils B et C ont une couche d’oxyde d'épaisseur beaucoup plus faible. Il est estimé que si les conditions de fabrication du fil B sont modifiées pour obtenir une épaisseur d'oxyde de l'ordre de 50 nm d'épaisseur, alors son rendement érosif sera encore plus élevé.
L’âme du fil électrode n'est pas nécessairement réalisée en cuivre ou dans un alliage comportant du cuivre comme, par exemple, le laiton. Par exemple, l’âme peut aussi être réalisée en acier ou dans un autre métal électriquement conducteur. Dans le cas où l’âme ne comporte pas de cuivre, l'obtention de la couche 16 est réalisée par électrodéposition.
L’âme n'est pas nécessairement réalisée dans un seul métal ou dans un seul alliage métallique. En variante, l’âme comporte plusieurs couches chacune réalisées dans un métal ou un alliage métallique respectif. Par exemple, l’âme comporte un corps central en cuivre ou en acier revêtu d'une couche en laiton. Cette couche en laiton peut être une couche en alliage cuivre-zinc en phase bêta.
La couche 14 peut être omise. C'est notamment le cas si la couche 16 est réalisée par électrodéposition.
En variante, la couche 16 est uniforme et n'est pas fracturée. La couche 16 est donc formée d'une seule zone qui s'étend continûment sur tout le pourtour de l’âme 10. Par exemple, pour fabriquer cette variante, lors de l'étape 82, le fil électrozingué est tréfilé pour obtenir directement le diamètre final souhaité et l'étape 94 de tréfilage est omise. Les autres étapes du procédé de la restent, par exemple, inchangées.
En variante, la couche 18 est en alliage cuivre-zinc en phase delta ou en phase êta ou en zinc.
En variante, la couche 18 est absente et la couche 16 forme alors la couche superficielle de fil électrode.
De nombreux autres procédés de fabrication du fil 2 sont possibles. Par exemple, les procédés de fabrication par diffusion rapide ou lente du cuivre, décrits dans le chapitre II, peuvent être mis en œuvre avec un fil d'ébauche qui n'est pas nécessairement réalisé entièrement en cuivre. Par exemple, en variante, le fil d'ébauche comporte seulement une couche superficielle dont la concentration en cuivre est supérieure à 50% ou 60% atomiques et inférieure à 95% ou 90 % atomiques. De même il peut aussi être mis en œuvre avec un revêtement dont la concentration en zinc est inférieure à 100 % atomiques. Toutefois, de préférence, la concentration en zinc du revêtement est élevée, c'est-à-dire supérieure à 95 % atomiques ou à 98 % atomiques.
La température T c pour mettre en œuvre le procédé de fabrication par diffusion lente du cuivre peut être choisie entre 150°C et 500°C. La durée d 0 doit alors être adaptée en fonction de la température T c choisie. Toutefois, de préférence, la température T c est choisie inférieure à 300°C ou à 250°C ou à 200°C afin de pouvoir utiliser un four statique et éviter d'avoir à exécuter un refroidissement rapide. Si la température T c dépasse 300°C ou 400°C, un four tunnel est utilisé à la place du four statique pour mieux maîtriser les durées d 0 et d 1 . Dans ce dernier cas, le procédé de fabrication par diffusion lente du cuivre est identique au procédé de l'exemple 1 sauf que la température T c est comprise entre 150°C et 500°C et non pas entre 500°C et 700°C.
L'étape 94 de tréfilage peut être omise.
Toutefois, selon une variante de mise en œuvre préférentielle, et tel que cela est bien visible sur les figures 1, 2, 3 et 5, le réceptacle 10 présentera une forme cylindrique, de préférence de base circulaire, et le tamis 11 formera tout ou partie de la paroi latérale 10L incurvée de ladite forme cylindrique. Un tel réceptacle 10 formera ainsi un tambour de tamisage. Par commodité de description, on pourra assimiler dans ce qui suit le réceptacle 10 à un tambour de tamisage et utiliser la même référence 10 pour désigner indifféremment le réceptacle ou le tambour de tamisage.
Le tamis 11 sera de préférence réalisé dans un matériau électriquement isolant, c’est-à-dire présentant une résistivité électrique supérieure ou égale à 10 10 Ω.m à une température de 300 Kelvin, et ce afin de ne pas gêner la neutralisation par les charges bipolaires. En outre, le matériau constitutif du tamis 11 sera suffisamment rigide pour éviter que le tamis 11 ne se déforme sous le poids et les mouvements du mélange 1.
Tel que cela est visible sur les figures 2 et 5, le réceptacle 10 pourra comprendre une armature 12 rigide ajourée, qui servira de support à des panneaux 13 de grille, ici des panneaux incurvés qui suivent sensiblement voire exactement la courbure de la paroi latérale 10L du tambour de tamisage, lesquels panneaux 13 de grille épousent les fenêtres de l’armature 12 de manière à former autant de portions du tamis 11.
L’approvisionnement du réceptacle 10 pourra être réalisé par tout système d’alimentation 15 approprié, par exemple au moyen d’une vis sans fin, de type vis d’Archimède, qui prélève le mélange 1 dans un silo voisin pour le transférer dans le réceptacle 10, ou bien encore au moyen d’une trémie 16 qui déverse le mélange 1 dans ledit réceptacle 10, tel que cela est schématisé sur les figures 3 et 6.
On pourra envisager une alimentation et donc un fonctionnement de l’installation 100 par lots, selon lequel on introduit une quantité déterminée, finie, de mélange 1 dans le réceptacle 10, ladite quantité étant appelée « lot », et l’on traite entièrement ledit lot avant de vider l’installation et de recharger ladite installation avec un nouveau lot du mélange 1 pour démarrer un nouveau cycle de séparation.
Toutefois, en variante préférentielle, pour améliorer le rendement industriel de l’installation 100 en réduisant les durées d’immobilisation de ladite installation, on pourra envisager une alimentation continue, selon laquelle on réalise en permanence un apport de mélange 1 dans le réceptacle 10, par exemple à l’une des extrémités axiales du tambour de tamisage, au fur et à mesure que le mélange 1 en cours de traitement dans le réceptacle 10 est tamisé et que l’on évacue hors du réceptacle 10, et plus globalement hors de l’installation 100, les produits P1, P2 issus du traitement du mélange, par exemple en recueillant lesdits produits P1, P2 à l’autre extrémité du tambour de tamisage et/ou sur des convoyeurs d’extraction appropriés.
Le procédé de séparation selon l’invention comprend ensuite, après l’étape (S1) d’approvisionnement, une étape (S2) de dissociation, au cours de laquelle on opère, simultanément, une sous-étape (S201) d’agitation selon laquelle on réalise un brassage mécanique du mélange 1 contenu dans le réceptacle 10 et une sous-étape (S202) de neutralisation selon laquelle on expose le mélange 1 qui se trouve en cours de brassage dans le réceptacle 10 à des charges bipolaires afin de neutraliser des charges électrostatiques des fibres 2 et des granules 3.
Le brassage mécanique du mélange 1 peut être obtenu par tout moyen adapté, et notamment soit, de préférence, en mettant en mouvement réceptacle 10, par rapport au bâti de l’installation 100, par exemple en mettant le réceptacle 10 en rotation, soit, en variante, en remuant le mélange 1 au moyen d’un organe de brassage, du genre pale de brassage, qui plongerait dans le réceptacle 10 et serait mis en mouvement par rapport au réceptacle 10.
De préférence, on utilise comme réceptacle 10 un premier tambour de tamisage 10 cylindrique délimité par une paroi latérale 10L tubulaire qui s’étend le long et autour d’un axe central X10 formant avec l’horizontale un angle inférieur à 30 degrés, paroi latérale 10L tubulaire dont au moins une portion forme le tamis 11.