FR2941224A1

FR2941224A1 - Procede de dessalement ou d'epuration d'eau par distillation d'un spray (pompe a spray) spa

Info

Publication number: FR2941224A1
Application number: FR0804656A
Authority: FR
Inventors: Nicolas Ugolin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2010-07-23

Abstract

Cette invention consiste en un système permettant d'utiliser l'énergie calorifique d'origine solaire couplée à l'énergie électromagnétique, notamment des micro-ondes, et éventuellement les énergies produites durant la fermentation des produits organiques (biomasse, eaux usées) pour produire de l'eau douce à partir d'eaux salées, d'eaux usées, et de la vapeur d'eau contenue dans l'atmosphère. L'eau douce produite sera éventuellement rendue potable par ajout de sels minéraux à la concentration souhaitée provenant éventuellement de la cristallisation de sel lors de l'épuration. L'invention décrit un procédé et des réacteurs combinant des étapes de chauffage solaire et électromagnétique et éventuellement d'échanges thermiques avec un gaz chaud provenant d'une combustion, pour réaliser l'évaporation des gouttelettes d'un spray produit à partir d'eaux salées ou usées. La vapeur obtenue est séparée des particules de sels ou des impuretés agglomérées lors de l'évaporation par un système de cyclones. La vapeur pourra être éventuellement transportée sur une grande distance, avant d'être condensée par paliers, afin de séparer l'eau d'éventuels additif ou impuretés présents. Des additifs comme l'éthanol pourront être utilisés pour abaisser la pression de vapeur de l'eau liquide et faciliter le fractionnement en gouttelettes. Ces additifs seront recyclés durant des phases de condensation. Le procédé est complété dans le cas du traitement des eaux usées ou sales par des étapes de préfiltration, utilisant l'énergie de pression des gaz produits au cours d'étapes de fermentation. Les gaz produits lors de la fermentation sont brûlés dans des turbines ou des moteurs à combustion interne pour produire des gaz chauds qui seront utilisés pour l'évaporation des gouttelettes d'aérosols d'eau et pour produire une partie du courant nécessaire au fonctionnement du système. La condensation de la vapeur d'eau contenue dans les gaz de combustion complète la production d'eau liquide purifiée.

Description

Il existe deux typeqorincipaux de procédés pour produire de l'eau douce à partir d'eau salée. Les procédés les plus largement utilisés sont basés sur un principe d'osmose inverse ou d'ultrafiltration. Ces procédés consistent à filtrer l'eau salée à travers des membranes semi perméables qui laissent passer l'eau mais arrêtent les ions (principalement sodium, potassium et chlore). En appliquant une pression supérieure à la pression osmotique, l'eau traverse la membrane semi perméable, permettant ainsi une filtration des ions et l'obtention d'eau dessalée. Ces procédés sont très coûteux en énergie, de plus les membranes d'ultrafiltration utilisées sont elles-mêmes très coûteuses et présentent des durées de vie limitées qui accroissent encore le coût de l'eau douce produite. De plus, il est souvent nécessaire d'utiliser avant la filtration des agents chélateurs pour piéger les ions risquant d'empoisonner les membranes. En plus d'augmenter le coût du litre d'eau produit, ces agents chélateurs, nocifs pour l'environnement, se retrouvent dans la saumure. Ceci entraîne des coûts supplémentaires de retraitement des saumures, le cas échéant une pollution de l'environnement, s'ajoutant à celle déjà importante causée par les saumures. À côté de ces procédés d'ultrafiltration et d'osmose, il existe des procédés de distillation qui consistent à produire de la vapeur en portant à ébullition de l'eau liquide, puis à condenser la vapeur d'eau pour obtenir de l'eau pure. Ces procédés par distillation sont généralement très coûteux en énergie calorifique. Cette énergie est le plus souvent apportée sous forme d'électricité, par le biais de résistances électriques, le plus souvent produite à partir de carburants fossile, nucléaire, ou hydroélectrique... La quantité d'énergie nécessaire pour produire un m3 d'eau par ces méthodes est très importante, ce qui, en plus d'un coût de revient élevé, génère de la pollution et nécessite de disposer localement de l'énergie nécessaire.

En marge de la distillation thermique conventionnelle, il est quelquefois utilisé la distillation thermique solaire. Ce procédé consiste à utiliser l'énergie solaire pour produire la vapeur d'eau qui sera condensée. Bien que cette dernière méthode utilise une énergie gratuite pour produire de la vapeur d'eau, la surface nécessaire pour produire un m3 par jour est très importante : plus de 100 m2. De plus, les installations nécessaires pour la production sont difficilement déplaçables. De nombreuses méthodes de purification des eaux usées se rapprochent des méthodes de dessalement par filtration, avec des contraintes encore plus importantes sur les poisons des membranes et des filtres, qui se retrouvent en quantité encore plus importante dans les eaux usées. Toutefois, la plupart de ces méthodes visent à purifier suffisamment l'eau avant de la rejeter dans le milieu naturel et non à produire une eau suffisamment pure pour l'usage domestique ou potable. De plus, dans les procédés de purification des eaux usées, le traitement des composés organiques biodégradables fait intervenir le plus souvent des méthodes consistant en la dégradation aérobie des composés organiques, avec dégagement de CO2 ; cela impliquent la perte du potentiel énergétique que représentent ces composés. Les méthodes de méthanisation des eaux usées compatibles avec le recyclage en eau douce ne sont que très peu répandues et très difficilement mises en oeuvre à petite échelle.50 Enfin, très peu de méthodes prennent en compte, dans la production d'eau douce, le potentiel que représentent les vapeurs d'eau ainsi que les composés organiques volatiles présents ou relâchés dans l'atmosphère par les activités humaines domestiques (cuisson des aliments, douche, gaz d'aérosol de bombe ...). Par exemple les gaz intestinaux humains ou provenant de l'élevage représente une part non négligeable du méthane présent dans l'atmosphère. II est intéressant de noter que la vapeur d'eau et le méthane représentent les deux gaz à effet de serre donc l'impact est le plus important, bien avant le CO2.

Capturer ces gaz pour les transformer en eau liquide et CO2 par exemple, en plus de production d'eau douce liquide, primordiale pour de nombreuses régions, permettrait de participer au ralentissement de l'augmentation des principaux gaz à effet de serre dans l'atmosphère et donc de lutter contre le réchauffement climatique.

De nombreux systèmes d'aspiration d'air domestique (aspiration cuvette WC, aspiration VMC, aspiration de hotte de cuisine, aspiration bâtiment agricole ...) permettent d'évacuer les gaz domestiques (vapeur d'eau, méthane ...) des bâtiments. En revanche, peu de systèmes permettent un recyclage et une revalorisation de ces gaz compatible avec l'environnement domestique.

Le procédé et les appareils décrits dans la suite de ce manuscrit permettent une production d'eau douce, stérile (sans micro-organismes), à partir d'eau salée ou d'eau sale, complémentée par les vapeurs d'eau atmosphériques et les composés organiques volatiles présents dans l'atmosphère de manière autonome en énergie.

La présente invention concerne un procédé de dessalement et de purification d'eau par une méthode de distillation utilisant l'énergie thermique solaire, l'énergie de micro-ondes et l'énergie des ultrasons pour produire de l'eau douce à partir d'eaux liquide salées oulet usées et des vapeurs d'eau atmosphériques. De plus, le procédé peut être utilisé pour produire plus efficacement encore de l'eau douce à partir d'eaux usées en le complétant par des étapes de préfiltration des eaux usées en utilisant l'énergie produite par la fermentation d'une partie des composés organiques contenus dans les eaux usées. L'énergie supplémentaire produite grâce à la fermentation permet de capturer et de convertir en eau liquide purifiée les vapeurs d'eau et de méthane dégagées par l'activité domestique ou agricole.

Principe de fonctionnement L'invention consiste en un procédé organisant une série d'unités fonctionnelles permettant de produire de la vapeur d'eau, à partir d'eau salée ou sale, en limitant le coût énergétique, puis à condenser la vapeur produite en eau 45 dessalée ou purifiée.

1.1 Pour limiter la quantité d'énergie nécessaire pour évaporer de l'eau liquide, salée ou sale, en vapeur, l'eau liquide est d'abord fragmentée en fines gouttelettes de taille comprise entre lmm et 1 micromètre de diamètre. 50 1.2 Dans certains modes de réalisation, la fragmentation de l'eau liquide sera réalisée à l'aide d'un spray ou brumisateur, utilisant la pression du liquide au travers d'un gicleur, ou un flux de gaz pour produire le fractionnement du liquide en gouttelettes. Dans certains modes de réalisation, le brumisateur sera constitué des éléments d'un pistolet à peinture basse pression. Dans un mode préférentiel, le brumisateur sera constitué d'une mèche poreuse ou non Figl.1. La mèche poreuse est par exemple constituée d'un fritté (minéral organique, ou métallique), de fibres synthétiques ou naturelles ; elle permettra dans certains cas de filtrer l'eau. La mèche sera éventuellement percée, sur toute sa longueur, de capillaires longitudinaux faisant préférentiellement moins de deux millimètres de diamètre. La mèche poreuse permet un pompage du liquide par capillarité à travers les pores, tubulures et capillaires. La mèche pourra être gainée sur une partie par une membrane imperméable. Autour de la mèche sera disposée une tuyère plus ou moins en forme de cône ou d'obus Fig1.2 et comportera éventuellement des ailettes Fifl.8 permettant un écoulement linéaire des gaz dans la tuyère prévenant la formation de vortex. La tuyère sera en plastique, en métal ou en tout autre matériau pouvant être structuré. Le haut de la tuyère sera percé d'un trou Fig1.3 (pore de la tuyère) en vis-à-vis du sommet de la mèche. La tuyère prolonge le cylindre central Figl.6, formant la gaine de remontée des gaz d'un cyclone Figl.4 et assure le guidage du flux remontant du cyclone jusqu'à l'entrée de la tuyère, de manière à ce que la colonne gazeuse montante du cyclone puisse traverser la tuyère en enveloppant la mèche. L'écoulement du gaz assure l'aspiration des liquides, grâce à la dépression qui se forme au niveau de l'ouverture située à l'extrémité supérieure de la tuyère. En effet, en s'écoulant le long de la mèche, le flux gazeux remontant du cyclone crée une dépression, selon le principe de Bernoulli, qui aspire les liquides au travers de la mèche. L'aspiration crée ainsi un phénomène de pompage qui permet au liquide de remonter au travers et à la surface de la mèche tout en étant filtré. Du liquide est alors aspiré par le gaz remontant jusqu'au pore de la tuyère Figl.3 où il est transformé en spray, au niveau du pore de la tuyère, par l'expansion du gaz remontant. La mèche se continue dans le centre du cyclone au sein de la colonne de gaz montants du cyclone, pour éventuellement sortir du cyclone par l'ouverture conique du bas du cyclone Figl.5. En sortie du cyclone, la mèche plonge dans un réservoir d'eau à filtrer, et peut éventuellement ressortir dans le milieu extérieur pour y puiser de l'eau. La structure formée par le cyclone, la tuyère et la mèche, constitue un cyclone à spray Fig 1.10.

1.3 La mèche est éventuellement maintenue en place dans la tuyère et dans le cyclone par un tube d'aspiration Figl.9 qui se continue dans la partie supérieure du cyclone à spray, ou dans la totalité du cyclone. Le tube d'aspiration encerclant la mèche accentue la dépression d'aspiration à l'extrémité effilée de la mèche.

1.4 L'alimentation en gaz du cyclone du cyclone à spray peut être tangentielle, mais est de préférence longitudinale au travers d'ailettes inclinées Figl.7. L'inclinaison des ailettes assure la formation d'un vortex gazeux descendant dans le cyclone. En arrivant au fond du cyclone, le vortex se forme en une colonne de gaz remontant au centre du cyclone le long de la mèche, à l'intérieur de la colonne d'aspiration.50 1.5 Plusieurs cyclones peuvent être disposés dans une structure que nous appellerons pompe à air Fig2.11, de manière à ce que les ailettes d'entrées des cyclones Fig2.7 fassent partie du plancher Fig2.12 du compartiment à air Fig2.15.

L'air est injecté Fig2.13, de préférence tangentiellement, dans le compartiment à air de la pompe à air dans la direction opposée à l'inclinaison des ailettes d'alimentation des cyclones, afin qu'il puisse s'engouffrer efficacement, au travers des dites ailettes, dans les cyclones. Dans certains modes de réalisation, le compartiment à air de la pompe à air comporte des structures intérieures, telles que des cylindres présentant des ouvertures opposées au sens de rotation du vortex de gaz Fig2.16, afin de favoriser l'entrée des gaz dans les cyclones centraux. Les cyclones à spray s'ouvrent Fig2.3 dans le plafond du compartiment à air Fig2.14 qui correspond également au plancher de la lumière Fig3. 17 de la pompe à spray Fig3. En sortie de chaque tuyère Fig2.3, un spray ainsi qu'un flux d'air se forme et remonte dans la lumière de la pompe à spray.

2.1 Dans un autre mode de réalisation, le fractionnement de l'eau salée ou sale en gouttelettes est réalisé à l'aide d'ultrasons d'une fréquence comprise entre 1 kHertz et 20 MHertz, utilisés seuls ou en complément des sprays cycloniques décrits en 1.

2.2 Dans un mode de réalisation particulier, le générateur à ultrasons est une structure entourant la lumière de la pompe à spray. La structure émettrice des ultrasons est constituée d'un cylindre Fig3.18, métallique, en céramique ou en tout autres matériaux pouvant transmettre efficacement les ultrasons, d'une hauteur comprise entre 1 mm et 6 mètres et d'un diamètre compris entre 0.5cm et 6 mètres. Le bas du cylindre se poursuit par une jupe de structure cône inversé Fig3.19, hémi-annulaire Fig3.20, rosette de demi sphères Fig3.21... La jupe se poursuit par une couronne au bord, éventuellement inclinée vers un orifice annulaire Fig3.22 entourant la pompe à spray.

2.3 Les vibrations des ultrasons sont horizontales, verticales ou une combinaison des deux types de mouvements et sont obtenues grâce à une source, qui pourra être un système cristal piézo-électrique Fig3.23 , un électroaimant ou tout autre système permettant de générer un mouvement de vibrations, ou un son aux fréquences souhaitées. La source à ultrasons sera reliée à la structure émettrice de manière à lui transmettre les vibrations. 2.4 Tout ou partie des parois de la structure émettrice des ultrasons sera éventuellement frittée ou dépolie, afin d'augmenter sa mouillabilité, pour permettre une répartition régulière du liquide à sa surface.

3.1 La partie cylindrique de la structure émettrice sera arrosée grâce à un circuit hydraulique Fig3.24. L'eau en s'écoulant le long des parois du cylindre sera soumise aux ultrasons. Sous l'action des ultrasons, des cavités se formeront dans le liquide. L'explosion des bulles de cavitation générera l'expulsion de gouttelettes à grande vitesse à l'origine d'un spray ou d'un aérosol. L'explosion des bulles de cavitation est favorisée lorsqu'elles rentrent en contact avec une surface, le changement de direction de l'écoulement, dû à la jupe terminant le cylindre Fig3.19-20-21 favorise l'entrée en contact des bulles de cavitation avec la surface de la structure émettrice. L'explosion des bulles de cavitation génère un spray ou un aérosol, dans une direction globalement perpendiculaire à la surface de la structure émettrice, dirigé vers la lumière de la pompe à spray. Dans la lumière de la pompe à spray, le flux remontant provenant des cyclones à mèche entraîne l'aérosol formé.

3.2 L'arrosage du cylindre de la structure émettrice peut être obtenu par un circuit hydraulique alimenté par une pompe, à membrane, péristatique, centrifuge ou de 10 n'importe quel type. 3.3 Dans certains mode de réalisation, un système de siphon utilisant une différence de niveau entre la surface du liquide à filtrer et la sortie du circuit hydraulique pour pomper l'eau vers la structure émettrice d'ultrasons.

3.4 L'entrée du circuit hydraulique sera munie d'un filtre, qui sera de préférence une structure frittée, pour filtrer l'eau qui alimente la structure émettrice.

3.5 D'une manière générale, l'ensemble des unités décrites dans ce document 20 pourront être périodiquement ou en permanence reliées à une source à ultrasons pour nettoyer les pores et conduits des différents éléments du système.

4.1 Dans un mode de réalisation préférentiel, les sprays et/ou les aérosols sont formés par une combinaison de cyclones à mèche et la structure émettrice 25 d'ultrasons. 15 4.2 Les sprays ou les aérosols, formés par les cyclones à mèche et la structure émettrice d'ultrasons, sont captés à la tête de la pompe à spray Fig3.25. Le captage peut être réalisé par exemple grâce à un ventilateur placé dans la tête de 30 pompe. Les sprays ou les aérosols sont alors dirigés à l'entrée Fig4.26 d'un ou plusieurs cyclones de cristallisations Fig4.27 de préférence à alimentation tangentielle. L'entrée du cyclone est confluante avec un guide d'onde Fig4.28 qui permet à une source électromagnétique d'injecter les fréquences électromagnétiques désirées dans les sprays ou les aérosols qui entrent dans le 35 cyclone. Les ondes électromagnétiques auront pour effet d'une part, d'évaporer l'eau contenue dans les gouttelettes des sprays ou des aérosols en cristallisant les sels et agglomérant les impuretés et d'autre part, d'augmenter la température des gaz formés, donc leur vitesse. L'élévation de la température et l'évaporation de l'eau aura pour effet secondaire de stériliser le milieu. 40 4.3 Dans un mode de réalisation préférentiel, l'énergie électromagnétique sera apportée sous la forme de micro-ondes d'une fréquence préférentiellement comprise entre 1 GigaHertz et 300 GigaHertz. Ces micro-ondes seront préférentiellement produites par un ou plusieurs magnétrons Fig4.29. 45 4.4 Les gaz échauffés accélérés forment un vortex descendant dans le cyclone puis les gaz remontent en une colonne de flux central alors que les sels et particules agglomérés sont évacués par l'orifice du cône du cyclone. Ces particules et sels sont éventuellement récupérés dans un sac ou un réservoir 50 particulier.

4.5 Dans certains modes de réalisation, à la sortie de la gaine de remontée des gaz du cyclone, est disposée une structure en cône inversé de surface plus ou moins concave et éventuellement écrantée Fig4.30. La courbure et l'écrantage de la surface du cône inversé limite le passage d'éventuelles particules vers le haut du dispositif, en imprimant à leur trajectoire une courbure les dirigeant principalement vers les fentes latérales Fig4.31 de la gaine de remontée des gaz du cyclone. Les fentes latérales sont éventuellement munies d'ailettes du côté intérieur du cyclone Fig4.31-bis orientées dans le sens de rotation du vortex de gaz du cyclone, afin de contrer toute sortie de flux à ce niveau.

4.6 Dans un mode de réalisation préférentiel, est disposé à la sortie haute du cyclone un filtre à particules Fig4.32, par exemple un filtre à structure en nid d'abeille en cordiérite ou en carbure de silicium afin de filtrer les particules de sel ou d'impuretés formées. Le filtre est éventuellement relié à une source à ultrasons.

4.7 Dans certains modes de réalisation, un ventilateur est disposé au dessus de la gaine de remontée des gaz du cyclone de cristallisation Fig4.33, la chaleur dissipé par le ventilateur sera cédée au gaz grâce à un radiateur disposé après le ventilateur Fig4.34.

5.1 L'alimentation en air du compartiment à air de la pompe à spray se fait préférentiellement avec de l'air sec et chaud. 5.2 Dans un mode de réalisation particulier, l'air est séché par abaissement de sa température. Le mode préférentiel d'abaissement de la température de l'air consistera à placer un corps froid, d'une température comprise entre 1 et 35 °C, sur le trajet de l'air qui est injecté dans le compartiment à air de la pompe à spray. 5.3 Dans un mode de réalisation encore plus préférentiel, le corps froid sera constitué d'une résistance Peltier Fig5.36. La face froide de la résistance Fig5.37 fera face à l'entrée d'air Fig5.35 du système. La résistance Peltier sera éventuellement inclinée pour augmenter le contact avec l'air et sera éventuellement munie de rayons ou d'ailettes. L'eau de condensation sera récupérée, par un conduit Fig5.40, dans un réservoir et ajouté à l'eau distillée. Un radiateur refroidi à l'air est placé sur le côté chaud de la résistance Fig5.38. Après avoir été refroidi et séché, l'air passe dans les ailettes du radiateur où il récupère l'énergie thermique dissipée Fig5.39. Un ventilateur Fig5.41 est éventuellement placé après la résistance Peltier pour aspirer l'air et le refouler vers l'intérieur du système de pompe à spray. L'air est également réchauffé par l'énergie calorifique dissipée par le moteur du ventilateur. Un radiateur Fig5.42 est éventuellement collé au ventilateur pour mieux dissiper la chaleur, l'ensemble de ce dispositif forme un dessiccateur Peltier à air. 5.4 Dans un mode de réalisation préférentiel, la condensation de l'eau contenue dans l'air est obtenue par un système de convergence I divergence de l'air. L'air est d'abord accéléré et comprimé dans un cône Fig5.44 par un ventilateur Fig5.43. Puis l'air est brusquement ralenti et détendu dans un réservoir de détente de préférence sphérique Fig5.45, ce qui entraîne une baisse de température et une condensation d'une partie de la vapeur d'eau de l'air. L'air refroidi est alors aspiré par un deuxième ventilateur Fig5.46. Entre le deuxième ventilateur et le réservoir de détente est éventuellement introduite la face froide Fig5.47 d'au moins une résistance Peltier Fig5.48, maintenue entre 1 et 35 °C. Le reste de la vapeur d'eau contenue dans l'air finit par se condenser au contact de la face froide de la résistance Peltier. La face froide de la résistance Peltier comporte éventuellement des barres Fig5.49 ou des ailettes de refroidissement. L'air passe ensuite soit en série, mais préférentiellement en parallèle Fig5.50 dans les tubes des radiateurs tubulaires de refroidissement Fig5.51-53 des ventilateurs Fig5.43- 46-52 et des résistances Peltier Fig5.48. L'air y est réchauffé au détriment de l'air passant entre les pales des ventilateurs et provenant de la face froide des résistances Peltier.

Dans un mode de réalisation particulier, la ou les faces froides Fig5.47 des résistances Peltier Fig5.48 sont constituées d'une structure métallique doublant la paroi du réservoir de détente pour former deux surfaces froides. De préférence les surfaces froides seront constituées de deux structures métalliques sphériques emboîtées et reliées aux pôles froids de la ou des résistances Peltier. Les structures seront éventuellement percées de trous réguliers, tels que ces trous soient décalés entre les deux structures métalliques. Après la détente le gaz entre en contact avec la face des structures, la vapeur d'eau contenue dans le gaz se condense puis le gaz sec est aspiré par le deuxième ventilateur Fig5.46.

5.5 Dans certain mode de réalisation, le réservoir de détente pourra être constitué d'un cylindre contenant une surface froide constituée par une structure en plateaux étagés Fig5.57-58-59, disposée au centre du réservoir et reliée à la face froide d'une ou plusieurs résistances Peltier Fig5.61. La ou les résistances Peltier permet de maintenir les plateaux à la température souhaitée pour la condensation de l'eau. Dans certains modes de réalisation, les plateaux sont avantageusement orientés vers le bas. Dans un mode de réalisation encore plus préférentiel, la paroi du cylindre est dentelée Fig5.60 afin d'obliger une circulation des gaz au plus proche des plateaux froids. L'eau qui condense sur le plateau s'écoule vers la sortie de vidange Fig5.62. Les résistances Peltier sont avantageusement disposées sur un anneau Fig5.61. L'anneau possédera des ouvertures régulièrement disposées Fig5.64, permettant à une partie de l'air froid remontant le long des plateaux froids Fig5.57-58-59 de passer au centre de l'anneau Fig5.64. Un bouclier thermique Fig5.65, par exemple en forme de cône creux inversé et constitué d'un matériau isolant thermiquement (céramique, plastique...), récupère l'air entrant dans l'anneau de résistance Peltier Fig5.61 afin de conduire directement l'air au niveau du radiateur Fig5.66 du moteur du ventilateur Fig5.67. Le radiateur Fig5.71 des résistances Peltier en anneau, constitué d'un matériau très conducteur de chaleur tel que le cuivre, aluminium (de manière générale en métal), est par exemple disposé sur la face chaude de l'anneau de résistances, et enserre le bouclier thermique. Des rayons Fig5.68 relient éventuellement le radiateur de l'anneau de résistance Peltier au radiateur du ventilateur. Des radiateurs supplémentaires Fig5.69 peuvent être introduit dans le système pour mieux dissiper la chaleur. Sous l'action du ventilateur, l'air est aspiré par l'ouverture Fig5.70 du système, puis l'air se refroidit et la vapeur d'eau contenue se condense sur les plateaux et tombe vers le fond du système ou il est récupéré par un siphon. L'air sec remonte alors d'une part, par l'extérieur du radiateur de l'anneau de résistance Peltier et d'autre part, au travers des pores de l'anneau de résistance dans le bouclier vers le radiateur du ventilateur. L'air se réchauffe alors par la chaleur dissipée par les différents radiateurs et rayons de refroidissement. 5.6 Dans le bas du réservoir de détente est disposé un système de vidange d'eau de condensation Fig5.55-62. qui peut être combiné à un système de réservoir et de siphon Fig5.54-63, permettant ainsi de récupérer l'eau tout en empêchant le gaz de s'échapper. 10 6.1 La température de l'air sec est augmentée par le passage dans des panneaux solaires thermiques et dans des fours ou concentrateurs solaires.

6.2 Dans un mode de réalisation préférentiel, les panneaux thermiques solaires 15 sont constitués de matériaux souples et flexibles tels que plastique, polymère, silicone ou toute autre matière. Le panneau thermique solaire est par exemple formé de feuilles accolées et structurées pour former un réseau ou une matrice de cavités bulle de préférence sphériques. Typiquement le système de capture de la lumière est constitué de deux feuilles de matière synthétique, une feuille 20 supérieure transparente à la lumière (visible, UV , infrarouge) Fig6.72 et une feuille inférieure Fig6.73 capable de réfléchir la lumière (tel qu'un matériau synthétique recouvert d'aluminium ou tout autre matériau capable de réfléchir la lumière) éventuellement doublée par une membrane ou un tissu thermiquement isolant (tissus Nomex (brand aramid fibree)/Kevlar, etc) . La matière synthétique 25 de la feuille transparente pourra être dopée par des cristaux de silice ou de quartz Fig6.74 (particules quantiques) permettant d'une part, de transformer les UV en lumière visible et infrarouge qui traversent plus facilement les plastiques et d'autre part, d'augmenter la transparence des plastiques aux différentes longueurs d'onde. Les deux feuilles sont collées ou soudées l'une à l'autre par des collages 30 ou soudures préférentiellement circulaires pour former un réseau ou une matrice de cavités préférentiellement sphériques Fig6.75. Au centre de chaque ligne de bulles de la matrice de bulles, court un capillaire Fig6.76 d'un diamètre compris entre 3 cm et 100 microns de diamètre. Les capillaires peuvent être en matériau synthétique résistant à la chaleur (kevlar, Kapton), ou en métal... II peut également 35 s'agir d'un polymère synthétique contenant des particules de métal par exemple dans la section interne d'une bulle. Ces particules permettent de mieux conduire la chaleur, les portions de capillaire externe aux bulles ne contiennent préférentiellement pas de métal afin de limiter les pertes de chaleur. Les bulles de la matrice sont gonflées préférentiellement par de l'hélium, de 40 l'argon, du krypton, du xeon ou un mélange de ces gaz. La forme sphérique des bulles permet de faire converger la lumière Fig6.77 (quelle que soit la position du soleil), entrant par le film transparent Fig6.72 ou réfléchie sur le film recouvert d'un matériau aluminium Fig6.73, vers le capillaire qui passe en leur milieu. La lumière convergeant sur la paroi des capillaires augmente la température de ceux-ci et par 45 conséquent celle du gaz qui y circule. Dans certains modes de réalisation, pour éviter un risque d'éclatement des bulles, tout ou partie des bulles communique entre elles par l'intermédiaire d'un conduit. Un ensemble de bulles relié entre elles sont connectées à un dispositif permettant de contrôler la pression à l'intérieur des bulles ; il s'agit par exemple d'une enceinte Fig6.78, dont une des parois est 50 constituée par une membrane élastique Fig6.79. Cette membrane se dilate5 lorsque la pression augmente à l'intérieur des bulles, et absorbe les variations de volume du gaz dues à la chaleur. L'une des extrémités de chaque capillaire est reliée à un conduit d'entrée d'air Fig6.80 et l'autre extrémité de chaque capillaire à un conduit de sortie d'air Fig6.81. La somme des surfaces de la section d'ouverture de tous les capillaires sera de préférence supérieure à la section des conduits d'entrée. L'ensemble de ce dispositif forme un panneau solaire thermique souple. Le conduit d'entrée du panneau solaire thermique souple sera par exemple connecté à la sortie du dessiccateur Peltier à air, alors que le conduit de sortie peut être connecté directement à la pompe à spray ou à un autre système de réchauffement de l'air.

6.3 Dans certains modes de réalisation, le chauffage de l'air est complété ou assuré par un four ou concentrateur solaire. Dans un mode de réalisation préférentiel, le concentrateur solaire est constitué d'un déflecteur, qui peut être par exemple de forme parabolique, concave, ellipsoïdal, plan, ... réfléchissant la lumière sur un système de tubes emboîtés, dans lequel circule l'air à réchauffer. Le système de tubes est constitué pour sa partie la plus extérieure d'un premier tuyau d'isolement Fig7.82 en matériau transparent laissant passer le plus large spectre possible de lumière (visible, UV, IR). Les parois du tuyau d'isolement pourront êtres dopées par des cristaux de silice ou de quartz (particules quantiques) permettant de transformer les UV en lumière visible et infrarouge et d'augmenter la transparence de la paroi du tuyau aux différentes longueurs d'onde. Les parois du tuyau d'isolement pourront être doublées et pourront contenir dans l'espace interparois Fig7.83, un gaz d'isolement (hélium, argon, krypton, xeon ou un mélange de ces gaz). Dans certains modes de réalisation, le gaz d'isolement est remplacé par un vide établi entre les parois de l'enceinte d'isolement. Le tuyau d'isolement est surmonté et fermé par une enceinte de forme quelconque. Cette enceinte également transparente, à simple ou double paroi, est préférentiellement de forme grossièrement conique inversé Fig7.84 ou symétrique conique Fig7.85. Au centre de la structure formée par le tube d'isolement et la cavité le surmontant, est disposé un tuyau évasé à son extrémité haute Fig7.86. Ce tuyau central, de couleur sombre (recouvert de peinture noire, Chrome noir, CERMET ) sera en matériau fortement conducteur de chaleur, de préférence métallique. Le tuyau central Fig7.86 sera surmonté Fig7.92, sur sa partie évasée par un rotor Fig7.87 comportant des aubes ou ailettes Fig7.89. Le rotor et les ailettes sont de préférence de couleur sombre, l'ensemble aura un diamètre inférieur ou égal au diamètre de la partie évasée du tube central. Le premier rotor Fig7.87 sera solidaire Fig7.91 d'un deuxième rotor Fig7.88, de diamètre supérieur à la partie évasée du tuyau central, possédant des aubes ou ailettes Fig7.90 disposées autour de la partie évasée, dudit tuyau central. Les ailettes Fig7.89 du premier rotor sont inversées par rapport aux ailettes Fig7.90 de second rotor. La structure de tuyaux emboîtés sera disposée au centre d'un réflecteur formant une parabole (calotte d'une sphère) Fig7.93 comportant sur la face intérieure un matériau réfléchissant. Le réflecteur sera préférentiellement constitué de membranes synthétiques ou naturelles tendues sur une armature, comportant des éléments flexibles et des éléments tubulaires (conducteur de chaleur), selon le principe de tension de la toile d'un parapluie. De manière préférentielle, le déflecteur sera continuité de deux membranes, une membrane réfléchissante fig7.94, par exemple une membrane synthétique contenant ou recouverte d'aluminium, telle que les couvertures de survie, et d'une membrane isolante Fig7.95 telle que les tissus Nomex (brand aramid fibree)/Kevlar ..., imperméabilisés sur la face extérieure. Chaque membrane est assemblée selon un patron leur conférant la structure de la calotte d'une sphère, par exemple par l'ajustement de pièces triangulaires Fig7.96 selon le principe d'une toile de parapluie. Les deux membranes sont assemblées l'une à l'autre Fig7.97, en laissant libre des fentes fig7.98 pour loger l'armature Fig7.99. L'armature sera constituée par exemple de tubes creux et flexibles fortement conducteurs de chaleur. Dans un mode préférentiel, chaque baleine de l'armature sera constituée de faisceaux à deux ou trois éléments, par exemple, un tube creux fortement conducteur de chaleur en métal (cuivre, aluminium, ....) Fig7.100 et un ou deux tubes flexibles Fig7.101 par exemple en carbone ou en fibre naturelle telle que des fibres de bambou. Les tubes creux conducteurs de chaleur Fig7.100, collés à la face inférieure de la membrane réfléchissante, sont reliés au tuyau d'isolement Fig7.86 éventuellement par l'intermédiaire d'un embout souple Fig7.102. Les tubes flexibles de structure Fig7.101 sont reliés quant à eux à une structure cylindrique Fig7.104 au niveau du tuyau d'isolement éventuellement par l'intermédiaire d'une charnière Fig7.103 ou d'une rotule permettant de replier la parabole. L'extrémité libre extérieure des tubes conducteurs de chaleur Fig7.100 est reliée à un tuyau faisant le périmètre de la parabole Fig7 .105 alimenté en air par une arrivée Fig7.106. La taille des baleines assemblées dans l'armature correspond à la taille de l'arc de la calotte sphérique de la parabole de telle manière qu'une fois l'armature mise en place dans les fentes, les tube de l'armature imposent aux membranes une forme de parabole sphérique Fig7.93. Pour permettre le repli de la parabole les membranes seront réalisées en plusieurs pièces Fig7.107 reliées par des fermetures, à glissière (fermeture éclair) Fig7.108, velcro, magnétique ... Les fermetures seront masquées par des rabats Fig7.109.

Une fois structurée la parabole dévie la lumière à travers le tuyau d'isolement Fig7.82 et I' enceinte de fermeture Fig7.85, essentiellement au niveau de l'évasement du tuyau central juste en dessous des ailettes du deuxième rotor Fig7.88. Sous l'action de la chaleur, le gaz se réchauffe et remonte dans I' enceinte de fermeture (courant ascendant thermique) en faisant tourner le deuxième rotor qui actionne dans le même temps le premier rotor du fait du couplage. Au-dessus del' enceinte de fermeture Fig7.85 une lentille Fig7.110 fait converger la lumière, qui arrive à l'aplomb del' enceinte de fermeture, au niveau du premier rotor Fig7.87 et échauffe encore l'air avant qu'il ne soit aspiré dans le tuyau central par les pales inversées du premier rotor. Dans un mode de réalisation encore plus avantageux, la lentille à l'aplomb de l'enceinte de fermeture Fig7.84 est constituée d'une lentille en tore Fig7.111 faisant converger la lumière en un anneau focalisé sur les pales Fig7.90 du deuxième rotor et sur un petit radiateur situé au niveau de l'évasement du tuyau central Fig7.112. La distance focale de la parabole pourra être avantageusement choisie pour faire converger la lumière essentiellement à ce niveau. La convergence de la lumière juste en dessous des pales du deuxième rotor entraîne un grand échauffement à ce niveau et donc une plus grande vitesse de rotors. La remontée des gaz dans le tuyau d'isolement entraîne l'aspiration des gaz au travers de tubes conducteurs de chaleur de l'armature de la parabole, permettant ainsi de refroidir la surface de réflexion tout en récupérant la chaleur au profit du gaz, la deuxième membrane Fig7.95 sert d'isolant thermique pour éviter la dissipation de la chaleur vers l'air ambiant. Dans certains modes de réalisation, les rotors des tuyaux emboîtés pourront être couplés à un alternateur ou une dynamo (générateur) pour produire du courant électrique.

Le déflecteur sera avantageusement orienté vers le soleil. Dans un mode de réalisation encore plus avantageux, le déflecteur sera motorisé de manière à suivre la course du soleil et à offrir le meilleur rendement de réflexion de la lumière sur le four solaire. Le mouvement de déflecteur sera préprogrammé ou défini à l'aide de capteurs photoélectriques, par exemple une couronne de cellules ou résistances photoélectriques disposées sur le mât de support du concentrateur. Au fur et à mesure de la course du soleil la cellule en vis-à-vis du soleil indiquera la position la plus lumineuse grâce à la mesure du courant produit. 6.4 Dans un mode de réalisation particulier, le chauffage de l'air est complété par un échange thermique avec le réservoir recevant les sels et/ou les particules provenant du cyclone de cristallisations.

6.5 Dans un mode de réalisation particulier, le cyclone de cristallisations est 20 contenu dans une enceinte adiabatique dans laquelle circule l'air avant d'être injecté dans la pompe à spray.

6.6 Dans un mode de réalisation particulier, le panneau solaire thermique décrit en 6.2 est modifié pour que le gaz caloriporteur circulant dans les capillaires et le gaz 25 d'isolement contenu dans les bulles soient les mêmes tels que air, hélium, argon, krypton, xeon ou un mélange de ces gaz, ou éventuellement un mélange de gaz provenant de la fermentation (méthane, butane ...). La matrice de bulles est réalisée de telle sorte que le gaz contenu dans les bulles puisse circuler d'une bulle à l'autre. Par exemple les bulles seront structurées par un système de 30 soudure à 4 points pour chaque bulle Fig6.199, entre les deux feuilles de polymère constituant la structure du panneau. Les bords des deux feuilles de polymère formant le panneau sont soudés, ne laissant libres que les conduits d'entrée Fig6.200 et de sortie de gaz Fig6.201 et éventuellement le conduit vers le dispositif permettant de contrôler la pression. L'une des extrémités de chaque 35 capillaire Fig6.202, courant au centre de chaque ligne de bulles, est reliée au conduit transversal de sortie de gaz Fig6.203 collectant l'ensemble des gaz circulant dans les capillaires. L'autre extrémité de chaque capillaire reste libre et ouverte Fig6.204 dans la dernière rangée de bulles de la matrice. La dernière rangée de bulles de la matrice est à l'opposé du conduit alimentant les bulles de la 40 matrice en gaz. Le gaz injecté entre les deux feuilles de polymère soudées par point, structure le système en matrice de bulles, permettant d'une part, la convergence et la réflexion de la fumière vers les capillaires, entraînant leur réchauffement, et d'autre part, l'isolement des capillaires par une couche de gaz. Le gaz impulsé entre les deux feuilles de polymère en arrivant dans la dernière 45 ligne de bulles pénètre dans les capillaires où il est réchauffé par la chaleur qui converge sur la paroi des capillaires. Le gaz captera également de la chaleur directement dans les bulles. Le système peut être décliné avec des matériaux rigides traditionnellement utilisés dans les panneaux solaires. La forme des bulles étant définie alors par la structure 50 des matériaux. Ce panneau solaire souple peut être utilisé comme matériau isolant pour les murs et bâtiments, tout en jouant un rôle d'accumulateur solaire captant la lumière dans toutes les directions. 7.1 Le panneau solaire thermique souple, le four et le dessiccateur peuvent être ensemble ou séparément utilisés dans des systèmes de chauffe-eau solaires pour produire un fluide caloriporteur permettant en circulant dans un conduit situé dans un réservoir d'eau à chauffer. 10

8.1 La vapeur d'eau en sortie du cyclone de cristallisations peut être transportée sur une grande distance dans un conduit thermiquement isolé. Si l'énergie (température) du gaz diminue, elle peut être augmentée par un système de 15 ventilateur et de chauffage, par exemple par micro-ondes, apportant le complément d'énergie nécessaire pour le transport.

8.2 Pour récupérer l'eau liquide, la vapeur d'eau produite est condensée. L'eau de dessiccation de l'air peut éventuellement être ajoutée à l'eau produite. 20 8.3 Le condenseur peut être constitué de tout type de condenseur ou de radiateur existant. Dans un mode de réalisation préférentiel, le condenseur permettra un échange thermique entre l'air provenant du dessiccateur et la vapeur d'eau provenant du cyclone de cristallisations. Par exemple, la vapeur d'eau provenant 25 du cyclone de cristallisations Fig4.27 est injectée à l'entrée Fig8.113 d'un radiateur de condensation Fig8.14. Le radiateur est inséré dans une enceinte (enceinte de radiateur) thermiquement isolée Fig8.115. Le radiateur forme la paroi médiante de l'enceinte. La sortie du radiateur Fig8.116 est reliée à un réservoir d'eau ou une canalisation de récupération des liquides et/ou des vapeurs et des gaz refroidis. 30 En sortie du réservoir de détente du dessiccateur, l'air Fig8.117 est envoyé dans l'enceinte du radiateur, vers les tuyaux et les ailettes du radiateur de condensation. Au travers du radiateur, l'air s'échauffe tout en refroidissant et/ou condensant la vapeur d'eau qui circule dans le radiateur. Le débit d'air est réglé dans l'enceinte de radiateur éventuellement par un ventilateur Fig8.118 pour 35 obtenir des fluides (liquide /gaz) en sortie de radiateur à une température définie, de préférence inférieure à 100 °C dans le cas de la condensation de l'eau ; d'une manière encore plus préférentielle, à une température comprise dans une fourchette telle que 90 et 78°C par exemple pour la séparation d'additif (l'éthanol) et d'eau. Après l'enceinte de radiateur, l'air est conduit soit vers les autres 40 systèmes de chauffage, soit vers la pompe à spray.

8.4 Dans certains modes de réalisation, un système d'électrovannes permet de définir le sens et le circuit de circulation de l'air entre les différents éléments du système en fonction des gradients de température qui varient par exemple en 45 fonction de l'ensoleillement.

8.5 En sortie de radiateur de condensation Fig8.116, la vapeur d'eau condensée est éventuellement stockée dans un réservoir. Ce réservoir est préférentiellement inclus dans un autre réservoir l'entourant (extérieur) contenant de l'eau à distiller 50 ou à purifier afin de réchauffer cette eau par récupération la chaleur de l'eau distillée. Si le réservoir extérieur est à l'air libre, il sera préférentiellement de5 couleur noire ou sombre pour un échauffement maximal au raisonnement solaire. Dans certains cas, l'eau du réservoir extérieur sera de l'eau potable destinée à être réchauffée par échange thermique avec l'eau fraîchement distillée. 8.6 Dans certains modes de réalisation, le réservoir extérieur contenant le réservoir de récupération de la vapeur d'eau condensée, est rempli d'un additif tel que de l'alcool. L'eau condensée plus chaude provenant du radiateur est refroidie en cédant sa chaleur à l'additif dont la température s'élève. Dans certains modes de réalisation, l'emboîtement des réservoirs peut être inversé.

9.1 Un additif, préférentiellement de l'éthanol, peut être mélangé à l'eau à épurer ou à dessaler, dans une proportion d'additif comprise entre 0.1% et 90%, afin de diminuer l'énergie nécessaire pour produit un aérosol ou un spray et pour évaporer l'eau. L'additif peut être par exemple, mélangé à l'eau à traiter durant la phase de pompage Fig9.54.

10.1 Dans le cas de l'utilisation d'additif pour améliorer le rendement du système, 20 l'additif est séparé de l'eau, par exemple, durant la phase de condensation ou après la condensation de l'eau.

10.2 Dans un mode de réalisation particulier, une colonne de distillation est disposée au-dessus du réservoir recueillant le fluide (vapeur/gaz/liquide) 25 provenant du radiateur de condensation. Le fluide à la sortie du radiateur est à une température supérieure ou égale à la température d'ébullition de l'additif. La colonne de distillation permet de condenser l'eau qui retombe dans le réservoir et de laisser passer les vapeurs d'alcool dans le réservoir d'alcool.

30 10.3 Dans un mode de réalisation préférentiel, la colonne de distillation sera constituée d'un cylindre muni en son centre d'une structure à plateaux étagés reliée au pôle froid d'une ou plusieurs résistances Peltier ; le pôle chaud de la ou des résistances étant situé en haut de la colonne, constituant une structure voisine du dispositif décrit en 5.5. Dans une variante, la résistance Peltier Fig8.119 est 35 située en dessous de la structure à plateaux Fig8.120 reliée au pôle froid de la résistance Peltier Fig8.121. Le pôle chaud de la résistance étant relié à un radiateur Fig8.122 situé dans le réservoir Fig8.123 recueillant le liquide qui retombe de la colonne. Les plateaux seront avantageusement orientés vers le bas. La résistance Peltier est réglée de telle sorte que les plateaux soient refroidis 40 à une température qui permette. la condensation de l'eau mais pas celle de l'additif. Pour un additif tel que l'alcool, la température préférentielle sera entre 100°C et 80°C. Le haut de la colonne est relié à un réservoir à alcool Fig8.124. Dans certains modes de réalisation, la jonction entre la colonne et le réservoir est constituée 45 d'un tuyau en serpentin contenu dans un réservoir refroidi par l'alcool pompé dans le réservoir à alcool ou par un autre fluide à réchauffer (eau à épurer, eau sanitaire, air avant injection dans la pompe à spray).

11.1 Dans un autre mode de réalisation, pour le traitement d'eau sale comprenant 50 des éléments présentant une température d'ébullition plus élevée et/ou inférieure à celle de l'eau, deux distillations successives à température fixe pourront être réalisées pour séparer l'eau du ou des autres composés. Une première distillation à une température comprise entre 110 et 90 °C, préférentiellement à 101°C , et une deuxième distillation à une température comprise entre 99,9°C et 80°C, préférentiellement comprise 97°C. Toutefois, la séparation de l'eau des autres composés peut être réalisée par une distillation unique dans une colonne de distillation possédant un gradient décroissant de température compris entre 150°C et 70°C par exemple. L'eau sera récupérée aux plateaux de températures comprises entre 90°C et 100°C. Les autres produits de distillation de l'eau souillé ou salée seront fragmentés et récupérés plus ou moins purs (selon la performance de la colonne de distillation) aux plateaux de température souhaitée.

11.2 La première distillation à une température comprise entre 110°C et 90°C peut être obtenue selon les dispositifs décrits en 8.3 et 10.2-3. Toutefois, le radiateur de condensation sera maintenu à une température préférentielle supérieure à 100°C et plus préférentiellement égale à 105°C, et la colonne de distillation sera maintenue préférentiellement à une température comprise entre 110°C et 90°C et plus préférentiellement à 101 °C. 11.3 Dans un mode de réalisation particulier, la distillation se fait grâce à un système de colonnes emboîtées et de résistances Peltier comme sources de chaleur et de froidure. Le système comprend une colonne de distillation intérieure Fig9.125 se composant d'un tube avec une section de forme géométrique quelconque (en verre, métal, ou en un matériau réfractaire). Le tube, préférentiellement de section cylindrique Fig9.126, sera percé de trous réguliers Fig9.127. Par exemple les trous seront disposés en ligne selon une génératrice du cylindre. Dans un mode préférentiel, les trous seront disposés en ellipse selon une rotation et une translation choisies Fig9.128. Au niveau de chaque trou, à l'intérieur du cylindre, est connecté au bore supérieur du trou un plateau Fig9.129 (plateau refroidissant) de préférence incliné vers le haut entre 91° et 179°, préférentiellement à 100°. Le plateau sera constitué, par exemple, d'une feuille métallique antiadhésive (acier, aluminium...) ou éventuellement recouverte d'un matériau antiadhésif, tel que le polytétrafluoroétilène (PTFE) ou le perfluoroalkoxy (PFA)...

La feuille métallique est refroidie par une source de froid, par exemple, la feuille métallique est en contact Fig9.130 avec la face d'une résistance Peltier Fig9.131 maintenue à une température inférieure de la température de condensation des vapeurs à condenser (face froide). Les résistances Peltier peuvent, dans certains modes de réalisation, êtres disposées dans la paroi du tube et dans d'autres modes de réalisation, accolées à la paroi, sur la face intérieure ou extérieure du tube. L'intérieur ou la totalité de la paroi du tube sera de préférence en un matériau isolant thermiquement (verre double épaisseur séparée par du vide, céramique, matière plastique, silicone )... Les bords d'un plateau pourront être éventuellement recourbés vers le haut ou préférentiellement vers le bas Fig9.132 et ils pourront éventuellement disposer de rigoles Fig9.133, pour recueillir et conduire les liquides condensés sur la face inférieure du plateau vers le trou. Les bords d'un plateau pourront également comporter des rebords Fig9.134 dirigés vers le haut, qui permettent de conduire vers le trou, les liquides qui gouttent sur le plateau. Dans ce dernier mode de réalisation, un ou deux pores Fig9.135 percés à proximité de la fixation du plateau permettent le passage de l'eau de la face supérieure du plateau vers le trou Fig9.127. Dans certains modes de réalisation, la surface inférieure et/ou supérieure d'un plateau comportera des stries pour guider l'écoulement du liquide condensé vers les rigoles, les bords ou le trou. Les deux rigoles du bord d'un plateau débouchent au niveau d'un rebord de trou Fig9.136 permettant aux liquides condensés sur le plateau d'être recueillis dans le trou. Les pores traversant le plateau sont situés après ce rebord. La paroi inférieure du trou situé après le bord ou le trou lui-même est préférentiellement incliné, avec une inclinaison dans la même orientation que celui du plateau. La paroi intérieure du trou Fig9.137 est recouverte d'un matériau thermiquement isolant (plastique, céramique, verre, silicone, ...), permettant de réaliser un gap de température entre le plateau et le trou. Dans certains modes de réalisation, le plateau peut être remplacé par une aiguille métallique ou un grillage. 11.4 A l'extérieur du tube intérieur, dans le prolongement des plateaux de refroidissement intérieur (entrelOO°etl8O avec la verticale), est disposée contre chaque trou sur la face externe du tube, une second structure (structure chauffante). Il pourra s'agir d'une structure en aiguille simple ou ramifiée ou un grillage, mais préférentiellement un plateau dont les bords sont inclinés vers le bas ou avantageusement vers le haut Fig9.138 pour former une rigole. Cette structure sera solidaire du bord supérieur ou préférentiellement inférieur du trou Fig9.139 pour recueillir sur sa face inférieure ou respectivement supérieure l'écoulement provenant du plateau refroidissant intérieure Fig9.129. Le plateau ou structure (plateau chauffant) sera porté à une température supérieure ou égale à la température d'ébullition des vapeurs condensées en étant par exemple relié Fig9.140 à un élément chauffant, préférentiellement la seconde face des résistances Peltier Fig9.131 utilisées par exemple pour les plateaux refroidissants internes. Dans certains modes de réalisation, les résistances Peltier seront préférentiellement isolées thermiquement de la surface du tube. Toutefois, quand le tube interne est métallique ou conducteur thermique, les résistances pourront être accolées à l'extérieur du tube interne ou préférentiellement à l'intérieur du tube interne. Dans ces deux dernières conditions, l'intérieur et éventuellement l'extérieur du tube interne seront, totalement ou partiellement, thermiquement isolés de manière à réaliser les échanges thermiques de chaleur et de froid principalement par l'intermédiaire des plateaux. Dans certains modes de réalisation, seules des petites surfaces de la face externe du tube interne, situées au-dessus des systèmes de plateaux restent libres. Dans certains modes de réalisation, le plateau ou structure chauffant seront remplis ou recouverts d'éléments poreux (sable, cristaux, fritté, pierre ponce) 40 permettant de favoriser l'évaporation.

11.5 La colonne de distillation active, comportant les plateaux chauffants et refroidissants décrits chapitres 11.3 et 11.4, est incluse dans un tube de plus grand diamètre (cylindre extérieur) Fig9.141 en métal, verre, céramique, matière 45 plastique ou en un matériau réfractaire, comportant des plateaux de refroidissement Fig9.142 (plateaux extérieurs). Chaque plateau extérieur, par exemple en métal antiadhésif ou éventuellement recouvert d'antiadhésif, part de la paroi du cylindre extérieur de manière à être situé au-dessus d'un plateau chauffant Fig9.138 soit parallèlement, soit antiparallèlement Fig9.142. Dans 50 certains modes de réalisation, les plateaux antiparallèles seront percés d'un pore Fig9.143 à la base de la fixation du plateau sur le cylindre extérieur. Le pore permet le passage des vapeurs remontantes sur la face inférieure du plateau extérieur. Dans un mode de réalisation préférentiel, les plateaux antiparallèles se continuent, à partir de la paroi du tube externe, par un plateau Fig9.144 plus ou moins parallèle au plateau chauffant Fig9.138. Les plateaux parallèles sont préférentiellement dirigés vers la paroi externe du tube intérieur de distillation Fig9.126, et arrivent à proximité de la paroi dudit tube intérieur sans l'atteindre. Les plateaux extérieurs peuvent éventuellement être reliés à des radiateurs par exemple métalliques Fig9.145, situés sur la face externe du cylindre externe, permettant de réguler la température des plateaux. L'ensemble du dispositif peut être placé dans un tube de refroidissement Fig9.141-bis, dans lequel circule de l'air Fig9.146 à une température donnée et à une vitesse donnée, par exemple grâce à un ventilateur, afin de maintenir les plateaux externes aux températures souhaitées.

L'air de refroidissement peut avantageusement provenir du circuit d'air de la pompe à spray. Les températures de l'ensemble du système sont avantageusement contrôlées par des sondes thermiques disposées au niveau des différents plateaux qui définissent les courants et les tensions alimentant les résistances Peltier ainsi que la vitesse du ventilateur afin de régler la température du système manière interactive, grâce à des cartes électroniques.

11.6 La ventilation de l'enceinte du radiateur de condensation Fig8.118 est réglée par exemple pour que les vapeurs, condensées ou non, en sortie du radiateur de condensation présentent des températures comprises entre 120°C et 100°C. Un système convergent / divergent peut être éventuellement introduit après le radiateur pour rapprocher la température des vapeurs de 100°C. En arrivant Fig9.149 sur les plateaux Fig9.129 refroidissants, maintenus par exemple à 95°C, de la colonne de distillation active décrite au chapitre 11.3, 11.4, 11.5 les vapeurs d'eau ainsi qu'une partie des vapeurs d'additifs comme celles de l'éthanol se condensent. Les vapeurs enrichies en additif, continuent leur ascension dans la colonne pour réagir selon le même principe avec les plateaux suivants. L'eau et une partie des additifs condensés sur le plateau refroidissant glissent sur ce dernier au travers du trou Fig8.127 vers le plateau chauffant Fig9.138 maintenu par exemple à 98°C dans le tube extérieur. Sous l'action de la chaleur, une partie de l'eau s'évapore ainsi que la majeure partie des additifs passés dans le tube extérieur. L'eau non évaporée et purifiée goutte dans le fond du tube où elle est récupérée dans un réservoir d'eau par une sortie Fig9.147. Les vapeurs formées sur le plateau chauffant, montent et entrent en contact avec le plateau supérieur antiparallèle Fig9.142 maintenu à une température plus faible par exemple à 95°C. L'eau se condense alors et coule de nouveau sur le plateau chauffant suivant des cycles successifs de purification avant de goutter vers le fond du tube. Les vapeurs d'additif produites sur le plateau chauffant, remontent le long plateau antiparallèle jusqu'au pore Fig9.143, situé près de la base de fixation du plateau antiparallèle sur le conduit extérieur. Les vapeurs traversent ledit pore pour continuer leur ascension sous la face inférieure du plateau extérieur parallèle contigu Fig9.144. Le plateau extérieur parallèle conduit alors les vapeurs à proximité de la paroi extérieure du cylindre intérieur de distillation. En l'absence de plateau antiparallèle les vapeurs provenant du plateau chauffant se condensent directement sur les plateaux parallèles, le condensat coule le long du plateau parallèle vers la paroi interne du tube extérieur puis vers le fond du tube, alors que les vapeurs non condensées remontent sur la face inférieure des plateaux parallèles vers la paroi externe du tube intérieur. Dans certains modes de réalisation, un corps chaud Fig9.140 par exemple à 98°C est disposé sur la face externe du tube intérieur en face de l'extrémité du plateau parallèle Fig9.144. Il peut s'agir de la paroi du tube non isolé thermiquement et réchauffé par les résistances Peltier. Le corps chaud réchauffe les vapeurs, entraînant leur ascension vers le haut du tube extérieur. Au sommet du tube intérieur et du tube extérieur Fig9.148 les vapeurs non condensées enrichies en additif, sont conduites dans un autre système de condensation réglé à une température inférieure adaptée à la condensation de l'additif, par exemple inférieure à 78.5 °C pour l'alcool.

Dans un mode particulier de réalisation, des résistances Peltier Fig9.150 sont implantées sur ou dans les parois du cylindre extérieur de telle façon qu'une face de la résistance soit connectée avec les plateaux parallèles ou/et antiparallèles Fig9.142-144 du tube externe et l'autre face soit connectée avec les radiateurs Fig9.145 situés sur le tube extérieur de manière qu'il existe une différence de température entre les deux faces de la résistance. Cette connexion peut se faire via la paroi du tube externe quand elle est conductrice de chaleur.

Sous l'effet de la différence de température entre les faces de la résistance Peltier, un courant électrique est généré par ladite résistance. Le courant électrique sera soit directement utilisé dans le système, soit stocké dans des accumulateurs de courant (batterie, pile ...). D'une manière générale, des résistances Peltier pourront être utilisées à toutes les interfaces du système présentant des différences de température importantes, notamment au niveau des radiateurs et des ventilateurs de refroidissement.

12.1 Les colonnes de distillation peuvent être adaptées pour réaliser le dessiccateur d'air, de même que les systèmes décrits en 5.2-5 pourront être adaptés en systèmes de condensation. Une combinaison de ces systèmes peut également être utilisée. Les températures seront adaptées à l'emploi du dispositif et du type de vapeur visée pour la condensation. 12.2 D'une manière générale, les températures sont indiquées pour un fonctionnement à une atmosphère. Dans un fonctionnement réel, elles devront être adaptées aux pressions des différents compartiments du procédé.

13.1 Le procédé pourra être appliqué pour épurer les eaux des fosses septiques 40 et plus généralement dans les procédés d'épuration d'eaux usées.

13.2 Dans un mode de réalisation particulier, le procédé sera utilisé pour purifier les eaux usées d'une fosse septique, ou des stations d'épuration, après que celles-ci aient été filtrées par un système mécanique tel que une presse à vis sans 45 fin, une centrifugeuse, des filtres à bande, des filtres à plaque, un pressoir rotatif, ou tout système permettant d'agréger les matières en suspension dans l'eau.

13.3 Dans un mode de réalisation encore plus particulier, la fosse septique ou la 50 station d'épuration comprendra un compartiment récepteur Fig10.151 qui recevra les eaux usées arrivant par un collecteur Fig10.152. Ces eaux usées peuvent également contenir des broyats provenant par exemple, de broyeurs d'éviers. Les particules du mélange sont filtrées par exemple dans un tamis à faible maille Fig10.153 à la sortie du compartiment récepteur. Préférentiellement, le filtre est constitué d'une succession de tamis emboîtés de mailles de plus en plus faibles Fig10.153. Le filtrat est rejeté dans le compartiment des boues Fig10.154 situé en dessous du compartiment récepteur. Le ou les tamis seront préférentiellement en forme conique inversée et posséderont un trou à l'extrémité du cône permettant le passage des boues formées. Les boues après tamisage sont dirigées vers un système de filtrage actif tel qu'une presse à vis sans fin Fig10.155, une centrifugeuse, des filtres à bandes, des filtres à plaque, un pressoir rotatif, ou une combinaison de plusieurs de ces systèmes. Le gâteau constitué des boues pressées sera par exemple dirigé vers une troisième enceinte (compartiment du gâteau) Fig10.156, alors que l'eau de filtration sera par exemple déversée dans le compartiment des boues. Les particules en suspension, non tamisées, sont alors décantées dans le compartiment des boues Fig10.154 où elles sédimentent dans le fond de ce compartiment. Ces particules sont éventuellement aspirées du fond du compartiment des boues par un système de pompe vers le système de presse.

D'une manière générale, n'importe quel type de système permettant d'aspirer les matières sédimentées peut être utilisé ... Une aspiration de surface permettra de diriger les particules flottantes, à la surface du liquide du compartiment des boues, vers le tamis etlou le système de presse active.

Le compartiment des boues sera séparé, par une cloison incomplète Fig10.158, d'un quatrième compartiment (eau claire) Fig10 .159. Le haut de la cloison comportera des filtres Fig10.160, constitués par des mousses synthétiques, des sables et des graviers, de la pierre ponce... L'eau passera du compartiment des boues vers le compartiment d'eau claire par débordement à travers les filtres de graviers 1 sables 1 éponges. Dans certains modes de réalisation, le bas de la cloison incomplète 10.158 comportera des filtres Fig10.161 tels que frittés par exemple en nid-d'abeilles constitués de cordiérite, de carbure de silicium, de titane, de polymère synthétique ou en tout autre matériau permettant le passage de l'eau et l'arrêt des particules de taille préférentiellement supérieure à 0,1 micromètre. La filtration de l'eau à travers les frittés est assurée par la différence de pression résultant de la différence de niveau de liquide entre le compartiment des boues et le compartiment d'eau claire. Pour nettoyer le filtre et augmenter le rendement de filtration, le fritté est relié à une source à ultrasons Figl 0.162. Le système de filtrage pourra être complété par des systèmes de sables I graviers situés avant et/ou après le filtre. L'eau filtrée du compartiment d'eau claire est introduite par pompage ou gravitation (siphonage) Fig10.163 dans une pompe à spray FiglO.E, afin d'être transformée en aérosol et évaporée dans un cycle (Fig10.A-B-C-D-E-F-G-H-I) de purification décrit précédemment. 13.4 Dans certains modes de réalisation, de l'air sec et chaud en sortie du dessiccateur est injecté au travers du compartiment des gâteaux afin de sécher le gâteau de particules pressées qui y est déversé.

13.5 Le gâteau de pressage des particules sera par la suite récupéré et utilisé comme combustible dans différents procédés et notamment pour fabriquer des granules de biomasse en complément d'autres produits comme la sciure de bois, les ordures ménagères ou les vieux papiers. Ces granules seront utilisés pour la fabrication de combustible dans la production d'énergie ou de carburant hydrocarbure par exemple. 14.1 Dans un mode de réalisation préférentiel, le compartiment recevant les eaux usées (récepteur) fig10.165 pourra être hermétiquement clos. Par exemple, une électrovanne, une vanne, valve ou clapet anti-retour Fig10.166 ou une vanne à pression, placée au niveau du collecteur permettra la fermeture du conduit et/ou préviendra le reflux dans celui-ci. Le compartiment des boues sera relié au compartiment récepteur par un conduit Fig10.167 débouchant de préférence à proximité du fond du compartiment des boues. Ainsi l'ouverture du conduit se retrouve rapidement sous la surface du liquide s'écoulant du récepteur Fig10.165 vers le compartiment des boues. L'ouverture du conduit sera préférentiellement dirigée vers le haut pour permettre une brasse maximale lorsque les eaux usées s'écouleront dans le compartiment des boues. Le conduit pourra être fermé par exemple par une vanne anti-retour, permettant I `écoulement quand la pression dans le compartiment de récepteur est supérieure ou égale à celle dans du compartiment des boues, en prévenant tout reflux. Dans d'autres modes de réalisation, le conduit pourra être fermé par une électrovanne Fig10.168 (vanne de sortie du récepteur). Une pompe pourra éventuellement être disposée dans le conduit pour faciliter la progression des liquides et des matières en suspension. Le compartiment des boues est relié à un troisième compartiment d'eau claire Fig10.159 par un ou plusieurs conduits ou ouvertures obturées par des filtres Fig10.169, tels que des structures frittées, éponges, membranes d'ultrafiltration, tamis de sable et de gravier, de manière générale toute structure permettant une filtration ou une ultrafiltration. Dans un mode particulier de réalisation, les filtres sont constitués d'une membrane d'ultrafiltration entre deux structures frittées, le tout disposé à l'intérieur d'un compartiment de gravier et de sable. Cette configuration permet d'éviter tout déchirement de la membrane. L'eau qui s 'écoule du compartiment des boues vers le compartiment d'eau claire est filtrée à travers les systèmes de filtres. L'eau du compartiment d'eau claire est alors introduite par pompage ou gravitation (siphonage) dans une pompe à spray, afin d'être transformée en aérosol et évaporée dans un cycle (Figl O.A-B-C-D-E-F-G- H-I) de purification décrit précédemment. Lorsque le niveau d'eau est suffisant dans le récepteur pour contrebalancer la pression du compartiment des boues, la vanne Fig10.168 s'ouvre automatiquement. Les eaux usées s'écoulent alors vers le compartiment des boues. La vanne de sortie du compartiment récepteur est fermée ou se referme dès que la différence de pression entre les deux compartiments devient supérieure dans le compartiment des boues. Dans le compartiment des boues, les eaux usées subissent alors une fermentation anaérobie par exemple de méthanisation ou de butyrisation. Le dégagement des gaz de fermentation, faisant fortement augmenter la pression dans la chambre de pression, conduit à la filtration de l'eau du compartiment des boues vers le compartiment d'eau claire au travers du système de filtres FiglO.169 les reliant. Dans certaines conditions, un mécanisme de brassage permet d'agiter le milieu pour favoriser la fermentation. Pour éviter que la pression n'augmente au-delà des limites prévues dans le compartiment sous pression, ce dernier est relié, par un conduit Fig10.170 muni par exemple d'une vanne anti-retour, d'une vanne à pression, d'une électrovanne, etc, à une enceinte tampon de pression Fig10.171, dont au moins une des cloisons est constituée d'une membrane élastique avec une constante k de raideur d'extension calibrée Fig10.172 permettant d'atténuer l'augmentation de la pression. Lorsque la pression augmente au-delà de la force délivrée par la membrane, la membrane se détend permettant de diminuer la pression. Le même résultat est obtenu avec une enceinte, par exemple un cylindre, dont la paroi supérieure est constituée d'un piston Fig10.175 mobile d'une masse donnée permettant de maintenir une pression constante, le gaz repoussant le piston pour atteindre l'équilibre entre la masse du piston et la pression du gaz. Dans certains dispositifs, le système tampon de pression est constitué de membranes lestées ou doublées de ressorts. Malgré tout, une certaine quantité de gaz dissous dans l'eau de filtration peut passer dans le compartiment d'eau claire, tendant à augmenter la pression de ce compartiment dès que les gaz dissous passent en phase vapeur. Dans certains modes de réalisation, pour limiter le passage de gaz dissous, les filtres sont reliés à une source à ultrasons fig10.173 et/ou une source à ultrasons est placée juste avant les filtres. Ceci permet, en plus d'augmenter la vitesse de filtration, le dégazage de l'eau dans le compartiment des boues avant ou au moment du passage de l'eau par le filtre. 14.2 Dans certains modes de réalisation, afin de maintenir la différence de pression souhaitée entre les deux compartiments des boues et d'eau claire, une pompe transfère l'atmosphère du compartiment d'eau claire vers le compartiment de pression ou, dans un mode de réalisation préférentiel, vers un deuxième compartiment à membrane extensible ou mobile avec une constante k de raideur de la paroi élastique plus faible que celle du premier compartiment tampon de pression.

Lorsque la fermentation n'évolue plus (mesurée par exemple par l'augmentation du volume des compartiments tampons), la valve, reliant le compartiment des boues à l'enceinte tampon, est fermée. L'eau et les boues du compartiment des boues sont alors pompées. Par exemple, le pompage des boues est réalisé par une pompe péristatique FiglO.P (ou n'importe quel autre type de pompe), puis les boues sont filtrées et pressées par un système de presse à vis sans fin Fig10.174, de centrifugeuse, de filtres à bandes, de filtres à plaque, de pressoir rotatif , ou une combinaison de plusieurs de ces systèmes de presse. Le gâteau de particules obtenu est rejeté dans un compartiment de gâteaux, alors que l'eau de filtration est rejetée dans le compartiment des boues ou éventuellement d'eau claire. La valve Fig10.168 de sortie de récepteur est alors ouverte ce qui permet l'entrée des eaux usées dans le compartiment de boues pour que le nouveau cycle de filtration commence.

14.3 Dans d'autres modes de réalisation, le passage des boues et des eaux usées entre le récepteur et la chambre de pression est assuré par une pompe, de 45 préférence péristatique.

15.1 Dans certains modes de réalisation, le système de tampon de pression est constitué de ballons à parois élastiques inclus dans un conteneur de protection. Dans d'autres modes de réalisation, pour éviter les problèmes de porosité dus aux 50 membranes élastiques, le système tampon de pression est constitué d'une chaussette, en matériau de préférence synthétique, imperméable au méthane et au butane, non ou peu élastique mais souple et de préférence de forme cylindrique Fig10.176. Les extrémités de la chaussette sont fermées par des éléments rigides Fig10.177-178 de manière à former un soufflet. Les deux éléments rigides fermant la chaussette sont reliés entre eux par un ressort ou une courroie élastiques fig14.179, (élément de rappel), de constante de raideur k définie telle qu'à l'allongement donné de la chaussette, la force de rappel de l'élément de rappel et le poids du piston compensent la pression du gaz. Dans certains modes de réalisation, le matériau souple de la chaussette est renforcé par une structure en ressort Fig10.180 permettant de laisser la lumière de la chaussette toujours ouverte et le déploiement progressif en soufflé en fonction de l'augmentation de la pression. Dans certains modes de réalisation, le soufflet est contenu dans un conteneur rigide FiglO.181 de préférence cylindrique. Ce conteneur permet entre autre d'atteindre des pressions de gaz supérieures à la pression compensant la force correspondant à l'allongement maximal du système de rappel (augmentation de pression sans augmentation de volume). Une des faces du conteneur est solidaire à l'élément rigide FiglO.178 fermant la chaussette correspondant également à la face par laquelle la chaussette est alimentée en gaz Fig10.182. Dans certains modes de réalisation, à l'autre face du conteneur, opposée à la face de fixation de la chaussette, est disposé un connecteur Fig10.83 qui sera activé lorsque le soufflet appuiera avec une force définie sur un détecteur de pression (ressort avec constante de raideur k calibrée, balance à quartz...) situé sur cette face du conteneur, provocant la fermeture ou l'ouverture d 'électrovannes selon une cinématique souhaitée. Au fur et à mesure que la pression augmente dans la chaussette, le dispositif de rappel s'étire pour compenser la force de pression. Arrivée en bout de course, la face mobile de la chaussette déclenche un connecteur situé à l'extrémité du conteneur à un pression prédéfinie.

Les enceintes à volume variable décrites ci-dessus permettent de contrôler la pression du gaz quelles que soient les variations physiques du gaz. Elles peuvent être utilisées pour fournir une pression stable pour un gaz contenu dans un conteneur et devant se détendre et circuler dans des systèmes de détenteur et cela, quelle que soit la molarité de gaz restant dans le conteneur à gaz. 15.2 Dans un mode de réalisation particulier, le système de chambres tampons de pression est constitué de deux enceintes avec des constantes k de raideur du système de rappel telles que la constante k1 de rappel de la chambre tampon Fig11.184 reliée au compartiment des boues soit supérieure à la constante K2 de rappel de la chambre tampon Fig11.185 reliée à l'enceinte d'eau claire. La chambre tampon Fig11.184 est reliée à la chambre des boues par un conduit rigide Fig11.187 comportant une électrovanne, une vanne à pression ou une vanne, valve ou clapet anti-retour Fig11.88. De la même manière, la chambre tampon Fig11.185 est reliée à la chambre d'eau claire par un conduit rigide Fig11.189 comportant une électrovanne, une vanne à pression ou une vanne, valve ou clapet anti-retour Fig11.90. Les deux chambres tampons de pression sont reliées par un conduit rigide transverse Fig11.191, les chambres tampons étant isolées du conduit transverse par des électrovannes Figll.192 et Figll.193 ou des vannes à pression dont l'ouverture est calibrée pour une pression donnée (par exemple la pression correspondant à la pression exercée par un allongement défini du système de rappel). Dans certains modes de réalisation, le conduit transverse se continue, et est connecté à une turbine Fig11.194 ou à un moteur à air comprimé couplé à un alternateur ou un générateur de courant Fig11.195. Durant la phase de méthanisation, les électrovannes Figll.188-190 sont ouvertes (sous l'effet de la différence de pression pour les vannes anti-retour). Les électrovannes Figll.192 et Figll.193 sont éventuellement fermées. Les gaz de méthanisation s'écoulent du compartiment des boues vers la chambre tampon Figll.184, mettant sous tension le système de rappel, compensant la pression du gaz. Le dégazage Fig11.173 des gaz dissous dans le compartiment d'eau claire entraîne l'écoulement d'une certaine quantité de gaz vers le compartiment tampon Figll.185 mettant sous tension le système de rappel, compensant la pression du gaz. Le constante K1 étant plus grande que la constante K2, la pression dans le compartiment des boues reste plus élevée que dans la chambre d'eau claire favorisant la filtration de l'eau à travers le filtre Fig11.169. En fin de la phase de méthanisation : Si les volumes ou les pressions maximaux (ou souhaités) des enceintes tampons de pression Fig11.184 et Fig11.85 sont atteints, les vannes Figll.192 et Fig11.193 sont ouvertes, le gaz contenu dans les chambres tampons, sous l'action de la pression et des systèmes de rappel, s'écoule alors vers la turbine Fig11.194 ou le moteur à air comprimé, les faisant tourner et entraîne ainsi l'alternateur couplé Fig11.195 qui produit du courant électrique. Le courant électrique sera par exemple accumulé dans un accumulateur de courant électrique (batterie) ou directement utilisé pour alimenter en courant électrique les différents appareils du système. Les vannes Fig11.192 et Figll.193 peuvent être ouvertes en même temps ou alternativement. Des conduites et électrovannes supplémentaires peuvent être ajoutées au système pour optimiser les cycles de dégazage du système vers la turbine.

15.3 Dans un mode de réalisation préférentiel, l'utilisation de vannes à pression, pour les valves Fig11.192 et Fig11.193 (tarées pour s'ouvrir à une pression définie), et de valves anti-retour, pour les valves Fig11.188 et Fig11.190, permet une utilisation en continu du système. Dans cette dernière configuration, le compartiment récepteur est isolé du compartiment des boues. Les eaux usées étant pompées du compartiment récepteur vers le compartiment des boues. Dans un mode de réalisation particulier par exemple, une pompe péristatique unique à plusieurs voies pompe simultanément et à volume égal les eaux usées du compartiment récepteur vers le compartiment des boues et les boues du fond du compartiment des boues vers le compartiment des gâteaux au travers d'une presse. Ce transfert de volume simultané d'un compartiment à l'autre minimise la puissance de la pompe nécessaire pour contrebalancer les pressions. La pompe sera mise en marche dès que le volume de liquide du récepteur dépassera une limite définie.

16.1 Le gaz produit et stocké dans des chambres tampons de pression pourra être dirigé vers différents appareils. Lors de cet écoulement, les gaz entraîneront la turbine et l'alternateur pour produire du courant électrique.50 16.2 Dans certains modes de réalisation, les gaz provenant des compartiments tampons pourront être utilisés directement ou combinés au gaz de ville ou butane dans des détendeurs mélangeurs spéciaux, pour servir de combustible pour des chaudières ou des cuisinières ...

16.3 Dans un mode de réalisation préférentiel, les gaz de fermentation, provenant par exemple des compartiments tampons de pression, seront utilisés dans des moteurs ou des turbines à gaz Fig12.205 pour produire des gaz chauds de combustion ou d'échappement qui seront injectés dans le circuit de la pompe à spray, par exemple dans des échangeurs thermiques pour produire de l'air chaud utilisé dans la pompe à spray . Dans un mode de réalisation préférentiel, les gaz d'échappement et de combustion sont dirigés dans l'enceinte d'isolement Fig12.206 du cyclone de cristallisations Fig12.207 afin d'évaporer les gouttelettes de l'aérosol d'eau en vapeur. A la sortie de la chambre d'isolement du cyclone de cristallisations, les gaz d'échappement (vapeur d'eau + CO2) et la vapeur d'eau sortant du cyclone de cristallisations peuvent être mélangés pour subir le même traitement de distillation et de condensation Fig12.208. Dans un mode de réalisation préférentiel, les gaz à la sortie de la chambre d'isolement sont traités séparément des vapeurs sortant du cyclone de cristallisations. La combustion dans des turbines ou d'autre type de moteurs permettra dans le même temps de produire du courant électrique et/ou de l'eau chaude sanitaire, en couplant ces turbines à des échangeurs thermiques (eau/gaz d'échappement) ou à des générateurs électriques Fig12.209.

Dans certains modes de réalisation, une chambre tampon à pression avec une très faible constante de raideur pour le rappel peut être introduite entre la turbine Fig12.194 (à gaz sous pression) et la turbine à gaz Fig12.205. II s'agira préférentiellement d'une chambre à pression à pression Fig12.213 dont la force de rappel est assurée uniquement par le poids du piston Fig12.214 16.4 Dans certains modes de réalisation, les gaz produits lors de la gazéification, provenant par exemple des compartiments tampons de pression, sont utilisés, après ou éventuellement avant leur combustion, à la place de l'air dans le circuit à air pour actionner la pompe à spray. 16.5 L'énergie solaire pourra être utilisée afin d'améliorer la filtration dans le compartiment des boues, en augmentant la pression des gaz de ce compartiment. Dans ce mode de réalisation, un déflecteur ou un lentille optique, par exemple une lentille de Fresnel Fig11.196, concentre au travers de la paroi transparente Fig11.198 le rayonnement dans la chambre tampon de pression et plus particulièrement sur le piston mobile Fig11.197. Le piston sera préférentiellement en métal de couleur noir, chome noir, CERMET.). L'augmentation de la température à l'intérieur de la chambre augmente la pression du gaz. 17.1 Dans certains modes de réalisation, l'air utilisé pour alimenter les turbines à gaz Fig12.205 provient en partie des systèmes d'aspiration d'air domestique (aspiration cuvette WC, aspiration VMC, aspiration de hotte de cuisine, aspiration bâtiment agricole ...) grâce à une structure d'alimentation en air Fig12.210 sectorisant l'entrée d'air de la turbine. Chacune des voies de la structure d'alimentation en air fig12.11 est connectée à un circuit d'air particulier (cuvette WC, VMC, hotte ...) permettant d'aspirer sélectivement dans la turbine l'air provenant de ce circuit d'air particulier. Des clapets permettent de régler le débit d'aspiration de chaque voie. Une voie Fig212 est réservée pour l'aspiration de l'air ambiant. La turbine peut dans certains cas représenter la motorisation d'aspiration des habitations ou des bâtiments.

LEGENDES DE L'ENSEMBLE DES FIGURES 1) mèche 2) tuyère 3) pore de la tuyère 4) cyclone à spray 5) ouverture de bas du cyclone 6) cylindre central de remontée de gaz du cyclone à spray 7) ailettes inclinées d'alimentation en gaz du cyclone 8) ailettes de tuyère permettant un écoulement linéaire des gaz 9) tube d'aspiration 10) cyclone à spray 11) pompe à air 12 plancher du compartiment à air de la pompe à air 13) arrivée d'air du compartiment à air de la pompe à air 14) plafond du compartiment à air 15) compartiment à air de la pompe à spray 16) élément de structure interne du compartiment à air pour orienter les gaz vers le cyclone central de compartiment à air 17) lumière de la pompe à spray 18) cylindre de la structure émettrice des ultrasons 19) jupe en cône inversé du bas du cylindre de la structure émettrice des ultrasons 20) jupe hémi-annulaire du bas du cylindre de la structure émettrice des ultrasons 21) jupe en rosette de demi sphères du bas du cylindre de la structure émettrice des ultrasons 22) orifice annulaire entourant la pompe à spray 23) source à ultrasons, système cristal piézo-électrique 24) arrivée d'alimentation en eau de la pompe à spray 25) tête de pompe à spray 26) entrée tangentielle du cyclone de cristallisations 27) cyclone de cristallisations 28) guide d'onde 29) magnétron 30) structure en cône inversé avec une surface concave 31) fentes latérales de la gaine de remontée des gaz du cyclone 31-bis) ailettes de fente latérale du côté intérieur du cyclone orienté dans les sens de rotation du vortex de gaz 32) filtre à particules 32 à structure en nid d'abeille en cordiérite ou en carbure de silicium 33) ventilateur disposé au-dessus de la gaine de remontée des gaz du cyclone de cristallisations 34) radiateur du ventilateur du dessus de la gaine de remontée des gaz du cyclone de cristallisations 35) entrée d'air 36) résistance Peltier 37) face froide de la résistance de la résistance Peltier éventuellement munie de rayons inclinés 38) radiateur à ailettes pour dissiper la chaleur de la résistance Peltier 39) air sec réchauffé 40) conduit de vidange 41) ventilateur 42) radiateur de ventilateur 43) hélice de ventilateur de compression 44) cône de compression 45) réservoir de détente 46) hélice de ventilateur d'aspiration 47) face froide de résistance Peltier 48) résistance Peltier 15 49) barres, rayons ou ailettes de refroidissement 50) conduit de circulation d'air 51) radiateur tubulaire de refroidissement des ventilateurs dans lequel circule l'air à réchauffer 52) moteur de ventilateur 20 53) radiateur tubulaire de refroidissement des résistances Peltier dans lequel circule l'air à réchauffer 54) réservoir à siphon 55) ouverture de vidange 56) sens préférentiel de fonctionnement H pour haut, B pour bas 25 57) plateau conique, par exemple en métal, orienté vers le vas 58) face inférieure du dernier plateau 59) jonction entre les plateaux 60) élément structurant la face interne du cylindre de détente 61) résistances Peltier disposées en anneau 30 62) sortie de vidange 63) siphon 64) pore communiquant avec le centre de l'anneau 65) bouclier thermique creux 66) radiateur du moteur du ventilateur 35 67) hélice du ventilateur 68) rayon ou barre reliant les différents radiateurs 69) radiateur supplémentaire 70) entrée d'air humide 71) radiateur des résistances Peltier disposées en anneau 40 72) feuille supérieure transparente à la lumière ( visible, UV , infrarouge) 73) feuille inférieure capable de réfléchir la lumière 74) cristaux de silice ou de quartz (particules quantiques) permettant de transformer les UV en lumière visible et infrarouge 75) cavités sphériques structurées sous l'action de la pression du gaz 45 76) capillaire disposé au centre d'une ligne de bulles de la matrice de bulles, 77) lumière solaire convergeant sous l'action de la forme sphérique des bulles. 78) enceinte dont l'une des parois est constituée d'une membrane élastique (chambre tampon de pression) 79) membrane élastique 50 80) conduit d'entrée d'air 81) conduit de sortie d'air 82) tuyau extérieur d'isolement, en matériau transparent, du système de tuyaux emboîtés du concentrateur solaire 83) espace inter-paroi du tuyau extérieur d'isolement comportant un gaz d'isolement ou vide établi entre les parois de l'enceinte d'isolement. 84) enceinte grossièrement conique inversé surmontant et fermant le tuyau d'isolement 85) enceinte grossièrement symétrique conique surmontant et fermant le tuyau d'isolement 86) tuyau central évasé à son extrémité, de couleur sombre, disposé au centre de la structure, formé par le tube d'isolement et la cavité la surmontant 87) rotor surmontant le tuyau central évasé comportant des aubes ou ailettes 88) deuxième rotor solidaire du rotor 87 possédant des aubes ou ailettes disposées autour de la partie évasée 86 89) aubes ou ailettes de rotor 86 90) aubes ou ailettes de rotor 88 inversées par rapport aux ailettes 89 91) support de solidarité entre le premier et le deuxième 92) support de rotor surmontant le tuyau central évasé 93) réflecteur solaire formant une parabole ( calotte d'une sphère ) 94) membrane supérieure réfléchissante du réflecteur solaire 95) membrane inférieure isolante du réflecteur solaire 96) pièce triangulaire d'assemblage des membranes selon le principe d'une toile de parapluie 97) assemblage des deux membranes du déflecteur 98) fente libre pour loger l'armature dans les membranes assemblées du déflecteur 99) baleine d'armature constituée d'un faisceau de trois tubes : un tube creux fortement conducteur de chaleur Fig7.100 et deux tubes flexibles 100) tube creux fortement conducteur de chaleur en métal (cuivre, aluminium, 30 etc.) pour conduire les gaz 101) tubes flexibles en carbone ou en fibre naturelle telle que des fibres de bambou pour structurer la membrane assemblée 102) embout souple de connexion des tubes 100 au tuyau d'isolement 103) charnière de repliement des tubes flexibles de structure 101 au niveau de la 35 structure cylindrique de support 104 104) structure cylindrique de support des tubes flexibles de structure 101 105) tuyau faisant le périmètre de la parabole reliant l'extrémité libre extérieure des tubes conducteursl00, permettant leur alimentation en gaz 105-bis) articulation du) du tuyau faisant le périmètre de la parabole 40 106) alimentation en air par le tuyau 105 faisant le périmètre de la parabole 107) raccord entre les différentes pièces de la membrane assemblée 108) glissière (fermeture éclair), velcro, magnétique reliant les différentes pièces de la parabole 109) rabats masquant les fermetures 45 110) lentille de convergence de la lumière, à l'aplomb de l'enceinte de fermeture 85 111) lentille à l'aplomb de l'enceinte de fermeture 84 constituée d'une lentille en tore 112) radiateur situé au niveau de l'évasement du tuyau central 50 113) entrée du radiateur de condensation 114) radiateur de condensation formant la paroi médiante de l'enceinte de radiateur 115 115) enceinte de radiateur, thermiquement isolée 116) sortie de radiateur de condensation 117) entrée d'air de l'enceinte de radiateur 115 118) ventilateur régulant le débit d'air dans l'enceinte de radiateur 115 119) résistance Peltier 120) structure à plateaux 121) pôle froid de la résistance Peltier 119 122) radiateur reliant le pôle chaud de la résistance Peltier 119 123) réservoir recueillant les liquides qui retombent de la colonne 120. Les plateaux seront avantageusement orientés vers le bas. La résistance Peltier est réglée de telle sorte que les plateaux soient refroidis à une température qui permette la condensation de l'eau mais pas celle de l'additif. Pour un additif tel que l'alcool, la température préférentielle sera comprise entre 100°C et 80°C. 124) sortie haute de colonne 125) colonne de distillation intérieure 126) tube de section cylindre percé de trous 127) trou du tube 128) disposition en ellipse, selon une rotation et une translation choisies, des trous et des plateaux 129) plateau refroidissant incliné vers le haut 130) extrémité du plateau 129 en contact avec la face froide d'une résistance Peltier 131) résistance Peltier 132) courbe des bords d'un plateau 129 133) rigole de plateau 129 134) rebord de plateau 129 135) pores percés à proximité de la fixation du plateau 129 permettant le passage de l'eau condensée sur la face inférieure du plateau 136) rebord de trou permettant aux liquides condensés dans les deux rigoles 133 de s'écouler dans le trou 137) paroi intérieure du trou 127 recouverte d'un matériau thermiquement isolant 138) plateau chauffant avec bores inclinés vers le bas 139) partie du plateau 138 collée au trou 127 140) partie du plateau 138 collée à la face chauffante d'une résistance Peltier 141) cylindre extérieur de distillation 141-bis) tube de refroidissement dans lequel circule de l'air à réchauffer 142) plateau de refroidissement refroidi par un radiateur 143) pore à la base de la fixation du plateau 142 pour le passage des gaz 144) prolongement du plateau antiparallèle 142 à partir de la paroi par un plateau parallèle 145) radiateur de plateaux 142 et 144 146) circulation d'air dans le tube de refroidissement 141 147) sortie de condensat de la colonne de distillation active 148) sortie vapeur tube intérieur et extérieur 149) arrivée de gaz dans la colonne de distillation active 150) résistance Peltier implantée dans la parois du cylindre extérieur 141 et connectée avec les plateaux parallèles 144 ou/et antiparallèles 142 et les radiateurs 145 permettant de produire du courant électrique grâce à la différence thermique entre les deux faces 151) compartiment récepteur 152) collecteur 153) tamis emboîtés de mailles de plus en plus faibles, de forme conique inversée et possédant un trou à l'extrémité des cônes permettant le passage des boues formées. 154) compartiment des boues 155) presse à vis sans fin 156) compartiment du gâteau 157) vue de face, forme optimisée du compartiment des boues permettant le curage 158) cloison incomplète séparant le compartiment des boues du compartiment d'eau claire 159) compartiment d'eau claire 160) bac de filtre graviers I sables I éponges situé en haut de la cloison incomplète 161) filtre inséré dans le bas de la cloison incomplète 158 162) source à ultrasons implantée dans les filtres du bas de la cloison incomplète A) dessiccateur B) enceinte de radiateur (enceinte) C) panneau thermique solaire souple D) concentrateur solaire E) pompe à spray F) cyclone de cristallisations G) enceinte de radiateur (Radiateur) H) colonne de distillation active I) réservoir à alcool J) réservoir d'eau 163) alimentation en eau par un siphon muni de flotteurs et de frittés avec source à ultrasons 164) conduit de curation du compartiment des boues 165) récepteur hermétiquement fermé par une vanne au niveau du collecteur et 35 par une vanne au niveau du compartiment des boues 166) vanne, valve ou clapet anti-retour du collecteur 167) conduit récepteur débouchant à proximité du fond du compartiment des boues 168) électrovanne 40 169) filtre permettant le passage de l'eau entre le compartiment des boues et le compartiment d'eau claire 170) conduit muni d'une valve anti-retour reliant le compartiment des boues à une enceinte tampon de pression 171) enceinte tampon de pression 45 172) membrane élastique avec une constante k de raideur calibrée 173) source à ultrasons 174) presse à vis sans fin 175) piston mobile d'une masse donnée permettant de maintenir une pression constante 50 176) chaussette cylindrique souple, en matériau synthétique, imperméable au méthane et au butane 177) élément rigides mobile (piston) de fermeture de la chaussette 176 178) élément rigides fixes de fermeture de chaussette 176 179) courroie de rappel (élément de rappel) reliant les deux éléments rigides 177 5 et 178 de la chaussette 180) renfort en ressort de la paroi de la chaussette permettant de laisser la lumière de la chaussette toujours ouverte. Le ressort peut participer à la force de rappel ou remplacer la courroie de rappel 181) conteneur rigide cylindrique contenant le soufflet 10 182) alimentation en gaz de la chaussette 183) connecteur ou détecteur de pression permettant de piloter les valves, vannes et clapets 184) chambre ou enceinte tampon du compartiment des boues 185) chambre ou enceinte tampon du compartiment d'eau claire 15 186) pompe à spray 187) conduit rigide reliant la chambre tampon 184 au compartiment des boues 188) vanne, valve ou clapet anti-retour 189) conduit rigide reliant la chambre tampon 185 au compartiment d'eau claire 190) vanne, valve ou clapet anti-retour 20 191) conduit rigide transverse reliant les deux chambres tampons de pression 184 et 185 192) électrovanne sortie chambre tampon de pression 184 193) électrovanne sortie chambre tampon de pression 185 194) turbine 25 195) alternateur générateur électrique 196) lentille de Fresnel 197) piston mobile de couleur noire de la chambre tampon de pression 198) paroi transparente de la chambre tampon de pression 199) un des quatre points de soudure structurant une bulle 30 200) conduit d'entrée d'air entre les deux membranes de polymère 201) sortie du conduit transversal de gaz 202) extrémité de capillaire courant au centre de chaque ligne de bulles reliée au conduit transversal de sortie de gaz 203) conduit transversal de sortie de gaz 35 204) extrémité de capillaire restée libre et ouverte dans la dernière rangée de bulles de la matrice 205) turbine à gaz 206) enceinte adiabatique isolant le cyclone de cristallisations 207 207) cyclone de cristallisations 40 208) mélangeur de vapeur d'eau sortant du cyclone de cristallisations et des gaz de turbine 209) alternateur faisant office de démarreur et générateur 210) structure de segmentation et de sélection des alimentations en air de la turbine à gaz connectée à différents circuits d'air domestique ou de bâtiment 45 211) voie d'alimentation de la structure d'alimentation en air de la turbine 212) voie réservée à l'air ambiant 213) chambre tampon de pression à faible constante de rappel (assurée par le poids du piston) 214) piston poids 50 P) pompe péristatique M) moteur de presse

Claims

REVENDICATIONS1) Procédé caractérisé en ce qu'une eau salée ou sale est fragmentée en gouttes de tailles comprises entre l mm et 1 micron de diamètre pour former un système de gouttes en suspension, tel que un spray, un aérosol, et que l'eau contenue dans lesdites gouttes soit évaporée, pour produire de la vapeur d'eau, des cristaux de sels et des particules agglomérées ; la vapeur est séparée des cristaux de sel ou des agglomérats de particules formés puis est condensée en eau dessalée et épurée.
2) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la fragmentation de 15 l'eau en gouttelettes soit réalisée par un procédé utilisant au moins un cyclone à mèche (10-11). 4) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la fragmentation de 20 l'eau soit réalisée à l'aide d'ultrasons (17-18-29-23-22-186). 5) Procédé selon les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'énergie nécessaire à l'évaporation de l'eau des gouttelettes soit apportée par des micro-25 ondes de fréquence comprise entre 1 GigaHertz et 300 GigaHertz. 6) Procédé selon les revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la séparation d'une part, des vapeurs et d'autre part, des sels et des impuretés agglomérées, soit réalisée par un système de cyclone (27). 7) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'air alimentant les différents cyclones et transportant les aérosols, soit séché et chauffé par des concentrateurs solaires tel que des panneaux solaires thermiques et des fours solaires. 8) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les panneaux solaires thermiques soient en matériaux souples, structurés grâce à la pression des gaz (75) 40 9) Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que les concentrateurs solaires induisent dans des structures tubulaires des courants thermiques capables d'actionner des systèmes de rotors disposés à l'intérieur des tubes. 45 10) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le gaz caloriporteur et le gaz d'isolement des panneaux solaires, tels que sans être exhaustif : air sec, méthane, buthane, isopropane, argon, xeon, tétra fluoroEthane, Hydrochlorofluorocarbone, soient les mêmes. 50 11) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les vapeurs, telles que les vapeurs produites, les vapeurs présentes dans 30 35l'atmosphère, soient condensées par des systèmes de condensation actifs permettant de séparer l'eau des autres composés et comprenant des éléments chauffants et refroidissants tels que des résistances Peltier, des systèmes de ventilation récupérant de la chaleur produite par les moteurs électriques du ventilateur. 12) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'eau à distiller soit préalablement filtrée au travers de filtres tels que sans être exhaustif, sable, filtre métallique, filtre céramique, membrane de filtration, membrane d'ultrafiltration, pierre ponce, sous l'action de la pression des gaz de gazéification dégagés par la fermentation des composés organiques en suspension dans l'eau. 13) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la pression des gaz de la fermentation soit contrôlée et transformée en énergie potentielle par des enceintes dont les parois sont soumises à une force de rappel luttant contre la pression telles que des parois élastiques, des tendeurs, des élastiques, des ressorts, solidaires des membranes de l'enceinte, lesdites enceintes étant contenues dans des conteneurs rigides et que l'énergie potentielle générée fournisse l'énergie pour des actions telles que la filtration des liquides, l'actionnement de turbines. 14) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les gaz de méthanisation produits, actionnent des unités capables de produire de l'énergie, lesdites unités utilisant l'air d'atmosphère pollué par des polluants tels que des solvants organiques, des gaz naturels à effet de serre important (méthane, propane), pour produire un gaz chaud utilisé pour la purification des eaux sales ou salées, la production d'eau de condensation et la production d'énergie. 15) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'un additif, préférentiellement de l'éthanol, peut être mélangé à l'eau à épurer ou 35 à dessaler, dans une proportion d'additif comprise entre 0.1% et 90%, 40