FR3042795A1 - Fermenteur pour milieu liquide avec mise en communication fluidique automatique entre les circulations ascendante et descendante en fonction du niveau du milieu liquide - Google Patents
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Abstract
Un fermenteur (10) pour milieu liquide à production, comprenant des moyens d'agitation par circulation d'un gaz, comprend un récipient (11), une paroi de séparation entre deux volumes (V1, V2) et un dispositif d'injection (13) du gaz dans la partie inférieure de l'un des volumes (V1, V2). Le gaz crée dans ce volume une circulation ascendante du mélange entre le milieu liquide et le gaz injecté et une circulation descendante dans l'autre volume. La paroi de séparation est équipée d'au moins un dispositif de mise en communication fluidique (16) des volumes (V1, V2) entre eux configuré pour varier automatiquement entre une première configuration dans laquelle le dispositif de mise en communication fluidique (16) permet, pour le milieu liquide et le gaz contenus dans le récipient (11), une circulation fluidique libre d'un volume à l'autre à travers ledit dispositif de mise en communication fluidique (16) et une deuxième configuration dans laquelle le dispositif de mise en communication fluidique (16) bloque tout ou partie de ladite circulation fluidique pour le milieu liquide et le gaz contenus dans le récipient (11). La première configuration est occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique (16), au moins un paramètre physique du mélange satisfait une condition prédéterminée. A l'inverse, la deuxième configuration est occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique (16), la condition prédéterminée n'est pas vérifiée.
Description
Fermenteur pour milieu liquide à agitation par circulation d'un gaz comprenant un dispositif automatique de mise en communication fluidique entre les volumes à circulations ascendante et descendante en fonction du niveau occupé par le milieu liquide
La présente invention concerne un fermenteur pour milieu liquide à production en continu ou discontinu, comprenant des moyens d'agitation par circulation d'un gaz, le fermenteur comprenant : un récipient adapté pour contenir le milieu liquide, une paroi de séparation positionnée dans le récipient et séparant des premier et deuxième volumes, un dispositif d'injection de ce gaz dans la partie inférieure de l'un des premier ou deuxième volumes pour créer dans ce volume une circulation ascendante du mélange entre le milieu liquide et le gaz injecté et une circulation descendante de ce mélange dans le volume non alimenté en gaz par le dispositif d'injection.
De manière connue, un fermenteur est un appareil dans lequel une fermentation du milieu liquide est réalisée. Cet appareil, aussi connu sous le nom de bioréacteur ou propagateur, permet de multiplier des micro-organismes (levures, bactéries, champignons microscopiques, algues, cellules animales et végétales). Il permet de contrôler les conditions de culture telles que la température, le pH ou la gazéification, conférant une grande fiabilité des informations récoltées.
Deux catégories de solutions existent classiquement pour agiter le milieu liquide durant le procédé de fermentation.
La première catégorie de solutions pour agiter le milieu liquide, la plus usitée, exploite des moyens motorisés qui imposent une circulation du milieu liquide, par exemple à l'aide d'un ou plusieurs moteur(s), en particulier via des agitateurs mécanisés.
Cette solution présente l'avantage de pouvoir fonctionner à des niveaux variables de milieu liquide à l'intérieur du récipient. En cas de moussage ou d'évaporation non contrôlée du milieu liquide, celui-ci est toujours agité, permettant d'éviter un arrêt ou une forte réduction des échanges gazeux. Mais cette solution présente toutefois l'inconvénient d'être complexe et onéreuse. Elle réclame l'utilisation de systèmes motorisés et de moyens d'étanchéité associés aux arbres de ces moteurs, ce qui implique un ajout de pièces, et nécessite des interventions humaines.
Une deuxième catégorie de solutions pour agiter le milieu liquide prévoit l'utilisation de moyens d'agitation par circulation d'un gaz injecté en partie inférieure du milieu liquide, cette technologie étant classiquement connue sous la terminologie anglo-saxonne « air lift ». L'invention qui va être décrite concerne une solution relevant de cette deuxième catégorie.
Cette solution présente l'avantage de ne pas utiliser de système mécanique tel que précédemment décrit. Mais cette solution oblige globalement à un fonctionnement à niveau constant du milieu liquide dans le récipient. La mousse et les phénomènes d'évaporation sont donc très problématiques car, en cas de chute du niveau de milieu liquide dans le récipient, il se présente un risque de mauvaise circulation descendante et la gazéification n'est plus efficace dans une grosse partie du fermenteur. L'agitation et les échanges gazeux vont diminuer dramatiquement dans cette partie du fermenteur. Les micro-organismes risquent de mourir et de se sédimenter.
Classiquement, un fermenteur à technologie « air lift » comprend un récipient contenant le milieu liquide et au moins une paroi de séparation, par exemple constituée dans un tube interne, positionnée dans le récipient pour délimiter de part et d'autre de celle-ci un premier volume et un deuxième volume. Un dispositif d'injection de gaz est agencé dans la partie inférieure de l'un de ces deux volumes pour créer une circulation ascendante du mélange entre le milieu liquide et le gaz injecté dans ce volume et une circulation descendante de ce mélange dans le volume non alimenté en gaz par le dispositif d'injection.
Quelle que soit la hauteur du tube interne, le système est susceptible de se désamorcer dès que le milieu liquide se trouve en équilibre statique à un niveau donné situé en dessous de la zone de déversement.
Pour limiter autant que possible les risques de voir la circulation dans le fermenteur se désamorcer en cas de baisse du niveau de milieu liquide, notamment en cas de moussage ou d'évaporation non contrôlée, il serait envisageable de prévoir un tube interne ayant une hauteur variable en fonction du niveau du milieu liquide mais cette solution n'est pas facilement réalisable.
La présente invention vise à résoudre tout ou partie des inconvénients listés ci-dessus.
Dans ce contexte, il existe un besoin de fournir un fermenteur pour milieu liquide à agitation par circulation d'un gaz, autrement dit ce qui correspond à la deuxième catégorie de solutions mentionnée précédemment, qui permette : - d'être simple, fiable et économique, - d'éviter les risques de contaminations extérieures, notamment inhérents aux moyens d'étanchéité des passages d'axes ou d'actionneurs venant de l'extérieur du fermenteur, - de garantir une agitation et des échanges gazeux quel que soit le niveau du milieu liquide, - d'éviter les risques de dysfonctionnement du fermenteur et de sédimentation des micro-organismes, - d'éviter le recours à des systèmes motorisés et de limiter les interventions humaines, - de réduire l'utilisation de moyens d'ouverture/fermeture et de moyens d'étanchéité. A cet effet, pour répondre à ces problématiques, il est proposé un fermenteur pour milieu liquide à production, comprenant des moyens d'agitation par circulation d'un gaz, le fermenteur comprenant un récipient adapté pour contenir le milieu liquide, une paroi de séparation positionnée dans le récipient et séparant des premier et deuxième volumes, un dispositif d'injection dudit gaz dans la partie inférieure de l'un des premier ou deuxième volumes pour créer dans ledit volume une circulation ascendante du mélange entre le milieu liquide et le gaz injecté et une circulation descendante dudit mélange dans le volume non alimenté en gaz par ledit dispositif d'injection, dans lequel la paroi de séparation est équipée d'au moins un dispositif de mise en communication fluidique des premier et deuxième volumes entre eux configuré de sorte à varier automatiquement entre : - une première configuration dans laquelle le dispositif de mise en communication fluidique permet, pour le milieu liquide et le gaz contenus dans le récipient, une circulation fluidique libre d'un volume à l'autre à travers ledit dispositif de mise en communication fluidique, la première configuration étant occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique, au moins un paramètre physique du mélange satisfait une condition prédéterminée, - et une deuxième configuration dans laquelle le dispositif de mise en communication fluidique bloque tout ou partie de ladite circulation fluidique pour le milieu liquide et le gaz contenus dans le récipient, la deuxième configuration étant occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique, ledit au moins un paramètre physique ne satisfait pas la condition prédéterminée.
Selon un mode de réalisation particulier, ledit au moins un paramètre physique comprend la valeur de la pression du mélange dans les premier et deuxième volumes et la première configuration est occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique, la différence entre la pression dans le volume où la circulation ascendante se produit et la pression dans le volume où la circulation descendante se produit est supérieure à une première valeur seuil prédéterminée, tandis que la deuxième configuration est occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique, la différence entre la pression dans le volume où la circulation ascendante se produit et la pression dans le volume où la circulation descendante se produit est inférieure ou égale à ladite première valeur seuil prédéterminée.
Selon un autre mode de réalisation, ledit au moins un paramètre physique comprend le niveau du mélange dans les premier et deuxième volumes et la première configuration est occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique, la différence entre le niveau du mélange dans le volume où la circulation ascendante se produit et le niveau du mélange dans le volume où la circulation descendante se produit est supérieure à une deuxième valeur seuil prédéterminée, tandis que la deuxième configuration est occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique, la différence entre le niveau du mélange dans le volume où la circulation ascendante se produit et le niveau du mélange dans le volume où la circulation descendante se produit est inférieure ou égale à ladite deuxième valeur seuil prédéterminée.
Selon un mode de réalisation particulier, le fermenteur comprend une pluralité de dispositifs de mise en communication fluidique distincts et agencés en différentes zones de la paroi de séparation échelonnées le long de sa hauteur.
Préférentiellement, chaque dispositif de mise en communication fluidique est autonome et varie d'une configuration à l'autre sans action extérieure et indépendamment de la configuration adoptée par tout autre dispositif de mise en communication fluidique du fermenteur.
Selon un autre mode de réalisation, chaque dispositif de mise en communication fluidique comprend une pluralité d'ouvertures traversant l'épaisseur de la paroi de séparation et une pluralité d'éléments d'obturation, où chaque élément d'obturation équipe une ouverture correspondante et varie entre : - une position d'ouverture, correspondant à la première configuration du dispositif de mise en communication fluidique, dans laquelle l'élément d'obturation ouvre l'ouverture correspondante et autorise la communication fluidique entre les premier et deuxième volumes au travers de l'ouverture pour permettre au milieu liquide et au gaz contenus dans le récipient de circuler librement d'un volume à l'autre au travers de l'ouverture, - et une position de fermeture, correspondant à la deuxième configuration du dispositif de mise en communication fluidique, dans laquelle l'élément d'obturation ferme au moins partiellement l'ouverture correspondante et bloque tout ou partie de la communication fluidique entre les premier et deuxième volumes au travers de l'ouverture pour le milieu liquide et le gaz contenus dans le récipient.
Chaque dispositif de mise en communication fluidique peut comprendre, pour chaque élément d'obturation, un mécanisme de liaison correspondant permettant de fixer l'élément d'obturation sur la paroi de séparation de manière mobile entre les positions de fermeture et d'ouverture.
De préférence, chaque mécanisme de liaison est configuré de sorte que l'élément d'obturation est mécaniquement placé automatiquement dans sa position d'ouverture sous l'action de la différence entre la pression dans le volume où la circulation ascendante se produit et la pression dans le volume où la circulation descendante se produit, lorsque cette différence prend une valeur supérieure à la première valeur seuil prédéterminée.
Selon un autre mode de réalisation, chaque mécanisme de liaison est configuré de sorte que l'élément d'obturation est mécaniquement placé automatiquement dans sa position de fermeture sous l'action de la différence entre la pression dans le volume où la circulation ascendante se produit et la pression dans le volume où la circulation descendante se produit, lorsque cette différence prend une valeur inférieure ou égale à la première valeur seuil prédéterminée.
Selon un mode de réalisation particulier et non limitatif, le mécanisme de liaison associé à chaque élément d'obturation comprend un moyen d'articulation de l'élément d'obturation par rapport à la paroi de séparation autour d'un axe de pivotement situé au-dessus de l'ouverture correspondante, le passage de la position d'ouverture à la position de fermeture et réciproquement se pratiquant par basculement de l'élément d'obturation autour dudit axe de pivotement.
De préférence, le mécanisme de liaison est tel que l'axe de pivotement est disposé dans le volume où se produit la circulation ascendante tandis que l'élément d'obturation est disposé dans le volume où se produit la circulation descendante.
Par ailleurs, le mécanisme de liaison associé à chaque élément d'obturation peut comprendre un bras de support ayant une première extrémité articulée autour de l'axe de pivotement au niveau du moyen d'articulation et une deuxième extrémité raccordée à l'élément d'obturation, ledit bras de support passant à travers l'épaisseur de la paroi de séparation.
Selon un autre mode de réalisation alternatif, le mécanisme de liaison associé à chaque élément d'obturation comprend d'une part un moyen de coulissement par translation de l'élément d'obturation par rapport à la paroi de séparation suivant une direction de translation sensiblement horizontale, le passage de la position d'ouverture à la position de fermeture et réciproquement se pratiquant par coulissement de l'élément d'obturation le long de ladite direction de translation, d'autre part un organe de rappel élastique sollicitant l'élément d'obturation en permanence vers sa position de fermeture et tel que le passage vers la position d'ouverture se pratique en opposition à l'action mécanique de sollicitation de l'organe de rappel élastique sur l'élément d'obturation. L'élément d'obturation peut comprendre une face d'appui destinée à venir contre la paroi de séparation dans la position de fermeture de l'élément d'obturation et présentant une forme spatiale complémentaire de la forme de la zone de la paroi de séparation au niveau de laquelle ladite face d'appui vient en contact.
La paroi de séparation peut notamment être formée dans un tube interne positionné dans le récipient d'une manière telle que le tube interne délimite intérieurement le premier volume et délimite extérieurement le deuxième volume en combinaison avec le récipient.
Avantageusement, ledit au moins un dispositif de mise en communication fluidique peut être automatique d'une manière ne nécessitant aucune intervention manuelle. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :
La Figure 1 est une vue, en perspective et en transparence, d'un exemple de fermenteur selon l'invention,
La Figure 2 est une vue en perspective d'un élément d'obturation et du mécanisme de liaison correspondant utilisés dans le fermenteur de la figure 1,
La Figure 3 est une vue en perspective de l'élément d'obturation et du bras de support visibles sur la Figure 2,
La Figure 4A est une vue partielle, en perspective et en transparence, du fermenteur de la figure 1, représentant une pluralité de dispositifs de mise en communication, chacun occupant sa première configuration,
La Figure 4B représente en détails la zone repérée A sur la Figure 4A,
Et les figures 5 et 6 représentent schématiquement un fermenteur selon l'invention, en coupe longitudinale, respectivement dans la deuxième configuration et dans la première configuration.
En référence aux figures annexées telles que présentées sommairement ci-dessus, l'invention concerne essentiellement un fermenteur 10 pour milieu liquide assurant une production en continu ou discontinu. Le fermenteur comprend des moyens assurant une agitation du milieu liquide par circulation d'un gaz dans le milieu liquide. Le milieu liquide peut être un milieu stérile ou un milieu avec une contamination contrôlée. Le fermenteur 10 est donc du type correspondant à la technologie « air lift » en terminologie anglo-saxonne.
Le fermenteur 10 est globalement configuré de sorte à pouvoir assurer une fermentation du milieu liquide. Cet appareil, aussi connu sous le nom de bioréacteur ou propagateur, permet de multiplier des micro-organismes (levures, bactéries, champignons microscopiques, algues, cellules animales et végétales). Il permet de contrôler les conditions de culture telles que la température, le pH, la gazéification ou les échanges gazeux, conférant ainsi une grande fiabilité des informations récoltées.
De manière générale, le fermenteur 10 qui va être décrit en détails ci-après comprend : - un récipient 11 adapté pour contenir le milieu liquide, sa forme pouvant être quelconque, - une paroi de séparation positionnée dans le récipient 11 et séparant des premier et deuxième volumes VI, V2 à l'intérieur du récipient 11, - un dispositif d'injection 13 du gaz mentionné ci-dessus configuré de sorte à l'injecter dans la partie inférieure du premier volume VI ou du deuxième volume V2 pour créer, dans ce volume où se produit l'injection, une circulation ascendante du mélange entre le milieu liquide et le gaz injecté, et une circulation descendante de ce mélange dans l'autre volume, c'est-à-dire dans le volume non alimenté en gaz par le dispositif d'injection 13.
Avantageusement, ledit au moins un dispositif de mise en communication fluidique 16 est automatique d'une manière ne nécessitant aucune intervention manuelle, ce qui permet une circulation fiable et efficace et donc une agitation optimale.
La nature, la constitution ou la forme de la paroi de séparation, qui présente une hauteur repérée H, peuvent être quelconques. Dans l'exemple illustré, la paroi de séparation est formée dans un tube interne 12 positionné dans le récipient 11 de manière telle que le tube interne 12 délimite intérieurement le premier volume VI et délimite extérieurement le deuxième volume V2 en combinaison avec le récipient 11. Autrement dit, dans cet exemple particulier, le premier volume VI correspond au volume intérieur délimité par le tube interne 12 tandis que le deuxième volume V2 est situé autour du tube interne 12, entre celui-ci et les parois du récipient 11.
Mais il va de soi que cette construction de la paroi de séparation sous la forme d'un unique tube interne 12 n'est pas limitative. Notamment, il est par exemple possible de prévoir plusieurs tubes concentriques, ayant des sections de formes quelconques, ou des compartiments parallèles dans un récipient 11 de forme quelconque, par exemple rectangulaire.
Dans la variante représentée et de manière non limitative, le dispositif d'injection 13 injecte le gaz dans la partie inférieure du premier volume VI, de sorte que la circulation ascendante du mélange entre le milieu liquide et le gaz injecté se produit dans le premier volume VI, c'est-à-dire à l'intérieur du tube interne 12, ici de section circulaire. La circulation descendante de ce mélange se produit ensuite dans le deuxième volume V2, c'est-à-dire dans le volume intermédiaire, ici de section annulaire, entre la paroi intérieure du récipient 11 et la paroi externe du tube interne 12.
Toutefois, il est tout à fait possible d'envisager une configuration inversée dans laquelle le dispositif d'injection 13 injecterait le gaz dans la partie inférieure du deuxième volume V2 pour que la circulation ascendante du mélange entre le milieu liquide et le gaz injecté se produise dans le deuxième volume V2 compris entre le récipient 11 et le tube interne 12. Dans cette alternative, la circulation descendante se produirait ensuite dans le premier volume VI, à l'intérieur du tube interne 12.
Sur les figures, on peut voir que le récipient 11 du fermenteur 10 comprend une entrée 14 pour alimenter le récipient 11, et donc le fermenteur 10, en milieu liquide à fermenter et une sortie 15 pour sortir le milieu liquide hors du récipient 11 après fermentation, et donc hors du fermenteur 10. L'entrée 14 et la sortie 15 peuvent être équipées de tous les moyens classiques et connus dans le domaine technique concerné, par exemple permettant de réguler le débit de milieu liquide entrant dans le fermenteur 10 via l'entrée 14 et/ou sortant du fermenteur 10 à la sortie 15. De manière générale, le fermenteur 10 peut être équipé de tous les moyens classiquement utilisés dans le domaine technique des fermenteurs, notamment tout capteur ou équivalent permettant de déterminer une caractéristique physique du milieu liquide ou du mélange dans cette zone, comme par exemple la température, la pression, le débit, le niveau, un élément détecteur de mousse etc... Le fermenteur 10 comprend également une entrée 23 pour alimenter le gaz vers le disposititif d'injection 13 et un système de vidange 24.
Selon une caractéristique importante, la paroi de séparation est équipée d'au moins un dispositif de mise en communication fluidique 16 permettant sélectivement de mettre ou non en communication fluidique les premier et deuxième volumes VI, V2 entre eux. Chaque dispositif de mise en communication fluidique 16 est notamment configuré de sorte à varier automatiquement entre : - une première configuration (Figure 6) dans laquelle le dispositif de mise en communication fluidique 16 permet, pour le milieu liquide et le gaz contenus dans le récipient 11, une circulation fluidique libre d'un volume à l'autre à travers ledit dispositif de mise en communication fluidique 16, - et une deuxième configuration (Figure 5) dans laquelle le dispositif de mise en communication fluidique 16 bloque tout ou partie de cette circulation fluidique pour le milieu liquide et le gaz contenus dans le récipient 11.
La première configuration est occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique 16, au moins un paramètre physique du mélange satisfait une condition prédéterminée. La deuxième configuration est occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique 16, ledit au moins un paramètre physique ne satisfait pas la condition prédéterminée évoquée ci-dessus.
Dans un premier mode de réalisation, ledit au moins un paramètre physique comprend la valeur de la pression du mélange dans les premier et deuxième volumes VI et V2 et dans ce cas, la première configuration est occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique 16, la différence entre la pression dans le volume où la circulation ascendante se produit et la pression dans le volume où la circulation descendante se produit est supérieure à une première valeur seuil prédéterminée. Cette situation peut se produire lorsque le milieu liquide dans le volume où la circulation ascendante se produit ne communique plus avec le volume où la circulation descendante se produit, du fait de la différence de niveaux ne permettant plus le débordement du milieu liquide du volume à circulation ascendante vers le volume à circulation descendante. La deuxième configuration est au contraire occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique 16, la différence entre la pression dans le volume où la circulation ascendante se produit et la pression dans le volume où la circulation descendante se produit est inférieure ou égale à la première valeur seuil prédéterminée susmentionnée.
Dans un deuxième mode de réalisation éventuellement combinable, ledit au moins un paramètre physique comprend le niveau du mélange dans les premier et deuxième volumes. Dans ce cas, la première configuration est occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique, la différence entre le niveau du mélange dans le volume où la circulation ascendante se produit et le niveau du mélange dans le volume où la circulation descendante se produit est supérieure à une deuxième valeur seuil prédéterminée, tandis que la deuxième configuration est occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique, la différence entre le niveau du mélange dans le volume où la circulation ascendante se produit et le niveau du mélange dans le volume où la circulation descendante se produit est inférieure ou égale à cette deuxième valeur seuil prédéterminée. A titre d'exemple, il est possible de prévoir un contrôleur de niveau du mélange susceptible d'actionner le dispositif de mise en communication fluidique 16 en fonction de la différence de niveaux du mélange respectivement dans le premier volume VI et dans le deuxième volume V2. Si la différence de niveaux du mélange dans les deux volumes VI et V2 est supérieure à la deuxième valeur seuil prédéterminée, alors le dispositif de mise en communication fluidique 16 est actionné vers la première configuration.
Avantageusement, le dispositif de mise en communication fluidique 16 est automatique d'une manière ne nécessitant aucune intervention manuelle, fonctionnant de manière autonome.
La première valeur seuil prédéterminée au-delà de laquelle la première configuration est automatiquement appliquée peut être égale à 0 (la deuxième configuration étant alors adoptée automatiquement en cas d'égalité de pression entre les volumes VI et V2 au niveau du dispositif 16) ou adopter une valeur constante supérieure à 0 et fixée par un organe mécanique idoine, comme par exemple un ressort ou équivalent.
Les figures 1, 4A et 4B représentent le fermenteur 10 dans la situation hypothétique où chaque dispositif de mise en communication fluidique 16 adopte sa première configuration, pour des raisons de compréhension uniquement. En cours d'utilisation, il va de soi que chaque dispositif de mise en communication fluidique 16 adopte sa deuxième configuration lorsqu'il n'est pas plongé dans le milieu liquide ou lorsque la différence de pressions et/ou de niveaux entre les deux volumes n'est pas suffisante pour outrepasser le seuil correspondant.
Selon un mode de réalisation particulier, le fermenteur 10 comprend une pluralité de dispositifs de mise en communication fluidique 16 distincts et agencés en différentes zones de la paroi de séparation échelonnées le long de sa hauteur H. Autrement dit, les dispositifs de mise en communication fluidique 16 sont agencés en différentes zones du tube interne 12 échelonnées sur sa hauteur. Il est précisé que le tube interne 12 est orienté verticalement de sorte que sa hauteur correspond à la direction suivant laquelle le niveau de milieu liquide varie au sein du récipient 11. Dans l'exemple particulier illustré sur les figures 1, 2, 3, 4a et 4B, le fermenteur 10 comprend trois dispositifs de mise en communication fluidique 16 distincts échelonnés le long de la hauteur du tube interne 12. Sur les figures 5 et 6, le fermenteur 10 comprend uniquement deux dispositifs de mise en communication fluidique distincts échelonnés le long de la hauteur du tube interne 12 : il est agencé un dispositif de mise en communication fluidique 16 supérieur 16 et un dispositif de mise en communication fluidique 16 inférieur 16, indépendants l'un de l'autre. Il va de soi que le nombre de dispositifs de mise en communication fluidique 16 peut être quelconque, en fonction par exemple de la hauteur H de la paroi de séparation, de la précision requise, de la nature du milieu liquide etc... Les dispositifs de mise en communication fluidique 16 peuvent être répartis surtout ou partie de la hauteur H de la paroi de séparation, suivant un pas régulier ou non.
Sur la figure 6, seul le dispositif de mise en communication fluidique 16 supérieur occupe sa première configuration tandis que, dans le même temps, le dispositif de mise en communication fluidique 16 inférieur est dans la deuxième configuration.
Sur la figure 5, le dispositif de mise en communication fluidique 16 supérieur et le dispositif de mise en communication fluidique 16 inférieur sont tous deux dans leurs deuxièmes configurations.
Le fermenteur 10 permet de résoudre les problèmes que posent les fermenteurs de l'art antérieur. Dans une situation normale de fonctionnement du fermenteur 10, ce qui est représenté sur la figure 5, chaque dispositif de mise en communication fluidique 16 est dans sa deuxième configuration. C'est pourquoi sur la figure 5, le dispositif de mise en communication fluidique 16 supérieur est dans sa deuxième configuration et le dispositif de mise en communication fluidique 16 inférieur est également dans sa deuxième configuration. Chaque dispositif de mise en communication fluidique 16 est donc normalement fermé en situation normale du fermenteur 10 et bloque la circulation d'un volume à l'autre, notamment lorsque le niveau NI de milieu liquide dans le fermenteur 10 reste globalement constant. Le sens de circulation ascendante dans le premier volume VI est repéré par les flèches Fl. Le sens de circulation descendante à l'intérieur du deuxième volume V2 est symbolisé par les flèches F3. Dans la partie supérieure du fermenteur 10, par le dessus de la paroi de séparation, le déversement du milieu liquide du volume à circulation ascendante vers le volume à circulation descendante est représenté par les flèches F2. Dans la partie inférieure du fermenteur 10, par le dessous de la paroi de séparation, le retour du milieu liquide pour passer du volume à circulation descendante vers le volume à circulation ascendante est schématisé par les flèches F4.
La figure 6 montre par contre une situation du fermenteur 10 dans lequel l'un des dispositifs de mise en communication fluidique 16 vient occuper automatiquement et de manière autonome sa première configuration. Les flèches Fl, F3 et F4 sont toujours illustrées pour montrer que dans ces zones, la manière de circuler du milieu liquide est identique à celle de la figure 5. Mais sur la figure 6 les flèches F2 sont absentes car le déversement du milieu liquide ne se fait plus d'un volume à l'autre au dessus de la paroi de séparation. Au contraire, lorsque le niveau de milieu liquide a tendance à baisser dans le fermenteur 10, par exemple en cas de moussage ou d'évaporation non contrôlée, la pression dans le volume à circulation ascendante (ici dans le volume VI) a tendance à augmenter par rapport à la pression dans le volume à circulation descendante (ici dans le volume V2). Sur la figure 6, le niveau du milieu liquide dans le fermenteur 10 a baissé globalement en comparaison du niveau NI initialement occupé dans la situation normale de la figure 5 : le niveau de milieu liquide dans le volume à circulation ascendante est noté N2 et le niveau de milieu liquide dans le volume à circulation descendante est noté N3, les niveaux N2 et N3 étant donc situés en dessous du niveau NI, par exemple en raison d'une évaporation ou d'un moussage incontrôlés. D'autre part, en raison des différences de pressions dans les deux volumes, le niveau N3 est situé en dessous du niveau N2. La différence de pressions et/ou la différence entre les niveaux N2 et N3 dans les volumes VI et V2 peut augmenter jusqu'à devenir, au moins en certaines zones de la hauteur H de la paroi de séparation (ce qui ici correspond à la hauteur du tube interne 12), supérieure à la valeur seuil prédéterminée correspondante associée soit au différentiel de pressions, soit au différentiel de niveaux, soit les deux en même temps.
Dans ces zones où la valeur seuil est dépassée, le dispositif de mise en communication fluidique 16 soumis à ce différentiel de pressions et de niveaux vient automatiquement occuper temporairement la première configuration sous l'effet de cette différence de pressions et/ou de niveaux. C'est la raison pour laquelle, sur la figure 6, le dispositif de mise en communication fluidique 16 supérieur vient occuper automatiquement sa première configuration. Par contre, la figure 6 montre le cas particulier où la différence de pressions et la différence entre les niveaux N2 et N3 dans les volumes VI et V2 ne sont pas suffisantes pour dépasser les valeurs seuils prédéterminées : le dispositif de mise en communication fluidique 16 inférieur reste donc dans sa deuxième configuration, au contraire du dispositif de mise en communication fluidique 16 supérieur. On vient bien que les dispositifs de mise en communication fluidique 16 d'un même fermenteur 10 sont indépendants et autonomes les uns des autres, chacun fonctionnant de manière automatique sans aucune action extérieure autre que les actions des différentiels de pressions et de niveaux dans les deux volumes de part et d'autre des dispositifs de mise en communication fluidique 16.
Sur la figure 6, le passage du dispositif de mise en communication fluidique 16 supérieur vers sa première configuration favorise un retour aux pressions initiales dans les deux volumes VI, V2. Un tel changement vers la première configuration permet au milieu liquide et au gaz injecté de circuler librement à travers le dispositif de mise en communication fluidique 16 supérieur ainsi ouvert, notamment dans un sens (schématisé par les flèches F5) allant du volume où se produit la circulation ascendante vers le volume où a lieu la circulation descendante. Cette circulation temporaire, libre et automatique du milieu liquide à travers le dispositif de mise en communication fluidique 16 supérieur a pour effet de compenser et de corriger les conséquences de la baisse du niveau du milieu liquide dans le fermenteur 10. Ainsi la circulation à l'intérieur du fermenteur 10 ne s'interrompt pas. Cela permet d'éviter un blocage du fermenteur 10 et un risque de zone morte dépourvue de circulation et d'échange gazeux, qui entraînerait sinon un arrêt de la fermentation voire un changement de conditions du milieu liquide, susceptible d'entraîner la mort des micro-organismes. Ensuite, lorsque le niveau de milieu liquide est augmenté et que le déversement reprend en haut de la paroi de séparation, la pression dans le volume à circulation ascendante diminue alors que la pression augmente dans le volume à circulation descendante. Le dispositif de mise en communication fluidique 16 supérieur revient alors automatiquement vers sa deuxième configuration. Dans l'exemple illustré, le milieu liquide a tendance à circuler du premier volume VI vers le deuxième volume V2 dans la première configuration de chaque dispositif de mise en communication fluidique 16. Quand on permet au niveau de milieu liquide d'augmenter suffisamment dans le fermenteur 10, on provoque à nouveau une dépression dans le volume à circulation ascendante et une surpression dans le volume à circulation descendante suffisantes pour causer automatiquement le retour vers la deuxième configuration du dispositif de mise en communication fluidique concerné. L'aménagement de plusieurs dispositifs de mise en communication fluidique 16 à différentes hauteurs présente comme avantage de compenser automatiquement et de manière autonome les variations de hauteur de milieu liquide, en particulier en situation de moussage et d'évaporation non contrôlée, et de limiter les risques de blocage du fermenteur 10 et de l'arrêt de la fermentation ou la mort des micro-organismes (cela permet de conserver un milieu liquide de culture aux mêmes conditions physico-chimiques). Le fermenteur 10, en plus d'être très simple de conception et très économique en regard des fermenteurs de l'art antérieur selon la première catégorie, est donc très fiable et sécurisé. Il présente l'avantage de ne pas requérir de systèmes motorisés, et de limiter le besoin à des moyens d'ouverture et de fermeture actionnés de l'extérieur et donc à des moyens d'étanchéité. Il limite les besoins en interventions humaines et les risques de contaminations extérieures.
Le fermenteur 10 ayant cette caractéristique présente comme avantage supplémentaire de pouvoir encore mieux fonctionner avec des niveaux variables de milieu liquide à l'intérieur du récipient 11, sans pour autant avoir besoin de prévoir une hauteur du tube interne 12 faible ou variable ou d'utiliser des systèmes motorisés d'agitation du milieu liquide. Cela permet d'ouvrir ou de fermer les dispositifs de mise en communication fluidique 16 à différents niveaux en fonction de la hauteur du milieu liquide dans le volume alimenté en gaz.
Préférentiellement, chaque dispositif de mise en communication fluidique 16 est autonome et varie d'une configuration à l'autre sans action extérieure et indépendamment de la configuration adoptée par tout autre dispositif de mise en communication fluidique 16 du fermenteur 10. Autrement dit, les dispositifs de mise en communication fluidique 16 qui sont situés à des hauteurs différentes sont indépendants les uns des autres et ne sont pas reliés entre eux dans ce mode particulier de réalisation, ni commandés depuis l'extérieur du fermenteur. Cette caractéristique n'empêche en rien d'envisager une variante dans laquelle les éléments d'obturation 18 (qui sont décrits en détails ci-dessous) d'un seul et même dispositif de mise en communication fluidique 16, situés à un même niveau en hauteur, se déplacent en synchronisme, notamment en étant actionnés par un ressort et/ou en étant reliés entre eux et/ou en étant actionnés en même temps par un mécanisme d'actionnement correspondant.
Selon un mode de réalisation présentant l'avantage de sa grande simplicité tout en ayant une grande fiabilité et une bonne efficacité, chaque dispositif de mise en communication fluidique 16 comprend une pluralité d'ouvertures 17 traversant chacune l'épaisseur de la paroi de séparation et une pluralité d'éléments d'obturation 18, où chaque élément d'obturation 18 équipe une ouverture 17 correspondante et varie entre : - une position d'ouverture, correspondant à la première configuration du dispositif de mise en communication fluidique 16, dans laquelle l'élément d'obturation 18 ouvre l'ouverture 17 correspondante et autorise la communication fluidique entre les premier et deuxième volumes VI, V2 au travers de l'ouverture 17 pour permettre au milieu liquide et au gaz contenus dans le récipient 11 de circuler librement d'un volume à l'autre au travers de l'ouverture 17, - et une position de fermeture, correspondant à la deuxième configuration du dispositif de mise en communication fluidique 16, dans laquelle l'élément d'obturation 18 ferme au moins partiellement l'ouverture 17 correspondante et bloque tout ou partie de la communication fluidique entre les premier et deuxième volumes VI, V2 au travers de l'ouverture 17 pour le milieu liquide et le gaz contenus dans le récipient 11.
En pratique dans l'exemple illustré, chaque ouverture 17 est une fenêtre ou une ouïe traversant toute l'épaisseur du tube interne 12, en ce sens que cette fenêtre débouche à la fois dans le premier volume VI et dans le deuxième volume V2. La forme du contour de chaque ouverture 17 peut être quelconque, par exemple de forme rectangulaire comme cela est représenté. Le nombre d'ouvertures 17 qui équipent chaque dispositif de mise en communication fluidique 16 peut être quelconque, par exemple égal à 4, comme cela est représenté dans le mode de réalisation illustré sur les figures. Pour un dispositif de mise en communication fluidique 16 donné, les ouvertures 17 qui l'équipent sont agencées à une même hauteur donnée du tube interne 12 et sont angulairement repartis autour de son axe d'extension, à pas régulier ou non.
En référence aux figures 2 et 3, chaque dispositif de mise en communication fluidique 16 peut comprendre, pour chaque élément d'obturation 18, un mécanisme de liaison 19 correspondant permettant de fixer l'élément d'obturation 18 sur la paroi de séparation de manière mobile entre les positions de fermeture et d'ouverture. Sur les figures 1, 4A et 4B annexées, la position d'ouverture est représentée pour tous les dispositifs de mise en communication fluidique 16. Sur la figure 6, la position d'ouverture est représentée pour le dispositif de mise en communication fluidique 16 supérieur et la position de fermeture est représentée pour le dispositif de mise en communication fluidique 16 inférieur. Sur toutes les figures, le mécanisme de liaison 19 permet par exemple de fixer l'élément d'obturation 18 sur le tube interne 12.
De préférence, chaque mécanisme de liaison 19 est configuré de sorte que l'élément d'obturation 18 est mécaniquement placé automatiquement dans sa position d'ouverture sous l'action de la différence entre la pression dans le volume où la circulation ascendante se produit et la pression dans le volume où la circulation descendante se produit, lorsque cette différence prend une valeur supérieure à la première valeur seuil prédéterminée déjà précédemment mentionnée.
Selon un autre mode de réalisation, chaque mécanisme de liaison 19 est configuré de sorte que l'élément d'obturation 18 est mécaniquement placé automatiquement dans sa position de fermeture sous l'action de la différence entre la pression dans le volume où la circulation ascendante se produit et la pression dans le volume où la circulation descendante se produit, lorsque cette différence prend une valeur inférieure ou égale à la première valeur seuil prédéterminée.
Selon un mode de réalisation simple, économique, fiable et efficace, le mécanisme de liaison 19 associé à chaque élément d'obturation 18 comprend un moyen d'articulation de l'élément d'obturation 18 par rapport à la paroi de séparation autour d'un axe de pivotement 21 situé au-dessus de l'ouverture 17 correspondante, le passage de la position d'ouverture à la position de fermeture et réciproquement se pratiquant par basculement de l'élément d'obturation 18 autour de cet axe de pivotement 21. En pratique dans l'exemple illustré, le moyen d'articulation permet d'articuler l'élément d'obturation 18 par rapport au tube interne 12.
De préférence, le mécanisme de liaison 19 est tel que l'axe de pivotement 21 est disposé dans le volume où se produit la circulation ascendante tandis que l'élément d'obturation 18 est disposé dans le volume où se produit la circulation descendante. C'est pourquoi, dans l'exemple particulier illustré de fermenteur 10, l'axe de pivotement 21 est disposé dans le premier volume VI dans lequel la circulation ascendante du mélange entre le milieu liquide et le gaz injecté a lieu alors que l'élément d'obturation 18 est disposé en permanence, c'est-à-dire quelle que soit sa position entre sa position de fermeture et sa position d'ouverture, dans le volume où la circulation descendante a lieu, ce qui correspond ici au deuxième volume V2.
Cette disposition présente comme avantage de renforcer, en condition normale de fonctionnement, l'auto-fermeture de chaque élément d'obturation 18 vers sa position de fermeture sous l'action de la gravité, par placement du centre de gravité du mécanisme de liaison 19 vers le volume (ici le premier volume VI) où la circulation ascendante a lieu.
Par ailleurs, dans le même objectif, le mécanisme de liaison 19 associé à chaque élément d'obturation 18 peut comprendre un bras de support 20 ayant une première extrémité 201 articulée autour de l'axe de pivotement 21 au niveau du moyen d'articulation et une deuxième extrémité 202 raccordée à l'élément d'obturation 18. Le bras de support 20 passe à travers l'épaisseur de la paroi de séparation, concrètement à travers l'épaisseur du tube interne 12 dans l'exemple illustré, par exemple dans une zone située au-dessus de l'ouverture 17 à fermer par l'élément d'obturation 18 supporté par ce bras de support 20. Le bras de support 20 pourrait alternativement traverser l'épaisseur de la paroi de séparation à travers l'ouverture 17. L'axe de pivotement 21 peut être solidaire ou non du bras de support 20. La pièce constitutive de l'axe de pivotement 21 peut notamment venir de matière avec le reste du bras de support 20 au niveau de la première extrémité 201.
Ces dispositions présentent comme avantage supplémentaire de permettre un passage vers la position d'ouverture de l'élément d'obturation 18 même dans le cas où la différence entre la pression du volume où la circulation ascendante se produit et la pression du volume où la circulation descendante se produit est faible. Autrement dit, la sensibilité vers la deuxième configuration de chaque dispositif 16 est grande et elle peut être obtenue sous l'action d'une faible différence de pressions entre le volume à circulation ascendante et le volume à circulation descendante.
Chaque mécanisme de liaison 19 comprend par exemple une chape de fixation 22 sur laquelle est articulé l'axe de pivotement 21, ce qui constitue en pratique le moyen d'articulation susmentionné, cette chape de fixation 22 étant fixée à la paroi de séparation. Notamment, la chape de fixation 22 est disposée en permanence, c'est-à-dire quelle que soit la position occupée par l'élément d'obturation 18 entre sa position de fermeture et sa position d'ouverture, dans le volume où la circulation ascendante a lieu, ce qui correspond au premier volume VI dans l'exemple illustré. La liaison entre la face intérieure du tube interne 12 et la chape de liaison 22 peut être de type encastrement, par exemple par collage ou par soudage, bien que toute autre nature de liaison mécanique puisse être envisagée, par exemple prévoyant la présence d'au moins un degré de liberté en translation et/ou en rotation si cela est nécessaire.
La première valeur seuil prédéterminée et/ou la deuxième valeur seuil prédéterminée peut être déterminée par la forme du bras de support 20 et par la profondeur de l'axe de pivotement 21 à l'intérieur du volume à circulation ascendante, déterminant une force de fermeture à vide, donc une différence minimale de pressions permettant l'ouverture de l'élément d'obturation 18. Le poids des éléments d'obturation 18 et/ou la longueur des bras de support 20 peuvent aussi entrer en compte dans la prédétermination du seuil d'ouverture/fermeture.
Selon un autre mode de réalisation alternatif non représenté, le mécanisme de liaison 19 associé à chaque élément d'obturation 18 comprend d'une part un moyen de coulissement par translation de l'élément d'obturation 18 par rapport à la paroi de séparation suivant une direction de translation sensiblement horizontale, le passage de la position d'ouverture à la position de fermeture et réciproquement se pratiquant par coulissement de l'élément d'obturation 18 le long de cette direction de translation, d'autre part un organe de rappel élastique sollicitant l'élément d'obturation 18 en permanence vers sa position de fermeture et tel que le passage vers la position d'ouverture se pratique en opposition à l'action mécanique de sollicitation de l'organe de rappel élastique sur l'élément d'obturation 18.
Dans cette variante alternative, l'action mécanique de sollicitation appliquée par l'organe de rappel élastique entre en compte dans la définition et la caractérisation de chaque valeur seuil prédéterminée au-delà de laquelle le dispositif de mise en communication fluidique 16 passe dans sa première configuration et l'élément d'obturation 18 passe dans sa position d'ouverture.
Afin de permettre une bonne efficacité de fonctionnement tout en préservant la simplicité et le caractère économique du fermenteur 10, l'élément d'obturation 18 peut comprendre une face d'appui 181 destinée à venir contre la paroi de séparation, c'est-à-dire ici contre le tube interne 12, dans sa position de fermeture et présentant une forme spatiale complémentaire de la forme de la zone de la paroi de séparation au niveau de laquelle cette face d'appui 181 vient en contact. Cela permet notamment de garantir une bonne efficacité de la position de fermeture, à moindre frais.
Dans l'exemple illustré de fermenteur 10, la face extérieure du tube interne 12 est globalement cylindrique et convexe de section circulaire, de sorte que la face d'appui 181 est une surface concave en portion de cylindre de forme complémentaire.
Dans ce qui précède, la nature de chaque élément d'obturation 18 peut toutefois être quelconque tant au niveau de sa forme que de sa structure ou de sa dureté. Dans l'exemple illustré, l'élément d'obturation 18 est rigide et prend la forme d'un simple volet de fermeture, mais cela n'est pas limitatif.
Bien que le mode de réalisation précédemment décrit pour le fermenteur 10 présente beaucoup d'avantages et soit particulièrement efficace, des solutions alternatives peuvent être envisagées pour la conception dudit au moins un dispositif de mise en communication fluidique 16. La constitution de la paroi de séparation sous la forme d'un tube interne 12 n'est en aucun cas limitative. De plus, il est par exemple possible de prévoir des volets souples sans moyen d'articulation ou des éléments d'obturation réalisant une obturation partielle de l'ouverture. Il est aussi possible de prévoir une mécanisation, par exemple à l'aide de vérins, et avec une détection par capteurs. Il est également possible de former tous les éléments d'obturation d'un dispositif de mise en communication fluidique 16 dans un seul et même tube tournant à l'intérieur ou à l'extérieur du tube interne 12 et dévoilant les ouvertures 17 de ce dispositif 16 via la rotation de ce deuxième tube. Une solution alternative consiste à prévoir que le tube rapporté à l'intérieur ou à l'extérieur du tube interne 12 soit glissant dans le tube interne suivant sa hauteur en fonction du niveau.
Enfin, un avantage supplémentaire du fermenteur 10 selon l'invention est de pouvoir être adaptable à des fermenteurs de type « air lift » déjà existants.
Claims (17)
- REVENDICATIONS1. Fermenteur (10) pour milieu liquide à production, comprenant des moyens d'agitation par circulation d'un gaz, comprenant un récipient (11) adapté pour contenir le milieu liquide, une paroi de séparation positionnée dans le récipient (11) et séparant des premier et deuxième volumes (VI, V2), un dispositif d'injection (13) dudit gaz dans la partie inférieure de l'un des premier ou deuxième volumes (VI, V2) pour créer dans ledit volume une circulation ascendante du mélange entre le milieu liquide et le gaz injecté et une circulation descendante dudit mélange dans le volume non alimenté en gaz par ledit dispositif d'injection (13), caractérisé en ce que la paroi de séparation est équipée d'au moins un dispositif de mise en communication fluidique (16) des premier et deuxième volumes (VI, V2) entre eux configuré de sorte à varier automatiquement entre : une première configuration dans laquelle le dispositif de mise en communication fluidique (16) permet, pour le milieu liquide et le gaz contenus dans le récipient (11), une circulation fluidique libre d'un volume à l'autre à travers ledit dispositif de mise en communication fluidique (16), la première configuration étant occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique (16), au moins un paramètre physique du mélange satisfait une condition prédéterminée, et une deuxième configuration dans laquelle le dispositif de mise en communication fluidique (16) bloque tout ou partie de ladite circulation fluidique pour le milieu liquide et le gaz contenus dans le récipient (11), la deuxième configuration étant occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique (16), ledit au moins un paramètre physique ne satisfait pas la condition prédéterminée.
- 2. Fermenteur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce ledit au moins un paramètre physique comprend la valeur de la pression du mélange dans les premier et deuxième volumes (VI, V2) et en ce que la première configuration est occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique (16), la différence entre la pression dans le volume où la circulation ascendante se produit et la pression dans le volume où la circulation descendante se produit est supérieure à une première valeur seuil prédéterminée, tandis que la deuxième configuration est occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique (16), la différence entre la pression dans le volume où la circulation ascendante se produit et la pression dans le volume où la circulation descendante se produit est inférieure ou égale à ladite première valeur seuil prédéterminée.
- 3. Fermenteur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce ledit au moins un paramètre physique comprend le niveau du mélange dans les premier et deuxième volumes (VI, V2) et en ce que la première configuration est occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique (16), la différence entre le niveau du mélange dans le volume où la circulation ascendante se produit et le niveau du mélange dans le volume où la circulation descendante se produit est supérieure à une deuxième valeur seuil prédéterminée, tandis que la deuxième configuration est occupée dès qu'au niveau du dispositif de mise en communication fluidique (16), la différence entre le niveau du mélange dans le volume où la circulation ascendante se produit et le niveau du mélange dans le volume où la circulation descendante se produit est inférieure ou égale à ladite deuxième valeur seuil prédéterminée.
- 4. Fermenteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de dispositifs de mise en communication fluidique (16) distincts et agencés en différentes zones de la paroi de séparation échelonnées le long de sa hauteur (H).
- 5. Fermenteur (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque dispositif de mise en communication fluidique (16) est autonome et varie d'une configuration à l'autre sans action extérieure et indépendamment de la configuration adoptée par tout autre dispositif de mise en communication fluidique (16) du fermenteur (10).
- 6. Fermenteur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque dispositif de mise en communication fluidique (16) comprend une pluralité d'ouvertures (17) traversant l'épaisseur de la paroi de séparation et une pluralité d'éléments d'obturation (18), où chaque élément d'obturation (18) équipe une ouverture (17) correspondante et varie entre : une position d'ouverture, correspondant à la première configuration du dispositif de mise en communication fluidique (16), dans laquelle l'élément d'obturation (18) ouvre l'ouverture (17) correspondante et autorise la communication fluidique entre les premier et deuxième volumes (VI, V2) au travers de l'ouverture (17) pour permettre au milieu liquide et au gaz contenus dans le récipient (11) de circuler librement d'un volume à l'autre au travers de l'ouverture (17), et une position de fermeture, correspondant à la deuxième configuration du dispositif de mise en communication fluidique (16), dans laquelle l'élément d'obturation (18) ferme au moins partiellement l'ouverture (17) correspondante et bloque tout ou partie de la communication fluidique entre les premier et deuxième volumes (VI, V2) au travers de l'ouverture (17) pour le milieu liquide et le gaz contenus dans le récipient (11).
- 7. Fermenteur (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments d'obturation (18) d'un seul et même dispositif de mise en communication fluidique (16), situés à un même niveau en hauteur, se déplacent en synchronisme.
- 8. Fermenteur (10) selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que chaque dispositif de mise en communication fluidique (16) comprend, pour chaque élément d'obturation (18), un mécanisme de liaison (19) correspondant permettant de fixer l'élément d'obturation (18) sur la paroi de séparation de manière mobile entre les positions de fermeture et d'ouverture.
- 9. Fermenteur (10) selon les revendications 2 et 8, caractérisé en ce que chaque mécanisme de liaison (19) est configuré de sorte que l'élément d'obturation (18) est mécaniquement placé automatiquement dans sa position d'ouverture sous l'action de la différence entre la pression dans le volume où la circulation ascendante se produit et la pression dans le volume où la circulation descendante se produit lorsque cette différence prend une valeur supérieure à la première valeur seuil prédéterminée.
- 10. Fermenteur (10) selon la revendication 9 ou selon les revendications 2 et 8, caractérisé en ce que chaque mécanisme de liaison (19) est configuré de sorte que l'élément d'obturation (18) est mécaniquement placé automatiquement dans sa position de fermeture sous l'action de la différence entre la pression dans le volume où la circulation ascendante se produit et la pression dans le volume où la circulation descendante se produit lorsque cette différence prend une valeur inférieure ou égale à la première valeur seuil prédéterminée.
- 11. Fermenteur (10) selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le mécanisme de liaison (19) associé à chaque élément d'obturation (18) comprend un moyen d'articulation (22) de l'élément d'obturation (18) par rapport à la paroi de séparation autour d'un axe de pivotement (21) situé au-dessus de l'ouverture (17) correspondante, le passage de la position d'ouverture à la position de fermeture et réciproquement se pratiquant par basculement de l'élément d'obturation (18) autour dudit axe de pivotement (21).
- 12. Fermenteur (10) selon la revendication 11, caractérisé en ce que le mécanisme de liaison (19) est tel que l'axe de pivotement (21) est disposé dans le volume où se produit la circulation ascendante et en ce que l'élément d'obturation (18) est disposé dans le volume où se produit la circulation descendante.
- 13. Fermenteur (10) selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que le mécanisme de liaison (19) associé à chaque élément d'obturation (18) comprend un bras de support (20) ayant une première extrémité (201) articulée autour de l'axe de pivotement (21) au niveau du moyen d'articulation (22) et une deuxième extrémité (202) raccordée à l'élément d'obturation (18), ledit bras de support (20) passant à travers l'épaisseur de la paroi de séparation.
- 14. Fermenteur (10) selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que le mécanisme de liaison (19) associé à chaque élément d'obturation (18) comprend d'une part un moyen de coulissement par translation de l'élément d'obturation (18) par rapport à la paroi de séparation suivant une direction de translation sensiblement horizontale, le passage de la position d'ouverture à la position de fermeture et réciproquement se pratiquant par coulissement de l'élément d'obturation (18) le long de ladite direction de translation, d'autre part un organe de rappel élastique sollicitant l'élément d'obturation (18) en permanence vers sa position de fermeture et tel que le passage vers la position d'ouverture se pratique en opposition à l'action mécanique de sollicitation de l'organe de rappel élastique sur l'élément d'obturation (18).
- 15. Fermenteur (10) selon l'une quelconque des revendications 6 à 14, caractérisé en ce que l'élément d'obturation (18) comprend une face d'appui (181) destinée à venir contre la paroi de séparation dans la position de fermeture de l'élément d'obturation (18) et présentant une forme spatiale complémentaire de la forme de la zone de la paroi de séparation au niveau de laquelle ladite face d'appui (181) vient en contact.
- 16. Fermenteur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la paroi de séparation est formée dans un tube interne (12) positionné dans le récipient (11) de manière telle que le tube interne (12) délimite intérieurement le premier volume et délimite extérieurement le deuxième volume (V2) en combinaison avec le récipient (11).
- 17. Fermenteur (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que ledit au moins un dispositif de mise en communication fluidique (16) est automatique d'une manière ne nécessitant aucune intervention manuelle.
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