FR3127232A1 - Photobioréacteur comprenant des moyens de déplacement en translation, ensemble de production de biomasse microalgale comprenant un tel photobioréacteur - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un photobioréacteur (3) pour production de biomasse en système fermé, comprenant : - un récipient de biomasse comprenant une première paroi plate (30) et une deuxième paroi plate (31), les deux parois plates (30, 31) étant parallèles, - un socle (32) s’étendant perpendiculairement depuis un bord (300) de la première paroi plate (30) jusqu’à un bord (310) de la deuxième paroi plate (31), les deux parois plates (30, 31) et le socle (32) délimitant entre eux un espace de développement de biomasse, - des moyens de déplacement (5) montés sur le socle (32), solidaires avec le récipient de biomasse en translation le long d’une direction de glissement (B), et configurés pour guider un déplacement en translation du récipient de biomasse le long d’une piste (23) d’une structure de support (2) portant le photobioréacteur, parallèlement à la direction de glissement (B). Figure pour l’abrégé : Figure 2

Description

Photobioréacteur comprenant des moyens de déplacement en translation, ensemble de production de biomasse microalgale comprenant un tel photobioréacteur

DOMAINE GENERAL DE L'INVENTION

La présente invention concerne le domaine de la production industrielle de biomasse microalgale.

La culture de biomasse microalgale trouve notamment une première application pour le traitement et l’épuration des eaux usées par « phyco-remédiation ». Les microalgues sont capables d’éliminer des composés polluants organiques ou inorganiques (métaux, hydrocarbures, pesticides, etc.) présents par exemple dans des effluents industriels, tels que des eaux usées en sortie d’une usine. La culture de biomasse microalgale trouve une deuxième application pour l’obtention de molécules d’intérêt, tels que par exemple des biocarburants ou des bioproduits utiles dans les secteurs de l’alimentation, de la médecine humaine et animale, des cosmétiques, de la construction, de l’agriculture, etc.

ETAT DE LA TECHNIQUE

De manière connue, certaines espèces d’algues peuvent être mises en culture et utilisées pour la dépollution ou décontamination d’effluents tels que des eaux usées, des déchets ou des gaz industriels. On parle de « phyco-remédiation » pour désigner la dépollution d’effluents à l’aide de biomasse microalgale. Les microalgues sont capables de capter des agents polluants et d’absorber des excès de produits nocifs tels que le dioxyde de carbone, le monoxyde de carbone, les nitrates, les nitrites, urée, l’ammonium et les phosphates principalement.

Il existe des bassins de culture de microalgues en système ouvert à haut rendement, appelés systèmes HRAP ou « High Rate Algal Pond » selon la terminologie anglosaxonne courante. Toutefois, dans de tels systèmes ouverts, le milieu de culture de microalgues est en contact avec le milieu extérieur et il est difficile de contrôler le milieu de culture (en termes de température, pression, teneur en nutriments, etc.). Le caractère ouvert des bassins augmente le risque de contamination par des agents biologiques extérieurs, ou encore de contaminations croisées atmosphériques par d’autres espèces de microalgues.

Pour surmonter ces limites des systèmes ouverts, des photobioréacteurs en système fermé ont été conçus. Un milieu aqueux riche en minéraux (tels que le sel), en gaz (tel que le dioxyde de carbone) et en nutriments est mis en circulation en boucle fermée dans une série de photobioréacteurs. La production de biomasse microalgale à l’intérieur des photobioréacteurs est contrôlée en modifiant l’apport en nutriments, en gaz carbonique et en minéraux, et en contrôlant les paramètres physico-chimiques du milieu aqueux (notamment température, pression, pH).

Un premier photobioréacteur fermé connu est de forme tubulaire verticale. Ce type de photobioréacteur présente l’avantage d’occuper une surface au sol faible.

Toutefois, les photobioréacteurs verticaux tubulaires posent de nombreux problèmes opérationnels. On observe notamment des phénomènes d’encrassement (« bio-fouling ») sur les surfaces internes du photobioréacteur. De plus, la maintenance des réacteurs tubulaires verticaux est particulièrement complexe, en particulier dans le cas d'installations industrielles.

En outre, de tels photobioréacteurs verticaux présentent généralement un taux d’absorption de la lumière assez faible, même si ce taux d’absorption peut être augmenté en utilisant des diamètres étroits, et/ou en utilisant deux tubes de diamètres différents et en disposant la culture dans la couronne entre ces deux tubes disposés l'un dans l'autre.

Des photobioréacteurs horizontaux tubulaires ont également été proposés. Toutefois, le volume des cultures pouvant être exploitées par mètre carré d'occupation au sol est faible. Ainsi, pour une surface d’occupation au sol donné, la capacité de production de biomasse est faible. De plus, l’utilisation de photobioréacteurs horizontaux ne résout pas entièrement les problèmes susmentionnés liés au bio-fouling. Enfin, l'élimination de l'oxygène produit par la culture présente dans les photobioréacteurs horizontaux nécessite des systèmes de dégazage complexes, et diminue les performances des photobioréacteurs.

Il existe également des photobioréacteurs de forme parallélépipédique de type « photobioréacteurs plats ». Le milieu de culture est typiquement défini entre deux parois latérales parallèles transparentes, par exemple de forme rectangulaire. Un premier avantage des photobioréacteurs plats est de permettre une bonne illumination de l’ensemble du volume interne du récipient de culture de la biomasse, à partir de l’extérieur. Le taux d’absorption de la lumière par la biomasse est donc davantage satisfaisant.

Des avantages additionnels des photobioréacteurs plats résident dans le fait que les photobioréacteurs plats permettent une bonne élimination de l'oxygène dissous résultant de la photosynthèse, et constituent une meilleure solution pour le système d'aération nécessaire pour éviter la sédimentation. De plus, ces photobioréacteurs favorisent l'augmentation de la fréquence de multiplication des cultures dans la zone éclairée, facilitent l'injection de gaz carbonique, et sont plus faciles à manipuler (selon leur taille) par le personnel d'entretien.

En matière d’architecture et d’hydraulique des systèmes de production de biomasse existants, le documentUS 2010/028976 A1appartenant à l’état de la technique décrit une installation « en serpentin » comprenant des photobioréacteurs plats disposés en série, les uns à la suite des autres.

Dans ce document, les photobioréacteurs sont juxtaposés horizontalement en rangées, le long de leur tranche. Les parois latérales rectangulaires des photobioréacteurs d’une même rangée sont alignées dans un même plan. Une unique ligne d’entrée de milieu de culture fournit du milieu de culture à tous les photobioréacteurs d’une même rangée. Chaque photobioréacteur est fixe ; des couvercles amovibles permettent l’accès au volume intérieur des photobioréacteurs.

Toutefois, dans ce document, l’alignement en serpentin pour les photobioréacteurs n’est pas optimal du point de vue de l’emprise au sol. Pour ajouter des photobioréacteurs et faire croître la capacité de production, il est seulement possible d’agrandir la surface occupée au sol ; il n’est pas possible d’ajouter des photobioréacteurs verticalement dans le sens de la hauteur. De plus, l’espace présent au sol entre deux rangées consécutives parallèles n’est pas utilisé.

En outre, le démontage et l’extraction d’un photobioréacteur donné (par exemple pour son nettoyage, ou pour son remplacement, ou encore en cas de panne) interrompent le bon fonctionnement de toute une rangée de photobioréacteurs. La production de biomasse est donc peu robuste vis-à-vis d’éventuels événements de panne.

On note enfin que le nettoyage de l’installation présentée dans ce document est peu aisé ; les photobioréacteurs comprennent des séparateurs dans leur espace interne, pouvant augmenter l’encrassement de ces photobioréacteurs et rendre leur nettoyage plus difficile.

Les photobioréacteurs plats décrits dans ce document ne sont donc pas facilement industrialisables sur un site de production.

Le documentUS 2017/267957 A1propose une installation de production de biomasse selon le principe de la culture semi-continue. Il décrit des récipients de stockage de biomasse de forme parallélépipédique, empilables verticalement pour former un photobioréacteur multi-étage. Plusieurs environnements de culture indépendants sont réalisés, et la biomasse se développe dans plusieurs phases indépendantes. Un tel agencement multi-étage peut se révéler avantageux du point de vue de l’emprise au sol.

Toutefois, ce document ne propose pas un empilement vertical modulaire ; le nombre d’étages de photobioréacteurs est déterminé à l’avance. Il n’est donc pas non plus possible ici d’ajouter des photobioréacteurs verticalement dans le sens de la hauteur, pour faire grossir la capacité de production.

De plus, les récipients de stockage de biomasse d’un photobioréacteur donné ne sont pas facilement séparables. Ce document ne décrit donc pas de solution pour extraire un photobioréacteur, sans affecter la productivité de l’installation. Enfin, une structure de support de photobioréacteurs n’est pas décrite dans ce document.

DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION

Au regard de ce qui précède, un objectif de l’invention est de fournir un photobioréacteur pour un site de production de biomasse microalgale, par exemple pour la phyco-remédiation, qui puisse être facilement accessible et isolé des autres photobioréacteurs voisins d’une même rangée. L’extraction d’un photobioréacteur doit être rapide, et ne doit pas nécessiter une interruption du fonctionnement de l’installation. On souhaite ainsi limiter l’impact de la maintenance et du nettoyage d’un photobioréacteur (notamment le désencrassement des parois du photobioréacteur) sur la productivité de l’installation.

Un autre objectif est de fournir un photobioréacteur dont l’emprise au sol (surface occupée au sol) soit limitée, de sorte à limiter l’encombrement au sol et à optimiser l'occupation de l'espace sur un site de production de biomasse microalgale.

Un autre objectif est d’obtenir une structure de support de photobioréacteurs, qui permette d’étendre ou de réduire facilement la taille du groupe de photobioréacteurs (de préférence dans toutes les directions, aussi bien verticalement qu’horizontalement).

On cherche ainsi à améliorer la modularité de l’installation industrielle, en ajoutant ou supprimant facilement de la capacité en hauteur, par empilement de plusieurs supports.

La conception mécanique de la structure de support de photobioréacteurs doit demeurer simple, et cette structure de support doit être facile à fabriquer et à transporter.

Un objectif secondaire est de permettre la manutention et le transport simultanés de plusieurs telles structures de support, de manière groupée. De préférence, l’ensemble de production de biomasse doit pouvoir être mis en service immédiatement après installation, en mode « clé en main ».

Pour répondre à ces besoins, selon un premier aspect, l’invention concerne un photobioréacteur pour la production de biomasse en système fermé, le photobioréacteur comprenant :
un récipient de biomasse comprenant une première paroi plate présentant un premier bord et une deuxième paroi plate présentant un deuxième bord juxtaposé avec le premier bord, les deux parois plates étant parallèles,
un socle s’étendant perpendiculairement aux deux parois plates depuis le premier bord jusqu’au deuxième bord, les deux parois plates et le socle délimitant entre eux un espace de développement de biomasse,
et des moyens de déplacement solidaires avec le récipient de biomasse en translation le long d’une direction de glissement, les moyens de déplacement étant configurés pour guider un déplacement en translation du récipient de biomasse le long d’une piste d’une structure de support portant le photobioréacteur, parallèlement à la direction de glissement, les moyens de déplacement étant montés sur le socle.

Le photobioréacteur selon le premier aspect de l’invention permet de renforcer la modularité et l’efficacité de l’installation. Notamment, un avantage d’un tel photobioréacteur est de pouvoir augmenter ou réduire très facilement la taille d’un groupe de photobioréacteurs, en empilant ou désempilant les photobioréacteurs (le long d’une direction d’empilement perpendiculaire à la direction de glissement). L’emprise au sol (surface occupée au sol) des réacteurs est ainsi limitée.

Un avantage additionnel d’un tel photobioréacteur est la facilité de maintenance et de nettoyage. On peut extraire facilement n’importe quel photobioréacteur par rapport à une structure de support, à l’aide des moyens de déplacement intégrés au photobioréacteur. Grâce aux moyens de déplacement, les photobioréacteurs sont de préférence extractibles indépendamment les uns des autres.

Des caractéristiques optionnelles et non-limitatives du photobioréacteur selon le premier aspect de l’invention sont les suivantes, prises seules ou dans l’une quelconque des combinaisons de caractéristiques possibles :

- les moyens de déplacement sont montés sur le socle au niveau d’une face du socle opposée au premier bord et opposée au deuxième bord.

- le photobioréacteur comprend un rail monté sur le socle, le rail s’étendant longitudinalement le long de la direction de glissement.

- les moyens de déplacement sont agencés dans un espace intérieur du rail.

- les moyens de déplacement comprennent au moins une roue, les moyens de déplacement comprenant de préférence au moins deux roues.

- le photobioréacteur comprend un couvercle refermant l’espace de développement de biomasse, le couvercle s’étendant perpendiculairement aux deux parois plates à l’opposé du socle.

- ledit couvercle est amovible par rapport au récipient de biomasse.

- le photobioréacteur comprend au moins une paroi d’épaisseur reliant la première paroi plate et la deuxième paroi plate.

- le photobioréacteur comprend un moyen de préhension fixé sur la paroi d’épaisseur.

- le socle est formé en polymère thermoplastique, de préférence en polychlorure de vinyle dit PVC.

- la première paroi plate et/ou la deuxième paroi plate sont formées en polymère thermoplastique, de préférence en poly-méthacrylate de méthyle dit PMMA.

Selon un deuxième aspect, l’invention se rapporte à une structure de support de photobioréacteur, la structure de support étant configurée pour recevoir de manière amovible une pluralité de photobioréacteurs pour production de biomasse tels que définis ci-avant, la structure de support s’étendant longitudinalement le long d’une direction d’empilement, la structure de support comprenant :
au moins deux cadres parallèles, les cadres étant espacés axialement le long de la direction d’empilement et définissant axialement entre eux un espace de réception de photobioréacteur,
et une face de réception solidaire des cadres et s’étendant entre les cadres le long de la direction d’empilement, configurée pour supporter une pluralité de photobioréacteurs, la face de réception comprenant une pluralité de pistes, chaque piste s’étendant parallèlement à une direction de glissement perpendiculaire à la direction d’empilement, et étant configurée pour coopérer avec des moyens de déplacement d’un photobioréacteur de sorte à guider une translation dudit photobioréacteur parallèlement à la direction de glissement par rapport à la structure de support.

Des caractéristiques optionnelles et non-limitatives de la structure de support selon le deuxième aspect de l’invention sont les suivantes, prises seules ou dans l’une quelconque des combinaisons de caractéristiques possibles :

- la structure de support présente six faces parallélépipédiques, les six faces parallélépipédiques définissant un volume interne parallélépipédique.

- au moins un photobioréacteur est mobile parallèlement à la direction de glissement entre une première position intégralement comprise dans le volume interne parallélépipédique et une deuxième position partiellement sortie dudit volume.

- la structure de support comprend au moins un rail fixé à la face de réception, et une piste de la face de réception s’étend le long d’un espace intérieur dudit rail parallèlement à la direction de glissement.

- le nombre de pistes est supérieur ou égal à 5 et est inférieur ou égal à 100, de préférence supérieur ou égal à 20 et inférieur ou égal à 40.

- la structure de support comprend une surface de fermeture fixée sur les cadres et disposée à l’opposé de la surface de réception.

- ladite surface de fermeture comprend au moins un guide de couvercle configuré pour guider en translation un couvercle d’un photobioréacteur reçu dans l’espace de réception de photobioréacteur.

- la structure de support comprend en outre au moins un cadre intermédiaire s’étendant dans un plan parallèle à chacun des deux cadres, le cadre intermédiaire étant agencé entre les deux cadres.

- la structure de support comprend en outre une attache de suspension configurée pour fixation d’un câble de grue, de sorte à permettre un soulèvement de la structure de support.

- au moins un cadre est de forme rectangulaire et comprend deux coins opposés.

- ledit cadre comprend un contreventement reliant les deux coins.

Selon un troisième aspect, l’invention se rapporte à un ensemble de production de biomasse comprenant :
une structure de support de photobioréacteur telle que définie ci-avant, la structure de support comprenant une pluralité de pistes,
et une pluralité de photobioréacteurs tels que définis ci-avant, les photobioréacteurs étant placés le long de la direction d’empilement de la structure de support, chaque photobioréacteur étant en contact avec une piste de la structure de support au niveau des moyens de déplacement dudit photobioréacteur.

Des caractéristiques optionnelles et non-limitatives de l’ensemble de production de biomasse selon le troisième aspect de l’invention sont les suivantes, prises seules ou dans l’une quelconque des combinaisons de caractéristiques possibles :

- le nombre de photobioréacteurs est supérieur ou égal à 5 et est inférieur ou égal à 100, de préférence supérieur ou égal à 20 et inférieur ou égal à 40.

- l’ensemble comprend en outre au moins un élément lumineux placé le long de la direction d’empilement entre deux photobioréacteurs, l’élément lumineux étant configuré pour fournir un rayonnement lumineux aux deux dits photobioréacteurs.

- la structure de support comprend une attache de cadre, et l’ensemble comprend en outre une structure de support supplémentaire fixée à la structure de support via l’attache de cadre.

DESCRIPTION GENERALE DES FIGURES

D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des figures annexées parmi lesquelles :

La est une vue en perspective d’un ensemble de production de biomasse selon un exemple de réalisation, comprenant notamment une pluralité de photobioréacteurs montés dans une superstructure de support.

La est une vue schématique en perspective d’un photobioréacteur de l’ensemble de production de biomasse de la , juxtaposé à un panneau lumineux de l’ensemble de production de biomasse.

La est une vue rapprochée de dessous d’un profilé de support de roues, monté sur un socle du photobioréacteur de la .

La est une vue schématique en coupe transversale d’une partie basse du photobioréacteur de la , selon un plan de coupe perpendiculaire à une direction de déplacement en translation du photobioréacteur.

La est une vue en perspective du dessus d’une superstructure de support de photobioréacteur de l’ensemble de production de biomasse de la .

La est une vue schématique de deux superstructures de support de photobioréacteurs fixées ensemble, une pluralité de photobioréacteurs étant montés dans les deux superstructures de support.

Les Figures 7a, 7b et 7c sont des vues rapprochées respectivement d’une attache entre deux cadres d’extrémité de la superstructure de support de la , d’une attache entre deux cadres intermédiaires de la superstructure de support de la , et d’une attache de câble de grue fournie sur une face supérieure de la superstructure de support de la .

DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION

Sur l’ensemble des figures annexées et tout au long de la description ci-après, les éléments similaires portent des références alphanumériques identiques.

Architecture générale d’un ensemble de production de biomasse en système fermé

On a représenté sur la un ensemble 1 de production de biomasse selon un exemple. L’ensemble 1 de production de biomasse est par exemple installé dans un site de traitement d’effluents par phyco-remédiation.

La biomasse microalgale est obtenue à partir de cultures monoclonales ou polyclonales (selon le cas) d'espèces de préférence unicellulaires, coloniales ou non.

Par exemple, la biomasse est utilisée pour éliminer des substances en excès, comme l’azote, dans des effluents industriels. L’ensemble de production 1 de biomasse peut également être utilisé pour fabriquer à l’échelle industrielle des bioproduits d’intérêt, tels que des biocarburants.

L’ensemble 1 de production de biomasse comprend une superstructure 2 de support. La superstructure 2 s’étend longitudinalement selon une direction d’empilement A. Lorsque la superstructure 2 est en place sur le sol, la direction d’empilement A est typiquement orientée horizontalement, parallèlement au sol.

L’ensemble 1 de production de biomasse comprend en outre une pluralité de photobioréacteurs 3 montés de façon amovible à l’intérieur de la superstructure 2. Les faces latérales 30, 31 des photobioréacteurs 3 sont parallèles deux à deux. Les photobioréacteurs 3 sont préférentiellement empilés horizontalement « en sandwich » le long de la direction d’empilement A. Dans cet exemple, la superstructure 2 supporte 30 photobioréacteurs. La structure d’un photobioréacteur 3 sera décrite en détail ci-après.

L’ensemble 1 de production de biomasse peut également comporter un système (non illustré sur la ) hydraulique et/ou pneumatique, pouvant être fixé de manière amovible sur la superstructure 2. Un tel système hydraulique et/ou pneumatique peut être mis en communication fluidique avec des entrées d’eau et/ou des sorties d’eau et/ou des entrées d’air et/ou des sorties d’air des photobioréacteurs 3.

Un tel système hydraulique et/ou pneumatique est par exemple placé en regard d’une face de la superstructure 2 opposée à la face par laquelle les photobioréacteurs 3 peuvent être extraits en translation.

Photobioréacteur mobile en translation

La est une vue rapprochée en perspective d’un photobioréacteur 3 de production de biomasse en système fermé. Le photobioréacteur 3 peut être intégré à un ensemble 1 de production de biomasse tel que représenté sur la .

Le photobioréacteur 3 de la présente une forme générale parallélépipédique. On parle de « photobioréacteur plat » car l’épaisseur E latérale du photobioréacteur 3, le long de la direction d’empilement A des photobioréacteurs (non représentée), est faible par rapport à la longueur L1 des parois latérales 30 et 31 du photobioréacteur 3, et est également faible par rapport à la hauteur L2 des parois latérales 30 et 31 du photobioréacteur 3.

• Récipient de développement de biomasse

Les parois latérales 30 et 31 du photobioréacteur 3 sont planes. Les parois latérales 30 et 31 s’étendent de préférence dans des plans respectifs parallèles à la direction de glissement B du photobioréacteur 3.

De manière préférentielle, les parois latérales 30 et 31 sont de forme rectangulaire. Les bords des parois latérales 30 et 31 sont de préférence rectilignes et alignés selon la direction d’empilement A. Notamment, le bord inférieur 300 de la paroi latérale 30 est aligné avec le bord inférieur 310 de la paroi latérale 31. Ainsi, le photobioréacteur 3 conserve une forme compacte et peut facilement être empilé avec d’autres photobioréacteurs le long de la direction d’empilement A.

De préférence, l’espace creux du photobioréacteur délimité axialement par les parois latérales 30 et 31 comprend au moins un séparateur de paroi. Une première extrémité du séparateur de paroi est disposée contre la paroi latérale 30 et une deuxième extrémité du séparateur de paroi est disposée contre la paroi latérale 31. Un avantage est d’éviter une déformation des parois latérales 30 et 31, notamment au centre de ces parois. De préférence, le ou les séparateurs de paroi s’étendent perpendiculairement à la direction B.

L’espace axial entre les parois latérales 30 et 31 est refermé sur les côtés par deux parois d’épaisseur 36 et 37. Les parois d’épaisseur 36 et 37 sont toutes deux de préférence de forme rectangulaire, et perpendiculaires à la direction de glissement B.

Lorsque le photobioréacteur 3 est vide et n’est pas rempli de milieu de culture, les parois latérales 30 et 31 et les parois d’épaisseur 36 et 37 délimitent un espace creux de forme parallélépipédique. L’espace creux ainsi défini constitue un espace de développement de biomasse. L’espace de développement de biomasse est prévu pour accueillir des microalgues à l’intérieur du photobioréacteur 3, et pour les autoriser à se développer.

Les parois latérales 30 et 31 sont formées en matériau transparent, de sorte à autoriser un apport de lumière à l’intérieur de l’espace de développement de biomasse, depuis l’extérieur. Un matériau majoritaire des parois latérales 30 et 31 est de préférence un polymère thermoplastique. Dans le présent exemple, les parois latérales 30 et 31 sont formées en poly-méthacrylate de méthyle, dit PMMA.

Un matériau majoritaire des parois d’épaisseur 36 et 37 est de préférence également un polymère thermoplastique, tel que le PMMA.

L’épaisseur E interne du photobioréacteur 3, délimitée entre les faces internes des deux parois latérales 30 et 31 le long de la direction d’empilement A, est de préférence comprise entre 1 et 10 centimètres selon l’espèce à cultiver et le type d’eau à traiter. L’emprise au sol du photobioréacteur 3 est ainsi modérée.

La longueur L1 du récipient de biomasse entre les côtés intérieurs des parois d’épaisseur 36 et 37, parallèlement à la direction de glissement B, est de préférence comprise entre 0,50 mètre et 2,5 mètres.

Enfin, la hauteur L2 du récipient de biomasse entre les côtés intérieurs respectifs du socle 32 (décrit ci-après) et du couvercle 34 (décrit ci-après) est de préférence comprise entre 0,50 mètre et 2,5 mètres.

De manière avantageuse, au moins une des deux parois d’épaisseur 36 et 37 comprend un moyen de préhension du récipient de biomasse. Comme il sera vu ci-après, le récipient de biomasse est monté mobile en translation le long de la direction de glissement B ; le moyen de préhension permet à un opérateur de faire glisser le récipient de biomasse.

Ici, une poignée 360 est fixée sur la paroi d’épaisseur 36 et fait saillie de la paroi d’épaisseur 36. La poignée 360 joue le rôle de moyen de préhension. La poignée 360 est par exemple formée en métal, ici en acier inoxydable.

L’espace de développement de biomasse ménagé à l’intérieur des parois latérales 30 et 31 et des parois d’épaisseur 36 et 37 est en communication fluidique avec l’extérieur, et on contrôle l’apport en eau (viala ligne d’entrée de liquide 70 et la ligne de sortie de liquide 72) et l’apport en air (viala bouche d’entrée d’air 74 et la bouche de sortie d’air 76).

La ligne d’entrée de liquide 70 comprend ici un tuyau dont une première extrémité fait saillie de la paroi d’épaisseur 36, et une deuxième extrémité débouche à l’intérieur de l’espace de développement de biomasse. La première extrémité de la ligne d’entrée de liquide est de préférence positionnée du côté supérieur, au voisinage du couvercle 34.

La ligne de sortie de liquide 72 est de préférence disposée à l’opposé de la ligne d’entrée de liquide 70, au voisinage du socle 32. Une première extrémité de la ligne de sortie de liquide 72 fait saillie de la paroi d’épaisseur 36, et une deuxième extrémité débouche à l’intérieur de l’espace de développement de biomasse.

Ces deux lignes de liquide permettent notamment de contrôler l’apport en eau.

La sortie d’air 74 est ici un simple orifice de mise à l’air, disposé du côté supérieur, par exemple entre la ligne d’entrée de liquide 70 et le couvercle 34.

L’entrée d’air 76 est de préférence disposée au voisinage du socle 32. Une première extrémité de l’entrée d’air 76 fait saillie de la paroi d’épaisseur 36, et une deuxième extrémité débouche à l’intérieur de l’espace de développement de biomasse.

Lorsque plusieurs photobioréacteurs 3 sont alignés à l’intérieur d’une même superstructure 2 de support, les extrémités des lignes d’entrée de liquide 70, des lignes de sortie de liquide 72, et des entrées d’air 76 peuvent être alignées sur un même plan. Ce plan se situe de préférence sur une face de la superstructure 2 opposée à la face par laquelle les photobioréacteurs 3 sont extractibles par translation.

Un avantage est de pouvoir connecter et déconnecter facilement un système hydraulique et/ou pneumatique, comprenant des lignes de recirculation d’eau et/ou d’air déportées latéralement par rapport aux photobioréacteurs. Il suffit alors de rapprocher ou d’éloigner les photobioréacteurs par rapport au système hydraulique et/ou pneumatique, par translation. Un tel système hydraulique et/ou pneumatique peut également comprendre une ou plusieurs sonde(s) de contrôle.

De préférence, chaque entrée et sortie de liquide et chaque entrée d’air susmentionnée comprend une vanne individuelle propre, afin de contrôler sélectivement l’apport en eau et en air dans le milieu de culture de chacun des photobioréacteurs 3.

En outre, chaque rangée de photobioréacteurs 3 (telle que la rangée représentée sur la ) est de préférence associée à au moins une pompe de recirculation d’eau et/ou à une pompe de recirculation de gaz et/ou à une pompe de recirculation de milieu de culture. Lesdites pompes peuvent être placées en tête de la rangée de photobioréacteurs.

• Socle inférieur

Les parois latérales 30 et 31 sont refermées du côté inférieur par un socle 32 et du côté supérieur par un couvercle 34.

Les sens « inférieur » et « supérieur » s’entendent selon l’orientation illustrée sur la pour le photobioréacteur 3, correspondant à l’orientation verticale usuelle d’un photobioréacteur placé dans sa superstructure de support.

Le socle 32 présente une forme parallélépipédique et s’étend longitudinalement le long de la direction de glissement B du photobioréacteur 3. Le socle 32 présente une face inférieure de socle 320, une face supérieure de socle 321 et deux faces latérales de socle 322. La face supérieure de socle 321 s’étend perpendiculairement aux deux parois latérales 30 et 31. La face supérieure de socle 321 est en contact avec le bord inférieur 300 de la paroi latérale 30 et avec le bord inférieur 310 de la paroi latérale 31.

Le socle 32 supporte le poids des parois latérales 30 et 31 et des parois d’épaisseur 36 et 37. Un matériau du socle 32 est de préférence un polymère thermoplastique. Dans le présent exemple, le socle 32 est formé en polychlorure de vinyle, dit PVC.

Le socle 32 dépasse de préférence des deux côtés par rapport aux parois latérales 30 et 31, et dépasse également de préférence des deux côtés par rapport aux parois d’épaisseur 36 et 37.

• Moyens de déplacement en translation du photobioréacteur

Pour permettre une extraction sélective par rapport aux autres photobioréacteurs, le photobioréacteur 3 comprend des moyens de déplacement 5 au niveau de son socle 32.

Le récipient de biomasse est donc mobile en translation le long de la direction de glissement B,viales moyens de déplacement 5.

Ainsi, lorsque plusieurs photobioréacteurs 3 sont alignés (par exemple « en sandwich ») le long de la direction d’empilement A, il est possible de déplacer un photobioréacteur 3 donné parallèlement à la direction de glissement B pour extraire et isoler ce photobioréacteur par rapport aux autres photobioréacteurs.

Une telle extraction sélective d’un photobioréacteur est particulièrement avantageuse pour remplacer une pièce du photobioréacteur ou le photobioréacteur entier, pour réaliser une opération de maintenance, pour nettoyer le photobioréacteur, etc.

Les moyens de déplacement 5 sont solidaires du photobioréacteur 3 (notamment solidaires du socle 32) en translation le long de la direction de glissement B. De préférence, les moyens de déplacement 5 présentent une forme complémentaire à une forme d’une piste 23 de la superstructure 2 de support. Les moyens de déplacement 5 peuvent glisser le long de la piste 23.

Les moyens de déplacement 5 sont de préférence montés fixement sur le socle 32, de préférence sur la face inférieure de socle 320.

En alternative et/ou en combinaison, des moyens de déplacement pourraient être prévus sur au moins une des faces latérales de socle 322.

De manière très avantageuse, les moyens de déplacement 5 comprennent au moins une roue. La roue est orientée parallèlement à la direction de glissement B. Dans le présent exemple, les moyens de déplacement 5 comprennent deux paires de roues. Une première paire de roues est disposée sur un côté avant du photobioréacteur 3 (côté proche de la poignée 360) et une deuxième paire de roues est disposée sur un côté arrière du photobioréacteur 3 (côté éloigné de la poignée 360). Au sein de chaque paire de roues, les roues sont alignées l’une derrière l’autre selon la direction de glissement B.

Pour le montage des roues sur le photobioréacteur, le socle 32 comprend de préférence un élément de support 50 de roues, rapporté sur le socle 32. L’élément de support 50 est de préférence monté fixement sur le socle 32.

L’élément de support 50 est visible sur la selon une vue rapprochée du dessous. Ici, l’élément de support 50 présente une forme de profilé creux et s’étend le long de la direction de glissement B. On a également représenté sur la une vue en coupe transversale de l’élément de support 50, passant par le boîtier de roues 52 recevant les moyens de déplacement 5.

Une partie supérieure de l’élément de support 50, du côté dirigé vers les parois latérales 30 et 31, présente ici une forme en U dans le plan de coupe transversale. La partie supérieure de l’élément de support 50 comprend deux flancs latéraux 54. Les flancs latéraux 54 sont de préférence plaqués contre les faces latérales de socle 322.

Les deux flancs latéraux 54 sont reliés du côté inférieur par un fond de support 540. Le fond de support 540 s’étend de préférence perpendiculairement aux flancs latéraux 54 et parallèlement au sol, lorsque le photobioréacteur 3 est en place.

Le fond de support 540 est plaqué contre la face inférieure de socle 320. Le socle 32 est donc reçu dans l’espace transversal ménagé entre les flancs latéraux 54. Comme visible sur la , une longueur de l’élément de support 50 parallèlement à la direction de glissement B est inférieure à la longueur L1 de la face inférieure de socle 320.

L’élément de support 50 comprend en outre, sous sa partie supérieure comprenant les flancs latéraux 54 en U, une partie inférieure prévue pour recevoir les moyens de déplacement 5.

De préférence, la partie inférieure de l’élément de support 50 présente une forme de rail 58. Le rail 58 est de préférence profilé. Le rail 58 s’étend le long de la direction de glissement B et fait saillie du fond de support 540, du côté opposé aux flancs latéraux 54. Dans le présent exemple, la largeur du rail 58 est inférieure à la largeur entre les flancs latéraux 54 perpendiculairement à la direction de glissement B. Le rail 58 présente ici des crochets orientés vers l’intérieur et vers le bas.

De préférence, l’espace transversal ménagé dans le rail 58 (ici entre les crochets) comprend un boîtier de roues 52 dans lequel sont disposées les roues. Le boîtier de roues 52 présente ici une forme parallélépipédique. Un espace creux est ménagé dans le boîtier de roues 52 au niveau d’une face inférieure 520 évidée du boîtier de roues 52. Les roues sont reçues dans cet espace creux. Ainsi, les roues sont protégées latéralement contre les chocs.

Ici, deux roues sont disposées l’une devant l’autre parallèlement à la direction de glissement B, à l’intérieur du boîtier de roues 52.

De préférence, le photobioréacteur 3 comprend au moins deux éléments de support 50 comprenant chacun des roues, placés respectivement du côté avant et du côté arrière du socle 32. Lorsque le photobioréacteur 3 est en place dans la superstructure 2 de support, la partie inférieure 522 des roues est en contact avec une piste de déplacement 23, de sorte à pouvoir rouler le long de la piste de déplacement 23, comme il sera vu ci-après.

Dans le présent exemple, le photobioréacteur 3 comprend deux éléments de support 50 identiques, conformes à la structure représentée sur les Figures 3 et 4.

• Couvercle supérieur

De retour à la , pour refermer l’espace de développement de biomasse du côté supérieur, le photobioréacteur 3 comprend de préférence un couvercle 34. Le couvercle 34 s’étend perpendiculairement aux deux parois latérales 30 et 31, à l’opposé du socle 32, et relie les deux parois latérales 30 et 31.

Le couvercle 34 s’étend sur toute la longueur L1 entre les deux parois d’épaisseur 36 et 37. De préférence, le couvercle 34 dépasse des deux parois d’épaisseur 36 et 37.

De façon préférentielle, le couvercle 34 est amovible par rapport au récipient de biomasse. Un avantage est de permettre un accès facilité à l’intérieur de l’espace de développement de biomasse.

Par exemple, le couvercle 34 peut être ôté pour récolter la biomasse microalgale. Le couvercle 34 peut également être ôté avant le nettoyage de l’intérieur des parois latérales 30 et 31 et/ou des parois d’épaisseur 36 et 37, ou au cours de toute autre opération nécessitant un accès à l’intérieur de l’espace de développement de biomasse. On extrait typiquement le photobioréacteur 3 de la superstructure 2 avant d’ôter le couvercle 34.

• Panneau lumineux

On a également représenté sur la un panneau 6 lumineux juxtaposé au photobioréacteur 3 selon la direction d’empilement A (non représentée).

Le panneau 6 lumineux a pour fonction de fournir un éclairage artificiel prévu pour parvenir jusqu’à l’espace de développement de biomasse défini à l’intérieur du photobioréacteur 3, entre les parois latérales 30 et 31. L’éclairage artificiel fourni peut être apporté en remplacement ou en complément de la lumière naturelle solaire, en fonction du moment de la journée et selon la zone géographique.

Le panneau 6 est de préférence parallélépipédique. Le panneau 6 présente de préférence une forme générale plate, c’est-à-dire que l’épaisseur E’ entre les faces latérales 60 et 61 extérieures du panneau 6 (le long de la direction d’empilement A) est faible par rapport aux autres dimensions du panneau 6. Dans le présent exemple, l’épaisseur E’ est de préférence comprise entre 1 et 10 centimètres.

De préférence, les faces latérales 60 et 61 du panneau 6 s’étendent parallèlement aux faces latérales 30 et 31 du photobioréacteur 3 auquel le panneau 6 est juxtaposé. De manière avantageuse, une surface des faces latérales 60 et 61 est supérieure ou égale à une surface des parois latérales 30 et 31. Ainsi, le panneau 6 recouvre une majeure partie de la surface ou toute la surface des parois latérales 30 et 31 du photobioréacteur 3, de sorte à fournir une bonne illumination au sein de tout l’espace de développement de biomasse à l’intérieur du photobioréacteur 3.

Pour le panneau 6 illustré sur la :

• Une longueur du panneau 6, parallèlement à la direction de glissement B du photobioréacteur 3, est sensiblement égale à la longueur L1 des parois du photobioréacteur 3 ;
• Une hauteur L’ du panneau 6, perpendiculairement à la direction d’empilement A et perpendiculairement à la direction de glissement B, est de préférence supérieure ou égale à la hauteur L2 du photobioréacteur 3. La hauteur du panneau 6 est de préférence comprise entre 0,50 mètre et 2,5 mètres.

Le panneau 6 comporte de préférence, en tant que sources de lumière artificielle, des diodes électroluminescentes couramment appelées LED. Les LED sont préférentiellement réparties régulièrement à la surface des faces latérales 60 et 61 du panneau 6. L’intensité lumineuse des sources de lumière artificielle est de préférence commandable à distance, pour moduler l’éclairage et la consommation d’énergie électrique du panneau 6 en fonction des besoins d’illumination pour la biomasse microalgale.

De préférence, si plusieurs photobioréacteurs 3 sont empilés le long de la direction d’empilement A, un panneau 6 lumineux s’intercale dans chaque paire de photobioréacteurs 3 consécutifs. Le panneau 6 est de préférence capable d’émettre de la lumière sur ses deux faces ; un seul panneau 6 fournit ainsi de la lumière à deux photobioréacteurs.

Le photobioréacteur 3 tel que décrit ci-avant présente une conception mécanique simple. Le photobioréacteur 3 peut fonctionner de manière autonome en étant connecté directement à un système de recirculation et d’aération.

De plus, le photobioréacteur 3 peut être connecté de manière modulaire avec d’autres photobioréacteurs de conception similaire, de sorte à former un ensemble de production de biomasse microalgale.

Le photobioréacteur 3 est facilement empilable avec d’autres photobioréacteurs, aussi bien horizontalement (le long de la direction d’empilement A) que verticalement.

Superstructure de support de photobioréacteurs

La illustre une superstructure 2 configurée pour recevoir et supporter mécaniquement une pluralité de photobioréacteurs 3. Les photobioréacteurs 3 sont de préférence reçus de manière amovible ; ils ne sont pas fixés aux cadres de support de la superstructure 2. Sur cette figure, la superstructure 2 est représentée séparément par rapport aux photobioréacteurs 3.

De préférence, le nombre de photobioréacteurs pouvant être reçus dans la superstructure 2 est supérieur ou égal à 5 et est inférieur ou égal à 100, de préférence supérieur ou égal à 20 et inférieur ou égal à 40. Ici, la superstructure 2 reçoit 30 photobioréacteurs.

La superstructure 2 est de préférence posée directement horizontalement sur un plancher, par exemple dans un site industriel.

• Cadres de support

De préférence, la superstructure 2 présente une forme générale parallélépipédique, et s’étend le long de la direction d’empilement A. Les faces extérieures de la superstructure 2 sont définies par deux cadres 20 d’extrémité, placés aux deux extrémités selon la direction d’empilement A.

Les deux cadres 20 d’extrémité s’étendent dans des plans perpendiculaires à la direction d’empilement A. Les deux cadres 20 d’extrémité définissent ainsi entre eux un volume interne parallélépipédique, formant un espace de réception de photobioréacteur.

Pour un cadre 20 d’extrémité selon le présent exemple :

• Une largeur D1 du cadre 20 d’extrémité, le long de la direction de glissement B, est de préférence comprise entre 0,50 mètre et 2,5 mètres ;
• Une hauteur D2 du cadre 20 d’extrémité, perpendiculairement à la direction d’empilement A et à la direction de glissement B, est de préférence comprise entre 0,50 mètre et 2,5 mètres.

Les cades 20 d’extrémité sont de préférence fabriqués en matériau métallique, ou en matériau plastique. Dans le présent exemple, chaque cadre 20 d’extrémité est de forme rectangulaire creuse.

Optionnellement, au moins un cadre 20 comprend une poutre métallique ou plastique qui relie deux coins opposés, formant un contreventement 280. Deux contreventements 280 peuvent être associés pour réaliser une forme en X à l’intérieur du cadre 20.

De façon optionnelle et avantageuse, la superstructure 2 comprend un ou une pluralité de cadres intermédiaires 29. Le ou les cadres intermédiaires 29 sont positionnés axialement entre les deux cadres 20 d’extrémité, le long de la direction d’empilement A.

Les cadres intermédiaires 29 s’étendent dans des plans respectifs parallèles deux à deux, et perpendiculaires à la direction d’empilement A. Les bords des cadres intermédiaires 29 sont alignés avec les bords des cadres 20 d’extrémité, du côté inférieur, du côté supérieur et des deux côtés latéraux. Par « côtés latéraux », on entend ici les côtés gauche et droit, de part et d’autre de la direction d’empilement A.

De préférence, les cadres 20 d’extrémité et les cadres intermédiaires 29 présentent tous une conception mécanique similaire. Ici, la superstructure 2 comprend trois cadres intermédiaires 29.

Pour renforcer mécaniquement la superstructure 2, des contreventements latéraux 282 peuvent être incorporés sur l’un des deux côtés latéraux. Les contreventements latéraux 282 relient de préférence deux cadres intermédiaires 29 consécutifs et s’étendent perpendiculairement à la direction de glissement B. Ces contreventements dessinent de préférence une forme en X.

Les deux cadres 20 d’extrémité (et, optionnellement, les cadres intermédiaires 29) définissent ainsi six faces extérieures parallélépipédiques de la superstructure 2. Dans leur position rétractée, les photobioréacteurs 3 sont positionnés dans le volume interne défini par les six faces.

Grâce aux moyens de déplacement 5, chaque photobioréacteur 3 est mobile dans un plan perpendiculaire à la direction d’empilement A, parallèlement à la direction de glissement B. De préférence, la direction de glissement B est perpendiculaire à la direction d’empilement A, comme représenté sur la .

Chaque photobioréacteur 3 est mobile en translation selon la direction de glissement B par rapport à la superstructure 2, entre une position rétractée et une position déplacée.

Dans la position rétractée, le photobioréacteur 3 est intégralement contenu dans le volume interne parallélépipédique de la superstructure 2.

Dans la position déplacée, une partie du photobioréacteur 3 est extraite de la superstructure 2, du côté opposé au côté comportant les contreventements latéraux 282. De préférence, n’importe quel photobioréacteur 3 peut être ainsi extrait de la structure. Les photobioréacteurs 3 sont de préférence extractibles indépendamment les uns des autres.

• Face inférieure de réception, dotée de pistes de déplacement

Pour le déplacement en translation des photobioréacteurs, les moyens de déplacement 5 de chaque photobioréacteur 3 coopèrent avec une face de réception 21 de la superstructure 2. La face de réception 21 est prévue pour supporter le poids des photobioréacteurs.

La face de réception 21 est solidaire des cadres 20 d’extrémité, et éventuellement solidaire des cadres intermédiaires 29. La face de réception 21 est de préférence plane et s’étend parallèlement au sol, le long de la direction d’empilement A, depuis un cadre 20 d’extrémité vers l’autre cadre 20 d’extrémité.

La longueur D3 de la face de réception 21 (le long de la direction d’empilement A) dépend du nombre maximal de photobioréacteurs reçus à l’intérieur de la superstructure 2. De manière préférentielle mais non limitative, la longueur D3 est inférieure ou égale à 10 mètres. La largeur de la face de réception 21 est de préférence sensiblement égale à la largeur D1 des cadres 20 d’extrémité.

De préférence, au moins une poutre de renforcement inférieur 27 est disposée entre la face de réception 21 et le côté inférieur des cadres 20 d’extrémité, et est parallèle à la direction d’empilement A. Ici, deux poutres de renforcement inférieur 27 sont fournies.

Du côté intérieur, la face de réception 21 comprend au moins un rail 22 fixé à la face de réception 21, de préférence une pluralité de rails 22. Une piste de déplacement 23 s’étend parallèlement à la direction de glissement B, à l’intérieur de chaque rail 22.

La piste de déplacement 23 est prévue pour coopérer avec des moyens de déplacement 5 dont est équipé un photobioréacteur 3 reçu dans l’espace de réception de photobioréacteur. Ici, la piste de déplacement 23 coopère avec les roues du photobioréacteur, en se déplaçant le long de la piste de déplacement 23.

De préférence, une piste de déplacement 23 est fournie pour chaque photobioréacteur 3. Chaque piste de déplacement 23 s’étend parallèlement à la direction de glissement B.

Dans la vue en coupe transversale de la , on a représenté l’élément de support 50 positionné à l’intérieur d’un rail 22, en contact avec une piste de déplacement 23 correspondante. Les roues du photobioréacteur 3 reposent sur la piste 23.

Le rail 22 comprend deux parties de rail, parallèles entre elles et s’étendant le long de la direction de glissement B. Un plancher de rail 220 s’étend horizontalement depuis une partie de rail jusqu’à l’autre partie de rail.

La piste de déplacement 23 est agencée dans l’espace transversal entre les deux parties de rail, et fait saillie depuis le plancher de rail 220. La piste de déplacement 23 comprend ici un profilé en aluminium de section rectangulaire, dont la face supérieure présente une élévation en forme de rail pointu sur lequel se déplacent les roulements du photobioréacteur 3.

Les roues du photobioréacteur 3 peuvent rouler le long de la piste de déplacement 23. Ainsi, le photobioréacteur peut être déplacé en translation, depuis sa position rétractée (à l’intérieur de la superstructure 2) jusqu’à sa position déplacée (en-dehors de la superstructure 2).

De préférence, le photobioréacteur 3 peut rejoindre toute position entre la position rétractée et la position déplacée le long de la direction de glissement B, par roulement le long de la piste de déplacement 23.

Un opérateur peut faire glisser le photobioréacteur 3 en exerçant une force de traction. L’opérateur peut tirer le photobioréacteur 3 vers lui à l’aide de moyens de préhension prévus sur le photobioréacteur 3 (ici la poignée 360 visible sur la ).

Les parties latérales du rail 22 s’étendent verticalement depuis le plancher de rail 220. Au cours du déplacement en translation du photobioréacteur 3 le long de la piste de déplacement 23, les parties latérales du rail 22 maintiennent latéralement le photobioréacteur 3 en position.

De préférence, les bords verticaux 221 du rail sont en surélévation par rapport au fond de support 540 de l’élément de support 50. La partie inférieure du photobioréacteur 3 est ainsi protégée latéralement par le rail 22.

De préférence, un renforcement de piste 222 est fourni entre la partie basse de la face de réception 21 et la piste de déplacement 23, dans l’espace entre les parties de rail. On limite ainsi l’endommagement de la piste de déplacement 23 au cours du temps.

Le côté intérieur de la face de réception 21 comprend une pluralité de rails alignés, semblables au rail 22 de la . Chaque photobioréacteur reçu dans la superstructure 2 est ainsi déplaçable en translation, indépendamment des autres photobioréacteurs.

Optionnellement, le côté extérieur de la face de réception 21 (face au sol) comprend un guide de fourche 284. Le guide de fourche 284 est prévu pour permettre l’engagement d’une fourche de chariot élévateur, facilitant la manutention de la superstructure 2.

• Face supérieure de fermeture

De retour à la , la superstructure 2 comporte de préférence une face de fermeture 24 du côté supérieur de la superstructure 2. La face de fermeture 24 est solidaire des cadres 20 d’extrémité, et est éventuellement solidaire des cadres intermédiaires 29, lorsque ces derniers sont présents. La face de fermeture 24 est de préférence plane, alignée avec la face de réception 21 et parallèle au sol.

De préférence, la hauteur disponible entre la face de fermeture 24 et la face de réception 21 est sensiblement égale ou légèrement supérieure à la hauteur L2 du photobioréacteur 3. Un photobioréacteur 3 peut s’intercaler entre ces deux faces.

De préférence, au moins une poutre de renforcement supérieur 28 est disposée au-dessus de la face de fermeture 24, du côté supérieur des cadres 20 d’extrémité. La poutre de renforcement supérieur 28 est parallèle à la direction d’empilement A. Ici, deux poutres de renforcement supérieur 28 sont fournies.

De façon avantageuse, le côté intérieur de la face de fermeture 24 (côté en regard de la face de réception 21) comprend au moins un guide de couvercle 240. Chaque guide de couvercle 240 s’étend parallèlement à la direction de glissement B. La superstructure 2 compte préférentiellement autant de guides de couvercle 240 que de pistes de déplacement 23.

Le guide de couvercle 240 est prévu pour guider le couvercle 34 le long de la face de fermeture 24, au cours d’un déplacement du photobioréacteur 3.

Dans le présent exemple, le guide de couvercle 240 comprend deux surfaces latérales de guide, s’étendant verticalement vers le bas à partir de la face de fermeture 24. Les deux surfaces latérales se terminent par des crochets orientés vers l’intérieur.

Le couvercle 34 du photobioréacteur 3 présente un espace creux traversant, parallèle à la direction de glissement B, permettant l’insertion du guide de couvercle 240. Dans la position rétractée du photobioréacteur 3 (à l’intérieur du volume interne de la superstructure 2), toute la longueur du guide de couvercle 240 est insérée dans cet espace creux. Au cours du déplacement en translation du photobioréacteur 3 le long de la piste de déplacement 23, le couvercle 34 glisse et est maintenu latéralement en position par le guide de couvercle 240.

La superstructure 2 de support décrite ci-avant présente de nombreux avantages.

La superstructure 2 permet le rangement d’un grand nombre de photobioréacteurs 3 dans un volume réduit. Le caractère très compact de la superstructure 2 réduit le besoin en sondes et en tuyauterie. De plus, l’emprise au sol de la superstructure 2 demeure très modérée. La superstructure 2 présente une forme standardisée et simple, et il est donc aisé de disposer plusieurs superstructures 2 groupées dans une même zone, en série les unes à la suite des autres et/ou en parallèle. On optimise ainsi l'occupation de l'espace au sol sur le site de production de biomasse microalgale.

De plus, les pistes de déplacement 23 disposées en parallèle à l’intérieur de la superstructure 2 permettent une extraction facile d’un photobioréacteur donné, par simple traction hors du volume interne de la superstructure 2. Chaque photobioréacteur 3 est extractible indépendamment des autres photobioréacteurs, et peut ensuite être replacé facilement dans sa position initiale.

Enfin, il est possible d’empiler plusieurs superstructures les unes au-dessus des autres, comme représenté sur la annexée illustrant un ensemble de deux superstructures 2 et 2’ superposées, en cours de manutention. Il est donc possible d’étendre l’installation de production de biomasse non seulement au sol, mais aussi verticalement.

Attaches pour l’empilement de plusieurs structures de support

La superstructure 2 peut être transportée avec des photobioréacteurs 3 contenus à l’intérieur de celle-ci, ou peut être transportée vide.

Le cas échéant, plusieurs superstructures peuvent être assemblées et transportées ensemble. La illustre le transport simultané de deux superstructures 2 et 2’ superposées.

De façon avantageuse, les cadres 20 et 29 des superstructures 2 et 2’ peuvent présenter des plots 25 pouvant être encastrés verticalement deux à deux. De préférence, chaque cadre 20 d’extrémité et chaque cadre intermédiaire 29 comprend des plots 25 sur les coins au voisinage de la face de réception 21, et des plots 25 sur les coins au voisinage de la face de fermeture 24 (voir ).

Les plots 25 servent de guides pour aligner la superstructure 2’ au-dessus de la superstructure 2.

Par ailleurs, un assemblage vertical des superstructures 2 et 2’ peut être réalisé à l’aide d’attaches de cadre 80 fixées entre les cadres.

La est une vue rapprochée d’une première zone d’attache 170. La première zone d’attache 170 comprend une attache de cadre 80, dont une première extrémité est fixée à un cadre d’extrémité 20 de la superstructure 2, et dont une deuxième extrémité est fixée à un cadre d’extrémité 20’ de la superstructure 2’. Des plaques d’attache 81 sont présentes sur les deux cadres d’extrémité 20 et 20’, au niveau des coins. L’attache de cadre 80 est vissée entre deux plaques d’attache 81 dans les coins des cadres d’extrémité 20 et 20’.

La est une vue rapprochée d’une deuxième zone d’attache 172. La deuxième zone d’attache 172 comprend une attache de cadre 80 (de préférence similaire à l’attache de la ), dont une première extrémité est fixée à un cadre intermédiaire 29 de la superstructure 2, et dont une deuxième extrémité est fixée à un cadre intermédiaire 29’ de la superstructure 2’. L’attache de cadre 80 est ici vissée directement sur des surfaces latérales des deux cadres intermédiaires 29 et 29’.

Les deux types d’attaches de cadre illustrés sur les Figures 7a et 7b peuvent être utilisés en combinaison, sur plusieurs paires de cadres respectifs des superstructures 2 et 2’, afin de renforcer la tenue mécanique de l’assemblage vertical.

De telles attaches verticales sont par exemple utilisées pour assembler verticalement plusieurs superstructures de support (jusqu’à 4 étages de superstructures) sur le site de production, et/ou pour transporter ensemble plusieurs superstructures de support.

Pour leur soulèvement et leur transport, les superstructures peuvent comprendre des attaches de suspension. De retour à la , la superstructure 2 comprend quatre attaches de suspension 26, réparties en deux paires d’attaches.

Les attaches de suspension 26 sont disposées sur la face de fermeture 24 de la superstructure 2. Ici, chaque attache de suspension 26 est disposée sur un croisement entre une poutre de renforcement supérieur 28 et un cadre intermédiaire 29. Chaque attache de suspension 26 présente ici deux surfaces parallèles en coin arrondi, s’étendant vers le haut à partir d’une poutre de renforcement supérieur 28, et s’étendant sur le côté à partir d’une partie supérieure d’un cadre intermédiaire 29.

La est une vue rapprochée d’une troisième zone d’attache 174, dotée d’une telle attache de suspension 26.

Une poulie 260 en forme de roue s’étend entre les deux surfaces parallèles de l’attache de suspension 26. La poulie 260 peut recevoir une section d’un câble de grue 82. On peut donc tendre deux câbles de grue 82 au niveau des deux paires d’attaches de suspension 26, comme cela est illustré sur la .

Les attaches de suspension 26 permettent de soulever et de transporter plusieurs superstructures assemblées ensemble, à l’aide d’une grue, de façon fiable et simple.

Claims (19)

1. Photobioréacteur (3) pour production de biomasse en système fermé, le photobioréacteur (3) comprenant :
   - un récipient de biomasse comprenant une première paroi plate (30) présentant un premier bord (300) et une deuxième paroi plate (31) présentant un deuxième bord (310) juxtaposé avec le premier bord (300), les deux parois plates (30, 31) étant parallèles,
   - un socle (32) s’étendant perpendiculairement aux deux parois plates (30, 31) depuis le premier bord (300) jusqu’au deuxième bord (310), les deux parois plates (30, 31) et le socle délimitant entre eux un espace de développement de biomasse,
   le photobioréacteur étant caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de déplacement (5) solidaires avec le récipient de biomasse en translation le long d’une direction de glissement (B), les moyens de déplacement (5) étant configurés pour guider un déplacement en translation du récipient de biomasse le long d’une piste (23) d’une structure de support (2) portant le photobioréacteur, parallèlement à la direction de glissement (B), les moyens de déplacement (5) étant montés sur le socle (32).
2. Photobioréacteur selon la revendication 1, dans lequel les moyens de déplacement (5) sont montés sur le socle (32) au niveau d’une face du socle (32) opposée au premier bord (300) et opposée au deuxième bord (310).
3. Photobioréacteur selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le photobioréacteur (3) comprend un rail (58) monté sur le socle (32), le rail (58) s’étendant longitudinalement le long de la direction de glissement (B), les moyens de déplacement (5) étant agencés dans un espace intérieur du rail (58).
4. Photobioréacteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les moyens de déplacement comprennent au moins une roue (5), les moyens de déplacement comprenant de préférence au moins deux roues.
5. Photobioréacteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le photobioréacteur comprend en outre un couvercle (34) refermant l’espace de développement de biomasse, le couvercle (34) étant amovible par rapport au récipient de biomasse et s’étendant perpendiculairement aux deux parois plates (30, 31) à l’opposé du socle (32).
6. Photobioréacteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le photobioréacteur comprend en outre au moins une paroi d’épaisseur (36) reliant la première paroi plate (30) et la deuxième paroi plate (31), le photobioréacteur comprenant en outre un moyen de préhension (360) fixé sur la paroi d’épaisseur (36).
7. Photobioréacteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le socle (32) est formé en polymère thermoplastique, de préférence en polychlorure de vinyle dit PVC.
8. Photobioréacteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la première paroi plate (30) et/ou la deuxième paroi plate (31) sont formées en polymère thermoplastique, de préférence en poly-méthacrylate de méthyle dit PMMA.
9. Structure de support (2) de photobioréacteur, la structure de support (2) étant configurée pour recevoir de manière amovible une pluralité de photobioréacteurs (3) pour production de biomasse selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, la structure de support (2) s’étendant longitudinalement le long d’une direction d’empilement (A),
   la structure de support (2) comprenant :
   - au moins deux cadres (20) parallèles, les cadres (20) étant espacés axialement le long de la direction d’empilement (A) et définissant axialement entre eux un espace de réception de photobioréacteur,
   - une face de réception (21) solidaire des cadres (20) et s’étendant entre les cadres (20) le long de la direction d’empilement (A), configurée pour supporter une pluralité de photobioréacteurs (3),
   la face de réception (21) comprenant une pluralité de pistes (23), chaque piste (23) s’étendant parallèlement à une direction de glissement (B) perpendiculaire à la direction d’empilement (A), chaque piste (23) étant configurée pour coopérer avec des moyens de déplacement (5) d’un photobioréacteur (3) de sorte à guider une translation dudit photobioréacteur (3) par rapport à la structure de support (2).
10. Structure de support selon la revendication 9, dans laquelle la structure (2) de support présente six faces parallélépipédiques, les six faces parallélépipédiques définissant un volume interne parallélépipédique,
    dans laquelle au moins un photobioréacteur (3) est mobile parallèlement à la direction de glissement (B) entre une première position intégralement comprise dans le volume interne parallélépipédique et une deuxième position partiellement sortie dudit volume.
11. Structure de support selon l’une quelconque des revendications 9 ou 10, dans laquelle la structure de support comprend au moins un rail (22) fixé à la face de réception (21), et dans laquelle une piste (23) de la face de réception (21) s’étend le long d’un espace intérieur dudit rail (22) parallèlement à la direction de glissement (B).
12. Structure de support selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, dans laquelle le nombre de pistes (23) est supérieur ou égal à 5 et est inférieur ou égal à 100, de préférence supérieur ou égal à 20 et inférieur ou égal à 40.
13. Structure de support selon l’une quelconque des revendications 9 à 12, dans laquelle la structure de support comprend en outre une surface de fermeture (24) fixée sur les cadres (20) et disposée à l’opposé de la surface de réception (21), ladite surface de fermeture (24) comprenant au moins un guide de couvercle (240) configuré pour guider en translation un couvercle (34) d’un photobioréacteur (3) reçu dans l’espace de réception de photobioréacteur.
14. Structure de support selon l’une quelconque des revendications 9 à 13, dans laquelle la structure de support comprend en outre au moins un cadre intermédiaire (29) s’étendant dans un plan parallèle à chacun des deux cadres (20), le cadre intermédiaire (29) étant agencé entre les deux cadres (20).
15. Structure de support selon l’une quelconque des revendications 9 à 14, dans laquelle la structure de support comprend en outre une attache de suspension (26) configurée pour fixation d’un câble de grue (82), de sorte à permettre un soulèvement de la structure de support (2).
16. Structure de support selon l’une quelconque des revendications 9 à 15, dans laquelle au moins un cadre (20) est de forme rectangulaire et comprend deux coins opposés, ledit cadre (20) comprenant un contreventement (280) reliant les deux coins.
17. Ensemble (1) de production de biomasse comprenant :
    - une structure de support (2) de photobioréacteur selon l’une quelconque des revendications 9 à 16, la structure de support (2) comprenant une pluralité de pistes (23),
    - une pluralité de photobioréacteurs (3) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, les photobioréacteurs (3) étant placés le long de la direction d’empilement (A) de la structure de support (2), chaque photobioréacteur (3) étant en contact avec une piste (23) de la structure de support (2) au niveau des moyens de déplacement (5) dudit photobioréacteur.
18. Ensemble selon la revendication 17, dans lequel l’ensemble comprend au moins un élément lumineux (6) placé le long de la direction d’empilement (A) entre deux photobioréacteurs (3), l’élément lumineux (6) étant configuré pour fournir un rayonnement lumineux aux deux dits photobioréacteurs (3).
19. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 17 ou 18, dans lequel la structure de support (2) comprend une attache de cadre (80), dans lequel l’ensemble (1’) comprend en outre une structure de support (2’) supplémentaire fixée à la structure de support (2) via l’attache de cadre (80).