CENTRE DE TRI DE DECHETSET PROCEDE DE REALISATION D'UN TEL
CENTRE
La présente invention concerne un centre de tri de déchets urbains' et industriels.
La présente invention se rapporte également à un procédé de réalisation d'un centre de tri des déchets.
La valorisation des matériaux, appelés ci-après produits devant être valorisés, provenant de déchets prend de nos jours de plus en plus d'importance, en raison des contraintes liées à la préservation de l' environnement. Parmi l'ensemble des produits devant être valorisés provenant des poubelles urbaines, on peut citer : papiers journal, papiers de catalogue, cartons et cartonnettes, bouteilles en PNC, bouteilles en PET, bouteilles en P.E.H.D, bouteilles en verre, boîtes aluminium, boîtes en acier, briques de Tétra-Pack™.
La mise en place de la collecte sélective lors des dix dernières années a amené les collectivités locales, appelées ci-après utilisateurs, à implanter des unités industrielles de tri sur leur territoire ou sur leur zone d'activité. Ces unités présentant des tailles et des capacités différentes sont adaptées aux gisements entrants, appelés ci-après déchets à trier, qui sont plus ou moins complexes en fonction des types de collectes choisis. Certains centres de tri regroupent plusieurs utilisateurs qui sont disséminés sur un territoire qui peut s'avérer relativement étendu.
La faible densité des déchets à trier entraîne des surcoûts de transferts devenant très vites prohibitifs, lorsque les collectivités concernées sont un peu éloignés des centres de tri. Mais, la législation actuelle cherche à limiter au maximum ces transports de déchets à trier. De plus, les utilisateurs sont obligés d'unir leur mode de collecte pour uniformiser la composition des déchets à trier entrants dans le centre de tri.
Les moyens actuels ne permettent pas une grande liberté de' choix aux utilisateurs de petites villes, qui sont souvent obligés de suivre les méthodes de triage de la grosse collectivité locale voisine. Les modes de collecte influent sur la nature des déchets à trier entrant. La communication réalisée en amont auprès des particuliers peut permettre à certaines collectes sélectives d'obtenir des déchets à trier en terme de quantité et en ternie de nature susceptibles de modifier les centres de tri correspondants.
Etat de la technique
On connaît d'après le document US- 5.251.832 une installation destinée à recycler des déchets polymères comprenant quatre conteneurs. Le premier conteneur comprend une bande d'alimentation, un hacheur, un détecteur de métaux et un distributeur qui envoie les plastiques durs vers un broyeur. Le deuxième conteneur comprend exactement les mêmes dispositifs et le distributeur envoie des plastiques mous, sous forme de feuilles, directement vers un compacteur. Le troisième conteneur contient l'ensemble des accessoires nécessaires au traitement des matériaux polymères. Le quatrième conteneur comprend une extrudeuse.
Cependant, cette installation ne peut servir pour retraiter des déchets urbains à trier provenant de nombreuses sources différentes et elle ne concerne que le recyclage de matériaux polymères thermoplastiques qui sont définis dès le départ de manière assez précise. En outre, il n'est pas présenté de modularité pouvant varier en fonction de la nature des déchets à trier, ni en fonction des produits devant être valorisés.
On connaît également d'après le document EP- 0.443.315 une installation de retraitement des déchets comprenant un dispositif de broyage, un dispositif de triage de type troinmel, ainsi qu'un dispositif de triage à quatre opérateurs pour un tri manuel. Ces dispositifs sont tous disposés sur des châssis sur roues. Cependant, cette installation ne présente pas de caractère suffisamment modulable et ajustable en fonction des déchets à trier susceptible d'arriver en entrée'. Mis à part le dispositif de triage à opérateurs, aucune adaptation ne pourra se faire si l'utilisateur souhaite une autre configuration, pour remédier aux variations des produits devant être valorisés.
Résumé de l' invention
Un premier but de l'invention est de concevoir un centre de tri de déchets qui permette des interventions sous forme de campagnes de tri mieux réparties sur le territoire et de diminuer les coûts de transfert des déchets à trier. Un deuxième but de l'invention est de mettre au point un centre de tri de déchets donnant aux utilisateurs une liberté de choix pour les gisements de déchets à trier entrants et les produits devant être valorisés en sortie. Un troisième but de l'invention est de prévoir un centre de tri de déchets avec une très forte adaptabilité de la chaîne des opérations consécutives à
réaliser, en ce qui concerne un accroissement ou une diminution de la capacité et le débit de traitement. Un quatrième but de l'invention est de présenter un centre de tri de déchets qui puisse facilement être installé, modifié et démonté en un temps très court. Un cinquième but de l'invention est de mettre en œuvre un procédé de réalisation d'un centre de tri de déchets, variant en fonction des souhaits de l'utilisateur, à partir de différents dispositifs de triage.
Un centre de tri de déchets comprend au moins une entrée, au moins une presse en sortie et un seul ou plusieurs moyens de triage choisis dans le groupe consistant en au moins un module d'ouverture de sacs, en au moins un module de triage automatique, en au moins un module de pré-triage, en au moins un module de séparation corps plat - corps creux, en au moins un module cabine de triage manuel et en au moins un module de stockage.
Conformément à un premier aspect de l'invention, le centre de tri de déchets est caractérisé en ce que la ou les entrées, le ou les moyens de triage et la ou les presses en sortie sont chacun agencés sous la fonne de modules séparés, qui sont mobiles les ims par rapport aux autres, et qui sont logés et transportés dans des contenants.
En d'autres termes, il s'agit d'une unité mobile de tri montée dans des contenants ou des caissons modulables. Chacun des caissons a une fonction qui lui est propre. Et lorsque ces caissons sont disposés dans une certaine configuration, ils composent une fois connectés entre-eux un centre de tri de déchets à trier provenant de collectes plus ou moins sélectives. Dans une première forme de réalisation, le centre de tri peut comprendre dans l'ordre du flux des déchets, un module d'entrée, au moins un module cabine de triage manuel, un module de stockage et un module de presse en sortie. Dans une deuxième forme de réalisation, variante de la première forme de réalisation, un module de pré- triage et un module de séparation corps plat - corps creux peuvent être intercalés entre le module d'entrée et au moins l'un des modules cabine de triage manuel. Dans une troisième fonne de réalisation, variante de la deuxième forme de réalisation, un module d'ouverture de sacs peut être intercalé entre le module d'entrée et le module de pré-tri.
En variante de la première, de la deuxième et de la troisième forme de réalisation, un module de triage automatique peut être intercalé entre le module d'entrée et au moins l'un des modules cabine de triage manuel ou entre le module de séparation corps plat - corps creux et au moins l'un des modules cabine de triage manuel. De manière avantageuse, le module d'entrée peut comprendre un dispositif de triage des matériaux métallique. De préférence, chacun des modules peut comprendre au moins une bande transporteuse destinée à l'alimenter ou à alimenter le module qui lui est directement contigu en amont ou en aval. La ou les bandes transporteuses peuvent alors venir se loger dans les contenants. Afin de faciliter le transport par camions, trains ou bateaux, les contenants peuvent être des conteneurs fermés aptes à être transportés. Les conteneurs servant de logement peuvent également servir de structure support pour les différents modules durant leur fonctionnement.
Conformément à un deuxième aspect de l'invention, un procédé de réalisation d'un centre de tri modulable est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes consistant à : estimer la nature et la quantité des déchets à trier ; déteπniner la nature et la quantité du ou des produits devant être valorisés ; - choisir mi seul ou plusieurs moyens de triage en fonction de la nature et de la quantité des déchets à trier et en fonction de la nature et de la quantité du ou des produits devant être valorisés ; - monter au moins une entrée, le ou les moyens de triage choisis et au moins une presse en sortie, la ou les entrées, le ou les moyens de triage et la ou les presses en sortie étant agencés sous la fonne de modules séparés, qui sont mobiles les uns par rapport aux autres, et qui sont logés et transportés dans des contenants.
Avec un tel centre de tri mobile obtenu grâce à ce procédé, de très nombreuses possibilités d'association des moyens de triage sont envisageables selon les contraintes imposées à l'utilisateur en fonction de la nature et de la quantité des déchets à trier et de la nature et de la quantité du ou des produits devant être valorisés.
De préférence, le ou les moyens de triage sont choisis dans le groupe consistant en au moins un module d'ouverture de sacs, en au moins un module de triage automatique,
en au moins un module de pré-triage, en au moins un module de séparation corps plat - corps creux, en au moins un module cabine de triage manuel et en au moins un module de stockage.
Description des dessins
L'invention sera bien comprise et ses divers avantages et différentes caractéristiques ressortiront mieux lors de la description suivante, de l'exemple non limitatif de réalisation, en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
- la Figure 1 représente une vue du dessus en perspective d'un centre de tri de déchets selon l'invention ;
- la Figure 2 représente une vue du dessus du centre de tri de déchets de la Figure 1 ;
- la Figure 3 représente une vue longitudinale du côté des produits à trier entrants du centre de tri de déchets de la Figure 1 ; - la Figure 4 représente une vue latérale du côté des produits devant être valorisés sortants du centre de tri de déchets de la Figure 1 ;
- les Figures 5 à 12 représentent les différents scénarii de modularité pour différents centres de tri de déchets.
Description détaillée
Un centre de tri de déchets (1) reçoit tous types de déchets à trier issus de collectes de déchets ménagers ou industriels. Le centre de tri (1) est constitué d'une chaîne de différents modules qui sont chacun amenés par camion. Les différents modules sont posés sur une plate-forme (2) et sont connectés entre eux de façon à fonctiomier. Les différentes flèches visibles dans les Figures 1 et 5 à 12 montrent le flux de déchets à partir de l'amont vers l'aval jusqu'aux sorties au. fur et à mesure des différentes étapes de triage.
Dans une première fonne de réalisation, le centre de tri (1) comprend, dans l'ordre du flux des déchets, un module d'entrée (3), un module de triage automatique (4), un module cabine de triage manuel (6), un module de stockage (7) et un module de presse en sortie (8).
Le module d'entrée (3) appelé également module d'alimentation vient en amont de tout centre de tri. Ce module d'entrée (3) est logé dans un premier conteneur (9) et
comprend une trémie d'alimentation (11) qui reçoit les déchets à trier (flèche A). La trémie d'alimentation (11) est munie d'un tapis d'alimentation (12) sous la forme d'une bande transporteuse. Un régulateur de flux (non représenté) ' permet à la trémie d'alimentation de se vider linéairement sur le tapis d'alimentation (12). Au-dessus du tapis d'alimentation (12), on a prévu un dispositif à aimant (13), appelé également « overband », chargé du tri et de la séparation des matériaux métalliques ferreux de l'ensemble des autres produits devant être valorisés. Le tapis d'alimentation (12) est réglable en hauteur et reçoit les déchets de la trémie (11). Le tapis d'alimentation (12) alimente (flèche B) le ou les modules suivants, c'est-à-dire ici le module de triage automatique (4).
Le module de triage automatique (4), appelé également module de criblage, est logé dans un deuxième conteneur (14). Ce module de triage automatique (4) réalise de manière automatique par criblage, par exemple avec un trommel ou une table de tri (16), une séparation des corps creux, des corps plats et des refus de tri. Un premier tapis d'alimentation (17) sous la fonne d'une bande transporteuse permet de transporter (flèche C) les refus de tri consistant en des produits non valorisables, par exemple souillés, impropres au recyclage ou encore humides. Les refus de tri iront soit en centre d'incinération, soit dans une autre unité plus spécialisée. Un deuxième tapis d'alimentation (18) sous la fonne d'une bande transporteuse permet de transporter (flèche D) et d'alimenter le ou les modules suivants, c'est-à-dire ici le module de cabine de triage manuel (6).
Le module cabine de triage manuel (6) est logé dans un troisième conteneur (18). La paroi du conteneur (18) constitue les murs de la cabine de triage (6). Le module cabine de triage manuel (6) est le module dans lequel la séparation finale se réalise. La cabine (6) est dotée d'un tapis principal (19) le long duquel se placent plusieurs operateurs (non représentés) chargés de sélectionner et de jeter manuellement chacun par une ouverture (20, 21, 22, 23 et 24) ménagée dans la paroi du conteneur (18) des produits devant être valorisés déterminés et précis. On donnera à titre d'exemple, les bouteilles en PET clairs ou foncés, les papiers, les différentes 'gammes de papier et cartons, les PEHD. La cabine (6) comprend également un électro aimant ou un courant de Foucault pour trier mécaniquement les métaux ferreux, de type aciers, et les métaux non-ferreux, de type aluminium.
Le module cabine de triage manuel (6) est surélevé par rapport au niveau de la
plate-forme (2) et est placé sur des poteaux (26). Les opérateurs accèdent à leur poste par une échelle (27). Cette surélévation pennet soit de faire tomber (flèche E) les refus de tri en fin de chaîne à côté la cabine (6), soit de faire tomber des produits devant être valorisés particulièrement intéressants (flèches F) à partir de chacune des fenêtres (20, 21, 22, 23 et 24) en direction du module de stockage (7) et de l'alimenter ainsi, soit en variante de faire tomber d'autres produits devant être valorisés particulièrement intéressants (flèches F') en tas (25) sous la cabine (6), où ils seront également repris au fur et à mesure pour alimenter le module de stockage (7).
Le module de stockage (7) est logé dans un quatrième conteneur (28). Le module de stockage (7), appelé également module trémie-tampon, pennet de stocker les produits devant être valorisés avant leur conditionnement. Le module de stockage (7) et ainsi son conteneur (28) comprend cinq trémies (29, 31, 32, 33 et 34) assemblées et positionnées au-dessus d'un tapis (36). La base de chacune des trémies s'ouvre, ce qui pennet de faire passer par « batch » ou fournée (flèche G) une quantité donnée d'un produit devant être valorisé déterminé en direction du module de presse en sortie (8). Le tapis peut aussi être alimenté par les produits devant être valorisés stockés sous le module cabine (6), à l'aide d'un engin poussant ces produits.
Le module de presse en sortie (8) est logé dans un cinquième conteneur (37). Ce module de presse en sortie (8), appelé également presse à balle, pennet de terminer le travail de triage des produits devant être valorisés. Les produits devant être valorisés ayant un degré de pureté élevé sont conditionné par compression suivie d'un cerclage par une lanière. Les produits devant être valorisés purs sortent (flèche H) en balles (38) avant leur expédition.
A titre d'exemple, chacun des conteneurs présente des dimensions sensiblement égales à 12,20 m en longueur, 2,40 m en largeur et 2,80 m en hauteur. Les modules peuvent être soit des containers noπnalisés (20 ou 40 pieds) ou soit des éléments embarqués sur des plateaux-remorques de 13 m. Les conteneurs sont transportables par camions, trains ou bateaux.
La connexion électrique entre les modules peut être de type centralisée, dite « traditionnelle ». Un groupe électrogène, par exemple dans le module d'entrée (3), alimente une armoire centrale, par exemple dans le module cabine de triage manuel (6). Cette a noire contient tous les appareils de puissance et de commande des différents éléments de chaque module. Cette annoire est ensuite reliée à chaque appareil de
chaque module par des câbles de puissances et des câbles blindés pour les différents capteurs. Cette architecture peut être de la logique câblée ne nécessitant pas forcément d'automate.
La connexion électrique entre les modules peut être de type modulaire commandé par Bus de terrain. Après l'installation des modules, il faut établir la communication et les interconnexions entre le système mesuré, les modules et l'utilisateur.
Chaque module est pourvu de son annoire de puissance et de commande. L'alimentation et la commande peuvent se faire soit en étoile, soit en linéaire. Chaque élément est relié à une unité centrale type PC. Cette unité centrale peut indifféremment être dans l'un ou l'autre des modules ou même délocalisé. Pour la communication on utilise des cordons et une nonne spécifiques (par exemple : câble avec plug RJ 11 6/6 et une interface TTL/RS 232, Nonne V24, entre les modules et le PC).
Chaque module est autonome et le PC utilise « une technique Plug and Play » pour reconnaître la configuration du centre de tri (1). Ce type d'architecture pennet une gestion assistée avec plusieurs types de programmation et une gestion d'exploitation avec suivi de la production.
Le protocole de communication entre les différents modules peut être un Modbus ou Canbus. Le Modbus est un protocole de dialogue nonnalisé (comme le CANbus) destiné à mettre en liaison les modules entre eux ou avec des automates équipés de l'interface coιτespondante.
Le protocole Modbus est un protocole de dialogue créant une structure hiérarchisée (un Maître et plusieurs Esclaves). Il pennet d'intenoger depuis le Maître un ou plusieurs Esclaves. Il pennet l'échange de bits et de mots entre Maître et Esclave(s) et assure également le contrôle des échanges. Le Maître est celui qui pose les questions aux Esclaves. C'est lui seul qui gère les échanges d'infonnations avec les Esclaves. La communication entre esclaves n'est pas possible sous ce protocole. Toute communication passe obligatoirement par le Maître. Le Maître pour le centre de tri (1) peut être soit le module d'alimentation (3) soit la table de tri (4).
Afin de démontrer la modularité du centre de tri selon l'invention, une partie des différents scénarii de montage du centre pouvant exister à l'heure actuelle a été répertoriée ci-dessous, en suivant les étapes du procédé de réalisation du centre de tri.
Pour une collecte de déchets à trier urbains réalisée à partir de points d'apports volontaires, c'est-à-dire des déchetteries dans lesquelles les particuliers viennent amener
une partie de leurs produits devant être valorisés déjà pré-triées, ou encore pour une collecte de déchets à trier urbains réalisée en portes à portes, c'est-à-dire à proximité des lieus d'habitations, en bennes multi-compartimentées, le centre de tri va présenter une configuration simplifiée. Dans cette première fonne de réalisation obtenue grâce au procédé (voir Figure 5), le centre de tri (1) comprend dans l'ordre du flux des déchets : un module d'entrée (3), un module cabine de triage (6), un module de stockage (7) et un module de presse en sortie (8).
Toujours pour une collecte de déchets à trier urbains réalisée à partir de points d'apports volontaires, et pour améliorer la qualité des produits devant être valorisés séparés et la vitesse de triage, le centre de tri va présenter une configuration sensiblement améliorée. Dans cette variante de la première fonne de réalisation obtenue grâce au procédé (voir Figures 1 à 4 et 6), le centre de tri (1) comprend dans l'ordre du flux des déchets (flèches A à H en Figures 1 et 6), et comme déjà largement décrit en détail ci-dessus : un module d'entrée (3), un module de triage automatique (4), un module cabine de triage (6), i module de stockage (7) et un module de presse en sortie
(8).
Pour une collecte de déchets à trier urbains réalisée en portes à portes, c'est-à-dire à proximité des lieux d'habitations, avec une pré-séparation des coips plats et des corps creux, le centre de tri va présenter une configuration plus complexe. Dans cette deuxième fonne de réalisation obtenue grâce au procédé (voir Figure 7), le centre de tri (1) comprend dans l'ordre du flux des déchets : un module d'entrée (3), un module de pré-triage (39), un module de séparation corps plat - corps creux (41), un module cabine de triage (6), un module de stockage (7) et un module de presse en sortie (8).
Le module de pré-triage (39) est une cabine de triage limitée, dans laquelle l'action manuelle d'un ou de plusieurs opérateurs chargés du triage consiste' à ôter les produits indésirables, tels que les erreurs grossières de tri ou les sacs souillés. Le ou les opérateurs sont également chargés de corriger les grosses erreurs de triage réalisées préalablement par une machine qui précède. On peut également envisager que le ou les opérateurs récupèrent manuellement les sacs plastiques pour les conditionner ensuite ensemble. Le module de séparation corps plat - corps creux (41) est soit un crible à disque, soit un trommel, soit un crible balistique, ... Il comprend un tapis d'entrée alimentant l'outil ainsi que deux tapis de sortie, voire trois si la séparation pennet d'éliminer les fines indésirables, tels que les produits dont le calibre ne rentre pas dans
les critères de valorisation ultérieure.
Dans une variante de la deuxième fonne de réalisation obtenue grâce au procédé
(voir Figure 8), le centre de tri (1) comprend dans l'ordre du flux des déchets : un module d'entrée (3), un module de pré-triage (39), un module de séparation corps plat- corps creux (41), un module de triage automatique (4), un module cabine de triage (6), un module de stockage (7) et un module de presse en sortie (8).
Pour une collecte de déchets à hier urbains réalisée en portes à portes, c'est-à-dire à proximité des lieus d'habitations, avec un conditionnement en sacs réalisé par les particuliers, le centre de tri va présenter une configuration encore différente. Dans cette troisième fonne de réalisation obtenue grâce au procédé (voir Figure 9), le centre de tri (1) comprend dans l'ordre du flux des déchets : un module d'entrée (3), un module d'ouverture de sacs (42), un module de pré-triage (39), un module de séparation corps plat — corps creux (41), un module cabine de triage (6), un module de stockage (7) et un module de presse en sortie (8). Le module d'ouverture de sacs (42) est placé en aval du module d'entrée (3). Il est entièrement automatisé pour ouvrir les sacs poubelles d'une collecte en sac et éventuellement des collectes en portes à portes qui en contiennent.
Dans une variante de la troisième forme de réalisation obtenue grâce au procédé (voir Figure 10), le centre de tri (1) comprend dans l'ordre du flux des déchets : un module d'entrée (3), un module d'ouverture de sacs (42), un module de pré-triage (39), un module de séparation corps plat- corps creux (41), un module de triage automatique (4), un module cabine de triage (6), un module de stockage (7) et un module presse en sortie (8).
Pour une collecte de déchets à trier urbains réalisée en portes à portes, c'est-à-dire à proximité des lieus d'habitations, présentant tous flux en mélanges, le centre de tri va présenter une configuration encore plus complexe. Dans cette quatrième forme de réalisation obtenue grâce au procédé (voir Figure 11), le centre de. tri (1) comprend dans l'ordre du flux des déchets : un module d'entrée (3), un module d'ouverture de sacs (42), un module de pré-triage (39), un module de séparation corps plat - corps creux (41), deux modules cabine de triage (6a et 6b), un module de stockage (7) et un module presse en sortie (8).
Les deux modules cabine de triage (6a et 6b) sont disposés en parallèle. Ils sont positionnés de part et d'autre et au-dessus du module de stockage (7). A la sortie du
module de séparation corps plat - corps creux (41), le flux des déchets est divisé en deux parties, la première concentrant plus particulièrement des coips creux est dirigée vers le module cabine de triage (6a) où se fait un tri plus précis des corps creux et la deuxième concentrant plus particulièrement des corps plat est dirigée vers le module cabine de triage (6b) où se fait un tri plus précis des corps plats.
Dans une variante de la quatrième fonne de réalisation obtenue grâce au procédé (voir Figure 12), le centre de tri (1) comprend dans l'ordre du flux des déchets : un module d'entrée (3), un module d'ouverture de sacs (42), un module de pré-triage (39), un module de séparation corps plat - corps creux (41), un module de triage automatique (4), deux modules cabine de triage (6a et 6b), un module de stockage (7) et un module presse en sortie (8).
L'un des avantages de ce système polyvalent de centre de tri est son installation rapide sans génie civil (à peine une journée à deux personnes). La mise en place ne nécessite pas de grue, des vérins élèvent les modules nécessitants une surélévation. Le câblage des modules ne nécessite que de faible notion d'électricité. Les contenants, conteneurs ou caissons présentent des portes et/ou des parois mobiles et/ou des toits ouvrants ce qui rend accessible le module conespondant et permet également de déployer le ou les tapis d'alimentation..
Grâce à la modularité du centre de tri et à son procédé de réalisation, toutes les configurations sont possibles et évolutives à tout moment. Ces modules (3, 4, 6, 6a, 6b, 7, 8, 39, 41 et 42) admettent une multitude de positionnements axés par la jetée des tapis d'alimentation. L'angle entre les modules est donc variable.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés. De nombreuses modifications peuvent être réalisées, sans pour autant sortir du cadre défini par la portée du jeu de revendications.
Un même module peut être doublé, triplé, voire quadruplé, afin d'accroître si besoin est la capacité et le débit de traitement du centre de tri. Ces modules additionnels peuvent être rajoutés sur une chaîne, soit en ligne, soit en parallèle. D'autres types de modules peuvent être insérés dans la chaîne de tri en fonction du gisement de départ et en fonction de ce que l'on souhaite séparer. On citera à titre d'exemple : tri optique, tri par densité, tri par flux d'air de type cyclone, cette liste n'étant pas exhaustive.