PROCEDE DE TRAITEMENT AUTOMATIQUE DE DECHETS

Description

[0001] La présente invention concerne le domaine du traitement des déchets, en particulier les déchets solides, de préférence organiques, par exemple les déchets de type ménager ou industriels banals tels que papiers, cartons, bois, plastiques, etc.

[0002] Un procédé de traitement automatique de déchets comprenant les étapes consistant à :

• fournir un ensemble de déchets unitaires,
• convoyer au moins un déchet unitaire, et,
• analyser le déchet unitaire,

est connu de l'homme du métier, notamment par l'exemple qu'en donne le document de l'état de la technique antérieure WO 2005/028128 dans lequel les déchets sont convoyés vers des moyens d'analyse comprenant un capteur hyperspectral, couplé à une caméra et éventuellement d'autres types de capteurs, en particulier un détecteur de métaux.

[0003] Le document EP 1 554 060 B décrit un procédé selon le préambule de la revendication 1 ainsi qu'un dispositif selon le préambule de la revendication 6.

[0004] Les moyens d'analyse permettent de déterminer la nature des déchets en vue de les trier.

[0005] Toutefois, dans un contexte de valorisation des déchets et de protection de l'environnement, la solution proposée par l'art antérieur s'avère insuffisante.

[0006] La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une solution visant à optimiser le traitement des déchets, en particulier dans un contexte de gestion des énergies renouvelables.

[0007] Avec cet objectif en vue, le procédé selon l'invention, par ailleurs conforme au préambule cité ci-avant, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape consistant à :

• déterminer la teneur en carbone biogénique d'un déchet unitaire.

[0008] En effet, dans un contexte global de raréfaction des énergies fossiles, l'intérêt pour les énergies non fossiles, dites renouvelables, est établi sur au moins trois axes : une économie de matières premières, un moindre impact sur l'environnement, notamment en termes d'émissions de gaz à effet de serre, et plus particulièrement de CO2, et une valorisation économique de produits (déchets) jusque là considérés comme justement non valorisables.

[0009] Or, les déchets ménagers ou industriels banals sont largement composés de fractions combustibles qui pour certains (papier, carton, bois, ...) sont d'origine biogénique, c'est-à-dire renouvelables, donc neutres en termes de bilan de carbone vis-à-vis des gaz à effet de serre. Pour d'autres en revanche, leur composition est essentiellement basée sur des matériaux organiques d'origine fossile, notamment les plastiques.

[0010] Grâce à l'invention, on peut établir la valeur d'usage d'un combustible solide élaboré à partir de déchets, non seulement en fonction de ses caractéristiques énergétiques (pouvoir calorifique, taux de cendres,...), mais également en fonction de l'origine du carbone qu'ils contiennent.

[0011] Selon un autre de ses objets, l'invention concerne un dispositif de traitement de déchets, selon la revendication 6.

[0012] L'invention permet un contrôle en continu des caractéristiques d'un combustible solide élaboré à partir de déchets, avec accès en temps réel à ces informations.

[0013] L'ensemble du traitement décrit par l'invention peut être réalisé en ligne, sur site industriel. Il peut donc être intégré dans une chaine de régulation/contrôle/commande d'une unité de fabrication de combustible solide élaboré à partir de déchets de façon à assurer le respect de caractéristiques prédéfinies pour la production réalisée.

[0014] L'invention décrite pour le cas particulier d'application à l'élaboration de combustible solide élaboré à partir de déchets, peut également être utilisée pour d'autres applications telles que celles rencontrées par les industries minières, le commerce des céréales, la gestion des déchets, ...

[0015] Ne nécessitant, de préférence après étalonnage, que des mesures effectuées à distance des déchets par des méthodes optiques, l'invention est d'un coût d'exploitation acceptable.

[0016] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux figures annexées dans lesquelles :

• la figure 1 illustre un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, et
• la figure 2 illustre un mode de réalisation du procédé selon l'invention.

[0017] En référence à la figure 2, une étape du procédé selon l'invention consiste à fournir 200 un ensemble de déchets unitaires 1.

[0018] Par déchet unitaire, on entend un déchet en tant que tel ou un fragment de celui-ci lorsque le procédé selon l'invention met en oeuvre en outre au moins une étape préalable 199 de broyage des déchets unitaires.

[0019] Selon l'invention, les déchets unitaires 1 peuvent être soit de même nature, soit hétérogènes, c'est-à-dire de différentes natures, provenant de différentes sources de matière première.

[0020] Dans les processus d'élaboration de combustible solide élaboré à partir de déchets, une ou plusieurs étapes de broyage permettent d'une part de libérer les différents matériaux constituant certains déchets complexes, et d'autre part de réduire la granulométrie des déchets.

[0021] Les déchets unitaires 1 sont alors convoyés 210 par des moyens de convoi 2, sur lesquels ils sont posés, vers des moyens d'analyse des déchets unitaires pour une étape d'analyse 220. En particulier les moyens d'analyse comprennent des moyens d'analyse électromagnétique 3.

[0022] Les moyens de convoi comprennent par exemple un convoyeur 2, animé d'un mouvement de translation, illustré par la flèche (figure 1), de préférence à vitesse constante.

[0023] Selon l'invention, la répartition des déchets unitaires 1 sur les moyens de convoi peut être aléatoire.

[0024] Les moyens d'analyse électromagnétique 3 peuvent être de différent type, éventuellement multiples, comme décrit ultérieurement, et sont de préférence configurés pour analyser les déchets individuellement, déchet unitaire par déchet unitaire.

[0025] Par exemple, un type 3' de ces moyens d'analyse électromagnétique est tel que ceux-ci sont configurés pour pouvoir mettre en oeuvre une étape 240 consistant à déterminer la nature dudit déchet unitaire.

[0026] Un autre type 3" de ces moyens d'analyse électromagnétique est tel que ceux-ci sont configurés pour pouvoir mettre en oeuvre une étape 250 consistant à analyser la forme du déchet unitaire.

[0027] L'étape de détermination de la nature 240 du déchet permet de déterminer la matière constitutive du déchet, c'est-à-dire de son constituant principal (papier, bois, carton, plastique, type de plastique, etc.).

[0028] Dans un mode de réalisation, l'étape de détermination de la nature 240 du déchet est mise en oeuvre au moins par des moyens électromagnétiques 3'.

[0029] A cet effet, la nature du déchet unitaire 1 est déterminée par exemple par des moyens optiques 3' configurés pour effectuer une analyse spectrale de la lumière réfléchie par le dit déchet unitaire lorsqu'il est soumis à un éclairement adapté et suffisamment intense. Cette analyse spectrale est classiquement employée dans des machines de tri automatique de déchets. De préférence, le spectre étudié est celui émis dans le proche infra rouge.

[0030] Ainsi, l'étape de détermination de la nature 240 du déchet permet de déterminer si le déchet unitaire est à base de papier, de bois, de plastique, etc.

[0031] Avantageusement, le procédé selon l'invention comprend en outre une étape consistant à analyser 250 la forme du déchet unitaire.

[0032] A cet effet, dans un mode de réalisation, des moyens optiques 3" travaillant de préférence dans le domaine visible, réalisent une image, de préférence en vue de dessus, du déchet unitaire.

[0033] Le contour en projection verticale d'un déchet unitaire 1 est accessible par exemple via une caméra numérique comme illustré par exemple dans la demande WO 2005/028128, voire par un traitement adhoc du signal utilisé pour l'analyse spectrale précitée.

[0034] De préférence, les moyens optiques 3' et/ou 3" sont conçus de façon à avoir un champ de vision englobant la totalité de la largeur du convoyeur 2, et configurés pour pouvoir identifier et analyser indépendamment les uns des autres les différents déchets unitaires 1 éventuellement présents dans leur champ de vision.

[0035] L'image de forme de chacun des déchets unitaires 1 est traitée par des moyens de calcul, en l'espèce un calculateur 4 qui en détermine notamment le contour, l'aire et le facteur de forme (rapport longueur / largeur du plus petit rectangle dans lequel s'inscrit le contour dudit déchet unitaire 1).

[0036] Selon l'invention, le procédé comprend en outre une étape 230 consistant à déterminer la teneur en carbone biogénique du déchet unitaire.

[0037] La détermination de la teneur en carbone biogénique du déchet unitaire peut être réalisée grâce à l'étape d'analyse 220. Elle est mise en oeuvre par mesure ou par estimation, par des moyens d'analyse et de calcul décrits ci-après.

[0038] Par exemple, dans un mode de réalisation, la détermination de la teneur en carbone biogénique du déchet unitaire est mise en oeuvre par estimation.

[0039] En fonction de la nature déterminée 240 du déchet unitaire et de l'analyse de forme 250 du déchet unitaire, la teneur en carbone biogénique du déchet unitaire est déterminée 230 par comparaison à des valeurs de référence d'une base de données 5 de référence.

[0040] La base de données 5 de référence permet notamment d'associer à chaque nature ou matière de déchet unitaire, les caractéristiques physico-chimiques qui sont propres à cette nature, c'est-à-dire, sans que cette liste soit limitative, masse volumique, teneur en carbone total et biogénique, pouvoir calorifique, taux de cendre, etc...

[0041] Avantageusement, la base de données 5 de référence stocke un modèle de référence comprenant, pour chaque nature de déchet, la masse et/ou la teneur en carbone biogénique dudit déchet pour une aire (facteur de forme) donnée.

[0042] Le calculateur 4, recevant l'information de la nature du déchet unitaire, et de son aire ou de son facteur de forme (l'épaisseur dudit déchet étant connue ou approximée), interroge la base de données de référence 5 et reçoit en retour les caractéristiques spécifiques de la matière / nature correspondante. Il affecte alors ces caractéristiques et le coefficient teneur en carbone biogénique / aire ou facteur de forme à appliquer audit déchet unitaire pour en déduire la teneur (c'est-à-dire la masse) en carbone biogénique dudit déchet unitaire 1, ce qui permet avantageusement de ne pas nécessiter d'étape de mesure de la masse de chaque déchet unitaire.

[0043] La teneur en carbone biogénique unitaire d'un déchet unitaire peut être stockée et sommée de sorte à calculer la masse totale de carbone biogénique d'un lot de déchets unitaires.

[0044] Par ailleurs, selon les technologies de broyage employées et les matériaux constitutifs des objets broyés, il est également possible de rattacher à chaque fragment, c'est-à-dire à chaque déchet unitaire, une distribution statistique, obtenue par l'expérience, des masses des fragments de même matière et de même allure dimensionnelle (aire et rapport longueur/largeur du rectangle enveloppe comparables).

[0045] Cette distribution statistique éventuellement stockée dans la base de données 5 de référence, ou une autre base de données, permet d'estimer par exemple l'épaisseur dudit déchet, et également la masse (ou la teneur en carbone biogénique) de chacun des déchets unitaires à partir de la connaissance de sa nature (la matière le constituant) et de la projection verticale de son contour sur un plan horizontal. Elle permet également d'évaluer l'incertitude sur cette détermination de masse à partir des caractéristiques de la distribution (variance, écart type).

[0046] Le rapprochement pour chaque déchet unitaire de la masse déterminée comme indiqué ci-dessus et de ses caractéristiques physico-chimiques permet de lui attribuer des propriétés telles que : pouvoir calorifique, masses de carbone organique total et biogénique contenues, masse de cendres, etc ...

[0047] La base de données 5 est avantageusement mise à jour par l'expérience, et éventuellement dynamiquement.

[0048] Dans un autre mode de réalisation, la détermination de la teneur en carbone biogénique du déchet unitaire est mise en oeuvre par mesure.

[0049] A cet effet, le procédé selon l'invention comprend une étape d'activation neutronique 260, mise en oeuvre sur chaque déchet unitaire 1 par des moyens d'activation neutronique 6.

[0050] De préférence, l'étape d'activation neutronique est mise en oeuvre sur la totalité du volume du déchet unitaire 1.

[0051] Alternativement, l'étape d'activation neutronique peut être mise en oeuvre sur une partie, un échantillon, du volume du déchet unitaire 1. Dans ce cas, il est souhaitable de coupler le résultat de teneur en carbone biogénique obtenu à la distribution statistique ou à la mesure de surface évoquées ci-dessus. C'est-à-dire que le procédé peut comprendre des étapes consistant à calculer le rapport entre la taille de l'échantillon et celle du déchet unitaire, par exemple par le rapport des facteurs de forme respectifs, et en fonction dudit rapport et de la valeur obtenue pour ledit échantillon, calculer/attribuer audit déchet unitaire la valeur de sa teneur en carbone biogénique.

[0052] Dans un mode de réalisation, le procédé selon l'invention comprend en outre une étape de tri 270 des déchets unitaires.

[0053] Le tri peut être effectué en fonction de la nature ou de la teneur en carbone biogénique des déchets unitaires 1. Par exemple, on peut mettre en oeuvre la sélection de tous les déchets unitaires dont la teneur en carbone biogénique est supérieure ou inférieure à un seuil prédéterminé.

[0054] Par exemple, l'invention peut également être mise en oeuvre à de fins de qualification ou de contrôle d'un lot de déchets unitaires, par exemple lorsque les déchets unitaires sont issus d'un tri sélectif.

[0055] Elle peut également avoir un rôle actif dans des processus de production, de façon à orienter sélectivement les tonnages produits vers différents stockages correspondant chacun à une qualité ou une teneur en carbone biogénique définie. Dans ce cas la qualification est de préférence opérée sur des quantités relativement faibles (de quelques centaines de kilogrammes à quelques tonnes par exemple) dirigées vers une trémie tampon, puis acheminées après qualification vers le stockage idoine.

Revendications

1. Procédé de traitement automatique de déchets comprenant des étapes consistant à :

- fournir (200) un ensemble de déchets unitaires, optionnellement par au moins une étape préalable de broyage (199) de déchets, et

- convoyer (210) au moins un déchet unitaire,
caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape consistant à :

- déterminer (230) la teneur en carbone biogénique du déchet unitaire en fonction de la nature du déchet unitaire et de sa forme, par comparaison à des valeurs de référence.

2. Procédé de traitement selon la revendication 1, comprenant des étapes consistant à :

- déterminer la nature (240) du déchet unitaire, et

- analyser la forme (250) du déchet unitaire.

3. Procédé de traitement selon la revendication 2, comprenant une étape consistant à :

- en fonction au moins de la nature et de l'analyse de la forme du déchet unitaire, déterminer la teneur en carbone biogénique (230) du déchet unitaire par comparaison à des valeurs de référence d'une base de données (5) de référence.

4. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape d'activation neutronique (260).

5. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape de tri des déchets unitaires (270).

6. Dispositif de traitement de déchets, susceptible de mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant :

- des moyens pour convoyer (2) au moins un déchet unitaire (1), obtenu optionnellement par des moyens de broyage de déchets,

- des moyens d'analyse électromagnétique(3) dudit déchet unitaire, comprenant des moyens (3') de détermination de la nature du déchet, et des moyens d'analyse de forme (3") dudit déchet,
caractérisé en ce que le dispositif comprend en outre :

- des moyens (4, 5, 6) pour déterminer la teneur en carbone biogénique du déchet unitaire, comprenant

∘ des moyens de calcul (4) de l'aire et/ou du facteur de forme dudit déchet unitaire (1), reliés aux moyens d'analyse électromagnétique(3), et

∘ une base de données (5) stockant un modèle de référence comprenant, pour chaque nature de déchet, la teneur en carbone biogénique dudit déchet pour une aire et/ou un facteur de forme donné,

∘ dans lequel les moyens de calcul (4) peuvent communiquer avec la base de données (5).

7. Dispositif de traitement selon la revendication 6, comprenant en outre des moyens d'activation neutronique (6).

Ansprüche

1. Automatisches Behandlungsverfahren für Abfälle, die folgenden Schritte umfassend:

- Bereitstellen (200) einer Reihe einheitlicher Abfälle, optional durch zumindest einen zuvor durchgeführten Schritt des Zerkleinerns (199) von Abfällen, und

- Transportieren (210) zumindest eines einheitlichen Abfalls,
dadurch gekennzeichnet, dass es darüber hinaus einen folgenden Schritt umfasst:

- Bestimmen (230) des Gehalts an biogenem Kohlenstoff im einheitlichen Abfall in Abhängigkeit von der Art des einheitlichen Abfalls, sowie seiner Form durch Vergleichen mit Bezugswerten.

2. Behandlungsverfahren nach Anspruch 1, die folgenden Schritte umfassend:

- Bestimmen der Art (240) des einheitlichen Abfalls, und

- Analysieren der Form (250) des einheitlichen Abfalls.

3. Behandlungsverfahren nach Anspruch 2, einen folgenden Schritt umfassend:

- in Abhängigkeit von zumindest der Art und der Analyse der Form des einheitlichen Abfalls, das Bestimmen des Gehalts an biogenem Kohlenstoff (230) im einheitlichen Abfall durch Vergleichen mit Bezugswerten aus einer Referenz-Datenbank (5).

4. Behandlungsverfahren nach irgendeinem der vorherigen Ansprüche, darüber hinaus einen Schritt der Neutronenaktivierung (260) umfassend.

5. Behandlungsverfahren nach irgendeinem der vorherigen Ansprüche, darüber hinaus einen Schritt des Sortierens der einheitlichen Abfälle (270) umfassend.

6. Abfallbehandlungsvorrichtung, die in der Lage ist, das Verfahren nach irgendeinem der vorherigen Ansprüche umzusetzen, und folgendes umfassend:

- Mittel zum Transportieren (2) zumindest eines einheitlichen Abfalls (1), den man optional durch Mittel zum Zerkleinern von Abfall erhält,

- Mittel zur elektromagnetischen Analyse (3) des besagten einheitlichen Abfalls, Mittel (3') zum Bestimmen der Art des Abfalls, und Mittel zur Analyse der Form (3") des besagten Abfalls umfassend,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung darüber hinaus folgendes umfasst:

- Mittel (4, 5, 6) zum Bestimmen des Gehalts an biogenem Kohlenstoff im einheitlichen Abfall, folgendes umfassend

-- Mittel zum Berechnen (4) des Flächeninhalts und/oder des Formfaktors des besagten einheitlichen Abfalls (1), in Verbindung mit den Mitteln zur elektromagnetischen Analyse (3), und

-- eine Datenbank (5), in der ein Bezugsmodell abgelegt ist, das für jede Abfallart den Gehalt an biogenem Kohlenstoff des besagten Abfalls für einen gegebenen Flächeninhalt und/oder Formfaktor umfasst,

-- wobei die Mittel zum Berechnen (4) mit der Datenbank (5) kommunizieren können.

7. Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 6, darüber hinaus Mittel zur Neutronenaktivierung (6) umfassend.

Claims

1. Method for automatic treatment of waste comprising the steps of:

- providing (200) a number of individual waste, optionally by at least one preliminary step of grinding (199) of waste, and

- conveying (210) at least one individual waste, characterised in that it further comprises a step consisting of:

- determining (230) the biogenic carbon content of the individual waste according to the nature of the individual waste and its shape, by comparison with reference values.

2. Treatment process according to claim 1, comprising steps consisting of:

- determining the nature (240) of the individual waste, and

- analysing the shape (250) of the individual waste.

3. Treatment process according to claim 2, comprising a step consisting of:

- according to at least the nature and shape analysis of the individual waste, determining the biogenic carbon content (230) of the individual waste by comparison with reference values of a reference database (5).

4. Treatment process according to any one of the preceding claims, further comprising a neutron activation step (260).

5. Treatment process according to any one of the preceding claims, further comprising a step of sorting of individual waste (270).

6. Device for treating waste, capable of implementing the method according to any one of the preceding claims, comprising:

- means for conveying (2) at least one individual waste (1), optionally obtained by means of grinding waste,

- means of electromagnetic analysis (3) of said individual waste, comprising means (3') for determining the nature of the waste, and means for shape analysis (3") of said waste,

characterised in that the device further comprises:

- means (4, 5, 6) for determining the biogenic carbon content of the individual waste, comprising

-- means of calculating (4) the surface area and/or the form factor of said individual waste (1), connected to the electromagnetic means of analysis (3), and

-- a database (5) storing a reference model that comprising, for each nature of waste, the biogenic carbon content of said waste for a surface area and/or given form factor,

-- wherein the means for calculating (4) can communicate with the database (5).

7. Treatment device according to claim 6, further comprising means for neutron activation (6).

Dessins