le séchage à une siccité intermédiaire

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Les ateliers de séchage décrits précédemment sont dans la plupart des cas conçus pour une siccité finale de produits séchés supérieure ou égale à 90 %.

Il existe quelques cas spécifiques où une siccité plus faible est demandée (souvent vers 65 %). En effet, à cette siccité, les boues séchées présentent une valeur de PCI équivalente à celle des ordures ménagères.

Certains projets voient le jour dans cette optique, particulièrement lorsque de nouvelles UIOM (Usine d’Incinération des Ordures Ménagères) sont prévues. Le plan départemental d’élimination des déchets peut dans ce cas intégrer cette voie de co-incinération et donc la conception d’un four d’ordures ménagères intégrant la surcapacité nécessaire.

Parmi les sécheurs déjà décrits, les sécheurs Evaporis™ LE et Evaporis™ LT, ainsi que la plupart des sécheurs à bande et les sécheurs couche mince peuvent produire cette siccité intermédiaire. Les autres technologies de séchage thermique ne peuvent sortir une siccité de 65 % qu’après mélange de boues séchées 90 % avec de la boue simplement déshydratée, mais cela induit des difficultés de manutention et d’exploitation car la siccité n’est pas homogène.

Dans le cas d’un four dédié de boues, alors pour atteindre l’auto-thermicité une siccité intermédiaire de 25-45% fonction de la présence ou non d’une digestion et du type de four peut suffire. Dans ce cas, les sécheurs de type couche mince, ou à disques peuvent être utilisés sans recirculation intensive d’une partie des boues séchées.

cas particulier du séchage solaire Héliantis

le principe de l’effet de serre

L’énergie contenue dans le rayonnement solaire est en France variable de 1 200 à 1 750 kWh · m–2·an–1, dont 40 % émise dans le domaine visible et 50 % dans le domaine de l’infrarouge. L’effet de serre repose sur le fait que les matériaux utilisés depuis longtemps par les serristes (verre, plexiglas, films plastiques, polycarbonate…) ont des propriétés très différentes dans ces deux domaines spectraux : ils sont transparents au rayonnement solaire mais absorbent le rayonnement infrarouge (figure 19).

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Figure 19. Héliantis : le principe

mise en œuvre industrielle

La serre Héliantis va utiliser ce principe largement connu pour accélérer le processus d’élimination de l’eau contenue dans des boues déshydratées. Pour cela, la boue à sécher est étalée puis véhiculée à l’intérieur de la serre au moyen d’une machine de scarification.

L’échauffement de la surface du lit de boue, dû au rayonnement solaire et au rayonnement infrarouge émis par le matériau transparent de la serre, va ainsi augmenter la pression de vapeur de l’eau contenue dans la boue. Un flux d’air frais admis sur la surface du lit de boue va donc se charger d’humidité. Or, quand il est humide et plus chaud, l’air est plus léger. Les différences de températures, couplées à la différence de densité, engendrent un mouvement de convection naturelle, qui peut être assisté par une convection forcée (ventilation mécanique). Le renouvellement continu de l’air (le « milieu asséchant ») présent dans la serre permet de maintenir un degré d’hygrométrie favorable à l’optimisation de l’évaporation.

La machine de scarification permet (figure 20) :

  • de répartir la boue sur la largeur de la serre ;
  • d’augmenter et de renouveler régulièrement la surface d’échange entre la boue et le milieu asséchant grâce à ses fonctions de scarification de la surface de la boue ;
  • d’éviter les phénomènes de fermentation non contrôlés en entretenant constamment un milieu aérobie au sein du lit de boue (pas de production d’odeurs) ;
  • d’assurer l’homogénéisation et la granulation du produit final grâce à ses fonctions de malaxage ;
  • de transporter peu à peu la boue, de plus en plus sèche, d’une extrémité à l’autre de la serre, sans utili­sation d’autres engins.

On peut ainsi espérer évaporer en France de 600 à 1 200 kg eau · m–2·an–1 suivant la région.

La vitesse d’avancement de la machine, la vitesse de rotation du tambour et la profondeur de pénétration dans le lit de boue sont réglables. Son fonctionnement est automatisé et ne nécessite donc pas de surveillance permanente.

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Figure 20. Principe de fonctionnement du scarificateur dans une serre Héliantis

La boue séchée se présente sous la forme de granulés de 1 à 4 cm de diamètre (photo 13), elle est facile à manipuler, entreposer et épandre.

Les serres Héliantis produisent des granulés de siccité supérieure à 70 %. Si nécessaire, la serre est prolongée par une zone de stockage permettant d’attendre la période optimale pour l’utilisation du produit séché en agriculture. L’épandage s’effectue à partir de matériel agricole courant nécessitant peu d’adaptations.

Comme les autres produits séchés, il peut être utilisé en co-incinération.

Granulés boues serre HéliantisImage sécurisée
Photo 14. Granulés de boues produits dans une serre Héliantis

dimensionnement

Le calcul de la surface de serre nécessaire pour traiter la boue produite par une station est fonction :

  • des données météo moyennes mensuelles enregistrées sur le site d’implantation (radiation solaire, hygrométrie, température) : pour évaporer la même quantité d’eau, il faudra ainsi plusieurs semaines durant les périodes d’hiver à faible ensoleillement et quelques jours seulement l’été ;
  • de spécificités locales (présences de bâtiments, d’arbres, orientation…).
Scarificateur serre SargansImage sécurisée
Photo 15. Scarificateur en fonctionnement dans une serre (Sargans, Suisse)
Serre Héliantis ReignierImage sécurisée
Photo 16. Serre Héliantis de Reignier (France, Haute Savoie), 320 t MS par an : 1 serre de 120 m, scarificateur relevé