LA (%) M DE (%) M DE +LA (%) Valeurs seuils
4.2 Broyage sélectif
4.2.2 Réduction granulométrique à l’aide d’un concasseur à percussion
Influence de la puissance motrice sur le concassage d’un béton 4.2.2.1
(a) Matériel et méthode
Le concasseur à percussion se compose d’un rotor à axe horizontale équipé de quatre battoirs animés d’une vitesse périphérique de 25 à 40 m/s (Figure 82). Le matériau alimenté à la partie supérieure de la machine est projeté par les battoirs sur les plaques de choc fixes et solidaires du châssis, où il éclate par percussion. Les fragments les plus gros rebondissent et sont repris dans le mouvement du rotor. Les fragments les plus fins sont évacués à la partie inférieure de la machine.
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Figure 82 : Principe de fonctionnement du concasseur à percussion.
Le concassage du béton a été réalisé sur trois échantillons de granulométrie (+40 mm) à trois puissances motrices : 9 kW, soit la même puissance que lors de la boucle de traitement, 6 kW et 4,5 kW, ce qui correspond respectivement à 60, 40 et 30 % de la puissance maximale de l’équipement.
(b) Analyse granulométrique
Un tamisage discontinu à 50 ; 31,5 ; 25 ; 16 ; 12,5 ; 8 ; 6,5 et 4 mm a été réalisé sur les différents broyats récupérés en sortie du concasseur à percussion. Les résultats sont donnés au Tableau XLV et représentés graphiquement à la Figure 83 et mis en comparaison avec ce même matériau concassé au moyen du broyeur à mâchoires.
Tableau XLV : Analyse granulométrique des broyats de béton obtenus en sortie du concasseur à percussion à différentes puissances motrices.
Puissance motrice 9 kW 6 kW 4,5 kW Fraction granulométrique (mm) Masse Passant cumulatif Masse Passant cumulatif Masse Passant cumulatif (%) (%) (%) (%) (%) (%) (+50) 0,7 99,3 12,0 88,0 34,5 65,5 (31,5/50) 12,4 86,9 23,6 64,4 25,6 39,9 (25/31,5) 5,1 81,8 6,0 58,4 5,8 34,1 (16/25) 17,2 64,6 17,6 40,8 10,2 23,9 (12,5/16) 7,8 56,8 5,7 35,1 3,3 20,6 (8/12,5) 13,6 43,2 7,8 27,3 4,5 16,1 (6,5/8) 7,3 35,9 3,6 23,7 1,9 14,2 (4/6,5) 11,6 24,3 5,0 18,7 2,8 11,4 (-4) 24,3 0,0 18,7 0,0 11,4 0,0
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Figure 83 : Courbes granulométriques des broyats de béton obtenus en sortie du concasseur à percussion à différentes puissances motrices.
L’augmentation de la puissance motrice du concasseur à percussion appliquée lors du broyage du béton entraîne une diminution de la granulométrie finale. Ainsi, la teneur en (+50 mm) qui était de 35 % pour une puissance de broyeur de 4,5 kW chute à 1 % lorsque la puissance du broyeur augmente à 9 kW, ce qui a pour conséquence une augmentation de la teneur de la fraction (0/4 mm) qui passe respectivement de 11 à 25 %.
De ces résultats, il est déjà possible de spécifier que les deux concasseurs testés pourront trouver leur utilité dans un schéma de traitement selon l’objectif souhaité :
- le concasseur à percussion (à puissance motrice réduite) si la volonté est d’obtenir une large gamme de granulats ;
- le concasseur à mâchoires si le souhait est d’obtenir une fraction granulométrique préférentielle. Dans ce cas, la distance entre les mâchoires devra être définie en conséquence.
L’ensemble des résultats indique, toutefois, que le broyage sélectif n’est pas envisageable.
Concassage individuel des principaux matériaux rencontrés dans les granulats 4.2.2.2
(a) Matériel et méthode
Avant de s’intéresser au concassage d’un mélange de différents matériaux, un essai de broyage a été réalisé sur les cinq matériaux principaux rencontrés dans les déchets bruts, à savoir le béton/mortier, les pierres naturelles, la brique, la céramique et la tuile. Chacun de ces matériaux, d’une granulométrie initiale supérieure à 40 mm, a été broyé individuellement au moyen du concasseur à percussion à une puissance motrice définie de 4,5 kW (soit 30 % de sa puissance maximale).
Ces matériaux étant issus d’un échantillon de déchets bruts caractérisés (par tri manuel), les quantités disponibles pour chacun étaient significativement variables : de moins de 10 kg pour les tuiles à près de 120 kg pour le béton/mortier.
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(b) Analyse granulométrique
Un tamisage discontinu à 50 ; 31,5 ; 25 ; 16 ; 12,5 ; 8 ; 6,5 et 4 mm a été réalisé sur les différents broyats récupérés en sortie du concasseur à percussion. Les résultats sont donnés au Tableau XLVI et représentés graphiquement à la Figure 84.
Tableau XLVI : Analyse granulométrique des broyats des différents matériaux obtenus en sortie du concasseur à percussion à 4,5 kW de puissance motrice.
Matériau Béton/mortier Pierre naturelle Brique Céramique Tuile
Fraction granulo. (mm) Masse Passant cumulatif Masse Passant cumulatif Masse Passant cumulatif Masse Passant cumulatif Masse Passant cumulatif (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (+50) 30,5 69,5 32,6 67,4 26,8 73,2 13,7 86,3 1,5 98,5 (31,5/50) 26,9 42,6 31,2 36,2 26,6 46,6 19,3 67,0 28,3 70,2 (25/31,5) 5,3 37,3 7,4 28,8 8,0 38,6 11,0 56,0 9,9 60,3 (16/25) 12,0 25,3 11,2 17,6 13,0 25,6 24,4 31,6 28,6 31,7 (12,5/16) 3,0 22,3 3,1 14,5 4,1 21,5 8,1 23,5 7,5 24,2 (8/12,5) 5,3 17,0 4,6 9,9 6,6 14,9 11,2 12,3 9,9 14,3 (6,5/8) 2,4 14,6 1,4 8,5 2,1 12,8 2,7 9,6 3,1 11,2 (4/6,5) 2,1 12,5 2,3 6,2 3,4 9,4 2,9 6,7 3,7 7,5 (-4) 12,5 0,0 6,2 0,0 9,4 0,0 6,7 0,0 7,5 0,0
Figure 84 : Courbes granulométriques des broyats des différents matériaux obtenus en sortie du concasseur à percussion à 4,5 kW de puissance motrice.
L’examen de ces différentes courbes granulométriques révèle une différence de broyabilité. En effet, les flux de matière ayant tous une granulométrie de départ supérieure à 40 mm (voire 50 mm), les lots de tuiles et de céramique semblent être plus facilement broyables avec des teneurs de refus à 50 mm respectivement de 1.5 et 13.7 % contre +/- 30 % pour le béton, la brique et les pierres naturelles. Sous la dimension de 16 mm, les proportions massiques récupérées pour ces cinq matériaux sont relativement semblables, variant entre 15 et 25 %, soit une production d'éléments fins qui reste modérée. Il est dès lors possible de conclure que les tuiles et la céramique sont deux matériaux qui ont tendance à se
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A l’inverse, pour une même puissance motrice modérée de 4.5 kW, le béton, la brique et la pierre naturelle, de par une dureté intrinsèque plus élevée, vont produire de manière équivalente autant de granulats (0/30 mm) que de granulats (30/60 mm).
Influence de la puissance motrice sur le concassage d’un mélange béton/briques 4.2.2.3
(a) Matériel et méthode
Après avoir observé la broyabilité des différents matériaux individuellement, des essais ont été réalisés sur les deux matériaux majoritairement rencontrés dans ces échantillons, à savoir le béton et la brique, afin d’observer une éventuelle influence d’un de ces matériaux sur l’autre.
Le concassage des mélanges a été réalisé sur des échantillons de granulométrie (+40 mm) à deux puissances motrices déjà testées précédemment, à savoir 9 et 4,5 kW
(b) Analyse granulométrique
Un tamisage discontinu à 50 ; 31,5 ; 25 ; 16 ; 12,5 ; 8 ; 6,5 et 4 mm a été réalisé sur les différents broyats récupérés en sortie du concasseur à percussion. Les résultats sont donnés au Tableau XLVII et représentés graphiquement à la Figure 85 et mis en comparaison avec les courbes granulométriques de ces mêmes matériaux concassés indépendamment sur avec les différents broyeurs.
Tableau XLVII : Analyse granulométrique des broyats d’un mélange béton/briques obtenus en sortie du concasseur à percussion à différentes puissances motrices.
Puissance motrice 9 kW 4,5 kW
Fraction granulométrique (mm) Masse Passant cumulatif Masse Passant cumulatif
(%) (%) (%) (%) (+50) 2,7 97,3 28,4 71,6 (31,5/50) 7,6 89,7 24,1 47,5 (25/31,5) 7,3 82,4 6,2 41,3 (16/25) 15,3 67,1 13,0 28,3 (12,5/16) 6,1 61,0 3,9 24,4 (8/12,5) 13,5 47,5 6,8 17,6 (6,5/8) 4,7 42,8 2,3 15,3 (4/6,5) 10,5 32,3 4,3 11,0 (-4) 32,3 0,0 11,0 0,0
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Figure 85 : Courbes granulométriques des broyats d’un mélange béton/briques obtenus en sortie du concasseur à percussion à différentes puissances motrices.
Les courbes granulométriques représentées à la Figure 85 confirment les conclusions qui avaient déjà pu être tirées aux points 4.2.1 et 4.2.2.1 suite au concassage comparatif du béton, de la brique et du mélange des deux au broyeur à mâchoires et au concassage du béton au broyeur à percussion à différentes puissances motrices. Quelle que soit la technique de broyage utilisé et la puissance apportée le cas échéant, la répartition massique des différentes fractions granulométriques varie peu selon que ce soit du béton, de la brique ou un mélange des deux. De la même façon, quel que soit le matériau ou mélange de matériaux introduit dans le concasseur, l’équipement à percussion conduit à une courbe granulométrique linéaire, avec une production plus importante de fines (0/4 mm) ou de grenus (+30 mm) selon la puissance utilisée, tandis que l’équipement avec les mâchoires concentrera préférentiellement les granulats dans la fraction granulométrique correspondant à l’écartement des mâchoires.
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