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A. MALDONADO
C h e f
de la
Sect ion
" Etudes des Carrières
Laboratoire Régio nal d'Ang ers
deux
années
de
constatations
en
carrière
compte-rendu
de
synthèse
P R E S E N T A T I O N
G. ARQUIE
Ingénieur
en
Ch ef
des Ponts et Chaussées
Organisme Technique Régiona l
de
Rouen
A
l a d em a n d e du S yn d i c a t N a t i o n a l des p r o d u c t eu r s de m a téi a u x d o r i g i n e éu p -
t ive, c r i s t a l l o p h y l i en n e
et
a s s i m i l é,
M .
C o q u a n d , a l o r s D i r e c t eu r
des Rou t es,
m a va i t
c h a r gé de c o n s t i t u er un g r o u p e d éu d es i n t i t u lé « c o l l o q u e » au c o u r s d u q u e l i n gé
n i e u r s de l A d m i n i st r a t i o n et F o u r n i s seu r s de c e l l e -c i se e n c o n t r e r a i e n t .
Q u e l q u e s
temps
a p r ès,
l e
S yn d i c a t
N a t i o n a l
des
r o d u c t eu r s
de
c a l c a i r es,
m e u l i è e s,
d o l o m i e s et a s si m i lé o b t en a i t d e M. C oq u a n d l a c ré t i o n d un d e u x i èm e c o l l o q u e p a
r a l l è e au p r em i e r et qu e ai a u s si ééc h a r géd a n i m er .
L e
bu t de ces
c o l l o q u es n éa i t n u l l em en t
d e se
s u b s t i t u er
a u x
g r o u p es
de
t r a v a i l
cr éé da n s l e but éu d i e r l es r e l a t i o n s j u r i d i q u es ent r e m a ît r es d ?œu v r e et f o u r n i sseu r s .
I l n éa i t en p a r t i c u l i e r p as q u e st i o n de r emet t r e en
ause
es l a u s es du a s c i c u l e
23
du
C a h i e r
des P r es cr i p t i o n s C o m m u n es ( C .P . C .) qu i v en a i e n t d ê r e a p p r o u vés.
L es c a r r i e r s,
qu i
v a i en t p r i s l i n i t i a t i v e
de ces
r en c o n t r es , so u h a i t a i en t si m p l em en t
exposer c er t a i n s de l e u r s p r o b lèm e s, n o t a m m en t de l e u r s p r o b l èm es t e c h n i q u e s, à des
t e c h n i c i e n s de l A d m i n i s t r a t i o n de m a n i è e à p ré a r e r des éo l u t i o n s u l téi e u r es et
p e u t - ê r e
u ne
a m éi o r a t i o n
du
c l i m a t p sy ch o l o g i q u e
ent re
o u r n i s seu r s
et
l i en t s .
I l n est pas out eux qu e es i n gé i e u r s p r éen t s on t t i r é d e ces r é n i o n s , un e n r i
c h i s sem en t i m p o r t a n t . G r â ce à ces c o l l o q u es , dont l es c o n t a c t s o n t éér e n f o r cé pa r de
m u l t i p l e s v i si tes de c a r r i è e, nous
ommes
q u e l q u es -u n s à mi eux s a v o i r comment onc
t i o n n e une a r r i è e, à mi eux c om p r en d r e ce qu e on
peut
et on do i t d em a n d e r à une
i n s t a l l a t i o n
et à mi eux
se n t i r
t ous es
p r o b l èm es
d une
p r o f e ss i o n dont
j a i
p e r s o n n e l l e
ment i m p r ess i o n q u el l e n e s est pas ncor e co m p l è em en t déi n i e et d éa n té.
Bull. L iaison Labo. Routiers
P. et Ch. no 35 - Dec. 1968 - Réf. 563
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M a i s cette co n n a i ssa n c e n a u r a i t
éé
q u e f r a g m e n t a i r e et ,
i l
a u t
l e
i r e, bi en
sup er
f i c i e l l e si M
D u r r i e u ,
à
q u i
i l
c o n v i e n t
de
r e n d r e h o m m a g e , n a v a i t i n s i sté p o u r
que
soit
cr éé u n e «
première équipe
de constatations en
c rrière
».
C est e r éu l t a t d u t r a v a i l de et t e é u i p e q u e p réen t e a u j o u r d h u i M M a l d o n a d o .
I l est e f r u i t d éu d es , de esur es, de c on s t a t a t i o n s d a n s de g r a n d es c a r r i è e s f r a n
ça i ses
t el l es
q u e V o u t r é L a N o u b l ea u , L a M ei l l e r a y e
où es
gent s
de
ot r e
é u i p e o n t
r eçu p a r t o u t e m e i l l e u r a c c u e i l q u e l e s r e sp o n s a b l e s de ces ca r r i è es en soient ci
r e m e r c ié. Je
u i s
p er s u a d é q u e l es ec t eu r s d u B u l l e t i n de L i a i s on se r e n d r o n t ompt e
d e t ou t l a c q u i t q u e r e p r éen t e ce t r a v a i l et sa u r o n t en t i r er p r o f i t p o u r eu x - mêm es.
C e p r o f i t
ser a
su r t o u t i m p o r t a n t p o u r l es t ec h n i c i e n s de l A d m i n i s t r a t i o n , q u i l s
soi ent d a n s l es a b o r a t o i r es ou d a n s l es er vi ces m a ît r es d œu v r e d u M i n i s t è e d e l E q u i
pement.
L e p r o f i t ne
er a
p a s n u l p o u r l es c a r r i e r s . Cer t es, c er t a i n s d entr e eux a u r o n t
p eu t - êr e l i m p r e ss i o n q u e l A d m i n i s t r a t i o n déo u v r e u n c er t a i n nombr e
de
véi t é q u i l s
c o n n a i s sa i e n t d éà
Je
c r o i s c ep e n d a n t q u e l a l e c t u r e d e l a r t i c l e d e
M
M a l d o n a d o l eu r
ser a
p r o f i t a b l e , c a r
i l a e
m éi t e
de
et t r e
en éi d en c e d e
m nière
quantitative
c er t a i n s
p o i n t s r e sté t r op q u a l i t a t i f s
ou
êm e
du
n i v ea u d e l a co n n a i s sa n c e n t u i t i v e .
L e s f r u i t s de éu i p e de co n s t a t a t i o n s a u r o n t donc ééi m p o r t a n t s et r él s . I l ne
f a u d r a i t p a s q u e c er t a i n s c a r r i e r s l eu r t r o u v en t un a r r i è e-g o ût d a m e r t u m e et ne c r a i
gnent qu en c o n n a i ssa n t mi eux l e u r s p r o b l èm es, V A d m i n i s t r a t i o n n a c q u i è e su r e m a r
c h é de e u r s ex p l o i t a t i o n s u n m oyen d a c t i o n « d a n g e r e u x » Je
sui s
p o u r ma p a r t
c on v a i n c u a u c on t r a i r e q u u n e m e i l l eu r e i n f o r m a t i o n d u c l i en t n e peut dé ou c h e r q u e su r
u n e co l l a b o r a t i o n p l u s ef f i c a c e et p l u s l o y a l e .
C est,
et e r e j o i n s l à a u m o i n s e n p a r t i e
l a r t i c l e
q u e v i ent de u b l i e r M J e u f f r o y d a n s l a evue Gééa l e d e s Routes, u n e d e s
c o n d i t i o n s de l i n d u s t r i a l i sa t i o n .
E n somme,
bi en a v a n t q u e c es term es
ne
soient
à a
ode, A d m i n i s t r a t i o n
et
C a r
r i e r s o n t ,
à la demande de ces derniers
e n g a gé l e
dialogue
et a m o r cé l a
participation.
L e m oment es t venu de pratiquer c el l e -c i .
I l me est e à r e m p l i r u n t r ès a g r é b l e d ev o i r : c e l u i de f éi c i t e r M M a l d o n a d o
d u t r a v a i l a c c om p l i . Q u e ce t r a v a i l
soi t
c o n s i déa b l e et i m p o r t a n t , l e s l e c t e u r s en ser ont
c er t a i n e m e n t co n v a i n c u s.
J e so u h a i t e q u e , p a r l e u r s ré c t i o n s et es q u es t i o n s q u i l s poser ont à l a u t eu r , l s
nous a i d e n t à f a i r e encor e a v a n c e r n o s c on n a i s sa n c es.
90
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„1.
Introduction
A la suite des travaux du « C olloque des matériaux
éruptifs », présidé par M. l'Ingénieur en C hef
G. Arquié, fut créée, fin 1965, une section d'études
de carrières au Laboratoire Régional d'Angers.
Les idées qui ont conduit à la création de cette
équipe étaient les suivantes :
• Pour définir les exigences raisonnables dans les
C.P.S., il faut également connaî tre ce que le matériel
bien utilisé sur carrière est capable de fournir.
• Pour éviter aux ingénieurs qui reçoivent des maté
riaux ayant fait l'objet d'un transport pouvant dépas
ser plusieurs centaines de kilomètres, d'avoir à
refuser et à renvoyer ces matériaux lorsqu'ils ne
répondent pas aux spécifications demandées, il est
préférable de contrôler les matériaux en carrière et,
pour alléger ce contrôle, de connaître les possibilités
de la carrière.
Avant de faire du contrôle, il fallait donc faire des
constatations : étudier comment fonctionne une car
rière.
Pour y parvenir, l'équipe de constatations d'Angers
est intervenue sur les carrières de Voutré, La Nou-
bleau et La Meilleraie.
C es trois grandes carrières exploitent des gisements
de nature géologique différente et sont équipées de
façons diverses.
Le travail, dans chacune des carrières, s'est géné
ralement déroulé en trois phases successives.
1° Installation de l'équipe sur la carrière et étude du
schéma et des circuits des installations en regardant
vivre la carrière.
Pendant cette période, qui ne dépassait pas un mois,
l'équipe se familiarisait avec les réglages qui étaient
effectués et exécutait un petit nombre d'analyses.
2° Etude plus approfondie de l'installation avec pré
lèvements aux différents niveaux de la fabrication,
par exemple à la sortie des cribles primaires et
tertiaires, des broyeurs à barres, des concasseurs...
C ette étude ana lytique doit permettre de mettre en
évidence l'influence de telles ou telles opérations
sur les caractéristiques des matériaux produits.
3° Etude particulière de différents problèmes confiés
à l'équipe suivant les possibilités d'expérimentation
offertes par la carrière.
L'équipe a par exemple été chargée de voir s'il
existait un raffinage des matériaux en dureté au
cours des concassages successifs.
A l'issue de cette troisième phase et d'une période
de mise sous contrôle, l'équipe intervenant sur une
carrière est pratiquement en mesure de définir
quelles sont les possibilités d'une carrière.
L'article suivant fait, après la description générale
d'une installation, la synthèse d'observations effec
tuées sur carrières.
Sont ainsi successivement abordés les problèmes :
— de l'affinage en dureté et en propreté des maté
riaux,
— du broyage,
— du criblage.
Fonctionnement d'une carrière
( f i g - * )
Scalpage
Débitage
C riblage
primaire
Stockage
* E limination
c
o
co
Q.
•eu
Stockage - Recomposition - Chargement
Fig.
1 - Schéma d'une installation de carrière à trois
étages de concassage avec poste de broyage.
91
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En simplifiant, on peut dire qu'il existe trois phases
dans la fabrication des matériaux :
• La préparation.
• L'élaboration.
• Le stockage, la recompos ition et l'expédition.
Chacune de ces phases comporte plusieurs étapes.
Nous décrirons ci-après les opérations successives
de chaque étape de fabrication, le matériel utilisé,
et ferons la synthèse des constatations effectuées.
Bien entendu, la description des installations est
très schématique et de nombreuses variantes se
rencontrent dans la pratique.
LA PREPARATION DES MATERIAUX
L'ABATTAGE
L'abattage à l'explosif comporte trois opérations :
— le forage des trous
( f i g .
2),
— le chargement de mines à l'aide d'explosif,
— le tir.
Les trous de mines sont, la plupart du temps, réa
lisés à l'aide de marteaux perforateurs qui sont
des outils à percussion, dont le fleuret est animé
d'un mouvement de rotation autour de son axe. Le
mouvement de rotation facilite la perforation et per
met de réaliser des trous circulaires.
Signalons le marteau au « fond de trou » qui est
lui-même descendu dans le forage et dont l'avance
ment se fait en même temps que celui du taillant.
Un tel dispositif supprime les inconvénients qui
peu
vent résulter du flambage des tiges de forage.
•7
~ 7~
V
Fig. 3 - Plan de tir.
Le plan de tir fig. 3) comporte (1), dans le cas
d'abattage de masse sur grande hauteur, une ou
plusieurs lignes de trous en quinconce parallèles
au front de taille. La première ligne est située à
une distance
v
du front de taille, avec un espace
ment
e
entre les trous de diamètre
d.
Si
h
est la
hauteur du front de taille, la profondeur des trous
sera souvent conduite à
h +
1/3
v
pour bien arra
cher le pied, cette action étant dans certains cas
complétée par celle de mines de relevage.
Les éléments
v, e
et
d
dépendent de la structure et
de la nature de la roche et de la nature de
l'ex
plosif, ce dernier étant choisi de manière à pro
duire le maximum de blocs à la dimension désirée.
Seule une étude sur place peut permettre de déter
miner les valeurs optimales des paramètres
v, e
et
d.
Dans les trous de mines, les cartouches sont des
cendues une à une. Elles s'entassent d'elles-mêmes
en arrivant au fond.
La charge d'explosif peut être continue ou alternée
avec bourrage, et dans tous les cas certaines pré
cautions sont à prendre pour la mise en place.
L 'APPROVISIONNEMENT AU CONCASSAGE
PRIMAIRE
Dans la plupart des cas, les matériaux abattus aux
points de taille sont amenés au débiteur primaire à
l'aide de tombereaux dont la charge utile peut aller
jusqu'à 30 t.
Fig. 2 - Forage de trous de mines de relevage.
(1) Evidemment, le plan de tir indiqué ne cons titue qu'un
exemple schématique. D'autres formules sont employées
dans le détail desquelles nous ne souhaitons pas entrer.
92
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Fig. 4 - Schéma d'un alimentateur à chariot.
4
1 • ' •
t tti fi
Fig. 5 - Schéma d'un alimentateur à tablier métallique.
L'alimentation en tout-venant du concasseur primaire
— ou débiteur — s'opère : par déversement direct
des produits d'abattage dans le gueulard ou par
un ensemble de matériels pouvant comporter une
trémie munie d'un dispositif régulateur qui fait of
fice de distributeur, et un système de précriblage
vibrant ou non.
Les distributeurs sont, soit du type à tiroir
( f i g .
4)
et sont animés d'un mouvement alternatif, soit du
type à tablier métallique ( f i g .
5)
et sont animés d'un
mouvement de rotation.
Les appareils de précriblage ou scalpage ont deux
fonctions possibles :
— éviter de surcharger inutilement le débiteur en
séparant du reste les matériaux de dimension infé
rieure au réglage du concasseur, ces matériaux
étant réintroduits ensuite dans le circuit,
— éliminer les matériaux les plus fins qui sont gé
néralement les plus pollués, briser et éliminer les
matériaux les plus friables.
Ces appareils sont constitués par un crible très
renforcé, équipé de barreaux parallèles ( f i g . 6 ) o u
dont l'écartement va en croissant vers le débiteur.
Fig. 6 - Schéma d'une grille fixe de précribiage a D a n eaux
parallèles.
9 3
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LE CO NC ASS AGE PRIMAIRE ET LE CR IBLAGE
PRIMAIRE
Le plus souvent, pour le concassage primaire, on
utilise un matériel de fragmentation par écrasement
lent, qui provoque l'éclatement de la roche en la
comprimant entre une paroi fixe et un organe animé
d'un mouvement alternatif.
Il existe deux grands types de débiteurs : les débi
teurs à mâchoires et les débiteurs giratoires.
Les débiteurs à mâchoires se classent également en
deux catégories
( f i g .
7
et
8).
Fig.
7 - Concasseur à mâchoires à simple effet.
Fig. 9 - Concasseur à mâchoires à double effet. On remar
que la bielle fixée sur l'arbre excentrique supportant les
deux poulies-volants.
Fig. 8 - Concasseur à mâchoires à double effet.
V f lMMMfL
94
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Fig. 10 - Exemple de concasseur giratoire.
95
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»
*
1
1. L e c o n c a s s e u r à m â c h o i r e s à s i m p l e effet.
Dans ce cas, la pièce porte-mâchoire mobile est
articulée directement sur l'arbre excentrique qui est
placé au-dessus de l'entrée du concasseur.
2. L e c o n c a s s e u r à m â c h o i r e s à double ef fet (f ig. p)
Dans ce cas, une bielle articulée sur unarbre excen
trique transmet
le
mouvement
à la
mâchoire mobile
par l'intermédiaire
de
deux volets articulés formant
genouillère.
Ces concasseurs permettent d'obtenir
des
matériaux
inférieurs à 400 mm à partir de blocs pouvant attein
dre le mètre cube. Leur ouverture peut aller jusqu'à
1,50 m x 2,10 m.
Les concasseurs giratoires
( f i g . i o )
opèrent le
concassage par écrasement du matériau entre une
paroi circulaire conique à sommet vers le bas et
un cône giratoire (ou cloche) à angle au cône aigu
à sommet vers le haut, solidaire d'unarbre vertical
suspendu
à un
étrier transversal jouant
le
rôle
de
rotule, etsitué à la partie supérieure de l'entrée du
concasseur.
Fig.
11 -
Batterie
de
concasseurs giratoires.
Œ
Fig.
12 -
Exemple
de
gravillonneur.
96
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Fig.
13 - C oupe d'un « gyradisc 36
Le choix de l'un ou l'autre concasseur dépend de
plusieurs considérations : les bases de comparais on,
pour les concasseurs primaires, sont le prix d'achat,
l'encombrement, l'ouverture, la puissance absorbée
et le coût de l'entretien rapportés à la tonne traitée.
Le criblage primaire se situe dans la chaîne de
fabrication après le concasseur primaire. Il est effec
tué par un crible renforcé à plusieurs étages, équi
pé, le plus souvent, de tôles perforées à trous
ronds ou carrés. Ce crible permet d'obtenir, par
exemple, les fractions suivantes : 0/20, 20/40 et
40/400.
Un dispositif permet souvent l'élimination de la frac
tion la plus fine qui est généralement polluée. Ce
point est un de ceux qui ont fait l'objet de consta
tations et il sera commenté ultérieurement. Indi
quons immédiatement que l'on fait généralement
varier la dimension de cette fraction fine suivant les
saisons, les fins étant plus collants en hiver, et que
pour certaines carrières la fraction éliminée peut
être importante, en général de l'ordre de 15 % mais
pouvant aller jusqu'à 25 %.
L'ELABORATION DES MATERIAUX
Après le criblage primaire se succèdent les concas-
sages et les criblages secondaires, tertiaires et quel
quefois même quaternaires. (Il s'agit le plus sou
vent dans ce cas du concassage des refus de
l'usine de criblage des gravillons fins).
Le broyage des matériaux à
l'aide
des broyeurs à
barres ou autres se situe, suivant les cas, au niveau
du concassage tertiaire ou à celui du concassage
quaternaire.
97
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LES CO NCASS AGE S SUC CES SIFS
Le concassage secondaire est une étape intermé
diaire qui, pour les coupures dont nous avons
parlé précédemment, à titre d'exemple pratique,
consiste à amener le 40/400 primaire à une dimen
sion inférieure à 80 mm.
Les concassages tertiaires
fig. n)
et quaternaires,
qui consis tent à réduire les matériaux secondaires,
sont axés sur la production des matériaux fins
(0/20) à usage noble (couche de liaison et couche
de roulement).
Les concasseurs adoptés, dits encore « gravillon-
neurs » ou « broyeurs » sont du type giratoire. Ils se
caractérisent par une faible hauteur de la chambre
de travail en cône évasé, une faible amplitude du
battement pendulaire et une vitesse d'attaque assez
grande fig. 12).
Ils travaillent normalement à pleine charge, ce qui
a pour effet d'augmenter l'autobroyage et, de ce
fait, d'améliorer la forme des gravillons et de mieux
réduire les parties les plus friables.
D'assez nombreuses carrières s'équipent actuelle
ment de gravillonneurs « Gyradisc » qui ont la répu
tation de faire beaucoup d'autoconcassage et de
produire des gravillons cubiques et un O/D riche
en sable
fig. 13).
LE CRIBLAGE
I est possible de trouver encore des trommels dans
des petites installations ; toutefois, dans les car
rières bien équipées, on utilise essentiellement des
cribles vibrants
fig. 14).
C es appareils sont constitués par des caissons flot
tants équipés de plusieurs panneaux en grillage, en
général métallique.
La vibration de l'ensemble est produite par diffé
rents procédés.
C es cribles peuvent être de différents types :
— vibrant incliné à excentrique,
— vibrant incliné à balourd,
— vibrant à résonance.
Les installations se composent généralement de plu
sieurs groupes parallèles de cribles mis en série
( f i g . 15). Une telle disposition permet à l'installation
de fonctionner même lorsqu'un crible d'un des grou
pes cesse de fonctionner (grippage de roulement,
changement de toiles...).
Il existe deux types d'installation de criblage :
— un type qui consiste à cribler les gros gravil
lons d'abord,
— un type qui cons iste à cribler les petits gravil
lons d'abord (principe du trommel).
La première installation permet surtout de diminuer
l'usure des toiles. Ce sont les toiles les plus résis
tantes qui reçoivent d'abord le flot de matériaux
sortant des concasseurs.
La seconde installation permet l'élimination rapide
des sables, ou encore d'obtenir, à l'aide d'un crible
à deux étages, cinq coupures granulométriques. Il
suffit pour cela d'équiper, par exemple, dans le
sens de la descente des matériaux, l'étage supé
rieur avec des toiles donnant des coupures à 4 et
10 mm et
l'étage
inférieur avec des toiles donnant
des coupures à 2 et 6,3 mm. Une ouverture s ituée
après la toile donnant la coupure à 2 mm devra
être pratiquée pour éliminer le 2/4.
A titre d'exemple, nous avons représenté sur la
f i g u r e
16
une installation permettant de cribler les
gravillons dans le sens décroissant de leur dimen
sion, sur la f i g u r e 17 une installation permettant
l'obtention d'abord d'une coupure intermédiaire, sur
la f i g u r e
18
une installation munie d'un crible qui
permet l'élimination du sable du O/D donné par les
concasseurs et le criblage des gravillons dans le
sens décroissant de leurs grosseurs.
98
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LE BROYAGE
Le broyage a pour but la production de sables enri
chis en filler. Pour cela, on peut utiliser les broyeurs
à barres, à rotation ou à vibration percussion
( f i g -
19)-
Les broyeurs à barres rotatifs sont essentiellement
constitués par un tambour cylindrique, horizontal,
garni intérieurement d'un revêtement d'usure. Le
mouvement d'entraînement est assuré par une
cou
ronne dentée ou par un train de pneus agissant par
frottement sur un chemin de roulement.
Le cylindre est chargé de barres cylindriques de
diamètre variable. Sous l'action de la rotation du
tambour, les barres entraînées par la paroi retom
bent et roulent les unes sur les autres en restant
sensiblement parallèles à elles-mêmes.
Les barres agissent donc comme une multitude de
broyeurs à cylindres travaillant en parallèle.
Les broyeurs à vibration percussion sont constitués
par deux corps cylindriques jumelés, disposés hori
zontalement de part et d'autre d'un tube central qui
renferme le mécanisme d'excitation. L'ensemble,
relié par des étriers à lunettes, repose par ses
quatre angles sur un système élastique. Les corps
cylindriques sont garnis jusqu'aux trois quarts envi
ron de barres cylindriques libres en acier dur.
La matière à broyer introduite à une extrémité des
tubes est réduite par frottement et par percussion
entre les barres qui s'entrechoquent et roulent les
unes contre les autres sous l'action de puissantes
vibrations imprimées à l'ensemble.
Fig.
17 - Exemple d'installation donnant d'abord une coupure
intermédiaire (les cribles sont repérés en dimension réelle
de maille).
Fig.
15 - Installation de criblage avec dépoussiéreurs.
>20
H / 2 0
0/2
Fig.
18 - Exemple d'installation de criblage avec crible
dessableur.
99
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Sorti
Sor t i »
Broygur a sortie en pour Broy eur a sorti e centrale
Alimentation
S ys tem » d « « n a tion
t u b e c h a r g e
e n b a r r t s
«t m a t é r i a u x
Sortie des produits b r o y é s
Broyeur a vibration - percussion
Fig.
19 -
Schémas
des
différents types
de
broyeurs
à
barres.
Fig. 20 -
Stockage
de
matériaux
sur
aire
non
couve
STOCKAGE, RECOMPOSITION, EXPEDITION
LE STOCKAGE
Le stockage
des
gravillons
et des
sables peut
se
faire dans
des
silos
ou sur des
aires
non
couvertes
( f i g .
20 .
La
capacité
des
trémies
de
stockage peut
aller jusqu'à
200 t.
LA RECONSTITUTION
Pour satisfaire
aux
conditions
des
Cahiers
des
Char
ges,
les
carrières s ont quelquefois obligées
de
pro
céder
à une
reconstitution granulométrique, bien
que
la tendance actuelle
de
l'Administration soit
de
faire
livrer les matéraux en fractions séparées.
C ette reconstitution s'opère
par la
méthode volumé-
trique
ou
pondérale, avec reprise
des
différentes
fractions sous
tas ou
sous trémie.
Un doseur volumétrique
( f i g .
21
est
constitué
par
un tapis à vitesse de déroulement variable jouant le
rôle d'extracteur.
L'alimentation
de ce
tapis
se
fait
par
l'intermédiaire
d'une trappe à hauteur variable.
Dans le cas de la recomposition pondérale, les pe
sées élémentaires
des
différentes fractions granulo-
métriques
se
font
à
l'aide
de
bascules opérant
en
continu
sur
bande transporteuse.
Signalons que certaines bascules opèrent élec tro
niquement
et
enregistrent
sur
bande perforée.
L'EXPEDITION
Il convient surtout de noter à quelle vitesse se font
les chargements.
Le
débit
des
matériaux remplis
sant
les
wagons
ou les
camions peut être compris
entre
700 t/h et
1
000 t/h. Un
train complet
de
1
100 t
peut, dans
ces
conditions, être rempli
en
2
h, un
wagon
de 30 t en 2 mn.
Le chargement
se
fait, soit
par déversement direct,
soit après
le
remplissage alternatif
de
deux trémies-
tampons montées
en
parallèle
(un tel
dispositif per
met à la fois l'alimentation continue des trémies et
la pesée des matériaux avant leur déversement).
Schéma de principe des doseurs volumétriques.
100
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Constatations effectuées
MOYENS DE MESURE UTILISES
ANALYSE GRANULOMETRIQUE
La détermination en poids de la distribution des gra
nuláis suivant leurs dimensions a été faite, suivant
les besoins de l'étude, à
l'aide
de tamis ou de pas
soires. Rappelons d'ailleurs à ce sujet que les Labo
ratoires de l'Administration des Ponts et C haussées
n'utilisent plus que des mailles carrées pour les
tamisages de contrôle.
Le poids des prélèvements était d'environ 20 à
25 kg. Le poids des éprouvettes sur lesquelles était
effectuée l'analyse était de 1 kg pour les sables et
dépendait, pour les gravillons, de la grosseur du
plus gros élément, tout en se tenant dans les limites
définies par la formule suivante :
200 D < P < 500 D
P étant e poids de l'échantillon exprimé en gram
mes et D la dimension maximale exprimée en milli
mètres du plus gros élément.
Les prélèvements pour l'étude des différents appa
reils de classification ou de fragmentation étaient
effectués :
— soit sur bande transporteuse après arrêt de cette
dernière ; il était alors prélevé une tranche de
matériaux à bords parallèles fig. 22) ;
— soit à la chute des bandes transporteuses, quand
le débit des matériaux ne dépassait pas 50 t/h.
Le récipient préleveur traversait alors le flot
de matériaux à vitesse constante ;
— soit sous trémie. Dans ce cas étaient effectués
plusieurs prélèvements de façon à avoir une esti
mation acceptable de la courbe granulométrique
moyenne de la population analysée.
Par contre, lors du contrôle de réception de four
niture en carrière, l'utilisation d'appareils de prélève
ments automatiques d'échantillons est actuellement
indispensable, ceci à cause des cadences de char
gement (arrêter quand cela est possible la bande
transporteuse collectrice augmente de moitié, dans
certains cas, le temps de chargement) et parce que
faire des prélèvements en aval des doseurs, avant
chargement au lieu de les faire sur wagon, permet
de diminuer leur nombre pour avoir une estimation
identique de la granularité moyenne de la four
niture (il est reconnu que le chargement sur wagon
augmente la dispersion des mesures). En contre
partie, on ignore ainsi la dispersion
réelle
créée
par le chargement.
Certaines carrières ont compris le problème et se
sont équipées d'appareils de prélèvements automa
tiques.
Fig.
22 - P rélèvement de matériaux sur une bande
transporteuse.
Une carrière a adopté un système fig.
23 )
dont
le principe et le cycle de travail sont les suivants :
a)
Principe
Un tapis (T), monté sur un chariot mobile, effectue
un prélèvement d'environ 300 kg à la chute d'une
bande transporteuse qui permet les chargements
sur wagons et camions.
On fait ensuite débiter ce tapis, et une caisse à
bords parallèles qui coupe le flot de matériaux
transversalement à vitesse constante, permet d'ob
tenir un prélèvement d'environ 50 kg.
C e prélèvement est ensuite analysé.
b) Décomposition du cycle de
travail
1. Le tapis se met en rotation. Il est en position B.
2. Le chariot mobile descend sur des galets de
0,60 m et atteint la position A.
3. Le tapis reçoit alors le flot de matériaux débité
par le transporteur de chargement.
Le tapis continue à tourner de façon à éliminer
la « tête » de son chargement, dirigée vers les
éléments de recyclage grâce au volet en posi
tion 1.
5
Le tapis monte en position B et s'arrête de
tourner.
6
Le volet se met en position 2.
7. Le tapis se remet en rotation à vitesse réduite
et déverse son chargement dans le dispositif de
prélèvement.
101
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8. Le dispositif de prélèvement traverse le flot de
matériaux transversalement à vitesse constante.
9.
Le
tapis s'arrête
de
tourner quand
le
dispositif
de prélèvement
a
traversé
le
flot
de
matériaux.
10. Le volet se remet enposition 1.
11 .
Le tapis se vide complètement, sa rotation
s'ar
rête, le
cycle
est
terminé.
Nous n'avons pas encore eu l'occasion d'étudier
l'efficacité de ce système.
Une autre carrière
a
adopté
un
système
qui
consiste
à faire passer, sous
les
différents doseurs,
une
boîte
métallique. Cette boîte
est
transportée
par le
tapis
collecteur
à
vitesse constante.
Un
système permet
sa récupération
en
aval
des
doseurs ( f i g . 24 .
Un tel système semble avoir donné satisfaction à un
laboratoire régional qui faisait le contrôle d'une four
niture.
D'autres procédés
ont été
imaginés
ou
sont
en
cours
de
fabrication. Nous estimons
ce
point fonda
mental. L'étude correcte
de la
dispersion passe
par
un procéd é
correct de
prélèvement
en marche.
ESSAI
DE
FORME
L'essai
de
forme utilisé
est
l'essai
de
forme
dit
«grille-tamis».
Cet
essai consiste
à
cribler
le
maté
riau
à
analyser
sur une
série
de
tamis
et à
passer
ensuite chacune
des
fractions retenues
sur une
série
de
grilles d'écartement décroissant suivant
la
série Renard (voir exemple f i g . 25 .
Volet orie ntabl e Disposit if de prélève ment
Largeur:environ 45cm
Position
de
pr é l è v e m e n t
et lin de
c y c l e
\
Déplac ement t ransversa l
~
: v
Posit ion der e m p l i s sa ge du transporteur \
rteur déc harg eme nt
Position d#ga r n i s sa ge du
Transporteur
des
recyc lages vers lus in e
de
c r i b l a ge
Fig.
23 Un
appareil
de
prélèvement
en
carrière.
Système derécupérat ion de laboîte
Boite a p r é l è v e m e n t ^
P O S I T I O N DE D E P A R T
e—®
POSITION
DE
R E C U P E R A T I O N
Fig. 24 Un
autre appareil
de
prélèvement
en
carrière.
AN AL YSE 6RAN U L 0M E T R I QU E
SUIVANT L 'EPAISSEUR
Fig. 25 Essai de forme.
Le poids de l'éprouvette d'essai estégal à celui sur
lequel esthabituellement effectuée l'analyse granu-
lométrique.
Ce classement, suivant
la
grosseur
et
l'épaisseur,
permet de déterminer des classes de matériaux.
Pour chacune
de ces
classes
de
matériaux,
on dé
termine
un
coefficient
de
forme
f
égal
à :
f = 100 —
e
3
(v : volume moyen d'ungravillon de cette classe,
déterminé
par
pesée
et
comptage,
e :
épaisseur
moyenne
de ce
gravillon).
102
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Le « double tamisage » permet également de déter
miner
le
pourcentage
en
poids
de
gravillons conte
nus dans chacune
des
classes
de
matériaux.
On peut alors calculer un coefficient de forme
moyen :
p log l O O - ^ - )
G
=
£
Pi
ESSAI LOS ANGELES
Nous rappelons que l'essai Los Angeles permet de
déterminer une résistance à l'abrasion. L'essai
consiste à introduire des gravillons ayant une cer
taine granularité dans un tambour contenant une
certaine charge en boulets d'acier. Le tambour
tourne pendant 500 tours.
A la fin de l'essai, le matériau est enlevé de la
machine et onrecueille la fraction retenue au tamis
de
1,6 mm. Le
coefficient d'usure
est
exprimé
par
la perte de poids relative de l'échantillon, après
élimination
de la
fraction
0/1,6 mm.
RELATION ENTRE
LE
CO EFFICIE NT D'USURE
LOS ANGELES
ET LA
FORME
DES
GRAVILLONS
Afin de pouvoir comparer le coefficient d'usure Los
Angeles de matériaux primaires contenant un fort
pourcentage de «plaquettes » et de matériaux plus
élaborés, nous avons établi pour différents maté
riaux une relation entre le coefficient d'usure Los
Angeles et la forme des gravillons soumis à l'essai.
De façon à avoir des granulats ayant un coefficient
de forme G différent et pouvant varier de 1,87 à
3,82, nous
les
avons recomposés
à
partir
des
frac
tions obtenues par double tamisage.
Nous indiquons dans le tableau 1 la nature géo
logique des matériaux sur lesquels ont porté les
essais et le nombre d'essais effectués pour cha
cune des séries Los Angeles.
TABLEAU 1
Nombre Nombre
de Los Angeles de Los Angeles
Nature géologique Série B Série C
des matériaux
effectués effectués
(fraction (fraction
10/20 mm •) 5/10 mm •)
Microdiorite 9 20
Brèche volcanique 20 16
Calcaire
14 12
Les figures 26 à 20 représentent la forme de quel
ques nuages de points obtenus.
Nous avons déterminé le meilleur ajustement linéaire
obtenu
par la
méthode
de la
droite
des
moindres
carrés entre le couple des valeurs « coefficient
d'usure Los Angeles - coefficient de forme ».
Nous avons alors obtenu les équations indiquées
dans
le
tableau
2, où le
coefficient d'usure
Los
Angeles est y et
x
le coefficient global de forme.
TABLEAU 2
Nature des matériaux
Equations
Microdiorite
Los Angeles, série
B
y
=
8,54 — 6,42
Brèche volcanique
Los Angeles, série
B
y =
9,04 x —
6,00
Calcaire
Los Angeles, série
B
y =
10,21 x +
10,50
Microdiorite
Los Angeles, série
C
y =
5,89 x + 0,14
Brèche volcanique
Los Angeles, série C
y =
4,75
x +
3,98
Calcaire
Los Angeles, série
C
y =
4,99 x + 21,81
Le calcul nous a montré que, dans tous les cas,
nous étions obligés
de
rejeter l'hypothèse
d'un
coef
ficient de régression nul, donc que le résultat de
l'essai Los Angeles dépendait de la forme globale
du matériau.
Les équations obtenues semblent montrer d'autre
part que :
Les pentes des droites obtenues d épend ent de
la
granularité
du
matériau
soumis à
l essai
Los An
geles mais d épend ent peu de la nature des maté-
riaux soumis à l essai.
• Le coefficient d'usure donné par l'essai Los An
geles, série B, serait plus sensible à la forme du
granulat soumis à cetessai que le coefficient d'usure
donné
par l'essai Los
Angeles, série
C.
L ELIMINATION APRES LE DEBITEUR PRIMAIRE
PROBLEME POSE
La question posée était la suivante :
L'élimination
de la
fraction
O/d d'un
matériau
O/D
(D
> d)
issu
du
débiteur primaire améliore-t-elle
la
propreté et réduit-elle la friabilité des différents
matériaux fabriqués par l'installation, etdans quelle
proportion ?
103
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1 0
1 0
Fig.
28
3
Forme
3
Forme
Fig. 29
104
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CONSTATATIONS FAITES
C onstatations visuelles
L'élimination après le débiteur primaire ne se fait
pas systématiquement. Elle dépend des fronts de
taille exploités, de leur hétérogénéité et de leur pro
preté.
Le carrier fait varier la dimension d du O/d é liminé
suivant la saison et plus particulièrement suivant
l'humidité du produit d'alimentation primaire, cela
parce que non seulement la gangue argileuse
humide enrobe des matériaux plus gros, mais aussi
parce que la sélectivité des étages du « crible d'éli
mination primaire » est plus faible dans ce cas.
Nous avons constaté par exemple que si une car
rière se limite à éliminer du 0/20 l'été, elle peut aller
jusqu'à 0/40
l'hiver.
Nous relatons ci-dessous une expérience en vraie
grandeur, réalisée pour nous faire une opinion sur
le caractère bénéfique de l'élimination ainsi effec
tuée.
Expérimentation en vraie grandeur
A . — P r i n c i p e d e l éu d e
L'installation primaire de la carrière sur laquelle
nous avons réalisé une expérimentation en vraie
grandeur était conçue de la manière suivante :
Les matériaux qui sortaient du concasseur primaire
étaient séparés en deux fractions (0/100 et
100/300 mm) à
l'aide
d'une grille fixe. Le matériau
0/100 mm passait sur un crible C hauvin R oi ON 3
et donnait les quatre fractions suivantes : 60/100 -
40/60 - 20/40 - 0/20
( f i g . 30).
Les éléments supérieurs à 100 mm étaient introduits
directement dans un concasseur giratoire Symons
5'1/2 qui le transformait en 0/80 secondaire.
La fraction 40/100 était introduite dans un concas
seur giratoire Symons de 4' et donnait un 0/60
secondaire.
La fraction 20/40 pouvait être éliminée ou déversée
sur un convoyeur au-delà des concasseurs secon
daires.
La fraction 0/20 était systématiquement éliminée.
Nous avons déterminé par un triage manuel, à deux
reprises, le concasseur primaire étant alimenté par
le mélange de matériaux de bonne et de mauvaise
qualité, le pourcentage de ces matériaux obtenus
dans les fractions supérieures à 5 mm du :
— 0/80 issu du concasseur 5'1/2,
— 0/60 issu du concasseur 4',
— 20/40 donné par le crible d'écrétage,
— 0/20 éliminé.
^ Concasseur primaire
Trémie 0/20
Pour réaliser ces expérimentations, deux types de
roches de qualités géotechniques très différentes et
facilement identifiables à
l'œil
ont été utilisées.
La première roche était une brèche volcanique de
couleur bleue (bon matériau).
La seconde était une roche de découverte très
friable (cinérite) de couleur blanche, mise à la
décharge (mauvais matériau).
Les caractéristiques géotechniques de ces matériaux
étaient celles indiquées dans le tableau 3.
TABLEAU 3
Matériaux
Brèche
C inérite
C oefficient d'usure
Los Angeles 12 40
Deval sec
25
5
non
Deval humide
20
déterminé
B .
—
T r a v a i l
e f f e c t ué
Lors de la première expérimentation, les opérations
suivantes ont été effectuées :
— C hargements simultanés sur un camion d'un
poids p1 de bons matériaux et d'un poids p2 de
mauvais matériaux.
105
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— Déversement de ce camion dans l'alimentateur
du concasseur primaire préalablement vidé et net
toyé.
— Concas sage de l'ensemble des matériaux sans
interruption.
— Récupération du 0/80 (3 940 kg) secondaire issu
du 100/300 primaire. Nous avons, à l'aide de la car
rière, recueilli la totalité du 0/80.
— Prélèvement du 0/20 (100 kg) éliminé. Rappelons
que cette fraction était emmenée jusqu'à une trémie
à l'aide d'un tapis facilement accessible. Nous avons
fait quatre prélèvements, au cours de l'opération,
pour déterminer la charge moyenne au mètre linéaire
du tapis et mesurer le temps durant lequel il a été
chargé pour déterminer la quantité de 0/20 produit.
Les échantillons prélevés pour mesurer la charge du
tapis au mètre linéaire ont été conservés et jugés
représentatifs du 0/20.
— Prélèvement du 20/40 (740 kg). Nous avons effec
tué les mêmes opérations que lors du prélèvement
du 0/20 éliminé.
— Récupération du 0/60 (380 kg) secondaire donné
par le concassage du 40/100 primaire. Nous avons
effectué les mêmes opérations que lors du prélève
ment du 0/80 secondaire.
Notons qu'en marche normale des installations, le
0/80 et le 0/60 secondaires sont mélangés sur un
tapis. Pour les besoins de l'expérience, nous avons
fait fonctionner les concasseurs secondaires 5'1/2
et 4' l'un après
l'autre
:
— Echantillonnage du 0/20 éliminé.
— Echantillonnage du 20/40 primaire.
— Quartage de la totalité du 0/80 secondaire.
— Quartage du 0/60 secondaire.
— Tamisage du 0/80 - 0/60 - 20/40 - 0/20.
— Détermination, par triage à vue, du pourcentage
de bon et de mauvais matériaux contenus dans les
éléments > 5 mm de chaque fraction obtenue, après
tamisage de contrôle des coupures sus-nommées.
— Détermination de la valeur de l'essai d'équivalent
sur le 0/5 du 0/80, du 0/60 et du 0/20.
— Détermination de la teneur en eau des fractions
sus-nommées.
Lors de la seconde expérimentation, les opérations
effectuées ont été identiques à celles qui ont été
faites lors de la première expérimentation. Toutefois,
nous n'avons pas déterminé le pourcentage de bons
et de mauvais matériaux contenus dans le mélange
introduit. Seul le pourcentage de bon et de mau
vais matériaux contenus dans le 5/80, le 5/60, le
20/40 et le 5/20, et la valeur des essais d'équivalent
de sable, nous intéressaient à titre de comparaison
avec la première expérimentation. Cinq caisses de
chacune des différentes fractions (0/80, 0/60, 20/40,
0/20) ont été prélevées. Le poids des prises, qui
était égal à environ 250 kg, fut ramené à 30 kg par
quartage ou échantillonnage. Ces 30 kg, jugés repré
sentatifs de la fraction considérée, ont été ensuite
analysés.
TABLEAU 4
Indices
1
2
3
4 5
Ali-
men-
ta-
tion
0/80
secon
daire
0/60
secon
daire
20/40
pri
maire
0/20
pri
maire
PREMIE
RE EXF ERIMEI*
vITATIOr l
Pourcentage de bon
matériau de la frac
tion supérieure à
5 mm
57,1
74,5
64 42,5
38,5
Pourcentage de
mauvais matériau de
la fraction supé
rieure à 5 mm 42,9 25,5 36
57,5
61,5
Equivalent de sable
du 0/5 45 31 20
Teneur en eau (%) 0,9
1,1
2,5
4,5
Pourcentage en
poids des fractions
rapporté à l'alimen
tation
66
6
12
16
Pourcentage de sa
ble de chacune des
fractions, rapporté
au poids de maté
riaux mis dans le
concasseur (% to
tal produit : 32,6)
10,5
12,5 0,8
8,8
DEUXIEME EXPERIMENTATION
Pourcentage de bon
matériau
non
éva
luée
56,5 53,0 20,0
18,6
Pourcentage de
mauvais matériau
d°
43,5
47,0 80,0 81,4
Equivalent de sable
du 0/5
d°
39 39 22
Teneur en eau (%)
1,2 1,3
1,4
C . — Réu l t a t s d e s mesur es
Les résultats généraux sont indiqués dans le
tableau 4 où figurent :
— le pourcentage global de bon et mauvais maté
riaux contenus dans le mélange Introduit et les
éléments supérieurs à 5 mm des fractions 0/20, 0/60
et 0/80,
— les équivalents de sable des sables de ces frac
tions,
— les teneurs en eau,
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— le pourcentage en poids de l'alimentation de cha
cune des fractions dans le cas de la première expé
rimentation.
Les f i g u r e s 31
à
34 montrent, par exemple, comment
se distribue le pourcentage des bons matériaux dans
chacune des fractions obtenues lors du tamisage de
contrôle du 0/20 éliminé, du 20/40 de la première
expérimentation, du 0/60 et du 0/80 de la seconde
expérimentation.
7
20 16 125 10 8 63 5
Dime nsio ns des tamis en mm.
Fig.
31 - Courbe granulométrique du 0/20
V
e
expérimentation).
D i m e n s i on s de s t a m i s e n m m .
Fig.
33 - Courbe granulométrique du 0/60
(2
e
expérimentation).
— C o n s t a t a t i o n s
En affectant les indices 2, 3, 4 et 5, respectivement
aux matériaux 0/80, 0/60, 20/40 et 0/20, en appelant
p le pourcentage de bon matériau, S le résultat de
l'essai
d'équivalent de sable, W la teneur en eau,
nous constatons les inégalités suivantes lors des
deux expérimentations :
P
2
> P
3
> > P
5
S 2 ^ S
3
> S
5
w
2
< w
3
< w
4
7 .
40 31,5 2 5 20 16 12,5 10 8 6,3 5
Dimensions des tamis en mm
Fig.
32 - Courbe granulométrique du 20/40
(1
r e
expérimentation).
•.
D i m e n s i on s de s t a m i s e n m m
Fig.
34 - Courbe granulométrique du 0/80
(2
e
expérimentation).
1
07
7/23/2019 BLPC 35 pp 89-120 Maldonado.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/blpc-35-pp-89-120-maldonadopdf 20/32
Les
f i g u r e s
33
et
34 montrent d'autre part que le
concassage secondaire à l'aide de giratoires peut
avoir une influence dans le raffinage des matériaux.
En effet, on constate que les fractions granulomé-
triques les plus fines du 0/60 et du 0/80 secondaires
contiennent un pourcentage plus élevé de mauvais
matériaux que les fractions constituées par les plus
gros gravillons.
CONCLUS ION
Les résultats obtenus ci-dessus permettent d'affirmer
que lorsqu'on introduit des matériaux sales, et pré
sentant une certaine hétérogénéité, dans un concas-
seur primaire, le fait d'éliminer à la sortie les élé
ments les plus fins (0/20 et même parfois 0/40)
améliore la qualité des produits restants quant à la
propreté et au pourcentage des grains friables.
Dans l'expérience faite, les matériaux choisis étaient
extrêmes en qualité. L'élimination des matériaux
tendres n'a pas été totale, loin de là. Le calcul
montre que dans la première opération l'élimination
du 0/20 conduit à réduire de 42,9 à 33 % le pour
centage des mauvais matériaux dans la partie res
tante. Ce pourcentage se réduit à 30 % si on
élimine aussi le 20/40 ce qui serait encore inaccep
table.
Il n'est pas dit que, dans un cas plus proche de la
réalité, les mêmes réductions seraient conservées
mais il est logique de penser qu'au moins elles
existent et qu'il est donc vivement souhaitable que
l'élimination soit pratiquée.
L'amélioration de la propreté est aussi très nette et
autorise à dire qu'il ne faut jamais accepter dans
une fourniture de qualité des sables primaires, sauf
dans le cas d'une carrière dont la roche présente
des qualités exceptionnelles de régularité et de pro
preté.
La remarque concernant la plus grande proportion
de mauvais éléments contenus dans les parties fines
des 0/60 et 0/80 secondaires va dans le sens de
l'idée que les granulats d/D renferment de moins
en moins d'éléments friables au fur et à mesure des
concassages et que la qualité des sables issus de
ces concassages progresse aussi dans le même
sens.
Il faut cependant ajouter que ce raffinage ne résout
pas entièrement le problème de l'élimination des
matériaux trop tendres.
L'AMELIORATION PAR LES CONCASSAGES
SUCCESSIFS DE LA DURETE ET DE LA
PROPRETE DES PRODUITS FABRIQUES
PROBLEME POSE
Existe-t-il une différence entre la dureté et la pro
preté Los Angeles des matériaux éliminés après le
concassage primaire et celles des matériaux obtenus
après un troisième concassage ?
EXPERIMENTATION EFFECTUEE SUR LA DURETE
A.
—
Rappel
Nous avons indiqué, dans un paragraphe précédent,
la relation trouvée entre le coefficient d'usure Los
Angeles et la forme des gravillons.
Nous avons comparé, à l'aide de cette relation, le
coefficient d'usure Los Angeles des gravillons élimi
nés après le débiteur et les gravillons tertiaires
donnés par une carrière.
Rappelons que, sur cette carrière, les relations entre
les coefficients de forme et les coefficients d'usure
Los Angeles étaient les suivantes :
y
B
= 8,54
x
— 6,42
y
c
= 5,89
x
+ 0,14
x
étant le coefficient de forme, G y
B
et y
c
respec
tivement les coefficients d'usure obtenus en faisant
un essai Los Angeles série B et série C.
L.A
2
1 5
1
» 1
1
0
y
E s s a i L o s A n g e l e s S e r i e B
S
•
0
Zon« sup tntur *
Ay
0
0
n
0
S / /
Z one i n f é r i e u r *
VA
s
< > / /
0 Ma t é r i a u x • l i m i n t s
• M a tc r ii ux
1»
r t i • i res
2.5
3 &
F i g .
35 - C o m p a r a i s o n d e c o e f f i c i e n t
d u s u r e
de matériaux
p r i m a i r e s
é l i m i né s e t t e r t i a i r e s .
108
7/23/2019 BLPC 35 pp 89-120 Maldonado.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/blpc-35-pp-89-120-maldonadopdf 21/32
B .
—
T r a v a i l
e f f e c t ué
Nous avons fait
les
prélèvements
:
— à la chute des tapis qui alimentent les différents
stocks de gravillons tertiaires,
— à la sortie des trémies de stockage des maté
riaux éliminés après le primaire (0/40).
Les prélèvements de 50 kg étaient effectués une à
deux fois
par
jour.
Nous avons ensuite :
— préparé
les
échantillons
à
soumettre
aux
essais
Los Angeles,
— déterminé le coefficient global de forme modifié
G
de ces
échantillons,
— effectué les essais Los Angeles,
— déterminé
les
pourcentages d'usure donnés
par
ces essais.
C. —
P r ée n t a t i o n
des
réu l t a t s
Sur la
f i g u r e
35, nous avons représenté les points
ayant pour coordonnées
la
valeur
du
coefficient
d'usure donné
par l'essai Los
Angeles
et la
valeur
du coefficient global de forme modifié G des maté
riaux soumis
à cet
essai.
Le nombre
des
valeurs
des
coefficients d'usure don
nés
par les
essais
Los
Angeles effectués
sur les
matériaux éliminés et les matériaux tertiaires dans
les différentes zones,
se
répartit comme l'indique
le
tableau
5.
TABLEAU 5
Matériaux
Zone
supérieure
Zone
moyenne
Zone
inférieure
Ecrêtés
18
0
0
Tertiaires 0
16
2
Dans la zone moyenne se trouvent 95 % de points
expérimentaux
qui
nous
ont
permis d'établir
la
rela
tion
« Los
Angeles Forme
».
MESURE
DE
PROPRETE
DES
SABLES
Des mesures ont montré que, lorsque l'équivalent
de sable des sables primaires pouvait être égal à 30,
celui
des
sables tertiaires pouvait être égal
à 60.
CONCLUSIONS
Les résultats
de ces
essais indiquent
que les
gravil
lons issus
du
concassage tertiaire présentent
un
coefficient d'usure plus faible que des gravillons de
calibre identique provenant
des
matériaux éliminés
(0/40),
ceci
en
tenant compte
de la
forme
qui a,
comme nous l'avons indiqué, une influence sur le
coefficient d'usure
des
granulats
de
calibre
et de
natures Identiques.
C ela montre que les granulats se sont affinés à la
suite
des
concassages secondaire
et
tertiaire,
qui
ont conduit
à
éliminer
à
deux nouvelles reprises
les
éléments les plus friables, par autoconcassage dans
les appareils du type giratoire, les éléments les plus
friables devenant
les
principaux constituants
du
sable.
La conclusion à entirer est que la qualité de résis
tance à l'abrasion d'un granulat, traduite par le
coefficient d'usure Los Angeles, estd'autant meil
leure
que ce
granulat
est
issu
de
plus nombreux
étages de concassage.
On peut dire aussi
que la qualité des sables, expri
mée envaleur d'équivalent de sable, s'améliore très
sensiblement au fur et à mesure des étapes de
l'affinage.
BROYAGE
PROBLEME POSE
L'accroissement de l'utilisation des enrobés oblige
les carrières à fournir de plus en plus de grandes
quantités
de
sable, riche
en
filler
de
bonne qualité,
le pourcentage
de
filler devant être régulier.
Deux cas peuvent se produire :
1. La carrière traite unmatériau dont la nature géo
logique permet d'obtenir
par
concassage-criblage
un
sable 0/2contenant plus de 20 % de filler. Dans ce
cas, rares sont les carrières qui sont équipées à
l'aide de
broyeurs
à
barres.
Lorsqu'elles sont équipées,
le
broyeur sert surtout
à
transformer les gravillons peu marchands comme le
2/4 et le 14/20 et les sables produits sont directe
ment envoyés dans
la
chaîne
de
criblage tertiaire.
Le broyeur est donc utilisé comme un concasseur
ordinaire dans la chaîne de fabrication.
2. La carrière traite unmatériau dont la nature géo
logique
ne
permet
pas
l'obtention
d'un
sable
0/2
ayant 20 '% de filler. Les carrières peuvent essayer
de pallier cet inconvénient en produisant un sable
O/D
(D < 2 mm)
mais
ce
procédé
se
heurte
à
deux
limites,
la
première imposée
par le
criblage indus
triel, l'autre imposée par les Spécifications du fasci
cule
23 du
Cahier
des
Prescriptions C ommunes
(C.P.C.) (passant
à 2 mm du 2/4
devant être infé
rieur à 15 %).
Dans
ce cas, les
carrières produiront
un
sable
O/D
(D < 2 mm) à
l'aide
de broyeurs, soit en transfor
mant ungravillon d/D quelconque, soit en enrichis
sant unsable 0/3 par exemple.
1 9
7/23/2019 BLPC 35 pp 89-120 Maldonado.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/blpc-35-pp-89-120-maldonadopdf 22/32
Le sable obtenu ne doit pas être stocké dans la
même trémie que le sable obtenu par concassage-
criblage, leurs caractéristiques étant différentes.
Nous nous sommes attachés à déterminer quelle
pouvait être l'influence de la charge en barres sur
la régularité granulométrique des sables broyés, la
granulométrie et le débit de l'alimentation d'un
broyeur.
CONSTATATIONS EFFECTUEES
Sables obtenus par criblage à 2 mm d'un O/D donné
par un broyeur à barres
Une expérimentation nous a permis de déterminer
quelle pouvait être l'influence de certains facteurs
sur la granularité d'un sable obtenu à partir du cri
blage d'un O/D obtenu par broyage (D > 2 mm).
Cette expérimentation a consisté à faire varier le
débit d'alimentation et la charge en barres d'un
broyeur alimenté par un 6,3/14 mm.
Nous avons rassemblé dans le tableau 6 les résul
tats de quelques mesures (moyenne des analyses
granulométrlques effectuées sur dix prélèvements).
TABLEAU 6
Cas
Débit
G ranulométrie de
l'alimentation
Pourcen
tage de
filler
dans
le sable
Charge
en
barres
Cas
Débit
Tamisât
à 24 mm
(%)
Tamisât
à 6,3 mm
(%)
Pourcen
tage de
filler
dans
le sable
Charge
en
barres
1 12 t/h
87,9
7,6
23,4
10 t
2 12 t/h 86,2 9,5 23,0 11 t
3 15 t/h 75,8 8,7 23,4
10 t
4 15 t/h 86,6 8,3 23,2 11 t
5 15,5 t/h 86,1
9,3
21,6 8 t
6 15 t/h 76,3 22,8 28,4 6 t
7 18,5 t/h 82,2 11 ,2 22,2
9 t
8 18,5 t/h 82,6 19,3 24,4 8 t
Nous constatons en comparant :
— les cas 1 et 2, que lorsque la charge broyante
croit de 10 %, le pourcentage de filler du sable
reste constant,
— les cas 1 et 3, et 2 et 4, que lorsque le débit
croit de 25 '%, le pourcentage de filler reste prati
quement constant,
— les cas 2 et 7, que lorsque le débit croît de
50 % et la charge en barre diminue de 18 %, le
pourcentage de filler moyen dans le sable reste
constant,
— les cas 5 et 6, 7 et 8, qu'une variation de la
110
granulométrie de l'alimentation peut avoir beaucoup
d'importance sur ce pourcentage de filler.
Enrichissement en filler d'un sable de concassage
Nous indiquerons à titre d'exemple dans le tableau 7,
la moyenne des résultats des 12 analyses granulo-
métriques effectuées sur l'alimentation et le produit
broyé d'un broyeur (1,6 x 3 m) alimenté avec un
sable 0/2,5 de concassage (x est la moyenne des
résultats, S l'écart-type).
TABLEAU 7
Granulométrie de
l'alimentation
G ranulométrie du
produit broyé
Tamisât
à 80 (i
Tami
sât à
1 mm
Tamisât
à 80 l
Tami
sât à
1 mm
Débit
(%)
S
(%)
n
(%)
n
(%)
S
(%)
(%)
11,1
8,3
3,16
1,79
64,4
49.2
21,7
41,5
3,12
4,00
87,5
99,9
15 t/h
4 t/h
On constate que l'on peut faire varier le pourcen
tage de filler du sable en faisant varier le débit
d'alimentation, et que la dispersion du tamisât à 80 ^
est importante (l'écart-type des tamisats peut être
supérieur à 3 % ; pour cette valeur, 95 % des résul
tats seront compris entre plus ou moins 6 % autour
de la moyenne).
Fabrication d'un sable riche en filler à partir du
concassage d'un gravillon d/D
Nous donnons dans le tableau 8 le résultat d'ana
lyses granulométriques (moyenne et écart-type des
mesures), effectuées sur l'alimentation et le produit
broyé donné par un broyeur (1,60 x 3,00 m) alimenté
avec un 6,3/10.
Nous constatons que les variations du débit d'ali
mentation sont de
l'ordre
de 15 % et que l'écart-
type des tamisats à 80 /x est inférieur à 2 %.
Rappelons que le poids de la prise était égal à
environ 2 kg et celui de l'éprouvette d'essai de 1 kg
environ.
Au vu des résultats obtenus dans les trois expé
riences ci-dessus, nous pensons que pour obtenir un
sable broyé de granularité constante :
* Il est souhaitable que le broyeur soit alimenté
avec un granulat d/D de préférence à un granulat
7/23/2019 BLPC 35 pp 89-120 Maldonado.pdf
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TABLEAU 8
Nombre
de prélèvements
7 12
10
Débit 6 t/h 5,3 t/h
4,9 t/h
Tamis
(en
mm •)
moyenne
écart-type moyenne
écart-type
moyenne
écart-type
m
a
o
10
8
6,3
5
4
3,15
2,5
95,7
67,9
37,7
9,4
2,8
1,6
1,3
1,5
6,1
6,9
3,2
1,5
0,6
0,5
93,7
63,3
34,9
11,6
2,5
1,0
0,8
1,6
4,4
4,0
2,6
0,7
0,4
0,4
92,0
64,0
39,9
15,0
3,9
1,3
1,1
2,0
3,4
3,2
2,2
0,7
0,3
0,3
S
e
b
o
3,15
2
1
0,63
0,315
0,16
0,080
98,3
88,4
61,8
47,3
33,3
23,4
17,0
1,0
3,3
4,0
3,5
2,8
2,3
1,8
99,5
92,9
65,9
49,0
33,0
22,6
16,3
0,02
1,0
1,6
1,5
1,2
1,2
1,0
99,9
97,2
75,5
59,0
40,2
27,5
19,3
0,02
0,5
2,5
2,2
2,4
2,3
1,8
O/D. Dans le second cas, on a enregistré en effet
de fortes dispersions dans les tamisats à 80
p
du
produit broyé, dues d'ailleurs
en
grande partie sans
doute
à la
dispersion
du
produit d'alimentation
lui-
même.
• Dans l'hypothèse d'une alimentation homogène en
matériau d/D, une variation du débit d'alimentation
et de la charge en barres de l'ordre de 15 % na
pas d'influence sensible sur la régularité du filler
contenu dans le sable.
L'EFFICACITE DE CRIBLAGE OU SELECTIVITE
RAPPEL DE QUE LQUE S DEFINITIONS
SUR L'EFFICACITE
Il existe ungrand nombre de définitions de l'effica
cité
de
criblage. Nous préférons
la
suivante, directe
ment
en
relation avec
les
spéc ifications imposées
par
le
fascicule
23.
• Il est nécessaire, pour obtenir un produit broyé
homogène, que le matériau introduit dans le broyeur
présente une granularité constante. Le
carrier
qui
envoie successivement
au
broyeur
des
fractions
différentes ne doit pas s'attendre à recueillir à la
sortie des produits aptes à fournir, après criblage,
des sables à filler constant s'il n'a pas pris soin au
préalable de définir undébit d'alimentation pour cha
cune de ces fractions.
Nous pensons que les carrières utilisant des
broyeurs devraient être facilement
en
mesure
de
fournir
des
sables dont
le
coefficient
de
variation
(rapport
de
l'écart-type
sur la
moyenne)
du
tamisât
à 80
soit de l'ordre de 10 %, le poids de la prise
et de l'éprouvette d'essai étant respectivement de
2 kg et de 1 kg environ.
En prenant de grandes précautions pour assurer la
constance de l'alimentation, il est même possible
d'arriver à des coefficients de variations de 2,5 %
(nous enconnaissons des exemples).
C o u r b e B f f àm i S M t s cumules)
C o u r b e Â
(r efus cumul es)
à
D i m e n s i o n d é c r o i s s a n t e
d e s g r a v i l l o n s
Fig.
36 - Détermination de l'efficacité de criblage.
111
7/23/2019 BLPC 35 pp 89-120 Maldonado.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/blpc-35-pp-89-120-maldonadopdf 24/32
Soit un ensemble E constitué par un granulat O /D .
A l'aide d'un classificateur quelconque, il est pos
sible de séparer cet ensemble E en deux sous-
ensembles A et B tels que la majorité des gros
gravillons se trouve dans l'ensemble A et la majorité
des petits se trouve en B. Les deux ensembles A
et B ont un ensemble commun C parce qu'il existe
toujours un certain nombre de grains déclassés.
Traçons, sur un même graphique, la courbe granu
lométrique en tamisât cumulé des granulats de l'en
semble B et la courbe granulométrique en refus
cumulés des granulats de l'ensemble A ( f i g . 36).
P a r définition, d'après E.I. Ivers (1930), le point P
commun à ces deux courbes définit la dimension de
séparation (sur l'échelle des grosseurs) et l'effica
cité ou pouvoir séparateur (sur l'échelle des pour
centages).
Pratiquement donc, l a d i m e n s i o n d e séa r a t i o n d est
telle que dans le lot A, le pourcentage de granulats
de grosseur inférieure à d est égal au pourcentage
de granulats de grosseur supérieure à d dans le
lot B.
La sélectivité dépend de nombreux facteurs et peut
varier :
a) E n f o n c t i o n d e l a d i m en s i o n d e l a m a i l l e d e c r i
blage
L'efficacité n'est pas constante suivant la maille ;
plus la maille est fine, plus l'efficacité est faible
(influence plus grande du colmatage, de la diminu
tion du pourcentage de vide de la toile). Les f i g u r e s
100
«o
«0
70
60
50
«0
30
20
0
0
1̂00
La sphèe tombe
1.10 ou 100 fo i s nor .
mate rnen t sur l a
mai l le
0 0,1 0,2 0,3 0> 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
a) Le diamètre du fil est égal à l'o uverture de la mai ll e
100
90
60
70
60
so
¿0
30
20
I 0
0
\
\100
1
,10
En absc i s seses t por te
d
0 Ql 0,2 0,3 0.4 0,
b) L e dia mètre du fil
5 0,6 0,7 0,1 0,9 1
est égal au quart d'ouverture de la mai II e
r
y\
/
. \ \ . i
s
f
•*
/
A
/
/
/
j
r
A
f
4
(
Fig. 38 - Probabilité de passage d'une sphère de diamètre d
à travers une toile de crible à maille carrée d'ouverture L.
37 et 38 indiquent le pourcentage de vide en fonc
tion du diamètre des fils.
b )
E n f o n c t i o n d e l a l o n g u e u r d u c r i b l e
Si, sur la
f i g u r e
30 , le carré en trait plein repré
sente l'ouverture de la maille d'un tamis de côté L
et le cercle, le diamètre d d'une sphère, la proba
bilité de passage de cette sphère, sans toucher aux
parois, est égale au rapport de la surface du carré
en pointillé de côté (L — d) à celle du carré en trait
plein,
soit :
_ L - d )
5
Mailles en millimètres
Fig.
37 - Pourcentage de vide des toiles à mailles carrées.
On voit donc facilement qu'il faut en moyenne 45
impacts à une bille de 8,5 mm pour passer dans un
carré de 10 mm et qu'il faut 100 impacts, soit plus
12
7/23/2019 BLPC 35 pp 89-120 Maldonado.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/blpc-35-pp-89-120-maldonadopdf 25/32
,1
du double pour faire passer une bille de 9 mm dans
la même maille de 10 mm.
Il se déduit de la formule précédente que, pour une
bille dont le diamètre est très légèrement inférieur à
la dimension de la maille de criblage, le nombre
d'impacts devient infini, ou ce qui revient à dire que
le temps de criblage ou la longueur du crible doi
vent être infinis pour que le criblage soit parfait.
p
d
L
mm mm
0,64 2
10
0,36 4
10
0,16 6 10
0,04 8 10
Rg. 39 - Probabilité de pass age d'une sphère dans une
ouverture carrée.
90
c
lu 70 —
60
A : L on gu e ur du c ri bl e : 2,5 0 m
B:
L on gu eu r du c ri bl e 1 , 60 m
C : L on gu e u r du c r i b l e
;
0,90 m
50
100
A l i m e n t a t i o n t / h
150
Fig.
40 - E fficacité en fonction de la longueur du c rible.
i oo
»o
A 5 5 V . de gr a i n s d i f f i c i l e s
B : 1 8 7 . d e g r a i n s d i f f i c i l e s
50
100 150
A l i m e n t a t i o n t / h
Fig.
41 - E fficacité en fonction du pourcentage de
« grains difficiles ».
Nous trouvons dans le « Handbook of minerai dres -
slng » (Taggart) des courbes d'efficacité en fonc tion
de la longueur du crible ( f i g .
40).
c ) V a r i a t i o n
en f o n c t i o n d u p o u r c e n t a g e d e « g r a i n s
d i f f i c i l e s
»
contenus
d a n s l a l i m e n t a t i o n
Les Américains attachent une grande importance,
pour la qualité du criblage, au pourcentage de
« grains difficiles » dans le produit à cribler.
A.D. Sinden considère que leur dimension D est
comprise entre 0,75 L et 1,5 L pour une ouverture
de maille de criblage L.
L'efficacité de criblage est d'autant plus faible que
le pourcentage des grains difficiles contenus dans
l'alimentation est important.
Nous relevons dans le « Handbook of minerai dres-
sing » un graphique qui donne des variations de
l'efficacité en fonction du pourcentage de grains
difficiles contenus dans l'alimentation ( f i g .
41).
d)
V a r i a t i o n
en fo n c t i on d e l h u m i d i t é d u p r o d u i t à
t r a i t e r
L'influence de l'humidité sur le criblage semble être
très importante.
Dans le cas du criblage d'un produit humide, les
forces de capillarité maintiennent les grains collés
entre eux et les retiennent dans les mailles du crible
(particulièrement pour les produits fins). L'efficacité
de criblage est alors diminuée (3 ou 4 % d'humidité
dans les sables sont sûrement un maximum).
e
V a r i a t i o n
e n f o n c t i o n d e l a n g l e d a t t a q u e d e s
g r a i n s
L'influence sur la probabilité de passage d'un grain,
de l'angle sous lequel il tombe sur la toile, a une
grande importance dès que celui-ci s'écarte trop de
la normale.
Cela explique l'augmentation de la sélectivité qui
peut atteindre 4 à 6 % en valeur absolue lorsqu'on
inverse le sens de rotation des balourds d'un crible
tout en l'alimentant avec le même débit.
3
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f)
V a r i a t i o n
en f o n c t i o n d u dé i t d a l i m en t a t i o n d u
c r i b l e
L'efficacité du criblage peut diminuer aussi bien
lorsque le débit d'alimentation devient trop faible ou
trop grand.
Dans le premier cas, les gravillons à cribler font des
bonds très importants sur la toile, ce qui diminue
leur nombre d'impacts.
Dans le second cas, les gravillons se gênent mutuel
lement et une surcharge peut entraîner pour certain
crible des modifications de l'amplitude de vibration.
g ) C o n s t a t a t i o n s gééa l e s
Etant donné le nombre de paramètres pouvant avoir
une influence sur la sélectivité, cette dernière ne
peut se déterminer qu'expérimentalement.
PROBLEME POSE
Le fascicule 23 impose des dimensions d et D aux
gravillons destinés à l'exécution d'enduits superfi
ciels (2 - 4 - 6,3 - 10 - 14 et 16 mm).
La proportion de poids retenus à D et celle de poids
passant à d doivent être inférieures l'une et l'autre
à 15 %, et la somme de ces pourcentages inférieure
à 25 % .
Cette condition impose, d'après la définition donnée
à la sélectivité, une valeur minimale moyenne de
87,5 % pour chacune des coupures effectuées.
Nous pouvons toutefois considérer qu'une efficacité
égale à 89 % détermine un seuil de saturation.
S'étant assuré que la sélectivité de son installation
aux différentes coupures est supérieure à 87,5 %,
le carrier pourra en principe fournir des granulats
répondant à la tolérance du fascicule 23. Il ajustera
la dimension de séparation donnée par son crible
sur la coupure demandée par les Services des Ponts
et C haussées.
Pour faire cet ajustement, il n'existe aucune règle
fixe et le carrier est obligé de procéder par tâton
nements. On constate que, si un crible équipé d'une
toile à maille carrée de côté L donne une dimension
de séparation d, une variation A l de la largeur de
la maille entraîne une variation A d de la dimension
de séparation d à peu près égale à
A l .
Souvent, pour ajuster les dimensions de séparation
sur les coupures demandées par les Services des
Ponts et Chaussées, le carrier effectue un
«mélange» de toiles de différentes dimensions de
mailles. Nous ne pensons pas que ce procédé soit
recommandable, car cela revient à faire un mélange
de plusieurs granulométries et risque d'augmenter
l'importance des « queues de courbes ».
Un tel procédé risque également de compliquer la
tâche du service d'entretien et d'augmenter le risque
d'erreur dans le remplacement des toiles.
Notons que plusieurs fabricants de cribles produi
sent en grande série des toiles de cribles ayant
respectivement pour mailles carrées :
2 - 2,25 - 2,5 - 2,75 - 3 - 3,15 - 4 - 4,50 - 5 - 6 -
7 - 8 - 9 - 9,2 - 10 - 10,4 - 12 - 12,8 - 14 - 15 - 18
et il est possible, avec un délai de 2 à 3 semaines,
d'obtenir des dimensions de maille intermédiaires
variant de 1/10 en 1/10 de mm. Le constructeur de
toile, qui a un canevas fixe, fait pour cela varier le
diamètre des fils.
Le décalage permis entre la coupure demandée par
le Service des P onts et C haussées et la dimension
de séparation est souvent très faible ; il dépend,
bien sûr, comme le montre la
figur 42,
de l'effica
cité de criblage à la coupure cons idérée.
A titre d'exemple, considérons un crible à deux
étages traitant du 0/6,3 mm et donnant du 0/2, du
2/4 et du 4,63 mm (voir f i g . 42).
100V.
C< 4m m 2 mm 0
2 , A d = » < * « * « » - " < »
p •
i -
100
Fig.
42 - Décalage maximal A d admissible entre la coupure
C i
donnée par un crible et la dimension demandée par le
Service des Ponts et C haussées (4 mm).
Supposons :
— que la coupure C
2
à 2 mm donnée par le crible
coïncide avec la coupure demandée par le Service
des Ponts et C haussées et que la sélectivité à cette
coupure soit égale à e
2
,
— que la coupure C
4
à 4 mm donnée par le crible
ne coïncide pas avec la coupure demandée par le
Service des Ponts et C haussées et que e
4
soit
l'efficacité de criblage à cette coupure.
Si A d est égale à la différence entre la coupure C
4
et 4 mm et si on assimile la portion de la courbe
granulométrique du gravillon comprise entre les
points 2, e
2
et C
4
, e
4
à une droite, on obtient l'équa
tion suivante :
2 + A
d
=
2
(e
4
+ e
2
- 100)
p + e
2
— 100
p étant le tamisât à 4 mm du 2/4.
114
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J
L'équation ci-dessus donne le décalage permis Ad
entre la coupure C
4
donnée par le crible et la cou
pure demandée par le Service des Ponts etChaus
sées (4 mm) en fonction de l'efficacité e
4
.
Supposons que p = 87,5 % (pour répondre à la
condition % > D + % < d < 25 %, du fascicule
23) et que e
2
= 90 %, l'équation devient :
et nous pouvons donner le tableau suivant :
Efficac ité e
87,5
89
91 93
95
97
A d
en mm
tamis
0 0,04
0,1
0,14
0,2 0,24
C as courants dans les
grandes carrières
Cas
exceptionnels
Un tel exemple nous montre que les exigences
actuelles
de
l'Administration imposent
de
choisir
les
mailles de criblage au dixième de millimètre.
crible, mais augmente surtout le nombre d'impacts
des gravillons sur la toile et favorise ainsi le pas
sage des « grains difficiles ».
L'inversion du sens de rotation des balourds ne peut
se pratiquer sans crainte que sur uncrible qui
n'est
pas surchargé. Les constructeurs indiquent que l'in
version du sens de rotation des balourds correspond
à une diminution de la pente du crible de 5 à 6°.
Le tableau 12 nous donne l'exemple d'une carrière
(usine III) ayant une très bonne sélectivité (93 %) à
la coupure à 6,3 mm mais qui, mal équipée, ne
répondait pas aux spécifications imposées par le
fascicule 23 (la différence d - s estégale à 1 mm).
Le tableau 13montre que cette même carrière, un
peu plus tard, a pu ajuster à 0,1 mm la dimension
de séparation donnée par ses cribles à la dimension
demandée (6,3 mm).
Les tableaux 14 et 15montrent que l'adjonction d'un
crible permettant l'élimination
des
sables avant
le
criblage du O/D donné par les concasseurs a permis
à
la
sélectivité
de
l'installation
à 4 mm de
passer
de 86 % à 92 %.
Cela
est dû à
l'augmentation
de
la surface criblante pour les grains inférieurs à
4 mm.
CONSTATATIONS
Nous avons déterminé l'efficacité de criblage à la
dimension de séparation de chaque étape de classi
fication de plusieurs usines de criblage que nous
appellerons usines I, II, III et IV.
Nous avons indiqué dans les tableaux 9 à 15 le
résultat de quelques mesures.
Dans ces tableaux sont indiqués :
— la dimension demandée (d),
— la dimension de la maille de criblage (c),
— la dimension de séparation donnée par le crible
(s),
— l'efficacité de criblage,
— le respect des tolérances Ponts et Chaussées,
— le pourcentage de refus à d de la fraction infé
rieure,
— le pourcentage de tamisât à d de la fraction
supérieure,
— la différence (d — s).
Les tableaux 9 et 10 nous montrent que, lorsque
l'on inverse le sens de rotation des balourds d'un
crible équipé pour donner les coupures à 10 mm et
12,5 mm, l'efficacité à 12,5 mmpasse de 77 % à
86 %. Au cours de cette expérimentation, le débit
d'alimentation du crible n'ayant pas changé, nous
attribuons cette augmentation d'efficacité au fait sui
vant : au lieu de favoriser l'écoulement des maté
riaux sur la toile, l'inversion du sens de rotation du
crible freine
les
matériaux, augmente
la
charge
du
CONCLUSIONS
Nous constatons que les carrières doivent ajuster
au mieux la dimension de séparation donnée par les
cribles sur la dimension demandée par le Service
des Ponts et C haussées pour répondre aux spéci
fications imposées par le fascicule 23.
C et ajustement se fait dans la plupart des cas à 2
ou 3dixièmes de mm.
C ette précision
n'est
pas toujours suffisante comme
le montre le tableau 9 où le décalage entre la
dimension de séparation et la coupure demandée
(10 mm), égal à 0,2 mm, entraîne un tamisât à d
dans la classe supérieure, égal à 17,2 %.
Nous avons constaté d'autre part que la durée de
vie
des
toiles
est
très variable. Elle dépend
de
nom
breux paramètres liés à la grosseur, à la nature des
fils,
à la position de la toile dans la chaîne de fabri
cation (les toiles recevant le flot de matériaux sor
tant des concasseurs ont tendance à s'user plus
rapidement que les autres).
Très approximativement, pour une installation impor
tante,
les
toiles
de
cribles
se
changent toutes
les
250 heures de marche. Chacun des cribles est
équipé de trois à six toiles par étage. Autrement dit,
si le nombre total de toiles d'une usine de criblage
des gravillons fins estégal à 25, le service d'entre
tien aura à remplacer environ une toile toutes les
10 heures.
11 faut 15minutes à 1heure pour changer une toile
de crible suivant sa position sur le crible ; cela
dépend bien sûr de son accessibilité.
115
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Dimension demandée
d (mm • )
2,0
4,0 6,3
10,0
12,5
Dimension de criblage
c
2,25
5,0 6,2
12,2
17,0
Dimension de séparation
s
1,7
3,8 6,3 9,8
12,1
TABLEAU 9
Efficacité du criblage (dispersion
autour de la dimension de sépa
ration) 93 %
92 % 89,5 %
87 %
77 %
USINE 1
(sens de rotation du
crible
Respect des tolérances
Ponts "et C haussées non
oui oui
non
non
donnant la coupure
à 10 mm et 12,5 mm normal)
Refus à d de la fraction inférieure 0,8
2,7
11,0
7,8
12,1
Tamisât à d de la fraction supé
rieure
16,7 10,6 10,9
17,2
28,5
1 d - s 1 0,3 0,2
0,0
0,2
0,4
Dimension demandée
d (mm • ) 2,0
4,0 6,3 10,0
12,5
Dimension de criblage
c
2,25 5,0
8,3 12,2
17,0
TABLEAU 10
Dimension de
8
séparation
1,7
3,8 6,4 9,9
12,5
USINE 1
(sens de rotation du crible
donnant la coupure
à 10 et 12,5 mm inversé)
Efficacité du
autour de la
tlon)
criblage (dispersion
dimension de sépara-
92 % 92 %
89 % 89 % 86 %
USINE 1
(sens de rotation du crible
donnant la coupure
à 10 et 12,5 mm inversé)
Respect des tolérances
Ponts et Chaussées
non
oui
oui oui oui
Refus
à d de la fraction
inférieure
1,6
6,2
13,3 8,3
13,7
Tamisât à d
rieure
de la fraction supé-
15,9 9,7 9,8 12,0 13,2
1 à - s 1
0,3 0,2
0,1 0,1 0,0
Dimension demandée
d (mm • )
2,0 4,0
6,3 10,0
14,4
Dimension de criblage
c 2,35 5.0 8,2 12,2 17,0
Dimension de séparation
s
2,1
3,5
6,6
10,4
14,2
Efficacité du criblage (dispersion
autour de la dimension de sépara
tion)
92 %
95 % 93 % 94 % 88 %
TABLEAU 11
USINE II
Respect des tolérances
Ponts et C haussées
oui non
oui oui
non
TABLEAU 11
USINE II
Refus à d de la fraction inférieure
1,5
0,9
13,9
13,2 11,2
Tamisât à d de la fraction supé
rieure
6,2
16,0 4,7
3,9
18,8
1 d - s 1
0,1
0,5 0,3 0,4 0,2
116
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Dimension demandée
d (mm •) 2,0 4,0 6,3 10,0 14,4
Dimension de criblage
c non communiqué
Dimension de séparation
s 2,35 4,10 7,3
10,4 14,1
E fficac ité du criblage (dispersion
autour de la dimension de sépara
tion)
93 % 93 % 93 %
88 %
90 %
Respect des tolérances
Ponts et Chaussées
non oui
non non oui
Refus à d de la fraction inférieure
17,4 8,3 26,0
22,4 7,4
Tamisât à d de la fraction supé
rieure
1,2
5,4 1,7 7,0 11,5
| d - s
j
0,35
0,1
1,0
0,4
0,3
TABLEAU 12
USINE III
(3 au 7 avril 1967)
TABLEAU 13
USINE III
(22 au 26 mai 1967)
Dimension demandée
d (mm •) 2,0 4,0
6,3
10,0
14,4
13 toiles 12 toiles 18 toiles 7 toiles
de de
de de
Dimension de criblage
2,5 mm
5,0
8,0 mm 11 ,0 mm 1,80 mm
c 7 toiles 8 toiles 2 toiles 1 toile
de
de de de
3,0 mm 7,0 mm 12,0 mm 16,0 mm
Dimension de séparation
s 2,2 4,0 6,2 9,4 13,5
Efficacité du criblage (dispersion
autour de la dimension de sépara
tion) 94,5 % 93,0 % 92,0 % 89,0 % 90,0 %
Respect des tolérances
Ponts et C haussées oui oui oui non non
Refus à d de la frac tion inférieure
11,3 6,6
5,7 2,8
3,3
Tamisât à d de la fraction supé
rieure 1,9
7,1
9,3 22,7 20,3
[ d - s 1
0,2 0,0
0,1
0,6
1,3
Dimension demandée
d (mm •)
2,0
4,0
6,3
10,0
14,4
Dimension de criblage
c 3,0 4,5 7,5 12,5 18,0
Dimension de séparation
s
2,2 3,8 6,4
9,8
Efficacité du criblage (dispersion
autour de la dimension de sépara
tion) 94 % 86 % 93,5 % 90,5 %
Respect des tolérances
Ponts et C haussées oui non oui oui
Refus à d de la fraction inférieure
8,0 7,0 6,0
7,5
Tamisât à d de la fraction supé
rieure
1,0 16,0 6,0
10,0
- s j
0,2 0,2
0,1
0,2
TABLEAU 14
USINE IV
(avant
l'installation
du cribleur « désableur »)
1
17
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Dimension demandée
d
(mm •)
2,0 4,0 6,3
10,0
14,4
Dimension
de
criblage
c 3,0
4,5 7,5
12,5
18,0
Dimension deséparation
s
2,2 4,0
6,5
9,8
Efficacité
du
criblage (dispersion
autour
de la
dimension
de
sépara
tion)
92
92
91,5
88,0
Respect destolérances
Ponts
et
Chaussées oui oui oui
oui
Refus
à d de la
fraction inférieure 12,0 8,0
9,0
7,5
Tamisât
à d de la
fraction supé
rieure
1,0
8,0 7,5 13,0
l d - s ]
0,2
0,0 0,2
0,2
USINE IV
(après adjonction
d'un
crible
« désableur »
à partir du 19mars)
L usure
d une toile
ne
fait pratiquement
pas
varier
la dimension de la maille de criblage car elle s effec
tue sur la partie
supérieure
des fils Lorsqu'un cer
tain degré d'usure
est
atteint,
les
fils
se
brisent
et
la toile s'effondre assez rapidement.
Toutefois, undéplacement relatif des fils peut appa
raître lorsque
la
toile
est
usée.
Le débit dematériaux O/Dalimentant uneinstalla
tion decriblage peut varier pour plusieurs raisons,
telles que :
— Arrêt d'unconcasseur (diminution).
— Ouverture de lafente desconcasseurs (augmen
tation).
Nous n'avons pas mis enévidence l'influence des
variations
de
débit
sur
l'efficacité
des
cribles. Nous
pensons toutefois qu'une diminution peuimportante
du débit nepeut qu'augmenter l'efficacité decri
blage auxdifférentes dimensions deséparation ;
l'inconvénient,
s'il en
existe,
ne
peut
que
résulter
du déplacement surl'échelle desgrosseurs de la
dimension deséparation.
Dans le cas d une installation criblant les gravillons
dans le sens
d écroissant
de leur grosseur, l accrois
sement de
débit
dû à l augmentation de l ouverture
de la fente du concasseur ne peut avoir d influence
que sur la
première
toile qui
reçoit
le flot de
m a t é -
riaux
L'accroissement dedébit résulte eneffet de
la présence dans
le
flot
de
matériaux
d'un
certain
pourcentage d'éléments plus gros.
Le
refus
sur la
première toile augmente mais,
par
contre,
le
tamisât
demeure pratiquement égal
à ce
qu'il était précé
demment.
Il
en
serait bien
sûr
autrement dans
le cas du
cri
blage
à
l'aide
d'un
trommel
où
c'est
le
refus
aux
différentes toiles
qui est
criblé successivement.
L'augmentation
du
débit
se
fait alors sentir
sur
toute
la chaîne decriblage etpeut de cefait diminuer
l'efficacité
à
chacune
des
coupures demandées.
Les grandes carrières n'étant pas équipées detrom
mel, etcriblant généralement lesgravillons dans le
sens décroissant deleurs dimensions, sont donc en
mesure
de
fournir
des
gravillons
à
granularité cons
tante.
Nous donnons pour exemple (tableau
16), la
disper
sion obtenue surhuit mesures (production d'une
semaine) effectuées sur un6,3/10 (poids de laprise
d'essai 10 kgenviron) :
TABLEAU
16
Passant
au tamis
12,5
11,2
10
8
6,3 5
4
Moyenne 100
98,6 86,8 33,6
4,7
1,9
1,4
Ecart-type
0,7
3,2
5,1
1,6
0,8
0,5
Conclusion générale
Nous n'avons
pas pu,
jusqu'à présent, déterminer
l'influence
de
toutes
les
opérations effectuées
e
carrière sur lescaractéristiques desfournitures pro
duites etsusceptibles d'être soumises à uncontrôle.
Nous donnons toutefois, dans letableau 17, l'utilisa
tion
qui
peut déjà être faite
de nos
constatations
pour apprécier
la
qualité
des
fabrications d'une car
rière.
118
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TABLEAU 17
Eléments
à contrôler
Qualité
Propreté
Forme
Granulometrie
Régularité granulométrique
Eléments
à contrôler
résistance
homogénéité
sable
gravillon
Forme
gravillon
d/D
sable
o/d
gravillons
sable
concassé
sable broyé
Conditions impo
sées par le
fascicule 23
Art. 11-1
Los Angeles
< 20
Deval sec
< 15
Deval humide
< 10
C oefficient de
destruction
Art. 7
3 % de friable
(friable si
baisse de ca
ractéristique
de > à 25 %)
Art. 8.3
le C.P.S.
fixe la valeur
de
l'équivalent
de sable
Art. 8.4
Passant au
tamis 1 mm
< 2 %
Art. 6.2
L + g < 6e
Limite 10 %
Essai
à la grille
Art. 4.3
> D + < d
< 25 %
> D < 15 %
< d < 15 %
Art. 4.2
> D < 10 %
le C .P.S. peut
fixer le tamisât
à 80 l i
Fixée par le C.P .S.
Pour quelles rai
sons le carrier ne
peut pas a priori
satisfaire aux condi
tions indiquées ci-
dessus
Gisement
médiocre
• Gisement ayant un certain
degré
d'hétérogénéité
• Gisement pollué
• Installation
de criblage
défectueuse
• Circuit des
sables
broyés
• Position du
d/D dans le
O/D' donné
par un
concasseur
• Type de
concas-
seurs (2)
Inste
de c
(effi<
< 87,5
îllation
riblage
:acité)
> 87,5
%
mais
mau
vais
réglage
Nature géolo
gique de la
roche
Le tamisât
à 2 mm est en
relation avec
le tamisât à
80 M
(3)
• C ribla ge
défectueux
• M auva is
entretien
• S to cka ge
• C r ib la ge
défectueux
(colmatage)
• Influence
des concas
seurs
(à démon
trer)
• Stockage
dans silos
importants
Installation et
réglage
défectueux
Stockage
De quels moyens
dispose le carrier
pour répondre au
mieux aux condi
tions
Aucun
a • Scalpage
b • Elimination après primaire
c • Concassages successifs
à l'aide de giratoires
d • Elimination des sables
primaires, secondaires (1)
• Débourbage
lavage
• Dessablage
• Dépouss ié
rage
• Fractionne
ment plus
poussé
• Rec yc la ge
• Choix des
concasseurs
aucun
Chan
gement
de
toile
• C r ib la ge
du 0/2
(coupure
intermé
diaire)
• Apport d'un
sable de
broyage
Installation
à
revoir
• Elimination
des sables
primaires
et secon
daires
(éviter le
colmatage)
• Revoir le
stockage
• Installation
à modifier
Installation
ou réglage
à modifier
De quoi dépendent
donc surtout les
éléments à contrô
ler
Front de taille
Front de taille et Installation
(intervention possible et
rapide du carrier)
INSTALLATION
Pour une installation donné e, les éléments à con trôler ci-dess us peuvent être
considérés comme constants
Nombre
d'essais
minimal nécessaire
pour suivre la pro
duction d'une car
rière après une
première étude
La fréquence du contrôle sera
déterminée en fonction de
l'hétérogénéité du front de
taille
4 équivalents
de sable
par jour
1
X
4
par jour
(4)
1 X 3
par quinzaine
(5)
1 X 4
par jour
(4)
4
par jour
Se détermine au cours de la première
étude de la carrière
7/23/2019 BLPC 35 pp 89-120 Maldonado.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/blpc-35-pp-89-120-maldonadopdf 32/32
Nous complétons
ce
tableau
en
donnant quelques
explications
se
rapportant
aux
renvois
:
(1) Nous avons indiqué
que
l'amélioration
de la
qua
lité
due aux
concassages success ifs était
au
maxi
mum égale
au
pourcentage
de
sable produit.
Cela signifie
que, si
après chaque concassage
10 %
du produit
est
éliminé
et que le
produit éliminé
est
essentiellement constitué
par des
éléments friables,
une carrière ayant trois étages
de
concassages,
qui
exploite
un
gisement contenant plus
de 30 % de
matériaux
de
mauvaise qualité,
ne
pourra
pas
satis
faire
aux
conditions imposées
par le
fascicule
23.
(2)
Le
pourcentage
de
plaquettes contenu dans
un
gravillon
d/D
dépend
en
effet
de la
position
de ce
d/D dans
le O/D' (D' ^ D)
donné
par un
concas-
seur.
On peut dire qu'en général
:
a)
les
plus gros fragments sont allongés (autrement
ils
ne
pourraient
pas
passer
par la
fente
du
concas-
seur),
b)
les
fragments moyens sont plutôt cubiques,
c)
les
petits fragments sont plats
ou
allongés
(ce
sont
des
éclats).
Voici,
à
titre d'exemple pour deux carrières, quel
est
le pourcentage
en
poids
de
gravillons
ne
répondant
pas
à la
spécification
L •+ G <̂ 6e
contenu dans
les
différentes fractions produites
:
C arrière
O/D à partir
duquel sont
issues
les
fractions
4/6,3 6,3/10
10/14
1 0/40 16,3
%
12,8
%
5,5
%
2
0/20
11.0
%
9.0
%
14
%
(3)
Le
tamisât
à 80 p . est en
relation avec
le
tamisât
à
2 mm.
Cela explique pourquoi certaines carrières,
dans certains
cas, ne
peuvent
pas
fournir exacte
ment
une
courbe granulométrique moyenne deman
dée.
Nous rappelons, d'autre part,
que si
l'article
4.1 du
fascicule
23
indique
que le
C.P.S. peut définir
la
granularité
des
matériaux
par la
valeur
des
seuils
de
granularité
d/D
ainsi
que par des
conditions complé
mentaires relatives
à des
tamis compris entre
d et
D,
le
tamisât
à ces
tamis intermédiaires
est
prati
quement déterminé
par le
tamisât
à d et à D.
(4)
1 x 4
signifie qu'une analyse
par
jour
est
suffi
sante
sur
chacune
des
quatre fractions produites
(2/4
- 4/6,3 -
6,3/10
-
10/14).
(5)
1 x 3
signifie qu'un essai
de
forme
par
quinzaine
est suffisant
sur les
trois fractions suivantes
:
4/6,3
-
6,3/10
-
10/14.
BIBLIOGRAPHIE
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