blpc 35 pp 89-120 maldonado.pdf

7/23/2019 BLPC 35 pp 89-120 Maldonado.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/blpc-35-pp-89-120-maldonadopdf 1/32

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



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



„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



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



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



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



Fig. 10 - Exemple de concasseur giratoire.

95



»

*

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



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



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



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



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



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



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



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



1 0

1 0

Fig.

28

3

Forme

3

Forme

Fig. 29

104



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



— 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,

106



— 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.


(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.


(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.


(2

e

expérimentation).

1

07



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



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



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



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



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



,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



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



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



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


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)


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


c 2,35 5.0 8,2 12,2 17,0


s

2,1

3,5

6,6

10,4

14,2


autour de la dimension de sépara

tion)

92 %

95 % 93 % 94 % 88 %

TABLEAU 11

USINE II


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


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



Dimension demandée

d (mm •) 2,0 4,0 6,3 10,0 14,4


c non communiqué


s 2,35 4,10 7,3

10,4 14,1

E fficac ité du criblage (dispersion


tion)

93 % 93 % 93 %

88 %

90 %


Ponts et Chaussées

non oui

non non oui


17,4 8,3 26,0

22,4 7,4


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


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


s 2,2 4,0 6,2 9,4 13,5



tion) 94,5 % 93,0 % 92,0 % 89,0 % 90,0 %


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


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


c 3,0 4,5 7,5 12,5 18,0


s

2,2 3,8 6,4

9,8



tion) 94 % 86 % 93,5 % 90,5 %


Ponts et C haussées oui non oui oui


8,0 7,0 6,0

7,5


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



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



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



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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t i o n

S E C E M I ) .

C . C H A U V I N , Ingénieur c o n s t r u c t e u r . Sée ct i v i té d a n s l e c r i -

blage i n d u s t r i e l .

Préar a t i on des mi nera i s -

R e v u e

de

l I n d u s t r i e

minérale -

Numéro Spécial

15

décembre

1958.

A .

P A V I L L O N . Voyage a u t o u r d es c r i b l e s • R e v u e

Générale

d e s R o u t e s

n ° 214 -

N o v e m b r e

1949, p.

47-52.

T e c h n i q u e s

modern es de br oyage - E d i t e u r s E y r o l l e s et

G a u t h i e r - V i l l a r s

-

C o l l e c t i o n

de

l A N R T .

1965 - 142

pages.

D o c u m e n t a t i o n s D r a g o n , A l l i s C h a l m e r s , N o r b e r g , B a b i t t -

less.

L é u i p e m en t m éa n i q u e des h a n t i er s - E d i t e u r C o m p a g n i e

française d édition,

40, rue du

C o l i s é e , 7 5 - P a r i s

(8

s

).

( P u b l i

c a t i o n

périodique, mensuelle.)

blpc 35 pp 89-120 maldonado.pdf

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