Fabrication des enrobés

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Fabrication des enrobés
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
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Fabrication
des enrobés
Par: Pierre T. DORCHIES ing. MSc.
Directeur Développement et ingénierie
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. –
Montréal 2006.
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Plan du cours:
1- Rappel sur les enrobés
2- Les types de centrales
3- Le prédosage des granulats
4- Le séchage
5- L’apport calorifique: le brûleur
6- Le malaxage
7- Le contrôle des poussières
8-Le stockage et le conditionnement des liants
9- Les systèmes annexes de chauffage
10- L’alimentation des recyclés
11- La livraison de l’enrobé
12- L’entreposage en silo
13- Le poste de pilotage
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11- La
Lafabrication
fabricationdes
desenrobés
enrobés
ENROBÉ
ENROBÉBITUMINEUX
BITUMINEUX
==
MÉLANGE
MÉLANGE HOMOGÈNE
HOMOGÈNEDE
DEGRANULATS
GRANULATS
BITUME
BITUME
ADDITIFS
ADDITIFS
+
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4
Granulats
0-5, 5-10 …
Filler
1. Stocker
2. Doser
1.
2.
3.
4.
5.
Stocker
Doser
Chauffer
Sécher
Dépoussiérer
Bitume PG X-Y
1. Stocker
2. Doser
3. Maintenir en
température
MALAXER pour obtenir un enrobé homogène
LIVRER OU STOCKER À CHAUD
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22- Les
Les types
types de
de centrales
centrales d’enrobages
d’enrobages
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Un retour sur le passé
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SACER - 1930 - La Cumer : premier poste français d'enrobage utilisé pour la fabrication du Bitulithe - Grenoble
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1937 McCARTER
BATCH PLANT
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50’S BARBER GREENE
in ILLINOIS
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Réserve de matériaux
Cheminée
Traitement
Des fumées
Alimentation
décharge
Chauffage
séchage
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DISCONTINU:
DISCONTINU:
--GRANULATS
GRANULATS&&BITUME
BITUMESONT
SONTPESÉS
PESÉSPAR
PARGACHÉE
GACHÉE
--LE
MALAXAGE
SE
FAIT
PAR
GACHEE
LE MALAXAGE SE FAIT PAR GACHEE
--CENTRALE
CENTRALEFIXE
FIXE
--FOURNITURE
FOURNITUREAVEC
AVECMULTIPLES
MULTIPLESFORMULES
FORMULESDE
DETYPE
TYPEÉPICERIE
ÉPICERIE
CONTINU:
CONTINU:
--GRANULATS
GRANULATS&&BITUME
BITUMESONT
SONTDOSÉS
DOSÉSEN
ENCONTINU
CONTINU
--LE
MALAXAGE
SE
FAIT
EN
CONTINU
LE MALAXAGE SE FAIT EN CONTINU
--CENTRALE
CENTRALEFIXE
FIXEOU
OUMOBILE
MOBILE
--FORMULE
FORMULEUNIQUE
UNIQUEAAGRAND
GRANDRENDEMENT
RENDEMENT
CONTINU
CONTINU TSM
TSM TSE
TSE “DRUM-MIX”
“DRUM-MIX”
--GRANULATS
GRANULATS&&BITUME
BITUMESONT
SONTDOSÉS
DOSÉSEN
ENCONTINU
CONTINU
--LE
MALAXAGE
SE
FAIT
EN
CONTINU
DANS
LE MALAXAGE SE FAIT EN CONTINU DANSLE
LETAMBOUR
TAMBOUR
SECHEUR
SECHEUR
--POSTE
POSTEFIXE
FIXEOU
OUMOBILE
MOBILE
--QUELQUES
FORMULES,
QUELQUES FORMULES,GRAND
GRANDRENDEMENT
RENDEMENT
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Stockage
du bitume
Traitement
des poussières
Malaxage
Alimentation en
granulats
Séchage des
granulats
Livraison
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DISCONTINU:
DISCONTINU:
--GRANULATS
GRANULATS&&BITUME
BITUMESONT
SONTPESÉS
PESÉSPAR
PARGACHÉE
GACHÉE
--LE
MALAXAGE
SE
FAIT
PAR
GACHEE
LE MALAXAGE SE FAIT PAR GACHEE
--CENTRALE
CENTRALEFIXE
FIXE
--FOURNITURE
FOURNITUREAVEC
AVECMULTIPLES
MULTIPLESFORMULES
FORMULESDE
DETYPE
TYPEÉPICERIE
ÉPICERIE
CONTINU:
CONTINU:
--GRANULATS
GRANULATS&&BITUME
BITUMESONT
SONTDOSÉS
DOSÉSEN
ENCONTINU
CONTINU
--LE
MALAXAGE
SE
FAIT
EN
CONTINU
LE MALAXAGE SE FAIT EN CONTINU
--CENTRALE
CENTRALEFIXE
FIXEOU
OUMOBILE
MOBILE
--FORMULE
FORMULEUNIQUE
UNIQUEAAGRAND
GRANDRENDEMENT
RENDEMENT
CONTINU
CONTINU TSM
TSM TSE
TSE “DRUM-MIX”
“DRUM-MIX”
--GRANULATS
GRANULATS&&BITUME
BITUMESONT
SONTDOSÉS
DOSÉSEN
ENCONTINU
CONTINU
--LE
MALAXAGE
SE
FAIT
EN
CONTINU
DANS
LE MALAXAGE SE FAIT EN CONTINU DANSLE
LETAMBOUR
TAMBOUR
SECHEUR
SECHEUR
--POSTE
POSTEFIXE
FIXEOU
OUMOBILE
MOBILE
--QUELQUES
FORMULES,
QUELQUES FORMULES,GRAND
GRANDRENDEMENT
RENDEMENT
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DISCONTINU:
DISCONTINU:
--GRANULATS
GRANULATS&&BITUME
BITUMESONT
SONTPESÉS
PESÉSPAR
PARGACHÉE
GACHÉE
--LE
LEMALAXAGE
MALAXAGESE
SEFAIT
FAITPAR
PARGACHEE
GACHEE
--CENTRALE
CENTRALEFIXE
FIXE
--FOURNITURE
FOURNITUREAVEC
AVECMULTIPLES
MULTIPLESFORMULES
FORMULESDE
DETYPE
TYPEÉPICERIE
ÉPICERIE
CONTINU:
CONTINU:
--GRANULATS
GRANULATS&&BITUME
BITUMESONT
SONTDOSÉS
DOSÉSEN
ENCONTINU
CONTINU
--LE
LEMALAXAGE
MALAXAGESE
SEFAIT
FAITEN
ENCONTINU
CONTINU
--CENTRALE
CENTRALEFIXE
FIXEOU
OUMOBILE
MOBILE
--FORMULE
FORMULEUNIQUE
UNIQUEAAGRAND
GRANDRENDEMENT
RENDEMENT
CONTINU
CONTINU TSM
TSM TSE
TSE “DRUM-MIX”
“DRUM-MIX”
--GRANULATS
GRANULATS&&BITUME
BITUMESONT
SONTDOSÉS
DOSÉSEN
ENCONTINU
CONTINU
--LE
MALAXAGE
SE
FAIT
EN
CONTINU
DANS
LE MALAXAGE SE FAIT EN CONTINU DANSLE
LETAMBOUR
TAMBOUR
SECHEUR
SECHEUR
--POSTE
POSTEFIXE
FIXEOU
OUMOBILE
MOBILE
--QUELQUES
FORMULES,
QUELQUES FORMULES,GRAND
GRANDRENDEMENT
RENDEMENT
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33- Le
Le prédosage
prédosage des
des granulats
granulats
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-permet de doser à ± 5 % chaque fraction granulométrique
dosage volumétrique
dosage pondéral (tapis peseur)
(sable et teneur en eau)
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-chaque trémie
( bennes “ bins”) a un réglage
indépendant
-conjugateur de débit ( “master”)
permet de faire varier simultanément dans la même
proportion le débit total
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VUE ARRIÈRE
- des vibreurs sont utilisés
pour faciliter l’écoulement
contrôle par palpeur de veine
ou seuil de débit ( pondéral)
- indicateur de niveau ( haut,
bas) informe l’opérateur du
chargeur du niveau de
remplissage
Charnière
Vibrateur
Plaque
Les vibrateurs font vibrer
une paroi sans faire vibrer la trémie
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- le dessus de chaque
trémie est protégée par
une grille pour éviter les
gros éléments et pour la
sécurité
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Avant
Avant de
de produire,
produire, ilil est
est INDISPENSABLE
INDISPENSABLE de
de
CALIBRER
CALIBRER chaque
chaque trémie
trémie et
et tapis
tapis doseur.
doseur.
Calibration Tremie 1
M atériau 0-5mm
140
120
100
80
T/h
60
40
20
0
Valeur Rhéostat
0
20
40
10
60
20
80
30
100
Ouverture porte
On
On trace
trace les
les courbes
courbes reliant
reliant la
la vitesse
vitesse des
des tapis
tapis et
et le
le tonnage
tonnage
livré
livré et
et ceci
ceci en
en fonction
fonction des
des différents
différents granulats
granulats et
et des
des
différentes
différentes ouvertures
ouvertures des
des portes
portes d’alimentation
d’alimentation
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Importance des protections
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Trémie avec ouverture rectangulaire
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Trémie avec ouverture trapézoïdale
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SILO À GRANULATS
Un aparté sur le
stockage des granulats
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SILO À GRANULATS
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SILO À GRANULATS
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Précaution
Précaution
sur
sur l’entreposage
l’entreposage
des
des granulats
granulats
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Variation de la teneur en eau selon la hauteur
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Drainer l’eau loin des tas de matériaux
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Les agrégats se contaminent sur des surfaces non pavées
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42
Une surface horizontale d’entreposage ne permet pas un
bon drainage
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L’entreposage sur une surface non solide à tendance à
donner un drainage vers le point de chargement
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L’entreposage idéal sur une surface ayant 4% de pente
inverse
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Variation de la teneur en eau en avant et en arrière
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Stockage des granulats fins sous -abri
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Un entreposage adéquat sur une surface solide sauve de
l’argent
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3.1
3.1 Le
Le dosage
dosage des
des fillers
fillers
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Le
Le filler
filler peut
peut provenir
provenir de
de deux
deux origines
origines
-- lele filler
de
dépoussiérage
filler de dépoussiérage
-- lele filler
filler d’apport
d’apport
11-FILLER
FILLERDU
DUDÉPOUSSIÉRAGE
DÉPOUSSIÉRAGE
--introduit
dans
introduit danslalabalance
balanceààgranulats
granulatsavant
avantlelemalaxage
malaxage
--introduit
introduitpar
parinjection
injectiondans
dansleletambour
tambourdes
descentrales
centralesTSM
TSMau
au
niveau
de
l’injection
de
bitume
niveau de l’injection de bitume
--introduit
introduitsur
surleletapis
tapispeseur
peseurdes
desgranulats
granulatsTSM
TSM(plus
(plusrarement)
rarement)
22-FILLER
FILLERD’APPORT
D’APPORT
--livré
livrépar
parcamion
camionen
envrac
vrac(ciment)
(ciment)
--stocké
stockéen
ensilo
silovertical
vertical
--dosé
doséou
oupesé
pesécomme
commelelefiller
fillerde
dedépoussiérage
dépoussiérage
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4.
4. Le
Le séchage,
séchage,
le
le tambour
tambour sécheur,
sécheur, le
le “dryer”
“dryer”
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Sa
Sa fonction
fonction est
est double:
double:
-- enlever
enlever l’eau
l’eau dans
dans les
les granulats
granulats
-- élever
élever la
la température
température des
des granulats
granulats
(environ
150
oC
à
175
oC)
(environ 150 oC à 175 oC)
Tambour
Tambour (( cylindre)
cylindre)
-- 88 àà 12
12 mètres
mètres de
de long
long
oo
-- incliné
de
4
incliné de 4
-- en
en rotation
rotation 8t/min
8t/min
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53
La
La chaleur
chaleur est
est apportée
apportée par
par un
un brûleur.
brûleur.
L’air
L’air nécessaire
nécessaire est
est fourni
fourni par
par un
un ventilateur
ventilateur
L’air
L’air chargé
chargé de
de poussières
poussières est
est dirigé
dirigé
vers
vers le
le système
système de
de dépoussiérage
dépoussiérage
Les
Les granulats
granulats sont
sont brasés
brasés
par
par un
un système
système interne
interne de
de déflecteur
déflecteur (( Flight)
Flight)
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57
Système d’entraînement par
chaîne et pignon
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Système d’entraînement par
chaîne et pignon
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Système d’entraînement par
chaîne et pignon
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Entraînement par engrenage
« ring and pinion »
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Système de support
par anneau (tire)
et rouleau ( trunnion)
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Système de support
par anneau (tire)
et rouleau ( trunnion)
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Système de support
par anneau (tire)
et rouleau ( trunnion)
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Différents types de déflecteurs ( Flights)
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Anneau retardateur dans un tambour sécheur malaxeur
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Mauvais déflecteurs
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Bon brassage des granulats
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Mauvais brassage des granulats
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Comment l ’usure des déflecteurs influence la température
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5.
5.L’apport
L’apportcalorifique
calorifique::le
lebrûleur
brûleur
Fournit
Fournitl’énergie
l’énergiecalorifique
calorifiquequi
qui: :
--va
varéduire
réduireet
etfaire
faireévaporer
évaporerl’eau
l’eaudes
desgranulats
granulats
--va
varéchauffer
réchaufferles
lesgranulats
granulatsde
de15
15àà170
170oC
oC
L’énergie
L’énergieest
estfournie
fourniepar
parbrûlage
brûlaged’huile
d’huilelourde
lourde(Bunker),
(Bunker),
huile
légère
(huile
à
chauffage),
ou
gaz
propane
ou
huile légère (huile à chauffage), ou gaz propane ounaturel
naturel
Si
Silelebrûleur
brûleurest
estalimenté
alimentéen
enhuile
huilelourde,
lourde,un
unsystème
système
de
deréchauffage
réchauffageen
enligne
ligneexiste
existeen
enamont
amontdu
dubrûleur.
brûleur.
L’air
L’airnécessaire
nécessaireààlalacombustion
combustionest
estapportée
apportéepar
parune
une
soufflerie
soufflerie(blower)
(blower)d’une
d’unecapacité
capacitéde
de
200
200àà600
600m3d’air/sec/minute
m3d’air/sec/minute
(8
(8000
000cfm
cfmàà24
24000
000cfm
cfm))
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Brûleur HAUCK
ECO-STAR II 100
100 OOO OOO BTU
Par heure de fonctionnement
Gaz naturel
2850 m3 de gaz
36 000 m3 d’air (21000 cfm)
Huile no2
2660 litre de carburant
36 000 m3 d’air ( 21000 cfm)
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74
Ventilateur
alimente en air
le brûleur pour
permettre
la bonne
combustion
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Anneau de surchauffage ( BOOSTER)
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Anneau pour alimentation forcée en air du brûleur
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77
Tuyau d’injection pour alimentation forcée en air du brûleur
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
78
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place.
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39
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
79
800
400
Cº
200
100
Profil de la température dans un TSM équicourant
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
80
800
400
Cº
200
100
Profil de la température dans un TSM équicourant et anneau
de recyclage
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place.
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40
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
81
800
400
Cº
200
100
Profil de la température dans un sécheur à contre-courant
Et malaxeur extérieur
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
82
800
400
Cº
200
100
Profil de la température dans un TSM contre-courant et
brûleur avancé
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41
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
83
800
400
Cº
200
100
Profil de la température dans un TSM contre-courant et
brûleur avancé et enveloppe de refroidissement
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
84
800
400
Cº
200
100
Profil de la température dans un « double-barrel »
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42
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
SÉCHAGE DES GRANULATS ET ÉNERGIE
UNITÉS
Kcal
MJ
BTU
kcal
1
238.85
0.252
MJ
0.00419
1
0.001055
85
BTU
3.968
947.82
1
Chaleur spécifique
= Énergie pour augmenter de 1 °C 1 Kg de produit
0.2 Kcal / °C/ Kg
De 0.0001 °C à 99.9999 °C Î 1 Kcal / °C/ Kg
Pour passer de 99.99 °C à 100.01 °C Î 537 Kcal Kg
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
86
1 Tonne enrobés = 950 kg agrégats + 50 Kg bitume
Teneur en eau moyenne 5%
Soit 50 kg pour 950 kg d’agrégats secs
170°C
15°C
Agrégat Î
950 kg x 0.2 x ( 170-15) = 29450 Kcal
Eau (de 15°C à 100 °C) Î 50 kg x 1 x (100-15) = 4 250 Kcal
Eau ( vaporisation) Î 50 kg x 537 = 26850 Kcal
Total 60550 Kcal
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43
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
87
Granulats
Chauffer l'eau
Évaporer l'eau
7%
49%
44%
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
88
Un litre de fuel fournit 10 000 Kcal
Pour brûler, il a besoin de 16.25 kg d’air (13 m3 )
qui va passer de 15 °C à 115 °C
en ayant a besoin de
0.25 x 100 x 16.25 = 406 Kcal
Un litre de fuel apporte donc 9594 Kcal
Pour chauffer et sécher 950 kg d’agrégats
60550/9594 = 6.3 litres
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44
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
89
Chaleur spécifique des granulats
Chaleur spécifique de l'eau
Chaleur de vaparisation de l'eau
fuel
9600 kcal/litre
ture de départ
ture de séchage
ecart
enrobés typEB 10 C
taux
d'humidité
criblure 0-5
49%
0.2 kcal/kg
1 kcal/kg
537 kcal/kg
Coût du fuel
0.5 le litre
15
170
155
besoin en sechage
kg d'eau
evaporatio total
pour 1 tonne granulat eau
6
29.4 14431
2499
15788 32717
6
16.2
7952
1377
8699 18028
2
4.8
7068
408
2578 10054
27%
Sisable
la0-5
teneur
en eau de granulats augmente
Pierre
5-10
24%
total
100%
5.04 de 1%
50.4 29450
4284
27064.8 60799
On
a
besoin
de
0.73
litres
quantité de fuel
6.33
de fuel supplémentaire
coût
3.17 $
pour sécher
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
Un problè
problème pratique:
pratique:
90
Usine peut produire 150 tonnes d’enrobés à l’heure
À 5% de teneur en eau
= 150*0.95 * 6.33 = 902 litres fuel
Brûleur doit fournir 8 650 000 kcal
Avec un rendement de 90 %
Le brûleur doit avoir une puissance de 9 600 000 Kcal
Soit 38 000 000 BTU soit plus de 1000
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place.
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45
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
91
Cas pratique:
pratique:
Lundi matin, il a plu toute la fin de semaine
La teneur en eau de granulats est de 6.5 %
Quelle est la perte de production ?
Le brûleur peut toujours fournir 8 650 000 Kcal
Mais il faut alors 69 880 kcal pour sécher
les 950 kg de granulats pour 1 tonne d’enrobés
On ne peut produire que
123 tonne/heure
(8650000/69880)
Soit une perte de production de 15 %
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
92
CONCLUSION:
CONCLUSION:
BRÛLEUR
BRÛLEURCONDITIONNE
CONDITIONNEPRODUCTION
PRODUCTION
SI
SI %
%EAU
EAU AUGMENTE
AUGMENTE
PRODUCTION
PRODUCTION DIMINUE
DIMINUE
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46
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
6.
6.Le
Lemalaxage
malaxage cas
cas1:
1:centrale
centralediscontinue
discontinue
93
LA
LATOUR
TOURDE
DEMALAXAGE
MALAXAGE
11--L’ELEVATEUR
L’ELEVATEURÀÀCHAUD
CHAUD
Pour
Pouramener
amenerles
lesgranulats
granulatschauds
chaudsen
en
haut
hautde
delalatour
touroù
oùililseront
seronttamisés
tamisés
et
etpesés,
pesés,on
onaabesoin
besoind’un
d’un
ÉLÉVATEUR
ÉLÉVATEURÀÀCHAUD
CHAUD
C’est
C’estune
unealimentation
alimentationpar
pardes
des
godets
sur
une
chaîne
continue
godets sur une chaîne continuede
de
type
typenoria
noria
C’est
un
C’est unélément
élémentimportant
importantdans
danslala
chaîne
chaînede
deproduction
productiond’une
d’unecentrale
centrale
discontinue
discontinue
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
94
22-LE
LETAMISSAGE
TAMISSAGEAACHAUD
CHAUD
Bien
Bienque
quedosés
dosésavec
avecjustesse,
justesse,les
les
granulats
sont
tamisés
avant
leur
granulats sont tamisés avant leur
pesée.
pesée.
Les
Lesgranulats
granulatssont
sontredivisés
redivisésen
en33
ou
ou44fractions
fractionsqui
quine
nesont
sontpas
pas
nécessairement
les
mêmes
nécessairement les mêmesque
que
celles
cellesdes
destrémies
trémiesdoseuses.
doseuses.
Les
proportions
varient
Les proportions varientavec
aveclele
débit
débithoraire
horairedes
desgranulats.
granulats.
La
régularité
est
assurée
La régularité est assuréepar
parlala
pesée.
pesée.
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place.
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47
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
95
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96
Ségrégation des fines dans les trémies chaudes
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48
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
97
Déflecteur pour éviter la ségrégation des fines
dans les trémies chaudes
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
98
33-LA
LABALANCE
BALANCEÀÀGRANULATS
GRANULATS
Cette
Cettebalance
balancepermet
permetde
depeser
peser
chaque
fraction
issues
des
chaque fraction issues destrémies
trémies
chaudes
chaudespour
pourreconstituer
reconstituer
lelemélange
mélangegranulométrique
granulométriquerequis.
requis.
On
Onajoute
ajouteààce
ceniveau
niveaules
lesfillers
fillers
((<<80
80microns)
microns)par
parpesée.
pesée.
Une
Unefois
foispesé
pesélalaquantité
quantitééquivalente
équivalente
ààune
unegâchée,
gâchée,on
onvide
videlalabalance
balancedans
dans
lelemalaxeur
malaxeur
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49
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
99
Attention à la pré
précision des balances
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CAS 1
% DE FILLER
CAS 2
100
0.06
0.055
0.05
0.045
0.04
0.035
0.03
0.025
CAS 1
% DE BITUME
121
115
109
97
103
91
85
79
73
67
61
55
49
43
37
31
25
19
13
7
1
0.02
CAS 2
0.06
0.0575
0.055
0.0525
0.05
0.0475
0.045
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120
113
106
99
92
85
78
71
64
57
50
43
36
29
22
15
8
0.04
1
0.0425
50
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101
4-LA
4-LABALANCE
BALANCEÀÀBITUME
BITUME
Le
Lebitume
bitume, ,provenant
provenantdes
des
stockages,
stockages,est
estentreposé
entreposé
dans
dansun
unpetit
petitréservoir
réservoir
tampon
tampon chauffé,
chauffé,
puis
puispeser
peserdans
dansune
unebalance
balance
propre
propre avant
avantde
dese
sevider
vider
dans
danslele malaxeur
malaxeur
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
102
5. Le malaxeur
Malaxeur horizontal avec deux axes de malaxage.
Distance entre palette et la paroi est d’environ
1/2 la taille du plus gros granulats des mélanges (10 mm Québec)
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51
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
103
Le volume “vivant” du
malaxeur est limité
par le plan au dessus
des palettes.
Toute surcharge va
entraîner un mauvais
malaxage.
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
104
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52
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
105
ETAPE
ETAPE DU
DU MALAXAGE:
MALAXAGE:
--Introduction
Introduction des
des granulats
granulats (7s)
(7s)
--malaxage
malaxage àà blanc
blanc (10
(10 s)
s)
--introduction
introduction du
du bitume
bitume (( 3s)
3s)
--malaxage
malaxage humide
humide (20s
(20s àà 30s)
30s)
--vidange
du
malaxeur
(
5s)
vidange du malaxeur ( 5s)
Une
Une gâchée
gâchée prend
prend en
en moyenne
moyenne entre
entre 50
50 et
et 60
60 secondes.
secondes.
ATTENTION:
ATTENTION:
Un
Un malaxage
malaxage trop
trop long
long n’améliore
n’améliore pas
pas l’homogénéité
l’homogénéité du
du mélange
mélange
mais
mais risque
risque de
de faire
faire vieillir
vieillir prématurément
prématurément le
le bitume
bitume
(couche
(couche mince
mince et
et température
température élevée)
élevée)
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
106
6.
6.Le
Le malaxage
malaxage cas
cas2:
2: centrale
centralecontinue
continue1ère
1èregénération
génération
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53
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
107
6.
6.Le
Le malaxage
malaxage cas
cas2:
2: centrale
centralecontinue
continue2ème
2èmegénération
génération
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
108
De 30 à 40 s
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54
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109
6.
6.Le
Lemalaxage
malaxage cas
cas3:
3:centrale
centralecontinue
continue TSM-TSE
TSM-TSE
Dans
Dans ce
ce cas
cas les
les granulats
granulats lele bitume
bitume et
et les
les additifs
additifs sont
sont malaxés
malaxés dans
dans lele
tambour
sécheur.
tambour sécheur.
Les
Les granulats
granulats sont
sont dosés
dosés par
par un
un tapis
tapis peseur
peseur avant
avant l’entrée
l’entrée dans
dans lele sécheur
sécheur
Dans
Dans une
une première
première partie,
partie, les
les granulats
granulats sont
sont séchés.
séchés.
Dans
la
seconde
partie
du
tambour,
on
injecte
Dans la seconde partie du tambour, on injecte lele bitume,
bitume, les
les additifs
additifs ou
ou lele
recyclé
recyclé pour
pour réaliser
réaliser lele malaxage.
malaxage.
Dans
Dans ce
ce cas
cas lele brûleur
brûleur est
est du
du coté
coté de
de l’entrée
l’entrée des
des matériaux.
matériaux.
Les
Les gaz
gaz sont
sont dans
dans lele sens
sens des
des granulats.
granulats.
C’est
C’est lele système
système àà courant
courant parallèle
parallèle ou
ou équicourant
équicourant
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
110
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55
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111
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
112
AUTRES
AUTRESVARIANTES
VARIANTESDES
DESTSMTSM-TSE
TSE::
TAMBOUR
TAMBOUR SECHEUR”
SECHEUR” RETROFLUX”
RETROFLUX”
Le
Lesécheur
sécheurfonctionne
fonctionneààcontre-courant
contre-courant
Le
Lebrûleur
brûleurest
estààl’intérieur
l’intérieurdu
dutambour
tambour
Les
Lesmatériaux
matériauxsont
sontenrobés
enrobésen
enarrière
arrièredu
dubrûleur
brûleur
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56
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
113
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
114
TAMBOUR
TAMBOURSECHEUR
SECHEURENROBEUR
ENROBEUR++MALAXEUR
MALAXEUR
Le
Lesécheur
sécheurest
estààcourant
courantparallèle
parallèle
IlIlyyaaun
unmalaxeur
malaxeuren
ensortie
sortiedu
dusécheur
sécheur
Le
Lebitume
bitumeest
estintroduit
introduitsoit:
soit:
--dans
le
malaxeur
dans le malaxeur
--en
enfin
findu
dutambour
tamboursécheur
sécheur
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57
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115
DOUBLE
DOUBLEBARIL
BARIL
Les
Lesmatériaux
matériauxsont
sontséchés
séchésdans
dansun
untambour
tamboursécheur
sécheur
ààcontre-courant
contre-courantéquipé
équipéd’une
d’unedouble
doubleenveloppe
enveloppepour
pourle
lemalaxage
malaxage
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116
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58
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117
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
118
CMI Triple-Drum
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59
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119
99 CMI 650TPH TRIPLE DRUM
ANN ARBOR-MICHIGAN
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120
Gencor - Ultraplant
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60
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121
Gencor – Ultraplant
Advanced RAP Entry
(avec entrée avancée du recyclé)
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Rotary Mixer
(malaxeur rotatif)
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122
61
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123
Rotary Mixer + RAP Dryer
(malaxeur rotatif + sécheur de
recyclés)
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124
RAP
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62
Counterflow:Twin Shaft Mixer
(contre-corant et malaxeur à
deux arbres)
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125
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
126
7.
7.Le
Lecontrôle
contrôledes
despoussières
poussières
Les granulats secs font de la poussière
Le flot d’air dans le sécheur entraîne les particules fines.
A la sortie du sécheur, on a 300g /m3 de particules fines
Toutes les parties, où circulent les granulats secs:
- élévateur à chaud
- tamisage à chaud
- malaxeur
vont créer de la poussière
Toutes ces zones sont mises en dépression par une aspiration d’air.
Le ventilateur d’extraction a une puissance de 12 à 45 m3/s ( 25,000 à 95000 cfm)
L’air, chargé de poussières, est traité par un ensemble de dépoussiérage.
Il y a deux types de dépoussiéreurs
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127
Ancien système non conforme aux normes
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128
Cyclone pour dépoussièrage à sec
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129
Multi - cyclone pour dépoussièrage à sec
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130
L’air
L’airpasse
passedans
dansun
unflot
flotde
degouttelettes
gouttelettesqui
quicaptent
captentles
lesfines
fineset
etles
les
transforment
transformenten
enboue.
boue.
Rejets
Rejets150mg/m3
150mg/m3
Dépoussièrage humide « wet scrubber »
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65
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
DÉPOUSSIÉREUR
DÉPOUSSIÉREURPAR
PARFILTRAGE
FILTRAGE“BAGHOUSE”
“BAGHOUSE”
131
Toutes
Toutesles
leszones
zonesoù
oùsont
sontgénérées
généréesla
lapoussière
poussièresont
sontconnectées
connectées par
partuyau
tuyau
dans
dans
une
uneinstallation
installationvolumineuse
volumineusepermettant
permettantde
defiltrer
filtrer au
autravers
traversde
desacs,
sacs,
les
lespoussières.
poussières.La
Lasurface
surfacede
decontact
contactvarient
varientde
de200
200àà1700
1700m2
m2
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132
DÉPOUSSIÈREUR
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133
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134
L’efficacité est fonction de la croûte de poussière
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67
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135
Un filtre sans croûte de poussière filtre moins bien
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136
La fumée passe à travers des filtres
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137
Si 80% poussières
inférieur à 1 micron
Ratio « air to cloth » est la vitesse du gaz à travers le
filtre
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138
Les paramètres à connaître:
ACFM : Actual Cubic Feet of gas per minutes
Volume des gaz par unité de temps dans les conditions
de température et de pression ( test de cheminée)
La surface des filtres:
Ex: 500 sacs de 10’ et de 6“ de diamètre donnent
500 x 10 x 0.5*π = 7854 pi2
Avec un ACFM de 32000 pi3 par minute (= 250 aspirateurs de maison)
On a un ACR ( Air to cloth ratio) de 4.1 pi/min
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139
Importance du ACR
Si il est trop élevé
-Réduction de la capacité
-Augmentation du coût énergétique
-Augmentation des émissions
-Réduction de la vie des sacs
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140
Vitesse des gaz au bas des filtres = « Can Velocity »
Ou vitesse ascensionnelle
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141
Vitesse ascensionnelle =
ACFM / surface
Le maximum est de 350 pi/min et l’optimum 250 pi/min
Une vitesse trop élevée:
-Les poussières restent coller aux sacs
-Les poussières tombent à l’arrêt
-La production se réduit
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143
Les vitesses de gaz élevées filtre moins bien
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144
Le dépoussiéreur « fume »
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145
Dépoussiéreur propre
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146
Type de fibre pour les filtres
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147
Les filtres sont un assemblage de non tissé sur une âme
tissée
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148
Type de fibre pour les filtres
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149
Type de fibre pour les filtres
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150
Type de filtres
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151
Cage de support des filtres
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152
Partie supérieure avant introduction des tubes
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153
Partie supérieure des filtres
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154
À l’intérieur du dépoussiéreur
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155
Sans un pré-filtrage des grosses particules le filtre
fonctionne mal
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156
Un cyclone capte les plus grosses particules
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157
Dépoussiéreur avec cyclone horizontal
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158
Accès à l’intérieur d’un cyclone horizontal
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159
Élargissement de la cheminée à la sortie du sécheur en ralentissant
les gaz crée la précipitation des grosses poussières
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160
Le nettoyage des filtres
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161
Système par un jet d’air comprimé pulsé
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Système par inversion du flot d’air
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163
Les pulsations de décolmatage doivent être douces pour
ne pas remettre la poussière en suspension
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164
Les pulsations de décolmatage trop violente remettent la
poussière en suspension
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165
Une trop grande pression d’air peut déchirer ou arracher
les filtres
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166
Les fréquences des pulsations sont : basses au 20 secondes, normales
au 15 secondes, hautes au 10 secondes
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167
si les pulsations sont trop espacées, les gaz choisissent les
filtres qui viennent juste d’être décolmatés
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168
Valves solénoïde pour le système des pulsations
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169
La récupération des fines
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170
Exemple d’un dépoussiéreur à sacs et un cyclone
horizontal
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171
Exemple d’un système de récupération
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172
Un système de valve rotative
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173
Un système de valves alternatives « tipping valve »
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174
Vis sans fin pour récupération des fines
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175
Porte étanche par graissage des accès à la vis sans fin
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176
double moteur et ventilateur
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177
Vis sans fin en bas du dépoussiéreur
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178
8.
8.Stockage
Stockageet
etconditionnement
conditionnementdes
desliants
liants
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89
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179
Le
Le bitume
bitume est
est entreposé
entreposé àà coté
coté de
de la
la centrale
centrale
Le
Le nombre
nombre de
de citerne
citerne dépend:
dépend:
-- de
la
capacité
de
la
centrale
de la capacité de la centrale
-- des
des types
types de
de bitume
bitume utilisés
utilisés
Les
Les citernes
citernes sont
sont mobiles
mobiles ou
ou fixes,
fixes, horizontales
horizontales ou
ou
verticales.
verticales.
Les
Les citernes
citernes sont
sont reliées
reliées àà un
un système
système de
de chauffage
chauffage par
par
fluide
fluide caloporteur
caloporteur (huile)
(huile) avec
avec contrôle
contrôle de
de la
la température.
température.
Les
Les citernes
citernes sont
sont calorifugées.
calorifugées.
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180
Pour
Pour décharger
décharger le
le bitume
bitume provenant
provenant de
de l’extérieur,
l’extérieur,
on
on aa une
une installation
installation de
de pompage
pompage par
par aspiration
aspiration avec
avec les
les
tuyauteries
tuyauteries de
de refoulement
refoulement vers
vers chaque
chaque citerne.
citerne.
Un
Un autre
autre système
système de
de pompage
pompage permettant:
permettant:
-- l’alimentation
l’alimentation en
en bitume
bitume au
au malaxage
malaxage
-- le
le brassage
brassage du
du bitume
bitume dans
dans une
une citerne
citerne
-- le
le transvasement
transvasement d’une
d’une citerne
citerne dans
dans une
une autre
autre
Le
Le bitume
bitume est
est maintenu
maintenu àà des
des températures
températures de
de stockage
stockage
entre
entre 150
150 et
et 180
180 oC.
oC.
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182
Circulation du bitume dans un réservoir horizontal avec
barre de mélange
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183
Circulation du bitume dans un réservoir horizontal avec
un mélangeur
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184
Circulation du bitume dans un réservoir horizontal avec
deux mélangeurs
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185
Circulation du bitume dans un réservoir vertical avec
hélice et ralentisseurs
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186
Température dans un réservoir mobile type avec
serpentin de chauffe
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187
Température dans un réservoir mobile type avec
chauffe directe
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188
Entreposage du bitume avec réservoirs vertical et
horizontal
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189
Entreposage du bitume avec reservoirs verticaux
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9.
9. Les
Les systèmes
systèmesannexes
annexes de
de chauffage
chauffage
190
Pour
Pourmaintenir
maintenirlalatempérature
températuredans
dansles
lesciternes
citernesààbitume,
bitume,
on
onaabesoin
besoind’une
d’unechaufferie
chaufferiequi
quipermet
permetde
dechauffer
chaufferleleliquide
liquide
caloporteur
caloporteur(huile).
(huile).
Cette
Cettechaufferie
chaufferieest
estalimentée
alimentéesoit
soitpar:
par:
--une
uneciterne
citerned’huile
d’huilelourde
lourde(bunker)
(bunker)
--une
uneciterne
citerneau
aufuel
fuelléger
léger
--une
uneciterne
citerneààgaz
gazpropane
propaneou
ouGN
GN
TOUTES
TOUTESLES
LESZONES
ZONESAVEC
AVECLES
LESCITERNES
CITERNESÀÀBITUME
BITUME
ET
À
HUILE
SONT
PROTÉGÉES
PAR
DES
DIGUES
ET À HUILE SONT PROTÉGÉES PAR DES DIGUESOU
OU
MURETS
MURETSANTI
ANTIDEVERSEMENT.
DEVERSEMENT.
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95
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
191
10.
10.Cas
Casparticulier
particulier::introduction
introductionde
dematériaux
matériauxrecyclés
recyclés
1- Dans une centrale discontinue, une trémie indépendante d’alimentation
apporte le recyclé directement au niveau de la balance à granulats.
2- Dans une centrale continue, le recyclé est incorporé sur le tapis
doseur des granulats en amont du malaxeur
3- Dans une centrale continue de type TSM ou TSE, le recyclé est ajouté
par un anneau de recyclage dans le tambour sécheur jusque en amont de
la partie malaxage du tambour.
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11.
11.Livraison
Livraisonde
del’enrobé
l’enrobébitumineux
bitumineux
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192
96
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193
Dans
Dansune
unecentrale
centralediscontinue,
discontinue,
l’enrobé
en
sortie
du
l’enrobé en sortie dumalaxeur
malaxeur
est
estlivré
livrédirectement
directementdans
danslele
camion
camionpassant
passantsous
souslele
malaxeur.
malaxeur.
Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
194
Dans
Dansles
lescentrales
centralescontinues,l’enrobé
continues,l’enrobétransite
transitedans
dansune
unetrémie
trémietampon,
tampon,
avant
avantd’être
d’êtrelivré
livrédans
dansle
lecamion.
camion.
Mais
Maissi
sil’on
l’onveut
veutentreposer
entreposertemporairement
temporairementl’enrobé,
l’enrobé,
on
a
besoin
de
silos
de
stockage.
on a besoin de silos de stockage.
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Les enrobés bitumineux : formulation, fabrication, mise en place. – Montréal 2006.
195
12.
12.L’entreposage
L’entreposageen
en silos
silos
Pour
Pourremplir
remplirles
lessilos,
silos,on
onutilise
utilisedeux
deuxtypes
typesde
desystème
systèmed’élévateur:
d’élévateur:
--lelesystème
discontinu
ou
“skip”
système discontinu ou “skip”
--lelesystème
systèmecontinu
continuou
ouélévateur
élévateurààbarrettes
barrettes
Dans
Danslelesystème
systèmediscontinu,
discontinu,lelemalaxeur
malaxeurse
sevide
videdans
dansun
ungodet
godet
qui
est
monté
en
haut
du
silo
par
un
système
de
type
funiculaire.
qui est monté en haut du silo par un système de type funiculaire.
Dans
Danslelesystème
systèmecontinu,
continu,lelemalaxeur
malaxeurse
sedécharge
déchargedans
dansune
unepoutre
poutre
creuse
en
forme
de
U
et
l’enrobé
est
remonté
vers
le
silo
par
creuse en forme de U et l’enrobé est remonté vers le silo par
un
unsystème
systèmede
dechaîne
chaîneavec
avecdes
despalettes.
palettes.
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198
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99
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199
Les silos sont verticaux et
peuvent entreposer de 100
à 250 tonnes d’enrobés.
Les silos sont calorifugés,
le cône inférieur est
chauffé et la conception
intérieure ( chicanes de
déflexion) permet un
entreposage avec un
minimum de ségrégation.
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200
« hydroplanning » dans un convoyeur à barettes
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100
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201
Chargement du silo avec une trémie tampon
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202
Chargement du silo avec une chute rotative
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203
Chute rotative correcte
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204
Une chute rotative usée cause de la ségrégation
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205
Une mauvaise position des chutes cause de la ségrégation
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206
Bon et mauvais chargement d’une trémie tampon
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207
Il y a moins de ségrégation si l’ouverture est plus étroite
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208
13.
13.Le
Leposte
postede
depilotage
pilotage
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Remerciements
- Marie-Line GALLENNE LCPC
- Alain de RENTY SCREG
- Bituminous Mixtures
in road construction par Robert N. HUNTER
- The Asphalt Handbook (Asphalt Institute)
- The ASTEC company
- Le Groupe FAYAT, ASTEC ET TEREX pour les
animations
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