CA3125848A1 - Dispositif d'enrobage de granulats, procede et utilisations - Google Patents
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- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
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Abstract
L'invention concerne un dispositif d'enrobage apte à fabriquer des enrobés bitumineux comprenant : au moins un moyen d'amenée d'au moins un granulat, tel qu'un agrégat recyclé, vers un malaxeur et/ou un tambour sécheur, ledit moyen d'amenée présentant une face supérieure apte à recevoir le granulat, plusieurs groupes d'émetteur(s) infrarouge(s)s, disposés au droit de ladite face supérieure dudit au moins moyen d'amenée et qui sont apte à émettre une longueur d'onde qui correspond sensiblement à la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption déterminé dudit au moins granulat à une température voulue, chaque groupe d'émetteurs infrarouges étant apte à émettre une longueur d'onde spécifique qui est différente entre chaque groupe, ledit au moins moyen d'amenée étant apte à et/ou configuré pour résister aux radiations électromagnétiques émises par lesdits groupes d'émetteurs infrarouges. L'invention concerne également le procédé de mise en uvre du dispositif susmentionné, ainsi que ses utilisations.
Description
2 PCT/FR2020/050022 DISPOSITIF D'ENROBAGE DE GRANULATS, PROCEDE ET UTILISATIONS
Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte au domaine des enrobés destinés à la réalisation de couches de roulement, de liaison, de base et/ou de fondation des chaussées.
En particulier, la présente invention se réfère à un dispositif d'enrobage apte à
recycler une teneur conséquente en Agrégat d'enrobé (AE), à un procédé
d'utilisation du dispositif, ainsi que ses utilisations.
Etat de la technique Sous l'action du trafic routier toujours plus contraignant et des agressions climatiques, les chaussées vieillissent, ce qui conduit au terme de leur durée de vie, à des couches ne présentant plus les caractéristiques compatibles avec les fonctions demandées.
Le recyclage de ces anciennes chaussées est devenu une nécessité au regard de la protection de l'environnement : économie de ressources naturelles (granulats), d'espaces naturels (décharges), d'énergie, réduction des gaz à effet de serre.
Tous les matériaux routiers sont recyclables. Ils peuvent être réutilisés, soit en centrale, soit en place. Le recyclage en place procure des économies de transport supplémentaires.
Les granulats recyclés ou récupérés comprennent les Agrégats d'Enrobés (AE) ou Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) en anglais.
Par AE , on entend un mélange granulaire provenant du fraisage, du concassage, de la démolition de plaques, de surplus ou déchets de productions d'anciens enrobés bitumineux (anciennes chaussées), et entrant dans la composition d'enrobés de recyclage (NF P 98-149 de juin 2000).
Par granulats recyclés ou recyclats , on entend un ensemble de grains de dimensions comprises entre 0 et 125 mm provenant de la démolition d'ouvrages ou faisant l'objet d'une réutilisation (NF EN 13-043 d'août 2013).
Les AE peuvent être distingués entre les agrégats spécifiques qui proviennent d'une grande quantité d'enrobés à recycler, généralement bien identifiés et homogènes (origine unique, archives, carottages) et les agrégats tout-venant qui proviennent essentiellement de petits chantiers, de démolitions diverses ou encore de retours de chantier. Ce dernier type d'AE est en général émietté dans un concasseur ou un granulateur, pour être criblé à une dimension maximale allant de 10 à 20 mm, exceptionnellement 25 mm pour le recyclage en couche d'assise. Les AE sont en général contrôlés et caractérisés afin d'établir une fiche technique d'agrégats d'enrobés (FTAE) dans laquelle diverses informations sont fournies : la teneur en liant résiduel, la pénétrabilité du liant résiduel, l'analyse granulométrique des granulats d'enrobés, ainsi que les caractéristiques intrinsèques des granulats (essai Los Angeles LA, essai du coefficient de polissage en accéléré (CPA), etc.) Le degré de pénétration des opérations de recyclage est très variable d'un pays à
l'autre, et même d'une région à l'autre. Ainsi, en Europe du Nord, le recyclage est quasiment systématique. Aux États-Unis, la situation est fort différente d'un Etat à
l'autre. Quel que soit le pays, le recyclage s'est développé plus tôt et plus vite dans les zones fortement urbanisées, confrontées à l'éloignement croissant des carrières et à la rareté
des sites de décharge.
En France, la loi du 13 juillet 1992 interdit en particulier la mise en décharge de matériaux autres que les déchets ultimes (non réutilisables) et impose de valoriser les matériaux existants dans des chaussées. Au terme de leur durée de vie, les matériaux existant dans les chaussées, doivent être utilisés avec un apport minimum de matériaux neufs .
Diverses techniques et dispositifs de recyclage, dont le choix dépend de la nature du matériau à réutiliser, de son mode de traitement, et de la destination finale du produit en résultant, ont ainsi été développés.
En effet, le pourcentage d'introduction des AE dans les formules d'enrobés, à
savoir le taux de recyclage est très dépendant des outils de production, c'est-à-dire du poste d'enrobage.
Les postes d'enrobage peuvent permettre soit un recyclage en poste discontinu (1), soit un recyclage en poste continu (2).
Pour le recyclage en poste discontinu (1), les postes d'enrobage (encore appelés les centrales d'enrobage) comportent généralement plusieurs prédoseurs, un tambour sécheur, un élévateur, et un malaxeur à deux arbres à palettes, horizontaux et contrarotatifs.
Le recyclage implique de chauffer les recyclats ( agrégats ) sans brûler leur bitume et de les doser précisément dans le mélange final.
Diverses méthodes d'introduction sont utilisées :
- Introduction à partir d'un prédoseur Les recyclats (minimum 5%) sont envoyés vers le tambour sécheur avec les granulats neufs. Cette méthode est très peu employée, car s'il y a récupération de granulats, le vieux bitume est incinéré et donc perdu.
- Introduction au pied de l'élévateur Les recyclats sont ajoutés aux granulats neufs préalablement surchauffés dans le tambour sécheur. Le séchage et le chauffage des enrobés recyclés s'effectuent par conduction dans l'élévateur et il est nécessaire d'allonger le cycle de fabrication. Cette méthode est simple et nécessite peu d'investissement. Toutefois, la surchauffe des granulats vierges (jusqu'à plus de 200 C) est très consommatrice d'énergie. De plus, cette
Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte au domaine des enrobés destinés à la réalisation de couches de roulement, de liaison, de base et/ou de fondation des chaussées.
En particulier, la présente invention se réfère à un dispositif d'enrobage apte à
recycler une teneur conséquente en Agrégat d'enrobé (AE), à un procédé
d'utilisation du dispositif, ainsi que ses utilisations.
Etat de la technique Sous l'action du trafic routier toujours plus contraignant et des agressions climatiques, les chaussées vieillissent, ce qui conduit au terme de leur durée de vie, à des couches ne présentant plus les caractéristiques compatibles avec les fonctions demandées.
Le recyclage de ces anciennes chaussées est devenu une nécessité au regard de la protection de l'environnement : économie de ressources naturelles (granulats), d'espaces naturels (décharges), d'énergie, réduction des gaz à effet de serre.
Tous les matériaux routiers sont recyclables. Ils peuvent être réutilisés, soit en centrale, soit en place. Le recyclage en place procure des économies de transport supplémentaires.
Les granulats recyclés ou récupérés comprennent les Agrégats d'Enrobés (AE) ou Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) en anglais.
Par AE , on entend un mélange granulaire provenant du fraisage, du concassage, de la démolition de plaques, de surplus ou déchets de productions d'anciens enrobés bitumineux (anciennes chaussées), et entrant dans la composition d'enrobés de recyclage (NF P 98-149 de juin 2000).
Par granulats recyclés ou recyclats , on entend un ensemble de grains de dimensions comprises entre 0 et 125 mm provenant de la démolition d'ouvrages ou faisant l'objet d'une réutilisation (NF EN 13-043 d'août 2013).
Les AE peuvent être distingués entre les agrégats spécifiques qui proviennent d'une grande quantité d'enrobés à recycler, généralement bien identifiés et homogènes (origine unique, archives, carottages) et les agrégats tout-venant qui proviennent essentiellement de petits chantiers, de démolitions diverses ou encore de retours de chantier. Ce dernier type d'AE est en général émietté dans un concasseur ou un granulateur, pour être criblé à une dimension maximale allant de 10 à 20 mm, exceptionnellement 25 mm pour le recyclage en couche d'assise. Les AE sont en général contrôlés et caractérisés afin d'établir une fiche technique d'agrégats d'enrobés (FTAE) dans laquelle diverses informations sont fournies : la teneur en liant résiduel, la pénétrabilité du liant résiduel, l'analyse granulométrique des granulats d'enrobés, ainsi que les caractéristiques intrinsèques des granulats (essai Los Angeles LA, essai du coefficient de polissage en accéléré (CPA), etc.) Le degré de pénétration des opérations de recyclage est très variable d'un pays à
l'autre, et même d'une région à l'autre. Ainsi, en Europe du Nord, le recyclage est quasiment systématique. Aux États-Unis, la situation est fort différente d'un Etat à
l'autre. Quel que soit le pays, le recyclage s'est développé plus tôt et plus vite dans les zones fortement urbanisées, confrontées à l'éloignement croissant des carrières et à la rareté
des sites de décharge.
En France, la loi du 13 juillet 1992 interdit en particulier la mise en décharge de matériaux autres que les déchets ultimes (non réutilisables) et impose de valoriser les matériaux existants dans des chaussées. Au terme de leur durée de vie, les matériaux existant dans les chaussées, doivent être utilisés avec un apport minimum de matériaux neufs .
Diverses techniques et dispositifs de recyclage, dont le choix dépend de la nature du matériau à réutiliser, de son mode de traitement, et de la destination finale du produit en résultant, ont ainsi été développés.
En effet, le pourcentage d'introduction des AE dans les formules d'enrobés, à
savoir le taux de recyclage est très dépendant des outils de production, c'est-à-dire du poste d'enrobage.
Les postes d'enrobage peuvent permettre soit un recyclage en poste discontinu (1), soit un recyclage en poste continu (2).
Pour le recyclage en poste discontinu (1), les postes d'enrobage (encore appelés les centrales d'enrobage) comportent généralement plusieurs prédoseurs, un tambour sécheur, un élévateur, et un malaxeur à deux arbres à palettes, horizontaux et contrarotatifs.
Le recyclage implique de chauffer les recyclats ( agrégats ) sans brûler leur bitume et de les doser précisément dans le mélange final.
Diverses méthodes d'introduction sont utilisées :
- Introduction à partir d'un prédoseur Les recyclats (minimum 5%) sont envoyés vers le tambour sécheur avec les granulats neufs. Cette méthode est très peu employée, car s'il y a récupération de granulats, le vieux bitume est incinéré et donc perdu.
- Introduction au pied de l'élévateur Les recyclats sont ajoutés aux granulats neufs préalablement surchauffés dans le tambour sécheur. Le séchage et le chauffage des enrobés recyclés s'effectuent par conduction dans l'élévateur et il est nécessaire d'allonger le cycle de fabrication. Cette méthode est simple et nécessite peu d'investissement. Toutefois, la surchauffe des granulats vierges (jusqu'à plus de 200 C) est très consommatrice d'énergie. De plus, cette
3 surchauffe peut dégrader superficiellement certains types de granulats, produisant une quantité non négligeable d'ultrafines. Par ailleurs, son efficacité est vite limitée par l'humidité
des recyclats et la vaporisation dans l'élévateur à chaud. Le taux de recyclage maximum est de 10% avec des recyclats secs. Il ne peut généralement dépasser 5% s'ils sont humides.
- Introduction dans le tambour sécheur Les recyclats peuvent également être ajoutés dans le tambour sécheur par l'intermédiaire d'un tapis lanceur installé en façade du tambour sécheur, ou par l'intermédiaire d'un anneau de recyclage monté sur le tambour sécheur. Le temps de recyclage maximum obtenu selon cette technique dépend du type d'installation.
Il peut être de 10% (recyclats très humides) à 25% (recyclats secs) pour un sécheur standard combiné
à un tapis lanceur, de 15% (recyclats très humides) à 25% (recyclats secs) pour un sécheur rallongé combiné à un tapis lanceur, ou de 20% (recyclats très humides) à 35%
(recyclats secs) pour un sécheur rallongé combiné à un anneau de recyclage.
- Introduction dans le malaxeur Les recyclats sont introduits par l'intermédiaire d'une trémie peseuse qui débouche directement dans le malaxeur. Cette méthode permet un taux de recyclage allant jusqu'à
10% avec des recyclats très humides, 20% avec des recyclats secs. Elle est parfois combinée avec une introduction de recyclats dans le tambour sécheur, auquel cas le taux de recyclage total peut atteindre 30 à 50%, selon l'humidité des recyclés.
- Introduction dans deux tambours sécheurs équipant le poste/la centrale de recyclage Quelques centrales fixes sont équipées de deux tambours sécheurs. Les recyclats sont séchés et préchauffés vers 120 C dans un tambour parallèle fonctionnant comme un Tambour sécheur-Enrobeur (TSE) à équicourant. Ils sont stockés dans un silo calorifugé, puis dosés et envoyés dans le malaxeur. Parallèlement, les granulats vierges sont surchauffés dans le tambour sécheur à contre-courant. Après dosage, ils sont envoyés dans le malaxeur et homogénéisés avec le recyclé et le bitume d'apport. Dans ce type d'installation, le taux maximal de recyclage est de 35 à 40%, lorsque les recyclats sont très humides. Il atteint 60% avec des recyclats secs. Cependant, cette technique présente l'inconvénient d'être consommatrice d'énergie et d'être assez onéreuse.
Pour le recyclage en poste continu (2), les postes d'enrobage sont majoritairement équipés de TSE(s) qui fonctionne(nt) à équicourant ou à contre-courant.
- Recyclage en TSE à équicourant Les recyclats sont introduits dans la partie centrale du tambour par un anneau de recyclage. Les recyclats sont d'abord dosés en continu, puis séchés et chauffés par les gaz chauds issus du brûleur présent dans le TSE et par les granulats vierges surchauffés dans la première partie du tube. Les recyclats sont protégés de la flamme du brûleur par l'écran que forment les granulats vierges grâce à la disposition des augets situés à
l'intérieur du
des recyclats et la vaporisation dans l'élévateur à chaud. Le taux de recyclage maximum est de 10% avec des recyclats secs. Il ne peut généralement dépasser 5% s'ils sont humides.
- Introduction dans le tambour sécheur Les recyclats peuvent également être ajoutés dans le tambour sécheur par l'intermédiaire d'un tapis lanceur installé en façade du tambour sécheur, ou par l'intermédiaire d'un anneau de recyclage monté sur le tambour sécheur. Le temps de recyclage maximum obtenu selon cette technique dépend du type d'installation.
Il peut être de 10% (recyclats très humides) à 25% (recyclats secs) pour un sécheur standard combiné
à un tapis lanceur, de 15% (recyclats très humides) à 25% (recyclats secs) pour un sécheur rallongé combiné à un tapis lanceur, ou de 20% (recyclats très humides) à 35%
(recyclats secs) pour un sécheur rallongé combiné à un anneau de recyclage.
- Introduction dans le malaxeur Les recyclats sont introduits par l'intermédiaire d'une trémie peseuse qui débouche directement dans le malaxeur. Cette méthode permet un taux de recyclage allant jusqu'à
10% avec des recyclats très humides, 20% avec des recyclats secs. Elle est parfois combinée avec une introduction de recyclats dans le tambour sécheur, auquel cas le taux de recyclage total peut atteindre 30 à 50%, selon l'humidité des recyclés.
- Introduction dans deux tambours sécheurs équipant le poste/la centrale de recyclage Quelques centrales fixes sont équipées de deux tambours sécheurs. Les recyclats sont séchés et préchauffés vers 120 C dans un tambour parallèle fonctionnant comme un Tambour sécheur-Enrobeur (TSE) à équicourant. Ils sont stockés dans un silo calorifugé, puis dosés et envoyés dans le malaxeur. Parallèlement, les granulats vierges sont surchauffés dans le tambour sécheur à contre-courant. Après dosage, ils sont envoyés dans le malaxeur et homogénéisés avec le recyclé et le bitume d'apport. Dans ce type d'installation, le taux maximal de recyclage est de 35 à 40%, lorsque les recyclats sont très humides. Il atteint 60% avec des recyclats secs. Cependant, cette technique présente l'inconvénient d'être consommatrice d'énergie et d'être assez onéreuse.
Pour le recyclage en poste continu (2), les postes d'enrobage sont majoritairement équipés de TSE(s) qui fonctionne(nt) à équicourant ou à contre-courant.
- Recyclage en TSE à équicourant Les recyclats sont introduits dans la partie centrale du tambour par un anneau de recyclage. Les recyclats sont d'abord dosés en continu, puis séchés et chauffés par les gaz chauds issus du brûleur présent dans le TSE et par les granulats vierges surchauffés dans la première partie du tube. Les recyclats sont protégés de la flamme du brûleur par l'écran que forment les granulats vierges grâce à la disposition des augets situés à
l'intérieur du
4 TSE en forme de tube. Granulats vierges et recyclats sont alors homogénéisés en granulométrie et en température. Le mélange passe ensuite dans la zone de malaxage, où
sont injectés le bitume et le filler d'apport. Le taux maximal de recyclage dépend de l'humidité des constituants et du niveau de température visé pour le produit final ; il est en général de 20 à 30%.
En effet, cette limite ne peut être dépassée en raison du risque de colmatage à
l'intérieur du TSE.
- Recyclage en TSE à contre-courant Les recyclats sont introduits par un anneau de recyclage positionné un peu plus loin que le milieu du tube. Ils sont automatiquement protégés de la flamme du brûleur. Ils sont ensuite mélangés aux granulats vierges préalablement surchauffés dans la partie amont du tambour. Le bitume et le filler d'apport arrivent un peu en aval. L'ensemble passe alors dans la zone de malaxage. Le taux maximal de recyclage varie de 30 à 50% selon l'humidité des recyclats et la température du mélange final.
Le poste à double tambour est une variante de TSE à contrecourant, répandue, entre autres, aux États-Unis sous l'appellation de Double Barrel . La partie aval est constituée d'un cylindre fixe concentrique dans lequel arrivent les granulats vierges surchauffés et sont introduits les recyclats, le bitume, et le filler d'apport. La partie tournante est munie de bras avec palettes, qui effectuent un malaxage énergique.
Là encore, le taux de recyclage maximal est limité par le risque de colmatage à
l'intérieur du TSE lié à la présence des recyclats comme les AE.
On connait également de l'état de la technique les documents suivants.
Le document EP 0 146 939 décrit un dispositif de fabrication d'un nouvel asphalte comprenant un dispositif de chauffage d'un asphalte usagé préalablement broyé.
Ce dispositif de chauffage comporte notamment des radiateurs infra-rouges.
Le document WO 2018/165768 décrit un appareil de chauffage d'enrobé
bitumineux, ainsi que son procédé de mise en oeuvre. En particulier, l'appareil de chauffage d'enrobé bitumineux peut être utilisé pour réparer un revêtement d'enrobé
bitumineux existant ou pour la construction de nouveau revêtement d'enrobé. L'appareil de chauffage comprend notamment un émetteur infrarouge, un tube de brûleur couplé à
l'émetteur infrarouge et un tube Venturi.
Le document ON 101 187 196 décrit un dispositif de chauffage d'un agrégat d'enrobé afin de les recycler. Le dispositif de chauffage comprend notamment un émetteur infrarouge.
Ainsi, il existe un besoin de disposer de nouveaux dispositifs d'enrobage/recyclage permettant de fabriquer des enrobés bitumineux comprenant une teneur relativement élevée en recyclats, tels qu'en AE.
Il existe également un besoin de disposer d'un nouveau dispositif d'enrobage/recyclage qui évite au moins les risques de colmatage au sein des tambours sécheurs, tout en étant simple à mettre en oeuvre et qui puisse être adapté
aux différents postes d'enrobage/recyclage existants tels que ceux mentionnés ci-dessus (poste en
sont injectés le bitume et le filler d'apport. Le taux maximal de recyclage dépend de l'humidité des constituants et du niveau de température visé pour le produit final ; il est en général de 20 à 30%.
En effet, cette limite ne peut être dépassée en raison du risque de colmatage à
l'intérieur du TSE.
- Recyclage en TSE à contre-courant Les recyclats sont introduits par un anneau de recyclage positionné un peu plus loin que le milieu du tube. Ils sont automatiquement protégés de la flamme du brûleur. Ils sont ensuite mélangés aux granulats vierges préalablement surchauffés dans la partie amont du tambour. Le bitume et le filler d'apport arrivent un peu en aval. L'ensemble passe alors dans la zone de malaxage. Le taux maximal de recyclage varie de 30 à 50% selon l'humidité des recyclats et la température du mélange final.
Le poste à double tambour est une variante de TSE à contrecourant, répandue, entre autres, aux États-Unis sous l'appellation de Double Barrel . La partie aval est constituée d'un cylindre fixe concentrique dans lequel arrivent les granulats vierges surchauffés et sont introduits les recyclats, le bitume, et le filler d'apport. La partie tournante est munie de bras avec palettes, qui effectuent un malaxage énergique.
Là encore, le taux de recyclage maximal est limité par le risque de colmatage à
l'intérieur du TSE lié à la présence des recyclats comme les AE.
On connait également de l'état de la technique les documents suivants.
Le document EP 0 146 939 décrit un dispositif de fabrication d'un nouvel asphalte comprenant un dispositif de chauffage d'un asphalte usagé préalablement broyé.
Ce dispositif de chauffage comporte notamment des radiateurs infra-rouges.
Le document WO 2018/165768 décrit un appareil de chauffage d'enrobé
bitumineux, ainsi que son procédé de mise en oeuvre. En particulier, l'appareil de chauffage d'enrobé bitumineux peut être utilisé pour réparer un revêtement d'enrobé
bitumineux existant ou pour la construction de nouveau revêtement d'enrobé. L'appareil de chauffage comprend notamment un émetteur infrarouge, un tube de brûleur couplé à
l'émetteur infrarouge et un tube Venturi.
Le document ON 101 187 196 décrit un dispositif de chauffage d'un agrégat d'enrobé afin de les recycler. Le dispositif de chauffage comprend notamment un émetteur infrarouge.
Ainsi, il existe un besoin de disposer de nouveaux dispositifs d'enrobage/recyclage permettant de fabriquer des enrobés bitumineux comprenant une teneur relativement élevée en recyclats, tels qu'en AE.
Il existe également un besoin de disposer d'un nouveau dispositif d'enrobage/recyclage qui évite au moins les risques de colmatage au sein des tambours sécheurs, tout en étant simple à mettre en oeuvre et qui puisse être adapté
aux différents postes d'enrobage/recyclage existants tels que ceux mentionnés ci-dessus (poste en
5 continu, poste en discontinu).
Un but de la présente invention est ainsi de proposer un nouveau dispositif d'enrobage/recyclage qui évite, au moins en partie, les inconvénients susmentionnés.
La présente invention fournit une solution technique aux problèmes identifiés ci-dessus.
Présentation de l'invention La présente invention propose un dispositif d'enrobage apte à fabriquer des enrobés bitumineux comprenant :
au moins un moyen d'amenée d'au moins un granulat, tel qu'un agrégat recyclé, vers un malaxeur et/ou un tambour sécheur, ledit moyen d'amenée présentant une face supérieure apte à recevoir le granulat, plusieurs groupes d'émetteur(s) infrarouge(s)s (IR), disposés au droit de ladite face supérieure dudit au moins moyen d'amenée et qui sont aptes à émettre une longueur d'onde qui correspond sensiblement à la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption déterminé dudit au moins granulat à une température voulue, chaque groupe d'émetteurs infrarouges étant apte à émettre une longueur d'onde spécifique qui est différente entre chaque groupe, ledit au moins moyen d'amenée étant apte à et/ou configuré pour résister aux radiations électromagnétiques émises par lesdits groupes d'émetteurs infrarouges.
La Demanderesse a découvert de manière surprenante qu'il était possible de chauffer un ou plusieurs types de granulats, et en particuliers des AE par l'intermédiaire d'au moins un émetteur infrarouge et notamment d'au moins deux groupes d'émetteur(s) infrarouge(s), dimensionné(s) au regard des caractéristiques du ou des agrégats à chauffer.
Ainsi, le ou les granulats est/sont préalablement chauffés à une température pouvant avoisiner les 250 C en quelques secondes (90 s) avant d'être acheminé(s) vers le malaxeur ou le tambour sécheur évitant par conséquent tout risque de colmatage, notamment lorsque le granulat est un AE.
En outre, selon l'invention, le dispositif d'enrobage comprend plusieurs groupes d'émetteur(s) infrarouge(s), tels qu'au moins deux groupes d'émetteur(s) infrarouge(s) qui sont chacun apte à émettre une longueur d'onde spécifique qui est dédiée à un granulat précis. Les longueurs d'onde émises sont ainsi généralement différentes.
D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du dispositif d'enrobage conforme à l'invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
Un but de la présente invention est ainsi de proposer un nouveau dispositif d'enrobage/recyclage qui évite, au moins en partie, les inconvénients susmentionnés.
La présente invention fournit une solution technique aux problèmes identifiés ci-dessus.
Présentation de l'invention La présente invention propose un dispositif d'enrobage apte à fabriquer des enrobés bitumineux comprenant :
au moins un moyen d'amenée d'au moins un granulat, tel qu'un agrégat recyclé, vers un malaxeur et/ou un tambour sécheur, ledit moyen d'amenée présentant une face supérieure apte à recevoir le granulat, plusieurs groupes d'émetteur(s) infrarouge(s)s (IR), disposés au droit de ladite face supérieure dudit au moins moyen d'amenée et qui sont aptes à émettre une longueur d'onde qui correspond sensiblement à la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption déterminé dudit au moins granulat à une température voulue, chaque groupe d'émetteurs infrarouges étant apte à émettre une longueur d'onde spécifique qui est différente entre chaque groupe, ledit au moins moyen d'amenée étant apte à et/ou configuré pour résister aux radiations électromagnétiques émises par lesdits groupes d'émetteurs infrarouges.
La Demanderesse a découvert de manière surprenante qu'il était possible de chauffer un ou plusieurs types de granulats, et en particuliers des AE par l'intermédiaire d'au moins un émetteur infrarouge et notamment d'au moins deux groupes d'émetteur(s) infrarouge(s), dimensionné(s) au regard des caractéristiques du ou des agrégats à chauffer.
Ainsi, le ou les granulats est/sont préalablement chauffés à une température pouvant avoisiner les 250 C en quelques secondes (90 s) avant d'être acheminé(s) vers le malaxeur ou le tambour sécheur évitant par conséquent tout risque de colmatage, notamment lorsque le granulat est un AE.
En outre, selon l'invention, le dispositif d'enrobage comprend plusieurs groupes d'émetteur(s) infrarouge(s), tels qu'au moins deux groupes d'émetteur(s) infrarouge(s) qui sont chacun apte à émettre une longueur d'onde spécifique qui est dédiée à un granulat précis. Les longueurs d'onde émises sont ainsi généralement différentes.
D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du dispositif d'enrobage conforme à l'invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
6 - la longueur d'onde dudit au moins un émetteur (à savoir le ou les émetteur(s) infrarouge(s) des groupes émetteur(s) infrarouge(s) selon l'invention) varie de 0,7 micromètre à 1 mm, de préférence de 1 à 80 micromètre(s) et typiquement de 1 à
micromètre(s) ;
- le dispositif comprend au moins une enveloppe, disposée de façon à former un tunnel avec au moins une portion dudit au moins moyen d'amenée, de préférence la totalité
dudit moyen d'amenée et qui présente une face intérieure sur laquelle est agencé ledit au moins émetteur, à savoir tout ou une partie desdtis groupes d'émetteur(s) infrarouge(s) ;
- est/sont agencé(s) sur ladite face intérieure de ladite au moins enveloppe, de 1 à
20 panneaux d'émetteur(s) comprenant chacun de 1 à 50 émetteur(s) infrarouge(s), de préférence de 2 à 40 émetteur(s) infrarouge(s) et typiquement de 4 à 24 émetteur(s) infrarouge(s) ;
- ledit au moins un émetteur (à savoir le ou les émetteur(s) infrarouge(s) des groupes émetteur(s) infrarouge(s) selon l'invention) est un émetteur infrarouge en carbone ;
- les groupes d'émetteur(s) infrarouge(s) se présentent sous la forme de panneaux d'émetteur(s) infrarouge(s), de préférence chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) se présente sous la forme d'un ou de plusieurs panneaux d'émetteur(s) infrarouge(s).
- la distance d entre la face intérieure de ladite au moins enveloppe où
est positionné le ou les émetteurs ou le ou les panneux d'émétteur(s) infrarouge(s) et ladite face supérieure dudit moyen d'amenée varie de 10 à 250 mm, de préférence de 15 à
200 mm et typiquement de 20 à 200 mm et en particulier de 35 à 100 mm ;
- le tunnel s'étend sur un axe longitudinal nommé X et mesure de 8,0 m à 12,5 m (dépendamment des paramètres de production) ;
- le tunnel s'étend sur un axe longitudinal X, l'écart latéral nommé y entre deux panneaux d'émetteur(s), considéré dans un plan de section transversal à l'axe longitudinal X, varie de 600 mm à 1200 mm, de préférence 600 mm à 800 mm et typiquement de 600 mm (dépendamment des paramètres de production) ;
- l'écart longitudinal nommé z entre deux panneaux d'émetteur(s), considéré
dans le plan longitudinal X, varie de 0 mm à 100 mm, de préférence 50 mm à 100 mm et typiquement de 100 mm;
- le dispositif comprend au moins :
un moyen d'amenée pour chaque type de granulats, tel qu'un moyen d'amenée pour des granulats vierges (gravillons, sables) et un moyens d'amenée pour des granulats recyclés (agrégats d'enrobés) ; et/ou un moyen d'amenée pour différents types de granulats, tel qu'un moyen d'amenée à la fois pour des granulats vierges et des granulats recyclés ; le moyen d'amenée est donc unique;
micromètre(s) ;
- le dispositif comprend au moins une enveloppe, disposée de façon à former un tunnel avec au moins une portion dudit au moins moyen d'amenée, de préférence la totalité
dudit moyen d'amenée et qui présente une face intérieure sur laquelle est agencé ledit au moins émetteur, à savoir tout ou une partie desdtis groupes d'émetteur(s) infrarouge(s) ;
- est/sont agencé(s) sur ladite face intérieure de ladite au moins enveloppe, de 1 à
20 panneaux d'émetteur(s) comprenant chacun de 1 à 50 émetteur(s) infrarouge(s), de préférence de 2 à 40 émetteur(s) infrarouge(s) et typiquement de 4 à 24 émetteur(s) infrarouge(s) ;
- ledit au moins un émetteur (à savoir le ou les émetteur(s) infrarouge(s) des groupes émetteur(s) infrarouge(s) selon l'invention) est un émetteur infrarouge en carbone ;
- les groupes d'émetteur(s) infrarouge(s) se présentent sous la forme de panneaux d'émetteur(s) infrarouge(s), de préférence chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) se présente sous la forme d'un ou de plusieurs panneaux d'émetteur(s) infrarouge(s).
- la distance d entre la face intérieure de ladite au moins enveloppe où
est positionné le ou les émetteurs ou le ou les panneux d'émétteur(s) infrarouge(s) et ladite face supérieure dudit moyen d'amenée varie de 10 à 250 mm, de préférence de 15 à
200 mm et typiquement de 20 à 200 mm et en particulier de 35 à 100 mm ;
- le tunnel s'étend sur un axe longitudinal nommé X et mesure de 8,0 m à 12,5 m (dépendamment des paramètres de production) ;
- le tunnel s'étend sur un axe longitudinal X, l'écart latéral nommé y entre deux panneaux d'émetteur(s), considéré dans un plan de section transversal à l'axe longitudinal X, varie de 600 mm à 1200 mm, de préférence 600 mm à 800 mm et typiquement de 600 mm (dépendamment des paramètres de production) ;
- l'écart longitudinal nommé z entre deux panneaux d'émetteur(s), considéré
dans le plan longitudinal X, varie de 0 mm à 100 mm, de préférence 50 mm à 100 mm et typiquement de 100 mm;
- le dispositif comprend au moins :
un moyen d'amenée pour chaque type de granulats, tel qu'un moyen d'amenée pour des granulats vierges (gravillons, sables) et un moyens d'amenée pour des granulats recyclés (agrégats d'enrobés) ; et/ou un moyen d'amenée pour différents types de granulats, tel qu'un moyen d'amenée à la fois pour des granulats vierges et des granulats recyclés ; le moyen d'amenée est donc unique;
7 - tous les moyens d'amenée sont aptes à et/ou configurés pour résister aux radiations électromagnétiques émises par le ou les émetteurs infrarouges ;
- le ou les moyens d'amenée est/sont en acier ;
- le dispositif comprend plusieurs groupes d'émetteurs ou plusieurs groupes de panneaux d'émetteurs, chaque groupe étant apte à émettre une longueur d'onde spécifique qui est différente entre chaque groupe (en particulier, la longueur d'onde spécifique de chaque groupe d'émetteurs ou chaque groupe de panneaux d'émetteurs correspond sensiblement à la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption d'un type de granulat auquel les émetteurs ou panneaux d'émetteurs sont associés à une température voulue) ;
- les groupes d'émetteurs ou de panneaux d'émetteurs sont répartis sur différentes portions de l'enveloppe, tel que dans le cas où le dispositif est pourvu d'un moyen d'amenée pour différents types de granulats, ou les groupes d'émetteurs ou de panneaux d'émetteurs sont répartis sur différents moyens d'amenée, tel que dans le cas où le dispositif est pourvu d'un moyen d'amenée différent par type de granulats.
Ainsi, le dispositif comprend :
- une unique enveloppe, chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) étant réparti sur des portions différentes de ladite enveloppe, de sorte que le dispositif est pourvu du même moyen d'amenée pour différents types de granulats ;
- différentes enveloppes, chaque envelope étant spécifique d'un moyen d'amenée, qui est lui-même dédié à un type de granulat et chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) étant réparti sur une enveloppe différente, de sorte que ledit dispositif est pourvu de différents moyens d'amenée pour différents types de granulats.
La présente invention se réfère également à un procédé de mise en oeuvre du dispositif d'enrobage tel que décrit ci-dessus, comprenant les étapes suivantes :
(a) déterminer, à une température voulue, la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption déterminé par spectrographie de plusieurs types de granulats à
chauffer qui sont généralement différents, tels qu'un premier agrégat recyclé, un deuxième agrégat recylclé (d'une origine différente du premier), un granulat vierge comme des sables, des gravillons;
(b) disposer sur ledit dispositif d'enrobage plusieurs groupes d'émetteur(s) infrarouge(s), chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) étant apte à ou étant configuré à
émettre sensiblement la longueur d'onde déterminée à l'étape (a) pour un type de granulat donné;
(c) amener succesivemment via ledit ou lesdits moyen(s) d'amenée, chaque type de granulat au droit dudit groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) qui lui correspond et appliquer la longueur d'onde, de sorte à le chauffer par radiation thermique :
- le ou les moyens d'amenée est/sont en acier ;
- le dispositif comprend plusieurs groupes d'émetteurs ou plusieurs groupes de panneaux d'émetteurs, chaque groupe étant apte à émettre une longueur d'onde spécifique qui est différente entre chaque groupe (en particulier, la longueur d'onde spécifique de chaque groupe d'émetteurs ou chaque groupe de panneaux d'émetteurs correspond sensiblement à la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption d'un type de granulat auquel les émetteurs ou panneaux d'émetteurs sont associés à une température voulue) ;
- les groupes d'émetteurs ou de panneaux d'émetteurs sont répartis sur différentes portions de l'enveloppe, tel que dans le cas où le dispositif est pourvu d'un moyen d'amenée pour différents types de granulats, ou les groupes d'émetteurs ou de panneaux d'émetteurs sont répartis sur différents moyens d'amenée, tel que dans le cas où le dispositif est pourvu d'un moyen d'amenée différent par type de granulats.
Ainsi, le dispositif comprend :
- une unique enveloppe, chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) étant réparti sur des portions différentes de ladite enveloppe, de sorte que le dispositif est pourvu du même moyen d'amenée pour différents types de granulats ;
- différentes enveloppes, chaque envelope étant spécifique d'un moyen d'amenée, qui est lui-même dédié à un type de granulat et chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) étant réparti sur une enveloppe différente, de sorte que ledit dispositif est pourvu de différents moyens d'amenée pour différents types de granulats.
La présente invention se réfère également à un procédé de mise en oeuvre du dispositif d'enrobage tel que décrit ci-dessus, comprenant les étapes suivantes :
(a) déterminer, à une température voulue, la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption déterminé par spectrographie de plusieurs types de granulats à
chauffer qui sont généralement différents, tels qu'un premier agrégat recyclé, un deuxième agrégat recylclé (d'une origine différente du premier), un granulat vierge comme des sables, des gravillons;
(b) disposer sur ledit dispositif d'enrobage plusieurs groupes d'émetteur(s) infrarouge(s), chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) étant apte à ou étant configuré à
émettre sensiblement la longueur d'onde déterminée à l'étape (a) pour un type de granulat donné;
(c) amener succesivemment via ledit ou lesdits moyen(s) d'amenée, chaque type de granulat au droit dudit groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) qui lui correspond et appliquer la longueur d'onde, de sorte à le chauffer par radiation thermique :
8 (d) amener chaque type de granulat chauffé issu de l'étape (d) vers le malaxeur et/ou le tambour sécheur comportant préalablement au moins un liant hydrocarboné et optionnellement au moins un granulat vierge (fines, sables, gravillons), de sorte à fabriquer un enrobé bitumineux.
De préférence, les étapes (a) à (c) sont ainsi réalisées pour différents types de granulats susceptibles de présenter une longueur d'onde maximale différente, tels que des granulats vierges (fines, sables, gravillons) ou encore des granulats recyclés (agrégats d'enrobés).
La présente invention propose également l'utilisation du dispositif tel que décrit ci-dessus pour recycler des agrégats non vierges, ou pour fabriquer un enrobé
bitumineux.
Description détaillée de l'invention La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :
[Fig. 1] est une vue de côté représentant de façon schématique un dispositif d'enrobage présentant un axe longitudinal X-X selon un mode de réalisation de la présente invention ;
[Fig. 2] est une vue de section transversale par rapport à l'axe longitudinal X-X du dispositif d'enrobage de la figure 1, et [Fig. 3] est une vue de dessus d'une section transversale du dispositif d'enrobage de la figure 1 selon l'axe Y-Y.
Il est à noter que sur ces figures les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références.
En se référant aux figures 1 à 3, un dispositif d'enrobage selon un mode de réalisation de l'invention va être décrit. Selon le mode de réalisation décrit ci-après et qui est non-limitatif de l'invention, différents groupes d'émetteur(s) infrarouge(s) qui sont aptes à
émettre une longueur d'onde spécifique qui est différente entre chaque groupe, sont disposés sur un unique moyen d'amenée. En variante, on peut prévoir que chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) soit disposé sur un moyen d'amenée différent, à
savoir le dispositif comporte plusieurs moyens d'amenée qui sont chacun dédié à
acheminer un type de granulat et qui comporte chacun un groupe précis d'émetteur(s) infrarouge(s).
Tel que mentionné ci-dessus, un dispositif d'enrobage 100 selon l'invention est apte à fabriquer des enrobés bitumineux. Par enrobés bitumineux , on entend un granulat recouvert de bitume, utilisé dans les revêtements de chaussées. En particulier, le dispositif d'enrobage 100 est apte à fabriquer des enrobés de recyclage (NF P 98-149 de juin 2010).
Tel que défini ici, un enrobé de recyclage signifie un enrobé hydrocarboné
à chaud ou à
De préférence, les étapes (a) à (c) sont ainsi réalisées pour différents types de granulats susceptibles de présenter une longueur d'onde maximale différente, tels que des granulats vierges (fines, sables, gravillons) ou encore des granulats recyclés (agrégats d'enrobés).
La présente invention propose également l'utilisation du dispositif tel que décrit ci-dessus pour recycler des agrégats non vierges, ou pour fabriquer un enrobé
bitumineux.
Description détaillée de l'invention La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :
[Fig. 1] est une vue de côté représentant de façon schématique un dispositif d'enrobage présentant un axe longitudinal X-X selon un mode de réalisation de la présente invention ;
[Fig. 2] est une vue de section transversale par rapport à l'axe longitudinal X-X du dispositif d'enrobage de la figure 1, et [Fig. 3] est une vue de dessus d'une section transversale du dispositif d'enrobage de la figure 1 selon l'axe Y-Y.
Il est à noter que sur ces figures les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références.
En se référant aux figures 1 à 3, un dispositif d'enrobage selon un mode de réalisation de l'invention va être décrit. Selon le mode de réalisation décrit ci-après et qui est non-limitatif de l'invention, différents groupes d'émetteur(s) infrarouge(s) qui sont aptes à
émettre une longueur d'onde spécifique qui est différente entre chaque groupe, sont disposés sur un unique moyen d'amenée. En variante, on peut prévoir que chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) soit disposé sur un moyen d'amenée différent, à
savoir le dispositif comporte plusieurs moyens d'amenée qui sont chacun dédié à
acheminer un type de granulat et qui comporte chacun un groupe précis d'émetteur(s) infrarouge(s).
Tel que mentionné ci-dessus, un dispositif d'enrobage 100 selon l'invention est apte à fabriquer des enrobés bitumineux. Par enrobés bitumineux , on entend un granulat recouvert de bitume, utilisé dans les revêtements de chaussées. En particulier, le dispositif d'enrobage 100 est apte à fabriquer des enrobés de recyclage (NF P 98-149 de juin 2010).
Tel que défini ici, un enrobé de recyclage signifie un enrobé hydrocarboné
à chaud ou à
9 froid comportant tout ou partie de matériaux recyclés (agrégats d'enrobés provenant soit du fraisage-fraisât, soit de la démolition d'enrobés existants), que la fabrication ait lieu en centrale ou sur site.
Pour cela, le dispositif d'enrobage 100 comprend au moins : un moyen d'amenée d'au moins un granulat 5 qui est généralement un convoyeur à raclette 1, un malaxeur et/ou un tambour sécheur 3 et une enceinte de stockage du granulat 5.
Pour la suite de la description, on utilisera le terme de convoyeur à
raclette tel que représenté sur les figures.
En particulier, ce convoyeur à raclette 1 est relié à une de ses extrémités à
l'enceinte de stockage du granulat 5, tel qu'un prédoseur 2 et à son autre extrémité au malaxeur ou un tambour sécheur 3. En variante, le convoyeur à raclette 1 peut être relié à
une ou plusieurs enceintes de stockage de granulat, à savoir à plusieurs prédoseurs, chaque prédoseur étant spécifique d'un granulat donné (AE, sables, gravillons, etc.).
Selon l'invention, par granulat , on entend un ensemble de grains de dimensions comprises entre 0 et 25 mm intervenant notamment dans la composition d'une chaussée. Le terme granulat englobe différents types de matériaux, tels que des fines, des sables, des gravillons, des graves ou encore de AE.
L'enceinte de stockage ou prédoseur 2 convenant pour la présente invention est connu de l'homme du métier et ne sera pas plus décrit en détail ci-après. Il peut s'agir d'une trémie-doseuse permettant le stockage, et le dosage volumétrique ou pondéral d'un granulat.
De même, le malaxeur et le tambour sécheur 3 sont connus de l'homme du métier et ne seront pas plus décrits en détail ci-après. Ces moyens servent respectivement à
malaxer/sécher les différents composés entrant dans la formulation de l'enrobé
bitumineux.
Dans le cas d'un TSE, le malaxage et le séchage s'effectue dans le même appareillage.
En particulier, le convoyeur à raclette 1 selon l'invention d'axe X-X est disposé
horizontalement (par rapport au sol) comme cela est représenté sur la Fig.1.
En alternative, le convoyeur à raclette 1 peut être incliné, la partie basse étant en général disposée du côté
du prédoseur 2 et la partie haute étant disposée du côté du tambour sécheur 3.
Généralement, le convoyeur à raclette 1 présente notamment une face supérieure 4 apte à recevoir le ou les granulats 5. Tel que représenté ici, le granulat 5 peut être dans un premier temps de préférence un AE et dans un second temps un autre granulat, tel que des sables et/ou des gravillons. Comme expliqué ci-dessus, actuellement le recyclage des AE
est limité en raison notamment des problèmes de colmatage au sein des tambours sécheurs.
Le dispositif 100 selon l'invention permet de remédier à ce problème.
A cet effet, le dispositif d'enrobage 100 comporte au droit de la face supérieure 4 du convoyeur à raclette 1, au moins plusieurs groupes d'émetteur(s) infrarouge(s), à savoir au moins deux qui sont aptes à émettre une longueur d'onde qui correspond sensiblement à la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption déterminé par spectrographie d'absorption dudit au moins granulat à une température voulue. En particulier, chaque groupe d'émetteurs infrarouges est apte à émettre une longueur d'onde spécifique qui est différente entre chaque groupe et qui est donc dédié à un type de granulat (soit par exemple un premier AE , soit une deuxième AE différent du premier, soit des sables ou encore des 5 gravillons, etc.).
Généralement, le spectre d'adsorption du ou des granulats est déterminé par spectroscopie. Comme chaque matériau granulaire émet une longueur d'onde propre à sa composition moléculaire qui est directement fonction de sa température, il est possible, à
l'aide d'une caméra spectral ou une caméra Infrarouge d'avoir un retour sur la longueur
Pour cela, le dispositif d'enrobage 100 comprend au moins : un moyen d'amenée d'au moins un granulat 5 qui est généralement un convoyeur à raclette 1, un malaxeur et/ou un tambour sécheur 3 et une enceinte de stockage du granulat 5.
Pour la suite de la description, on utilisera le terme de convoyeur à
raclette tel que représenté sur les figures.
En particulier, ce convoyeur à raclette 1 est relié à une de ses extrémités à
l'enceinte de stockage du granulat 5, tel qu'un prédoseur 2 et à son autre extrémité au malaxeur ou un tambour sécheur 3. En variante, le convoyeur à raclette 1 peut être relié à
une ou plusieurs enceintes de stockage de granulat, à savoir à plusieurs prédoseurs, chaque prédoseur étant spécifique d'un granulat donné (AE, sables, gravillons, etc.).
Selon l'invention, par granulat , on entend un ensemble de grains de dimensions comprises entre 0 et 25 mm intervenant notamment dans la composition d'une chaussée. Le terme granulat englobe différents types de matériaux, tels que des fines, des sables, des gravillons, des graves ou encore de AE.
L'enceinte de stockage ou prédoseur 2 convenant pour la présente invention est connu de l'homme du métier et ne sera pas plus décrit en détail ci-après. Il peut s'agir d'une trémie-doseuse permettant le stockage, et le dosage volumétrique ou pondéral d'un granulat.
De même, le malaxeur et le tambour sécheur 3 sont connus de l'homme du métier et ne seront pas plus décrits en détail ci-après. Ces moyens servent respectivement à
malaxer/sécher les différents composés entrant dans la formulation de l'enrobé
bitumineux.
Dans le cas d'un TSE, le malaxage et le séchage s'effectue dans le même appareillage.
En particulier, le convoyeur à raclette 1 selon l'invention d'axe X-X est disposé
horizontalement (par rapport au sol) comme cela est représenté sur la Fig.1.
En alternative, le convoyeur à raclette 1 peut être incliné, la partie basse étant en général disposée du côté
du prédoseur 2 et la partie haute étant disposée du côté du tambour sécheur 3.
Généralement, le convoyeur à raclette 1 présente notamment une face supérieure 4 apte à recevoir le ou les granulats 5. Tel que représenté ici, le granulat 5 peut être dans un premier temps de préférence un AE et dans un second temps un autre granulat, tel que des sables et/ou des gravillons. Comme expliqué ci-dessus, actuellement le recyclage des AE
est limité en raison notamment des problèmes de colmatage au sein des tambours sécheurs.
Le dispositif 100 selon l'invention permet de remédier à ce problème.
A cet effet, le dispositif d'enrobage 100 comporte au droit de la face supérieure 4 du convoyeur à raclette 1, au moins plusieurs groupes d'émetteur(s) infrarouge(s), à savoir au moins deux qui sont aptes à émettre une longueur d'onde qui correspond sensiblement à la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption déterminé par spectrographie d'absorption dudit au moins granulat à une température voulue. En particulier, chaque groupe d'émetteurs infrarouges est apte à émettre une longueur d'onde spécifique qui est différente entre chaque groupe et qui est donc dédié à un type de granulat (soit par exemple un premier AE , soit une deuxième AE différent du premier, soit des sables ou encore des 5 gravillons, etc.).
Généralement, le spectre d'adsorption du ou des granulats est déterminé par spectroscopie. Comme chaque matériau granulaire émet une longueur d'onde propre à sa composition moléculaire qui est directement fonction de sa température, il est possible, à
l'aide d'une caméra spectral ou une caméra Infrarouge d'avoir un retour sur la longueur
10 d'onde émise par le matériau granulaire à température voulue (Loi de Planck).
En effet, les différences de structure atomique des granulats à chauffer (en raison notamment de leur teneur en eau, en bitume ou encore de leur nature : granit, calcaire, etc.) impliquent que ces granulats disposent chacun de leur propre domaine spectral à l'intérieur duquel l'absorption du rayonnement est optimale. Chaque granulat possède en effet son propre taux d'absorption. Les particules de rayonnement non absorbées par le granulat le traversent ou subissent une réflexion.
En outre, ledit moyen d'amenée, ici le convoyeur à raclette 1, est apte à
et/ou configuré pour résister aux radiations électromagnétiques émises par le ou les émetteurs infrarouges.
Typiquement, le convoyeur à raclette 1 est en acier.
De préférence, le dispositif d'enrobage 100 comprend une enveloppe 6, disposée de façon à former un tunnel avec au moins une portion du convoyeur à raclette 1, de préférence la totalité du convoyeur à raclette 1. L'enveloppe 6 présente une face supérieure 9 et une face intérieure 8 sur laquelle est agencé lesdits groupes d'émetteur(s) infrarouge(s).
De préférence, les groupes d'émetteur(s) infrarouge(s) se présentent sous la forme de panneaux d'émetteur(s) infrarouge(s), de préférence chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) se présente sous la forme d'un ou de plusieurs panneaux d'émetteur(s) infrarouge(s).
Par exemple, de 1 à 20 panneaux d'émetteur(s) infrarouge(s) comprenant chacun de 1 à 50 émetteurs infrarouge(s), de préférence de 2 à 40 émetteurs infrarouges et typiquement de 4 à 24 émetteurs infrarouges est/sont agencé(s) sur ladite face intérieure 8 de l'enveloppe 6. L'enveloppe 6 peut également comprendre des orifices d'aération 7.
Généralement, le tunnel s'étend sur l'axe longitudinal X et mesure de 8,0 m à
12,5 m.
De préférence, afin de déterminer l'absorption maximale du granulat tel qu'un agrégat d'enrobé AE, on peut procéder de la façon suivante : dans un four à
agrégats conventionnel, un échantillon d'agrégats AE (granulat) est monté à la température désirée (échantillon représentatif d'environ plus ou moins 5,0 kg). Une fois l'échantillon à la
En effet, les différences de structure atomique des granulats à chauffer (en raison notamment de leur teneur en eau, en bitume ou encore de leur nature : granit, calcaire, etc.) impliquent que ces granulats disposent chacun de leur propre domaine spectral à l'intérieur duquel l'absorption du rayonnement est optimale. Chaque granulat possède en effet son propre taux d'absorption. Les particules de rayonnement non absorbées par le granulat le traversent ou subissent une réflexion.
En outre, ledit moyen d'amenée, ici le convoyeur à raclette 1, est apte à
et/ou configuré pour résister aux radiations électromagnétiques émises par le ou les émetteurs infrarouges.
Typiquement, le convoyeur à raclette 1 est en acier.
De préférence, le dispositif d'enrobage 100 comprend une enveloppe 6, disposée de façon à former un tunnel avec au moins une portion du convoyeur à raclette 1, de préférence la totalité du convoyeur à raclette 1. L'enveloppe 6 présente une face supérieure 9 et une face intérieure 8 sur laquelle est agencé lesdits groupes d'émetteur(s) infrarouge(s).
De préférence, les groupes d'émetteur(s) infrarouge(s) se présentent sous la forme de panneaux d'émetteur(s) infrarouge(s), de préférence chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) se présente sous la forme d'un ou de plusieurs panneaux d'émetteur(s) infrarouge(s).
Par exemple, de 1 à 20 panneaux d'émetteur(s) infrarouge(s) comprenant chacun de 1 à 50 émetteurs infrarouge(s), de préférence de 2 à 40 émetteurs infrarouges et typiquement de 4 à 24 émetteurs infrarouges est/sont agencé(s) sur ladite face intérieure 8 de l'enveloppe 6. L'enveloppe 6 peut également comprendre des orifices d'aération 7.
Généralement, le tunnel s'étend sur l'axe longitudinal X et mesure de 8,0 m à
12,5 m.
De préférence, afin de déterminer l'absorption maximale du granulat tel qu'un agrégat d'enrobé AE, on peut procéder de la façon suivante : dans un four à
agrégats conventionnel, un échantillon d'agrégats AE (granulat) est monté à la température désirée (échantillon représentatif d'environ plus ou moins 5,0 kg). Une fois l'échantillon à la
11 température voulue, une caméra spectrale est utilisée afin de déterminer la longueur émise par les agrégats AE/matériaux recyclés. On détermine ainsi la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption de l'échantillon d'agrégats AE à une température voulue. Cette longueur d'onde sera ensuite appliquée afin de chauffer l'agrégat. On procède de même pour le ou les autres type de granulats (AE d'origine différente, sables, gravillons, etc.) Généralement, la longueur d'onde dudit au moins un émetteur, à savoir ledit au moins émetteur constituant un des groupes d'émetteur(s) infrarouge(s), varie de 0,7 micromètre à 1 mm, de préférence de 1 à 80 micromètre(s) et typiquement de 1 à
micromètre(s).
En particulier, la température au sein du granulat 5, mesurée par exemple avec un ou plusieurs thermomètres infrarouges localisé(s) à la sortie du ou des différents convoyeurs à raclette 1 varie de 20 à 200 C, de préférence de 80 à 150 C et typiquement de 110 à
150 C.
Ainsi, lorsque le granulat 5 arrive dans le malaxeur ou le tambour sécheur 3, il présente généralement une température d'entrée qui est inférieure de 20 à 50 CC, de préférence de 30 à 40 C par rapport à la température à l'intérieur du malaxeur/tambour sécheur 3.
De préférence, les émetteurs infrarouges sont des émetteurs infrarouges en carbone.
Selon ce mode de réalisation, un émetteur infrarouge en carbone convenant pour la présente invention peut correspondre à l'émetteur infrarouge commercialisé par Heraeus sous la marque commerciale CIR .
Il peut présenter les caractéristiques résumées dans le tableau 1 suivant :
Emetteurs [Tableau 1]
Emetteurs infrarouge à Emetteurs infrarouges à tubes tubes doubles en carbone ronds en carbone Puissance 60 W/cm 30 W/cm Longueur 5000 mm 1500 mm chauffée max.
Section 34x14 mm 19 mm Température du filament Longueur d'onde 2 micromètres 2 micromètres Rendement 110 kW/m2 85 kW/m2 surfacique max.
Temps de 1 - 2 s 1 - 2 s réaction
micromètre(s).
En particulier, la température au sein du granulat 5, mesurée par exemple avec un ou plusieurs thermomètres infrarouges localisé(s) à la sortie du ou des différents convoyeurs à raclette 1 varie de 20 à 200 C, de préférence de 80 à 150 C et typiquement de 110 à
150 C.
Ainsi, lorsque le granulat 5 arrive dans le malaxeur ou le tambour sécheur 3, il présente généralement une température d'entrée qui est inférieure de 20 à 50 CC, de préférence de 30 à 40 C par rapport à la température à l'intérieur du malaxeur/tambour sécheur 3.
De préférence, les émetteurs infrarouges sont des émetteurs infrarouges en carbone.
Selon ce mode de réalisation, un émetteur infrarouge en carbone convenant pour la présente invention peut correspondre à l'émetteur infrarouge commercialisé par Heraeus sous la marque commerciale CIR .
Il peut présenter les caractéristiques résumées dans le tableau 1 suivant :
Emetteurs [Tableau 1]
Emetteurs infrarouge à Emetteurs infrarouges à tubes tubes doubles en carbone ronds en carbone Puissance 60 W/cm 30 W/cm Longueur 5000 mm 1500 mm chauffée max.
Section 34x14 mm 19 mm Température du filament Longueur d'onde 2 micromètres 2 micromètres Rendement 110 kW/m2 85 kW/m2 surfacique max.
Temps de 1 - 2 s 1 - 2 s réaction
12 En particulier et tel que mentionné ci-dessus, le dispositif 100 comporte plusieurs groupes d'émetteur(s) infrarouge(s), chaque groupe comprenant plusieurs émetteurs infrarouges.
Selon une caractéristique de l'invention, le ou les émetteurs IR selon l'invention fonctionnent à l'électricité.
Egalement, en fonction de la nature, de l'humidité et de la quantité du granulat à
chauffer, il est possible de jouer sur plusieurs paramètres, tels que : la distance entre les émetteurs ou panneaux d'émetteurs et/ou la distance entre le convoyeur à
raclette 1 et les émetteurs/panneaux d'émetteurs pour chaque groupe d'émetteur(s) IR et/ou le nombre d'émetteurs positionnés le long du convoyeur à raclette 1 également pour chaque groupe d'émetteurs IR.
En particulier, la distance d entre la face intérieure de l'enveloppe où
est positionné le ou les émetteurs ou le ou les panneaux d'émetteurs d'un groupe d'émetteur(s) IR et la face supérieure du convoyeur à raclette 1 varie de 10 à 250 mm, de préférence de 15 mm à 200 mm et typiquement de 20 mm à 200 mm et en particulier de 35 mm à
100 mm.
Selon l'invention, une distance d allant de 10 à 250 mm comprend les valeurs suivantes et tout intervalle compris entre ces valeurs : 10 ; 20 ; 30 ; 40 ;
50 ; 60 ; 70 ; 80 ;
90 ; 100 ; 110 ; 120 ; 130 ; 140 ; 150 ; 160 ; 170 ; 180 ; 190 ; 200 ; 210 ;
220 ; 230 ; 240 et 250 mm.
Egalement, l'écart latéral nommé y entre deux panneaux d'émetteur(s) d'un même groupe d'émetteurs IR, considéré dans un plan de section transversal à
l'axe longitudinal X, peut varier de 600 mm à 1200 mm, de préférence 600 mm à 800 mm et est typiquement de 600 mm (dépendamment des paramètres de production).
Selon l'invention, un écart latéral y allant de 600 à 1200 mm comprend les valeurs suivantes et tout intervalle compris entre ces valeurs : 600 ; 700 ;
800 ; 900 ; 1000 ;
1100 et 1200 mm.
Enfin, l'écart longitudinal nommé z entre deux panneaux d'émetteur(s) d'un même groupe d'émetteurs IR, considéré dans le plan longitudinal X, varie de 0 mm à 100 mm, de préférence 50 mm à 100 mm et est typiquement de 100 mm.
Selon l'invention, un écart longitudinal z allant de 0 à 100 mm comprend les valeurs suivantes et tout intervalle compris entre ces valeurs : 0 (deux panneaux adjacents sont en contact direct) ; 10 ; 20 ; 30 ; 40 ; 50 ; 60 ; 70 ; 80 ; 90 et 100 mm.
Selon le mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 3, le dispositif 100 selon l'invention comprend un convoyeur à raclette 1 pour différents types de granulats, à savoir le dispositif comprend un convoyeur à raclette 1 unique pour l'ensemble du mélange granulaire entrant dans la formulation de l'enrobé à former (un convoyeur à raclette 1 pour des granulats vierges et des granulats recyclés).
Selon une caractéristique de l'invention, le ou les émetteurs IR selon l'invention fonctionnent à l'électricité.
Egalement, en fonction de la nature, de l'humidité et de la quantité du granulat à
chauffer, il est possible de jouer sur plusieurs paramètres, tels que : la distance entre les émetteurs ou panneaux d'émetteurs et/ou la distance entre le convoyeur à
raclette 1 et les émetteurs/panneaux d'émetteurs pour chaque groupe d'émetteur(s) IR et/ou le nombre d'émetteurs positionnés le long du convoyeur à raclette 1 également pour chaque groupe d'émetteurs IR.
En particulier, la distance d entre la face intérieure de l'enveloppe où
est positionné le ou les émetteurs ou le ou les panneaux d'émetteurs d'un groupe d'émetteur(s) IR et la face supérieure du convoyeur à raclette 1 varie de 10 à 250 mm, de préférence de 15 mm à 200 mm et typiquement de 20 mm à 200 mm et en particulier de 35 mm à
100 mm.
Selon l'invention, une distance d allant de 10 à 250 mm comprend les valeurs suivantes et tout intervalle compris entre ces valeurs : 10 ; 20 ; 30 ; 40 ;
50 ; 60 ; 70 ; 80 ;
90 ; 100 ; 110 ; 120 ; 130 ; 140 ; 150 ; 160 ; 170 ; 180 ; 190 ; 200 ; 210 ;
220 ; 230 ; 240 et 250 mm.
Egalement, l'écart latéral nommé y entre deux panneaux d'émetteur(s) d'un même groupe d'émetteurs IR, considéré dans un plan de section transversal à
l'axe longitudinal X, peut varier de 600 mm à 1200 mm, de préférence 600 mm à 800 mm et est typiquement de 600 mm (dépendamment des paramètres de production).
Selon l'invention, un écart latéral y allant de 600 à 1200 mm comprend les valeurs suivantes et tout intervalle compris entre ces valeurs : 600 ; 700 ;
800 ; 900 ; 1000 ;
1100 et 1200 mm.
Enfin, l'écart longitudinal nommé z entre deux panneaux d'émetteur(s) d'un même groupe d'émetteurs IR, considéré dans le plan longitudinal X, varie de 0 mm à 100 mm, de préférence 50 mm à 100 mm et est typiquement de 100 mm.
Selon l'invention, un écart longitudinal z allant de 0 à 100 mm comprend les valeurs suivantes et tout intervalle compris entre ces valeurs : 0 (deux panneaux adjacents sont en contact direct) ; 10 ; 20 ; 30 ; 40 ; 50 ; 60 ; 70 ; 80 ; 90 et 100 mm.
Selon le mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 3, le dispositif 100 selon l'invention comprend un convoyeur à raclette 1 pour différents types de granulats, à savoir le dispositif comprend un convoyeur à raclette 1 unique pour l'ensemble du mélange granulaire entrant dans la formulation de l'enrobé à former (un convoyeur à raclette 1 pour des granulats vierges et des granulats recyclés).
13 Ainsi, selon ce mode de réalisation, le dispositif 100 comprend une unique enveloppe, chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) étant réparti sur des portions différentes de ladite enveloppe, de sorte que le dispositif est pourvu du même moyen d'amenée pour différents types de granulats.
En particulier, l'enveloppe 6 peut comprendre plusieurs groupes d'émetteurs IR, chaque groupe étant paramétré différemment de sorte à chauffer les différents granulats en fonction de leur nature, de leur teneur en humidité, etc. Selon ce mode de réalisation représenté à la Fig.3, le long du convoyeur à raclette 1, on peut prévoir différentes zones de chauffage possibles, par exemple allant de 2 à 6, et en particulier 4 zones de chauffage différentes nommées sur la Fig.3 zones de chauffage A à D. La Fig.3 montre ainsi 4 groupes d'émetteurs IR selon l'invention.
Ainsi selon ce mode de réalisation, les différents groupements d'émetteurs des zones A à D peuvent être réglés sur des intervalles de longueurs d'ondes différentes de façon à pouvoir chauffer différents types de granulats (fines, sables, graviers, gravillons, graves, etc. ou des AE présentant une composition différente les unes des autres). De même, la détermination de la longueur d'onde adéquat correspond sensiblement à
la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption déterminé du granulat associé aux différents groupes d'émetteurs des zones A à D et ce à une température voulue.
Par exemple, les différents groupes d'émetteurs IR peuvent permettre de chauffer des agrégats d'enrobé d'origine différente et les granulats non recyclés ou vierge, du type sables et gravillons, peuvent être acheminés vers le tambour sécheur/malaxeur via un autre moyen d'amené ou via le convoyeur à raclette 1 mais sans nécessaire être chauffés par un groupe d'émetteur(s) IR.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif 100 selon l'invention peut comprendre un moyen d'amené tel que décrit ci-dessus (à savoir surmonté d'une enveloppe comprenant un ou des émetteurs) pour chaque type de granulats, tel qu'un convoyeur à
raclette 1 pour des granulats vierges, tels que des gravillons, des sables et un autre convoyeur à raclette 1 pour des granulats recyclés (agrégats d'enrobés), chacun des convoyeurs à raclette étant pourvu d'un groupe d'émetteurs IR qui est spécifique ou qui a été dimensionné pour chauffer le granulat que doit être transporté dans ledit convoyeur.
Ainsi, selon cet autre mode de réalisation, le dispositif 100 comporte différentes enveloppes, chaque envelope étant spécifique d'un moyen d'amenée, qui est lui-même dédié à un type de granulat et chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) étant réparti sur une enveloppe différente, de sorte que ledit dispositif est pourvu de différents moyens d'amenée pour différents types de granulats.
La Demanderesse a estimé que le dispositif d'enrobage selon l'invention permettait de chauffer 25 à 50 tonnes d'AE. En général, pour une épaisseur de 50 mm d'AE, les températures atteintes sont de 101 C en 60 secondes et de 243 C en 90 secondes. Il a été
En particulier, l'enveloppe 6 peut comprendre plusieurs groupes d'émetteurs IR, chaque groupe étant paramétré différemment de sorte à chauffer les différents granulats en fonction de leur nature, de leur teneur en humidité, etc. Selon ce mode de réalisation représenté à la Fig.3, le long du convoyeur à raclette 1, on peut prévoir différentes zones de chauffage possibles, par exemple allant de 2 à 6, et en particulier 4 zones de chauffage différentes nommées sur la Fig.3 zones de chauffage A à D. La Fig.3 montre ainsi 4 groupes d'émetteurs IR selon l'invention.
Ainsi selon ce mode de réalisation, les différents groupements d'émetteurs des zones A à D peuvent être réglés sur des intervalles de longueurs d'ondes différentes de façon à pouvoir chauffer différents types de granulats (fines, sables, graviers, gravillons, graves, etc. ou des AE présentant une composition différente les unes des autres). De même, la détermination de la longueur d'onde adéquat correspond sensiblement à
la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption déterminé du granulat associé aux différents groupes d'émetteurs des zones A à D et ce à une température voulue.
Par exemple, les différents groupes d'émetteurs IR peuvent permettre de chauffer des agrégats d'enrobé d'origine différente et les granulats non recyclés ou vierge, du type sables et gravillons, peuvent être acheminés vers le tambour sécheur/malaxeur via un autre moyen d'amené ou via le convoyeur à raclette 1 mais sans nécessaire être chauffés par un groupe d'émetteur(s) IR.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif 100 selon l'invention peut comprendre un moyen d'amené tel que décrit ci-dessus (à savoir surmonté d'une enveloppe comprenant un ou des émetteurs) pour chaque type de granulats, tel qu'un convoyeur à
raclette 1 pour des granulats vierges, tels que des gravillons, des sables et un autre convoyeur à raclette 1 pour des granulats recyclés (agrégats d'enrobés), chacun des convoyeurs à raclette étant pourvu d'un groupe d'émetteurs IR qui est spécifique ou qui a été dimensionné pour chauffer le granulat que doit être transporté dans ledit convoyeur.
Ainsi, selon cet autre mode de réalisation, le dispositif 100 comporte différentes enveloppes, chaque envelope étant spécifique d'un moyen d'amenée, qui est lui-même dédié à un type de granulat et chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) étant réparti sur une enveloppe différente, de sorte que ledit dispositif est pourvu de différents moyens d'amenée pour différents types de granulats.
La Demanderesse a estimé que le dispositif d'enrobage selon l'invention permettait de chauffer 25 à 50 tonnes d'AE. En général, pour une épaisseur de 50 mm d'AE, les températures atteintes sont de 101 C en 60 secondes et de 243 C en 90 secondes. Il a été
14 également estimé que la demande énergétique est d'environ 125 000 kJ métrique tonne contre 250 000 kJ métrique tonne avec les procédés actuels décrits ci-dessus.
Le dispositif d'enrobage 100 selon l'invention présente par conséquent de nombreux avantages par rapport aux procédés classiques utilisés à l'heure actuelle.
En effet, il permet d'éviter tout d'abord le colmatage des tambours sécheurs qui est un des motifs d'utilisation limitée des AE. Dans la mesure où les AE ne sont pas chauffés dans les tambour-sécheurs, mais en amont sur le convoyeur à raclette 1, les AE
arrivent dans le tambour sécheur déjà à une température de 100-120 cC et il n'y a donc pas de choc thermique avec les granulats vierges déjà présents dans le tambour sécheur, généralement à une température allant de 150 C à 170 C. En sortie du tambour sécheur, le mélange granulaire (comportant les granulats vierges (fines, sables, gravillons provenant de carrière) et les AE) mélangé au bitume neuf présente une température de 120-150 C
environ.
Puis, le dispositif selon l'invention n'induit pas de modifications du granulat à
chauffer, même si celui-ci est un AE.
Egalement, le dispositif 100 nécessite un investissement relativement faible et peut s'adapter à tous les dispositifs actuels, tels que ceux décrit plus hauts dans l'art antérieur.
En outre, dans la mesure où il permet une économie en demande énergétique, il permet non seulement de réaliser une économie financière, mais également de réduire le coût environnemental.
La présente invention porte également sur un procédé de mise en oeuvre du dispositif d'enrobage tel que décrit ci-dessus, comprenant les étapes suivantes :
déterminer, à une température voulue, la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption déterminé par spectrographie d'au moins un granulat à chauffer, tel qu'un agrégat recyclé ;
disposer sur ledit dispositif d'enrobage au moins un émetteur infrarouge apte à ou configuré à émettre sensiblement la longueur d'onde déterminée à l'étape (a) ;
amener via ledit moyen d'amenée, ledit granulat au droit dudit au moins émetteur infrarouge ;
appliquer la longueur d'onde sur ledit granulat de sorte à le chauffer par radiation thermique, amener ledit granulat chauffé issu de l'étape (d) vers le malaxeur et/ou le tambour sécheur comportant préalablement au moins un liant hydrocarboné et au moins un granulat vierge (fines, sables, gravillons), de sorte à fabriquer un enrobé bitumineux.
Bien évidemment les caractéristiques décrites ci-dessus pour le dispositif d'enrobage sont reprises ici dans leur intégralité pour caractériser le procédé selon l'invention.
Généralement, les étapes (a) à (c) sont réalisées pour différents types de granulats susceptibles de présenter une longueur d'onde maximale différente, tels que des granulats vierges (fines, sables, gravillons) ou encore des granulats recyclés (agrégats d'enrobés).
En particulier, le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes :
5 (a) déterminer, à une température voulue, la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption déterminé par spectrographie de plusieurs types de granulats à
chauffer qui sont différents, tels qu'un agrégat recyclé, un granulat vierge comme des sables, des gravillons;
(b) disposer sur ledit dispositif d'enrobage plusieurs groupes d'émetteur(s) 10 infrarouge(s) , chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) étant apte à ou étant configure à
émettre sensiblement la longueur d'onde déterminée à l'étape (a) pour un type de granulat donné;
(c) amener succesivemment via ledit ou lesdits moyen(s) d'amenée, chaque type de granulatau droit dudit groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) qui lui correspond et appliquer la
Le dispositif d'enrobage 100 selon l'invention présente par conséquent de nombreux avantages par rapport aux procédés classiques utilisés à l'heure actuelle.
En effet, il permet d'éviter tout d'abord le colmatage des tambours sécheurs qui est un des motifs d'utilisation limitée des AE. Dans la mesure où les AE ne sont pas chauffés dans les tambour-sécheurs, mais en amont sur le convoyeur à raclette 1, les AE
arrivent dans le tambour sécheur déjà à une température de 100-120 cC et il n'y a donc pas de choc thermique avec les granulats vierges déjà présents dans le tambour sécheur, généralement à une température allant de 150 C à 170 C. En sortie du tambour sécheur, le mélange granulaire (comportant les granulats vierges (fines, sables, gravillons provenant de carrière) et les AE) mélangé au bitume neuf présente une température de 120-150 C
environ.
Puis, le dispositif selon l'invention n'induit pas de modifications du granulat à
chauffer, même si celui-ci est un AE.
Egalement, le dispositif 100 nécessite un investissement relativement faible et peut s'adapter à tous les dispositifs actuels, tels que ceux décrit plus hauts dans l'art antérieur.
En outre, dans la mesure où il permet une économie en demande énergétique, il permet non seulement de réaliser une économie financière, mais également de réduire le coût environnemental.
La présente invention porte également sur un procédé de mise en oeuvre du dispositif d'enrobage tel que décrit ci-dessus, comprenant les étapes suivantes :
déterminer, à une température voulue, la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption déterminé par spectrographie d'au moins un granulat à chauffer, tel qu'un agrégat recyclé ;
disposer sur ledit dispositif d'enrobage au moins un émetteur infrarouge apte à ou configuré à émettre sensiblement la longueur d'onde déterminée à l'étape (a) ;
amener via ledit moyen d'amenée, ledit granulat au droit dudit au moins émetteur infrarouge ;
appliquer la longueur d'onde sur ledit granulat de sorte à le chauffer par radiation thermique, amener ledit granulat chauffé issu de l'étape (d) vers le malaxeur et/ou le tambour sécheur comportant préalablement au moins un liant hydrocarboné et au moins un granulat vierge (fines, sables, gravillons), de sorte à fabriquer un enrobé bitumineux.
Bien évidemment les caractéristiques décrites ci-dessus pour le dispositif d'enrobage sont reprises ici dans leur intégralité pour caractériser le procédé selon l'invention.
Généralement, les étapes (a) à (c) sont réalisées pour différents types de granulats susceptibles de présenter une longueur d'onde maximale différente, tels que des granulats vierges (fines, sables, gravillons) ou encore des granulats recyclés (agrégats d'enrobés).
En particulier, le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes :
5 (a) déterminer, à une température voulue, la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption déterminé par spectrographie de plusieurs types de granulats à
chauffer qui sont différents, tels qu'un agrégat recyclé, un granulat vierge comme des sables, des gravillons;
(b) disposer sur ledit dispositif d'enrobage plusieurs groupes d'émetteur(s) 10 infrarouge(s) , chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) étant apte à ou étant configure à
émettre sensiblement la longueur d'onde déterminée à l'étape (a) pour un type de granulat donné;
(c) amener succesivemment via ledit ou lesdits moyen(s) d'amenée, chaque type de granulatau droit dudit groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) qui lui correspond et appliquer la
15 longueur d'onde de sorte à le chauffer par radiation thermique :
(d) amener chaque type de granulat chauffé issu de l'étape (d) vers le malaxeur et/ou le tambour sécheur comportant préalablement au moins un liant hydrocarboné et optionnellement au moins un granulat vierge (fines, sables, gravillons), de sorte à fabriquer un enrobé bitumineux La présente invention se réfère également à l'utilisation du dispositif d'enrobage tel que décrit ci-dessus pour recycler des agrégats non vierges ou pour fabriquer un enrobé
bitumineux.
Bien évidemment les caractéristiques décrites ci-dessus pour le dispositif d'enrobage sont reprises ici dans leur intégralité pour caractériser les utilisations du dispositif d'enrobage selon l'invention.
EXEMPLES
A ) Matières premières AE
[Tableau 2]
Caractéristiques AE AE
Avant séchage Après séchage % d'humidité 5,60 <1 %
% A/C* 3,66 3,66 Provenance Witecourt lOmm Whitecourt lOmm * Le ratio % A/C correspond au rapport entre la masse du mélange granulaire (AE) et la masse de bitume contenue à l'intérieur de ce même mélange granulaire. Dans le cas présent, l'échantillon utilisé a une masse en bitume égale à 3,66% de la masse totale de l'échantillon.
(d) amener chaque type de granulat chauffé issu de l'étape (d) vers le malaxeur et/ou le tambour sécheur comportant préalablement au moins un liant hydrocarboné et optionnellement au moins un granulat vierge (fines, sables, gravillons), de sorte à fabriquer un enrobé bitumineux La présente invention se réfère également à l'utilisation du dispositif d'enrobage tel que décrit ci-dessus pour recycler des agrégats non vierges ou pour fabriquer un enrobé
bitumineux.
Bien évidemment les caractéristiques décrites ci-dessus pour le dispositif d'enrobage sont reprises ici dans leur intégralité pour caractériser les utilisations du dispositif d'enrobage selon l'invention.
EXEMPLES
A ) Matières premières AE
[Tableau 2]
Caractéristiques AE AE
Avant séchage Après séchage % d'humidité 5,60 <1 %
% A/C* 3,66 3,66 Provenance Witecourt lOmm Whitecourt lOmm * Le ratio % A/C correspond au rapport entre la masse du mélange granulaire (AE) et la masse de bitume contenue à l'intérieur de ce même mélange granulaire. Dans le cas présent, l'échantillon utilisé a une masse en bitume égale à 3,66% de la masse totale de l'échantillon.
16 Granulométrie des AE testés [Tableau 3]
itm 12 500 10 000 5 000 2 500 1 250 630 315 160 80 %masse 100% 95% 75% 61% 52% 45% 30% 18% 11,80%
Emetteurs (panneaux de 600 mm sur 600 mm) [Tableau 4]
Caractéristiques Emetteurs de type carbone Nom du produit Tube jumeau 600 mm long Nombre 12 d* Variable (125 mm ; 25 mm ; 150 mm) 11* 600 mm z* 35 mm Epaisseur des AE 50 mm Energie total 8525 W
Voltage 460 V
Ampérage 18,75 Amps fréquence 60 Hz * tel que défini plus haut dans la description B ) Protocole pour chauffer un type de granulat (AE) - procédure de séchage Environ 5 Kg d'AE tels que définis au point A ont été placés dans un contenant métallique de dimension 600 mm par 600 mm;
La masse exacte des AE a été prise ;
Les AE ont été placés sous les émetteurs tels que définis au tableau 4 à
différentes distances d : 25 mm, 125 mm et 150 mm ;
La masse et la température de l'AE exposé ont été mesurées toutes les 30 secondes pendant 3 minutes. La température de chaque émetteur a été enregistrée toutes les 30 secondes pendant la même période de temps.
- procédure de chauffage Environ 5 Kg d'AE (humidité < 1% en masse par rapport à la masse totale de l'AE) tels que définis au point A ont été placés dans un contenant métallique de dimension 600 mm par 600 mm;
La masse exacte des AE a été prise ;
Les AE ont été placés sous les émetteurs tels que définis au tableau 4 à
différentes distances d : 25 mm, 125 mm et 150 mm ;
La masse et la température de l'AE exposé ont été mesurées toutes les 60 secondes pendant 3 minutes. La température de chaque émetteur a été enregistrée toutes les 60 secondes pendant la même période de temps.
itm 12 500 10 000 5 000 2 500 1 250 630 315 160 80 %masse 100% 95% 75% 61% 52% 45% 30% 18% 11,80%
Emetteurs (panneaux de 600 mm sur 600 mm) [Tableau 4]
Caractéristiques Emetteurs de type carbone Nom du produit Tube jumeau 600 mm long Nombre 12 d* Variable (125 mm ; 25 mm ; 150 mm) 11* 600 mm z* 35 mm Epaisseur des AE 50 mm Energie total 8525 W
Voltage 460 V
Ampérage 18,75 Amps fréquence 60 Hz * tel que défini plus haut dans la description B ) Protocole pour chauffer un type de granulat (AE) - procédure de séchage Environ 5 Kg d'AE tels que définis au point A ont été placés dans un contenant métallique de dimension 600 mm par 600 mm;
La masse exacte des AE a été prise ;
Les AE ont été placés sous les émetteurs tels que définis au tableau 4 à
différentes distances d : 25 mm, 125 mm et 150 mm ;
La masse et la température de l'AE exposé ont été mesurées toutes les 30 secondes pendant 3 minutes. La température de chaque émetteur a été enregistrée toutes les 30 secondes pendant la même période de temps.
- procédure de chauffage Environ 5 Kg d'AE (humidité < 1% en masse par rapport à la masse totale de l'AE) tels que définis au point A ont été placés dans un contenant métallique de dimension 600 mm par 600 mm;
La masse exacte des AE a été prise ;
Les AE ont été placés sous les émetteurs tels que définis au tableau 4 à
différentes distances d : 25 mm, 125 mm et 150 mm ;
La masse et la température de l'AE exposé ont été mesurées toutes les 60 secondes pendant 3 minutes. La température de chaque émetteur a été enregistrée toutes les 60 secondes pendant la même période de temps.
17 C ) Résultat - Procédure de séchage 0=125 mm [Tableau 5]
t 0 t60 t120 t180 Masse de l'échantillon (g): 7743,6 7559,1 7438,3 7401,1 % Humidité 5,6 3,3 1,7 1,2 T échantillon (C ): 18,3 192,5 228,9 264,2 T émetteur (C ): 1159,0 1159,0 1159,0 1159,0 Energie consommée (kJ): 0,0 517,5 1035,0 1552,5 Energie (kJ) I Masse t 0 (kg): 0,0 66,8 133,7 200,5 0=180 mm [Tableau 6]
t 0 t60 t120 t180 Masse de l'échantillon (g): 7977,2 7880,3 7772,0 7651,1 % Humidité 5,6 4,4 3,1 1,6 T échantillon (C ): 18,3 176,4 206,6 263,7 T émetteur (C ): 1159,0 1159,0 1159,0 1159,0 Energie consommée (kJ): 0,0 517,5 1035,0 1552,5 Energie (kJ) / Masse t 0 (kg): 0,0 64,9 129,7 194,6 - Procédure de chauffage 0=25 mm [Tableau 7]
t 0 t60 t120 t180 Masse de l'échantillon (g): 5140,0 5105,0 5092,0 5080,0 % Humidité 0,8 0,1 -0,2 -0,4 T échantillon (C ): 18,2 135,2 189,9 251,1 T émetteur (C ): 475,0 476,6 478,0 480,0 Energie consommée (kJ): 0,0 463,7 927,4 1391,0 Energie (kJ) I Masse t 0 (kg): 0,0 90,2 180,4 270,6 D= 150 mm [Tableau 8]
t 0 t60 t120 t180 Masse de l'échantillon (g): 5005,0 5000,0 4995,0 4985,0 % Humidité 0,8 0,7 0,6 0,4 T échantillon (C ): 15,0 100,1 169,3 192,8 T émetteur (C ): 1175,0 1175,0 1175,0 1175,0
t 0 t60 t120 t180 Masse de l'échantillon (g): 7743,6 7559,1 7438,3 7401,1 % Humidité 5,6 3,3 1,7 1,2 T échantillon (C ): 18,3 192,5 228,9 264,2 T émetteur (C ): 1159,0 1159,0 1159,0 1159,0 Energie consommée (kJ): 0,0 517,5 1035,0 1552,5 Energie (kJ) I Masse t 0 (kg): 0,0 66,8 133,7 200,5 0=180 mm [Tableau 6]
t 0 t60 t120 t180 Masse de l'échantillon (g): 7977,2 7880,3 7772,0 7651,1 % Humidité 5,6 4,4 3,1 1,6 T échantillon (C ): 18,3 176,4 206,6 263,7 T émetteur (C ): 1159,0 1159,0 1159,0 1159,0 Energie consommée (kJ): 0,0 517,5 1035,0 1552,5 Energie (kJ) / Masse t 0 (kg): 0,0 64,9 129,7 194,6 - Procédure de chauffage 0=25 mm [Tableau 7]
t 0 t60 t120 t180 Masse de l'échantillon (g): 5140,0 5105,0 5092,0 5080,0 % Humidité 0,8 0,1 -0,2 -0,4 T échantillon (C ): 18,2 135,2 189,9 251,1 T émetteur (C ): 475,0 476,6 478,0 480,0 Energie consommée (kJ): 0,0 463,7 927,4 1391,0 Energie (kJ) I Masse t 0 (kg): 0,0 90,2 180,4 270,6 D= 150 mm [Tableau 8]
t 0 t60 t120 t180 Masse de l'échantillon (g): 5005,0 5000,0 4995,0 4985,0 % Humidité 0,8 0,7 0,6 0,4 T échantillon (C ): 15,0 100,1 169,3 192,8 T émetteur (C ): 1175,0 1175,0 1175,0 1175,0
18 t 0 t60 t120 t180 Energie consommée (kJ): 0,0 517,5 1035,0 1552,5 Energie (kJ) / Masse t 0 (kg): 0,0 0103,4 206,8 310,2 Dl Conclusion L'émetteur carbone IR permet de chauffer des agrégats recyclés, tels que des AE, de manière très efficace.
Bien évidemment, il est possible de prévoir un autre groupe d'émetteurs IR
afin de chauffer un autre type de granulat (AE d'origine différent, sables ou gravillons). Cet exemple vise principalement à démontrer qu'un premier groupe d'émetteurs qui a été
préalablement dimensionné pour chauffer l'AE du tableau 2 est efficace.
Bien évidemment, il est possible de prévoir un autre groupe d'émetteurs IR
afin de chauffer un autre type de granulat (AE d'origine différent, sables ou gravillons). Cet exemple vise principalement à démontrer qu'un premier groupe d'émetteurs qui a été
préalablement dimensionné pour chauffer l'AE du tableau 2 est efficace.
Claims (14)
1. Dispositif d'enrobage apte à fabriquer des enrobés bitumineux comprenant :
au moins un moyen d'amenée d'au moins un granulat, tel qu'un agrégat recyclé, vers un malaxeur et/ou un tambour sécheur, ledit moyen d'amenée présentant une face supérieure apte à recevoir le granulat, plusieurs groupes d'émetteur(s) infrarouge(s)s, disposés au droit de ladite face supérieure dudit au moins moyen d'amenée et qui sont apte à émettre une longueur d'onde qui correspond sensiblement à la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption déterminé dudit au moins granulat à une température voulue, chaque groupe d'émetteurs infrarouges étant apte à émettre une longueur d'onde spécifique qui est différente entre chaque groupe, ledit au moins moyen d'amenée étant apte à et/ou configuré pour résister aux radiations électromagnétiques émises par lesdits groupes d'émetteurs infrarouges.
au moins un moyen d'amenée d'au moins un granulat, tel qu'un agrégat recyclé, vers un malaxeur et/ou un tambour sécheur, ledit moyen d'amenée présentant une face supérieure apte à recevoir le granulat, plusieurs groupes d'émetteur(s) infrarouge(s)s, disposés au droit de ladite face supérieure dudit au moins moyen d'amenée et qui sont apte à émettre une longueur d'onde qui correspond sensiblement à la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption déterminé dudit au moins granulat à une température voulue, chaque groupe d'émetteurs infrarouges étant apte à émettre une longueur d'onde spécifique qui est différente entre chaque groupe, ledit au moins moyen d'amenée étant apte à et/ou configuré pour résister aux radiations électromagnétiques émises par lesdits groupes d'émetteurs infrarouges.
2. Dispositif d'enrobage selon la revendication 1, dans lequel la longueur d'onde desdits groupes d'émetteur(s) infrarouge(s)varie de 0,7 jim à 1 mm, de préférence de 1 à 80 Jim et typiquement de 1 à 50 m.
3. Dispositif d'enrobage selon la revendication 1 ou la revendication 2, comprenant au moins une enveloppe, disposée de façon à former un tunnel avec au moins une portion dudit au moins moyen d'amenée, de préférence la totalité dudit au moins moyen d'amenée et qui présente une face intérieure sur laquelle est agencé tout ou une partie desdtis groupes d'émetteur(s) infrarouge(s)s.
4. Dispositif d'enrobage selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 3, qui comprend :
- un moyen d'amenée pour chaque type de granulats, tel qu'un moyen d'amenée pour des granulats vierges (gravillons, sables) et un moyen d'amené pour des granulats recyclés (agrégats d'enrobés) ; ou - un moyen d'amenée pour différents types de granulats, tels qu'un moyen d'amenée à
la fois pour des granulats vierges et des granulats recyclés.
- un moyen d'amenée pour chaque type de granulats, tel qu'un moyen d'amenée pour des granulats vierges (gravillons, sables) et un moyen d'amené pour des granulats recyclés (agrégats d'enrobés) ; ou - un moyen d'amenée pour différents types de granulats, tels qu'un moyen d'amenée à
la fois pour des granulats vierges et des granulats recyclés.
5. Dispositif d'enrobage selon la revendication 4, dans lequel ledit dispositif d'enrobage comprend :
- une unique enveloppe, chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) étant réparti sur des portions différentes de ladite enveloppe, de sorte que le dispositif est pourvu du même moyen d'amenée pour différents types de granulats ;
- différentes enveloppes, chaque envelope étant spécifique d'un moyen d'amenée, qui est lui-même dédié à un type de granulat et chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) étant réparti sur une enveloppe différente, de sorte que ledit dispositif est pourvu de différents moyens d'amenée pour différents types de granulats.
- une unique enveloppe, chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) étant réparti sur des portions différentes de ladite enveloppe, de sorte que le dispositif est pourvu du même moyen d'amenée pour différents types de granulats ;
- différentes enveloppes, chaque envelope étant spécifique d'un moyen d'amenée, qui est lui-même dédié à un type de granulat et chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) étant réparti sur une enveloppe différente, de sorte que ledit dispositif est pourvu de différents moyens d'amenée pour différents types de granulats.
6. Dispositif d'enrobage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les groupes d'émetteur(s) infrarouge(s) se présentent sous la forme de panneaux d'émetteur(s) infrarouge(s), de préférence chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) se présente sous la forme d'un ou de plusieurs panneaux d'émetteur(s) infrarouge(s).
7. Dispositif d'enrobage selon la revendication 6, dans lequel est/sont agencé(s) sur ladite face intérieure de ladite au moins enveloppe de 1 à 20 panneau(x) d'émetteur(s)infrarouge(s)comprenant chacun de 1 à 50 émetteurs, de préférence de 2 à
40 émetteurs et typiquement de 4 à 24 émetteurs.
40 émetteurs et typiquement de 4 à 24 émetteurs.
8. Dispositif d'enrobage selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 7, dans lequel les émetteurs infrarouges sontdes émetteurs infrarouges en carbone.
9. Dispositif d'enrobage selon la revendication 7 ou 8, dans lequel la distance d entre la face intérieure de ladite au moins enveloppe où est positionné le ou les panneux d'métteur(s) infrarouge(s) et ladite face supérieure dudit moyen d'amenée varie de 10 mm à
250 mm, de préférence de 15 à 200 mm et typiquement de 20 mm à 200 mm et en particulier de 35 mm à 100 mm.
250 mm, de préférence de 15 à 200 mm et typiquement de 20 mm à 200 mm et en particulier de 35 mm à 100 mm.
10. Dispositif d'enrobage selon l'une quelconque des revendications précédentes 7 à 9, dans lequel le tunnel s'étend sur un axe longitudinal X, l'écart latéral nommé
y entre deux panneaux d'émetteur(s), considéré dans un plan de section transversal à l'axe longitudinal X, varie de 600 mm à 1200 mm, de préférence de 600 mm à 800 mm et est typiquement de 600 m.
y entre deux panneaux d'émetteur(s), considéré dans un plan de section transversal à l'axe longitudinal X, varie de 600 mm à 1200 mm, de préférence de 600 mm à 800 mm et est typiquement de 600 m.
11. Dispositif d'enrobage selon l'une quelconque des revendications précédentes 7 à 10, dans lequel l'écart longitudinal nommé z entre deux panneaux d'émetteur(s), considéré dans le plan longitudinal X, varie de 0 à 100 mm, de préférence de 50 mm à 100 mm et est typiquement de 100 mm.
12. Procédé de mise en uvre du dispositif d'enrobage selon l'une des revendications 1 à 11, comprenant les étapes suivantes :
(a) déterminer, à une température voulue, la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption déterminé par spectrographie de plusieurs types de granulats à
chauffer qui sont différents, tels qu'un agrégat recyclé , un granulat vierge comme des sables, des gravillons;
(b) disposer sur ledit dispositif d'enrobage plusieurs groupes d'émetteur(s) infrarouge(s) , chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) étant apte à ou étant configuré à
émettre sensiblement la longueur d'onde déterminée à l'étape (a) pour un type de granulat donné;
(c) amener succesivemment via ledit ou lesdits moyen(s) d'amenée, chaque type de granulatau droit dudit groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) qui lui correspond et appliquer la longueur d'onde de sorte à le chauffer par radiation thermique :
(d) amener chaque type de granulat chauffé issu de l'étape (d) vers le malaxeur et/ou le tambour sécheur comportant préalablement au moins un liant hydrocarboné et optionnellement au moins un granulat vierge (fines, sables, gravillons), de sorte à fabriquer un enrobé
bitumineux
(a) déterminer, à une température voulue, la longueur d'onde maximale dans le spectre d'absorption déterminé par spectrographie de plusieurs types de granulats à
chauffer qui sont différents, tels qu'un agrégat recyclé , un granulat vierge comme des sables, des gravillons;
(b) disposer sur ledit dispositif d'enrobage plusieurs groupes d'émetteur(s) infrarouge(s) , chaque groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) étant apte à ou étant configuré à
émettre sensiblement la longueur d'onde déterminée à l'étape (a) pour un type de granulat donné;
(c) amener succesivemment via ledit ou lesdits moyen(s) d'amenée, chaque type de granulatau droit dudit groupe d'émetteur(s) infrarouge(s) qui lui correspond et appliquer la longueur d'onde de sorte à le chauffer par radiation thermique :
(d) amener chaque type de granulat chauffé issu de l'étape (d) vers le malaxeur et/ou le tambour sécheur comportant préalablement au moins un liant hydrocarboné et optionnellement au moins un granulat vierge (fines, sables, gravillons), de sorte à fabriquer un enrobé
bitumineux
13. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 1 à 11 pour recycler des agrégats non vierges.
14. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 1 à 11 pour fabriquer un enrobé bitumineux.
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