Brevet FR2413959A1 — publié le 19790803

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de traitement de matériaux de déblai en vue de leur transrormation immédiate et sur place en matériau de remblai. Lors de la rdalisation de certaines opérations, construction de route, confection d'un remblai, construction d'un bâtiment,les matériaux en place ne peuvent pas treréuilipspour différentes raisons dont les principales sont la teneur du sol en eau et la nature du matériau, sable, marne, argile limoneusepar exemple. Dans un très grand nombre de cas ces deux propriétés limitent la capacité de compactage d'un sol jusqu'à le rendre inutilisable pour des travaux de remblai ou de confection de platerorme de chaussée par exemple. Le simple fait que des milliers de m3 de limons argileux soient terrassés pour être mis en décharge et remplacés par des matériaux dit nobles, sables ou graviers, modifie le poste terrassement "déblais-remblais" ou déblais mis en décharge avec approvisionnement de matériaux extérieurs. C'est souvent pour cette raison que des projets de travaux importants ont été retardés, mime abandonnés. Enfin dans une perspective plus générale le coût touJours croissant de la fourniture de matériaux nobles, lié aux difficultés de plus en plus grandissantes de trouver des sites d'extraction rentables, grève d'une façon importante la capacité d'investissement d'un pays dans le domaine des travaux publics. Depuis plusieurs années différentes méthodes ont été utilisées pour traiter le sol afin de le débarrasser du surplus d'eau impropre à son compactage. Certaines méthodes utilisaient un traitement ttin situ" du matériau par des procédés divers a) par explosion, l'eau étant expulsée vers l'extérieur du point à traiter par 11 explosion d'une charge dans la masse, b) par insufflation d'air : l'eau est poussée vers l'exté- rieur du point à traiter par l'air pulsé in situ dans le sol, c) par choc violent : le sol est compacté par pilonnage intensif à l'aide d'un pilon de plusieurs tonnes lâché de plusieurs mètres de haut. d) par pompage avec abaissement du niveau due la nappe phréatique à l'intérieur des sols. e) Certaines méthodes utilisent un procédé chimique de mobilisation de 11 eau en excès ou mélangeant le sol avec un certain pourcentage de chaux, de ciment, cendres volantes ou autre. Tous ces procédés ont pour inconvénient majeur de traiter le matériau "in situ" sans qu'il soit possible de contrôler efficacement l'évolution du traitement dans la masse meme des terrains; et de ce fait d'etre assuré que le déblai a été amené à des conditions physiques permettant son compactage immédiat sur place. Quand il est procédé aux essais connus sous le nom de Proctor, on constate le plus souvent que le sol traité n'a pas été amené à la teneur en eau convenable et aux densités sèche et humide requises. On sait que pour qu'un matériau de déblai soit utilisable comme matériau de remblai stable, il faut qu'il soit compactable et à cet effet il faut abaisser la teneur en eau naturelle jusqu'à l'amener à une valeur bien déterminée pour laquelle les grains du sol sont serrés et hudifiésd"une quantité déterminée. d'eau libre suivant le matériau considéré. C'est ainsi que pour une argile limoneuse, qui contient en général 20 à 60 % d'eau, il faut abaisser cette humidité à 5 à 25 % d'eau libre pour une densité optimal "Proctor" de 1,60 à 2,2. Le procédé suivant l'invention permet d'utiliser comme remblai de nombreux matériaux jugés impropres à cet emploi, tels que certaines argiles, limons et sables argileux, marnes et similaire et de les traiter sur place. A cet effet le procédé suivant l'invention consiste en ce que le déblai est soumis sur place à un cheminement en mince nappe et à un séchage concomettant à la chaleur, de l'ordre de 200 2500, conduit jusqu'à ce que les morceaux grumeleux de la nappe soient amenés à une teneur en eau et une densité permettant leur compactage immédiat, soit 5 - 20 % environ. Accessoirement, ce traitement peut être précédé ou suivi d'un arrosage de la nappe en mouvement par des projections d'alcool enflammé, suivant un principe connu en soi, et préférablement de l'alcool éthylique. A titre d'exemple, un matériau limoneux argileux contenant de 30 à 40 % d'eau naturelle peut avoir sa teneur humide abaissée à 15 - 20 % environ pour une densité convenable, en une durée d'environ 1 heure pour 50 - 60 m3 de limon traité. Ce matériau de déblai est ainsi propre sur place à un compactage immédiat par les procédés connus. La présente invention concerne également, à titre d'exemple préféré de réalisation de ce procédé, une machine tractée ou automotrice pour la transformation automatique d'un déblai en remblai immédiatement compactable. Cette machine comporte une plate-forme montée sur roues ou chenilles sur laquelle sont étagés des tapis roulants plats en acier, préférablement superposés pour des raisons d'un encombre- ment minime, et animés chacun d'un mouvement continu de translation de sens inversés l'un par rapport au suivant, et, au-dessus de ces tapis des installations de chauffage, par exemple des chalumeaux à mazout. La machine comprend également à l'avant un élévateur à lames ou à godets monté- amovible qui déverse le déblai terrassé par la lame sur l'étage le plus haut des tapis par l'in- termédiaire d'émietteurs, un évacuateur du matériau traité, des moyens d'actionnement synchrone de l'élévateur et des tapis roulants, des ventilateurs d'air pulsé et un ventilateur d'evacua- tion de la vapeur d'eau. A cette machine peut être attelée une remorque sur roues, comportant également plusieurs étages de tapis roulants superposés, des rampes d'arrosage d'alcool et des moyens de mise à feu. On conçoit aisément que grâce à cette machine de mise en oeuvre du procédé, le déblai pelleté est amené par l'élévateur et les émietteurs à se déposer en nappe grumeleuse de faible épaisseur sur le premier tapis roulant, puis à l'état secoué sur les tapis roulants sous-Jacents, et à être soumis sur tout leur parcours à l'action des flammes de bradeurs ou chalumeaux à mazout dans une atmosphère convenablement ventilée. Le réglage de la vitesse d'avance de la nappe, du chauffage et de la ventilation conditionnent la teneur en eau naturelle des mottes grumeleuses du produit débité. On décrira plus en détail ci-après, à titre d'exemple indicatif et nullement limitatif, une machine pour l'exploitation du procédé, en référence au dessin annexé sur lequel ta figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale. La figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une machine complémentaire. La machine auto-tractée comprend une plate-forme 1 montée sur roues 2, ou chenilles, actionnée par un moteur 3 et commandée à partir de la cabine 4 ; elle comprend éventuellement un timon 28 d'attelage à un tracteur, et un générateur thermique produisant l'électricité nécessaire pour actionner les tapis roulants, les émietteurs et les ventilateurs. Dans l'enceinte close calorifugée 5 supportée par cette plate-forme sont logés superposés par exemple trois tapis roulants 6, 7, 8, le premier incliné vers l'avant et les deux autres sensiblement horizontaux et parallèles. Ces tapis sont entranés en sens inverse de l'un par rapport à l'autre comme indiqué par les flèches, à des vitesses égales et réglables. Au-dessus d'une ou plusieurs rampes sont disposés des moyens de chauffage, ici des brûleurs à mazout 9 dont les flammes viennent lécher le matériau acheminé sur les tapis. Un ventilateur 10 pulse l'air dans cette enceinte 5 tandis que du côté opposé un ventilateur 11 par dépression extrait la vapeur d'eau de l'enceinte. Le tapis supérieur 6 est alimenté en déblai par ltélévateur 12 à lames, pales ou godets, recevant le matériau de la pelleteuse 13. Un émietteur rotatif à pointes 14 tournant en sens inverse du sens trigonométrique à vitesse variable et un cylindre à pointes 24 tournant dans le sens trigonométrique répartissent le matériau en mottes et suivant une nappe de faible épaisseur sur le tapis 6. Un autre cylindre à pointes émietteur 25 facilite le déversement du matériau sur le tapis sous-jacent 7. Le conducteur dans sa cabine 4 règle la vitesse d'avance de la machine > les vitesses de l'élévateur et des tapis roulants, ainsi que les ventilateurs et les moyens de chauffage, qui peuvent être des rayons infra-rouges, des rampes de gaz ou autres. Ce réglage doit être mené pour que les mottes grumeleuses de déblai soient directement et immédiatement compactables à la sortie de la machine > c'est-à-dire qu'elles doivent présenter le degré d'humidité correspondant à la densité de compactage requise. A titre d'exemple, les tapis roulants auront une longueur de 21 m et tourneront à la vitesse de lm/sec., ce qui permet de traiter environ 60 m de déblai à l'-heure. L'élévateur 12 et sa protection calorifugée 29 peuvent être séparés de la machine quand celle-ci est utilisée en poste fixe de traitement sur chantier, reposant alors sur les roues 2 et les béquilles 30. L'élévateur 12 et le timon 28 sont rajoutés quand la machine est tractée, béquille éclipsée. A la machine qui vient d'titre décrite peut être attelée une remorque 17 sur la plate-forme 18 montée sur roues 19 de laquelle sont logés dans une enceinte à ciel ouvert recouvert d'un toit 20 des tapis roulants 21 horizontaux, parallèles et superposés, tournant dans des sens opposés de l'un à 5'autre, comme le montrent les flèches. Au dessus de ces tapis entraînés en rotation par des moyens non représentés, sont disposés des rampes d'arrosage d'alcool 22 mis à feu pour réduire rapidement une teneur en eau trop élevée du déblai. Ces tapis sont alimentés par l'élévateur 23 qui recueille les déblais débités par la machine. Cette machine accessoire peut être remorquée par le timon 26 soit par la première machine soit par le tracteur. L'évacuation se fait par la bouche 27, tandis que la ventilation est assurée par les ventilateurs de succion 32 et d'extraction de vapeur 31. On indiquera ci-après sur un tableau les teneurs en eau d'un certain nombre de sols, et la teneur en eau à obtenir pour permettre le compactage. Famille de sols Fourchette de la teneur en eau Fourchette de la teneur en eau naturelle moyenne moyenne de l'optimum Proctor les limons et les loess 20 % à 35 % W 6 à 15 % W les limons # argileux les argiles # et les argiles + sableuses ) 25 % à > 60 % " 12 à 25 " les darnes et les sarnes + sableuses ) 20 % k 60 ffi 10 i 25 ffi les sables rings limoneux) et sables fins + argileux) 5 % 25 % " 6 à 12 % " Pour un limon argileux compris entre 2 et 20 lu d'une teneur en eau d'environ 30 % on a obtenu par un traitement à 2000 en 1 minute une teneur en eau de 15 % et pour un argile sablonneux d'une teneur en eau d'environ 40 % après traitement à 2000 en 1 minute une teneur en eau de 25 %. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de matériaux de déblai en vue de leur transformation sur place en matériau de remblai, caractérisé en ce que le déblai est acheminé de façon continue sous forme d'une nappe mince et en mouvement et soumise à un séchage à une chaleur de l'ordre de 200 - 2500 jusqu a ce que les mottes grumeleuses soient amenées à une teneur en eau et à une densité permettant leur compactage immédiat. 2. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le traitement est appliqué pour que la teneur en eau soit abaissé, suivant la nature du matériau, à une quantité variant de + 5 à + 20 % d'eau libre pour une densité correspondante mesurée à l'essai "Proctor". 3. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le traitement est précédé et/ou suivi d'un arrosage de la nappe en mouvement par des projections d'alcool enflammé pour un abaissement rapide de la teneur en eau d'un matériau très humide. 4. Procédé suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'acheminement du déblai sous forme de nappe mince grumeleuse est effectué sur des tapis roulants superposés à vitesse réglable. 5. Procédé suivant la revendication 4 caractérisé en ce que le chauffage de la nappe est effectué au moyen de brûleurs à mazout en atmosphère ventilée. 6. Procédé suivant la revendication 4 caractérisé en ce que le chauffage de la nappe est effectué au moyen de rampes à gaz en atmosphère ventilée. 7. Procédé suivant la revendication 3 caractérisé en ce que l'alcool est l'alcool éthylique. 8. Procédé suivant la revendication 4 caractérisé en ce que le chauffage de la nappe est effectué au moyen d'infra-rouges en atmosphère ventilée. 9. Machine pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend sur une plate-forme 1 portée par roues 2 ou chenilles, dans une enceinte close calorifugée 5, des tapis roulants superposés 6 > 7, 8 tournant en sens inverse l'un par rapport au suivant et recevant le déblai débité par l'élévateur 12 par l'intermédiaire d'émietteurs rotatifs à pointes 14, 24, 25, ainsi que des moyens de chauffage 9 disposés au-dessus de ces rampes, au moins un ventilateur d'entrée d'air 10 et un ventilateur d'd- vacuation de vapeur d'eau 11. 10. Machine pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 9 caractériséeen ce qu'elle comprend une remorque sur la plate-forme 18 montée sur roues 19 de laquelle sont disposés plusieurs tapis roulants superposés 21 tournant dans des sens opposés l'un par rapport au suivant et des rampes 22 de projection d'alcool sur ces tapis. 11. Machine suivant la revendication 9 caractérisée en ce que l'élévateur et sa gaine calorifugée sont montés de façon amovible sur la machine.