Brevet FR2675510A1 — publié le 19921023

I PROCEDE ET DISPO 8 TXIF DE PREPATION D'ENROBE Bl TUMINEUX La présente invention concerne un procédé et un dispositif de préparation d'enrobé bitumineux. Il est connu, entre autres, par la demande de brevet français 90 05 653 du 04 05 90 intitulée "Kélange à base de bitume pour le revêtement des surfaces", de renforcer avec des fibres le bitume pour l'enrobage des inertes, matériaux minéraux de granulométries diverses, spécialement pour les revêtements routiers. Les bitumes qui sont utilisés, entre autres, pour revêtir des surfaces en vue de les rendre étanches comme dans le cas des terrasses ou des parois verticales ou pour permettre le roulement des véhicules sur les routes, en particulier dans ce dernier cas lorsqu'il s'agit de constituer à la surface de la route une couche perméable à l'eau grâce & la technique des enrobés drainants, ne sont pratiquement jamais employés à l'état pur En effet, leurs performances à basse et haute températures sont insuffisantes, seuls ils fourniraient des revêtements fragiles et cassants par temps de gel et qui, au contraire, deviendraient fluides sous l'effet de la chaleur. Pour améliorer le comportement des bitumes et surtout avec les enrobés et élargir ainsi la gamme des températures o ils sont utilisables, on ajoute des substances diverses au bitume, telles que des fibres dont l'introduction est faite habituellement de manière discontinue. L'invention a pour but de permettre la préparation d'un mélange bitumineux permettant l'enrobage des inertes pour permettre leur utilisation comme revêtement technique à performances améliorées et de fournir un dispositif qui permet la préparation d'enrobé comportant des inertes, du bitume et des fibres 2 I introduites de façon continue que les centrales d'enrobage soient de type continu ou discontinu. Un premier but est de proposer un procédé de préparation d'enrobé bitumineux évitant la détérioration des matériaux fibreux. Ce premier but est atteint par le fait que le procédé de préparation d'enrobés bitumineux chargés de matériau fibreux est caractérisé en ce que les matériaux fibreux sont mis en contact avec le bitume liquide avant10 toute autre opération mécanique sur le matériau fibreux. Selon une autre particularité, le procédé comporte les étapes suivantes: a séchage, chauffage et mélange des inertes, b indépendamment: mise en contact du bitume liquide et des matériaux fibreux dosés pour former un liant liquide chargé, avant mise en contact de celui-ci avec les inertes, c mélange des inertes et du liant liquide chargé. Selon une autre particularité, l'étape b est précédée d'une phase supplémentaire de préparation des matériaux fibreux comprenant les étapes suivantes; a fabrication de fibres minérales avec un micronaire au plus égal à 7 sous 5 grammes et ensimées avec un apprêt non-ionique, b formation de nodules par passage des fibres dans une plaque à trous de 6 & 10 Em de dimension moyenne de manière à obtenir au moins 75 % des fibres avec une longueur inférieure à 0,5 mm. Selon une autre particularité, l'ensimage est de préférence à base d'oxyde d'amine d'un acide gras et particulièrement, d'oxyde de diméthyl-alkyl-amine. Selon une autre particularité, le procédé comporte les étapes suivantes: a séchage, chauffage et mélange des inertes, b mélange du bitume avec les inertes, 3 1 c introduction de matériaux fibreux dosés dans le bitume pour constituer le liant de l'enrobé final. Un autre but est de proposer un dispositif d'alimentation continue des fibres permettant la mise en oeuvre du procédé d'enrobage en continu ou en discontinu. Ce but est atteint, dans un premier mode de réalisation, par le fait que le dispositif de préparation d'enrobés bitumineux comportant un tambour tournant avec une zone de flamme et un dispositif de pulvérisation de bitume liquide est caractérisé en ce qu'un système de distribution de matériaux fibreux débouche dans la zone de façon que les jets de pulvérisation de bitume liquide et de projection de matériau fibreux s'intersectent afin d'assurer le contact du matériau fibreux avec le liquide avant tout contact du liant liquide avec les inertes. Dans un deuxième mode de préparation, ce but est atteint par le fait que le dispositif de préparation d'enrobés bitumineux comportant un tambour sécheur, un système de distribution de bitume liquide et un malaxeur est caractérisé en ce qu'un système de distribution continue des matériaux fibreux assure leur mise en contact avec le bitume après contact du bitume liquide avec les inertes. Selon une autre particularité, le dispositif de distribution de matériau fibreux est alimentée par un dispositif de décompactage de dosage et de transport pneumatique assurant la maîtrise du débit de matériau fibreux. Selon une autre particularité, le dispositif de décompactage, de dosage et de transport pneumatique comporte un dispositif démotteur, une cardeuse, un doseur volumétrique et une source d'air sous pression. Selon une autre particularité, les éléments constitutifs du dispositif de décompactage ont des vitesses réglables indépendamment. 1 4 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés dans lesquels,5 la figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif de préparation en continu d'un mélange bitumineux selon l'invention; la figure 2 représente une vue schématique d'une deuxième variante de dispositif de préparation en continu avec pré-mélange d'un mélange bitumineux selon l'invention; la figure 3 représente une installation de fabrication en continu du mime type mais dans une troisième variante; la figure 4 montre une installation de préparation d'enrobés en discontinu selon l'invention; et enfin, la figure 5 représente le dispositif de décompactage et de transport pneumatique pour mettre en oeuvre les procédés de l'invention. Le dispositif selon une première variante de l'invention représentée sur la figure 1 comporte un tambour sécheur enrobeur comportant une partie ( 2) dans laquelle les agrégats sont introduits par un tapis roulant ( 6) Ce tambour tournant ( 2) permet de sécher les inertes ( 5) et de les chauffer en faisant circuler, perpendiculairement & leur sens de déplacement lorsqu'ils tombent après avoir été entraînés vers la partie haute du tambour par des aubes ( 24), un courant gazeux chaud fourni par un brtleur ( 3) Les gaz chauds chargés de poussières sont évacués par une hotte ( 23) au travers d'un filtre pour récupérer les poussières avant évacuation des gaz par un ventilateur vers une cheminée. Le brûleur ( 3) est situé dans la zone axiale de la partie ( 2) du tambour sécheur enrobeur En aval de la zone de flamme du brûleur ( 3) se trouve un rideau ( 20) d'inertes. Dans la zone d'enrobage ( 22) débouche un tube ( 4) terminé I 5 par un bec ( 40) d'amende du bitume chaud liquide fourni par un réservoir ( 41) gràce & une pompe ( 13) Le dispositif est en général pourvu d'un anneau de recyclage ( 21) pour l"introduction d'enrobés de récupération par un entonnoir ( 210) Cet anneau ( 21) est situé en aval du brûleur et en amont du bec ( 40) de pulvérisation de bitume Le bec ( 40) de pulvérisation de bitume produit un jet ( 42) de projection de bitume qui permet une répartition homogène du bitume sur les inertes qui10 circulent dans la direction opposée au jet et se déplacent vers la trémie de sortie ( 7) pour ensuite, après un malaxage final, être élevés par une chaîne à godets non représentée vers un silo de stockage en attendant le passage des camions qui viennent effectuer15 leur prélèvement. Selon l'invention, à proximité de la zone de pulvérisation du bitume débouche également une buse ( 11) d'amenée de fibres Cette buse ( 11) se termine par une extrémité permettant la diffusion des fibres sous forme d'un jet ( 110) qui vient intersecter le jet ( 42) de projection du bitume de façon à ce que l'association bitume-fibres s'effectue avant tout contact avec les inertes ( 5) Le tuyau de transfert des fibres ( 111) est de section relativement importante, ce qui permet une bonne "dilution" des fibres dans le courant d'air et évite toute agglomération pendant leur entraînement à travers le tube d'alimentation vers la buse de projection Le tuyau de transfert ( 111) provient d'un dispositif ( 12) de décompactage et de transport pneumatique des fibres dans un courant d'air tel que, par exemple, celui représenté par le dispositif du brevet français FR 2 557 817 permettant, grâce à une soufflante de véhiculer les fibres dans le tuyau ( 111). Dans le cas des fibres minérales, celles-ci seront avantageusement préparées sous forme de nodules, en particulier selon la technique de préparation des i 6 nodules décrite dans la demande de brevet français 90 05653 Elle permet la transformation de la nappe de fibres minérales ensimées en nodules prêts à être incorporés dans le bitume Ils sont alors mélangés dans5 une proportion pondérale comprise entre 0,5 et 20 % par rapport au bitume Ces nodules sont constitués de fibres minérales ayant un micronaire avant tout traitement chimique ou mécanique mesuré selon les normes DIN 53941 ou ASTM D 1448 qui soit au plus égal & 7 sous 5 grammes.10 Les fibres sont broyées et découpées par les lames du dispositif de façon & ce que 75 % aient une longueur inférieure à 500 microns puis elles sont transformées en nodules qui permettront de faciliter l'introduction et la dispersion des fibres dans le bitume. Le dispositif de décompactage et de transport pneumatique ( 12) est alimenté par une trémie ( 120) avec les fibres et permet d'obtenir ainsi, après mélange avec le bitume, sans manutention, un mélange bitumineux ayant les propriétés requises Le dispositif ( 12) tel que celui décrit dans le brevet français 2 557 817 est représenté à la figure 5 Il comporte essentiellement un démotteur ( 127) précédant une cardeuse ( 121) qui alimente une vanne à écluses ( 122) et il comporte une turbine à débit contrôlé non représentée qui fournit par l'orifice ( 125) l'air nécessaire au transfert des fibres. Des proportions variées entre les fibres et le bitume sont obtenues par des réglages indépendants les uns des autres sur la vitesse de rotation du démotteur ( 127), la vitesse de rotation de la cardeuse ( 121), la vitesse de rotation de la vanne à écluses ( 122) ainsi que le débit d'air en fonction du débit de la pompe à bitume ( 13). Un tel dispositif permet de mettre en contact les fibres avec le bitume afin d'éviter un mélange & sec des inertes et des fibres en effet, les dispositifs de l'art antérieur prévoyaient d'effectuer un pré- mélange des inertes avec les fibres, à sec avant de mélanger l'ensemble avec le bitume liquide, ce qui de ce fait provoquait une détérioration des fibres et leur usure entraînant la nécessité d'augmenter la quantité de fibres5 pour obtenir les mêmes caractéristiques physiques dans le produit final Dans la technique de production en continu, telle qu'enseignée par le brevet français 2 625 758, les matériaux fibreux tels qu'amiante ou cellulose étaient amenés sous forme de sacs introduits individuellement dans l'anneau de recyclage ( 21) en amont du dispositif de projection du bitume, par la trémie ( 210) Les matériaux fibreux venaient donc se déposer sur les inertes chauffés avec lesquels ils étaient malaxés à sec jusqu'à l'introduction du bitume Cette technique nécessite une main-d'oeuvre importante. Un dispositif tel que celui qu'on vient de décrire permet, par exemple, de travailler 260 tonnes de produit inertes à l'heure en les mélangeant à 15 tonnes de bitume 60/70 et 900 kilos de nodules de fibres de laine produits selon le procédé de la demande de brevet français 90 05653 Ceci permet de produire environ 276 tonnes à l'heure d'enrobé drainant tout en diminuant la consommation de produit fibreux par exemple dans un rapport de 3 par rapport à l'amiante introduit de manière traditionnelle, tout en économisant la main-d'oeuvre nécessaire à l'introduction. Une deuxième variante de réalisation qui concerne toujours la technique en continu est représentée à la figure 2 dans laquelle les mêmes éléments portent les mêmes références Le dispositif comporte une seule canalisation ( 411) de transport d'un pré-mélange bitume liquide- fibres effectué dans un mélangeur réchauffeur indépendant ( 14) recevant d'un côté le bitume provenant de la pompe ( 13) et de l'autre côté les fibres venant par la canalisation ( 11) du dispositif de décompactage et de transport pneumatique ( 12). La deuxième variante présente l'avantage d'être plus simple d'emploi car elle ne nécessite pas de réglage Cette variante évite également les risques d'aspiration des fibres vers la cheminée.5 Selon une autre variante du procédé, les fibres sont apportées à la fin du mélange bitume-inertes, juste avant le dernier malaxage avant la sortie du tambour tournant Cette autre variante du procédé est mise en oeuvre par une installation représentée à la figure 3 dont les éléments identiques à l'installation de figure 1 portent les mêmes références et dont la seule différence consiste en ce que la buse ( 4) de projection de bitume est située en amont de la buse ( 11) de projection des fibres La buse ( 11) de projection des fibres est orientée de façon que la projection se produise selon une direction radiale par rapport à l'axe de rotation de l'installation tandis que la buse de projection du bitume est orientée de façon que la projection se produise selon une direction axiale, comme représenté à la figure 3. Une variante de réalisation d'installation de production en discontinu d'enrobé bitumineux chargé de matériau fibreux est représentée & la figure 4 dans laquelle un tambour sécheur ( 25) est entraîné en rotation selon un axe incliné et comporte un brûleur ( 3) sa partie amont par laquelle les inertes sont introduits pour être séchés et chauffés et ensuite déposés sur un transporteur ( 62) qui les emmène vers une trémie tampon ( 60) laquelle alimente une trémie peseuse ( 61) située au-dessus du malaxeur ( 8) Le malaxeur ( 8) comporte des bras mélangeurs à axes horizontaux ( 82) et une entrée ( 80) située à sa partie supérieure pour les inertes ( 5) Une sortie ( 87) est située à la partie inférieure du malaxeur pour délivrer l'enrobé dont le niveau supérieur est représenté par la ligne en pointillés ( 89) Le bitume est introduit au-dessus des deux bras mélangeurs ( 82) par deux rampes ( 83) Un distributeur ( 84) situé au même niveau et entre les deux rampes ( 83) permet la distribution des fibres selon des jets ( 86). Le dispositif ainsi décrit fonctionne selon le processus suivant Une fois la quantité d'inertes voulue introduite, le mélange sec est co 3 mencé puis trois variantes de fonctionnement sont possibles Selon une première variante, on introduit simultanément le bitume liquide par les rampes ( 83) pour émettre des jets ( 85) de bitume et en même temps le distributeur ( 84) émet les jets ( 86) de fibre Dans ces conditions, le bitume vient au contact des fibres avant le contact avec les inertes. Selon une deuxième variante de fonctionnement, on introduit d'abord le bitume seul par les rampes ( 83), on mélange le bitume avec les inertes ( 5) et on termine le processus mettant en contact les fibres avec le bitume. Dans une troisième variante du procédé d'enrobage discontinu, on peut utiliser un dispositif tel que celui décrit à la figure 2, référence ( 14) pour effectuer un pré-mélange bitume-fibres et dans ce dernier cas, on ne met en oeuvre que les rampes ( 83) de la figure 4 pour introduire le liant, le dispositif ( 84) devenant inutile. Dans toutes les variantes décrites, la machine d'approvisionnement en fibres est identique & celle décrite en liaison avec la figure 5 La machine ( 12) permet la maîtrise des réglages des débits pondéraux de fibres En continu, elle assure une amende constante de fibres En discontinu, # l'intérieur de séquences, elle permet de délivrer de façon continue les fibres, ce qui facilite leur dispersion dans le bitume. D'autres modifications à la portée de l'homme de métier font également partie de l'esprit de l'invention. RIVENDICATION 8 1 Procédé de préparation d'enrobés bitumineux chargés de matériaux fibreux, caractérisé en ce que les matériaux fibreux sont mis en contact avec le bitume liquide avant toute autre opération Mécanique sur le matériau fibreux. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: a séchage, chauffage et mélange des inertes, b indépendamment: mise en contact du bitume liquide et des matériaux fibreux dosés pour former un liant liquide chargé, avant mise en contact de celui-ci avec les inertes, c mélange des inertes et du liant liquide chargé. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l étape b est précédée d ' unephase supplémentaire de préparation des matériaux fibreux comprenant les étapes suivantes; a fabrication de fibres minérales avec un micronaire au plus égal à 7 sous 5 grammes et ensimées avec un apprêt non-ionique, b formation de nodules par passage des fibres dans une plaque à trous de 6 à 10 mm de dimension moyenne de manière à obtenir au moins 75 % des fibres avec une longueur inférieure à 0,5 mm. 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'ensimage est de préférence à base d'oxyde d'amine d'un acide gras et particulièrement, d'oxyde de diméthyl-alkyl-amine. Procédé de préparation d'enrobé bitumineux selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: a séchage, chauffage et mélange des inertes, b mélange du bitume avec les inertes, N c introduction de matériaux fibreux dosés dans le bitume pour constituer le liant de l'enrobé final. 6 Dispositif de préparation d'enrobés bitumineux pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant un tambour tournant avec une zone de flamme ( 2, 25) et, un dispositif de pulvérisation ( 40, 83) de bitume liquide, caractérisé en ce qu'un système de distribution ( 11, 84) de matériaux fibreux débouche dans la zone ( 22) de façon que les jets de pulvérisation de bitume liquide ( 42, 85) et de projection de matériau fibreux ( 110, 86) s'intersectent afin d'assurer le contact du matériau fibreux avec le liquide avant tout contact du liant liquide avec les inertes ( 5). 7 Dispositif de préparation d'enrobés bitumineux pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant un tambour sécheur ( 2, 25), un système de distribution ( 42, 83) de bitume liquide et un malaxeur ( 82, 22), caractérisé en ce qu'un système ( 84, 11) de distribution continue des matériaux fibreux assure leur mise en contact avec le bitume après contact du bitume liquide avec les inertes ( 5). 8 Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le dispositif de distribution ( 11, 84) de matériau fibreux est alimenté par un dispositif de décompactage de dosage et de transport pneumatique ( 12) assurant la maîtrise du débit de matériau fibreux. 9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de décompactage, de dosage et de transport pneumatique ( 12) comporte un dispositif démotteur ( 127), une cardeuse ( 121) un doseur volumétrique ( 122) et une source d'air sous pression. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les éléments constitutifs du dispositif de décompactage ont des vitesses réglables indépendamment.