Brevet FR2942245A1 — publié le 20100820

Unité transportable et autonome de production d'une émulsion de bitume La présente invention concerne une unité transportable et autonome de production d'une émulsion de bitume et véhicule équipé d'une telle unité. L'utilisation d'émulsions de bitume dans la construction et la réparation des routes, pour le revêtement de chaussées, la stabilisation du sol ou pour des applications analogues est bien connue. L'émulsion de bitume est préférée au bitume pour la construction des routes car elle est utilisable à 80°C, tandis que le bitume doit être conservé à 140°C pour être maintenu liquide. Le procédé de production conventionnel d'émulsion de bitume consiste en une dispersion d'une phase organique formée de fines gouttelettes de bitume dans une phase aqueuse continue à environ 60°C, ladite phase aqueuse étant additionnée des agents chimiques stabilisateurs de l'émulsion. Les agents chimiques sont principalement de l'acide chlorhydrique (HCL), un produit tensioactif et un sel tel que le chlorure de calcium (CaCl2). En fonction de la classe du bitume utilisée pour la production de l'émulsion, l'ajout d'un fluxant au bitume avant la fabrication est nécessaire pour varier le degré de pénétration du bitume. On connaît déjà des installations pour la production d'émulsion de bitume, mais celles-ci sont généralement de taille important pour pourvoir garantir une grande capacité de production. Toutefois une telle installation, une fois assemblée, présente l'inconvénient de ne pas être transportable. Par ailleurs de telles installations sont relativement complexes quant à leur conception, l'assemblage n'est pas adapté à une utilisation de manière mobile. Il existe des installations mobiles modulaires 1 de préparation d'émulsion de bitume dont les différentes parties nécessaires pour cette préparation sont disposés dans une pluralité de conteneurs. Chacun des conteneurs est destiné au stockage des matières telles le bitume, l'émulsion de bitume ainsi que le dispositif de préparation de l'émulsion de bitume. La Figure 1 illustre une vue de face d'une telle installation qui comprend cinq conteneurs 2, 3, 4, 5, 6. Le conteneur 6 disposé au niveau du sol comporte une cuve de préparation de la phase aqueuse. Au niveau intermédiaire, le deuxième conteneur 7 loge une chaudière 8, un réservoir 7 de l'acide chlorhydrique et du savon ainsi que celui du fluxant et de l'eau. Dans le prolongement des ces conteneurs, des conteneurs 2, 3, 4 de stockage de bitume et de l'émulsion de bitume. Lors du montage de l'installation de production de l'émulsion de bitume, les différents conteneurs sont transportés chacun par l'intermédiaire d'un camion, puis assemblés sur place. Ce type d'installation présente un inconvénient majeur en ce qu'il est nécessaire de préparer un support adapté pour recevoir un tel assemblage, le support peut être par exemple du béton. Les différents conteneurs constituant l'installation, du fait de leur taille et de leur poids, nécessitent des opérations de manutention et de transports lourds pour leur déplacement. Ainsi lorsqu'une telle installation doit être placée dans une zone difficile d'accès, le temps d'acheminement des différents conteneurs et le temps d'assemblage sont très longs. De ce fait, une telle installation est coûteuse et difficile à transporter et à assembler. Le but de la présente invention est de proposer une installation de production d'émulsion de bitume qui soit compacte pour faciliter son transport et son montage tout en garantissant une quantité de production comparable à celle obtenue à partir des installations conventionnelles. Pour ce faire, la présente invention prévoit une unité transportable et autonome de production d'une émulsion de bitume, comprenant - des moyens de stockage de matières premières pour la préparation 25 d'émulsion de bitume ; - un dispositif de préparation d'émulsion de bitume muni d'une entrée de bitume et d'une sortie d'émulsion de bitume ; - une source d'énergie destinée à l'alimentation du dispositif de préparation. Selon l'invention, les moyens de stockage sont configurés par rapport au 30 dispositif de préparation de sorte que l'ensemble est disposé dans un caisson unique. Ainsi l'unité de production ne nécessite plus une phase d'assemblage sur site de production, puisque les différentes parties constituant l'unité sont assemblées au préalable et forment un module unique. Le fait de disposer d'un 35 seul caisson permet également de simplifier son transport, notamment il ne nécessite plus plusieurs opération de manutentions lourdes par rapports aux installations de l'art antérieur. Cette opération est effectuée une seule fois avant le transport. Le fait d'intégrer une source d'énergie directement au sein de l'unité de production permet de conférer une autonomie de fonctionnement au dispositif de préparation d'émulsion de bitume. Cet aspect de l'invention est particulièrement avantageux par rapport aux installations connues qui nécessitent l'arrivée d'une source d'énergie, cette contrainte limite les zones d'installation. Selon une forme particulièrement avantageuse de l'invention, au moins une partie des moyens de stockage est formée par des compartiments aménagés dans la structure porteuse du dispositif de préparation de l'émulsion de bitume. Cette configuration utilisant la structure porteuse du dispositif de préparation d'émulsion de bitume permet de rendre davantage plus compact l'unité de production. Selon une forme de réalisation de l'invention, la structure porteuse comporte cinq compartiments : un premier compartiment de stockage d'eau froide, un deuxième compartiment de stockage d'eau chaude, un troisième compartiment de stockage de réserve, un quatrième compartiment de stockage de fluxant et un cinquième compartiment de stockage d'émulsion. Par ailleurs, l'unité de production comprend en outre des réservoirs de 20 stockage d'agents chimiques tels que l'acide chlorhydrique et le chlorure de calcium disposés au-dessus d'une partie des compartiments. Selon une forme de réalisation de l'invention, la source d'énergie est un groupe électrogène. L'unité est munie en outre d'au moins une ouverture telle q'un trou 25 d'homme pour chaque réservoir. Avantageusement l'unité comprend un système de commande apte à commander le dispositif de préparation d'émulsion de bitume. L'invention concerne également un véhicule équipé d'une unité transportable et autonome de production de l'émulsion de bitume telle que décrite 30 ci-dessus, comprenant un support muni de moyens de fixation pour fixer l'unité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture d'un exemple de réalisation non limitatif de l'invention en référence aux dessins qui représentent: en Figure 1: une vue générale de profil d'une installation de production de 35 l'émulsion de bitume de l'art antérieur ; en Figures 2.A et 2B : une vue générale de profil et de dessus d'une unité de production de l'émulsion de bitume selon l'invention et un véhicule tel qu'un camion équipé d'une telle unité. Sur les Figures 2A et 2B, on a représenté schématiquement une unité transportable et autonome de production d'émulsion de bitume. Cette unité est composée principalement d'une première partie dédiée au stockage des différentes matières premières utilisées pour la préparation d'émulsion de bitume et une deuxième partie dédiée au dispositif de la préparation de l'émulsion de bitume. La première partie est composée principalement de 5 compartiments qui sont destinés à stocker respectivement l'émulsion 10, le fluxant 15, le réserve 16, l'eau chaude 17 et l'eau froide 18. Ce sont les matières premières qui nécessitent un grand volume de stockage. A titre d'exemple, les volumes de stockage des 5 compartiments 10, 15, 16, 17 et 18 sont respectivement 4100 L, 1700L, 1300 L, 1500 L et 4200 L. Bien entendu, le nombre de compartiments n'est pas limitatif. Cette première partie comporte en outre trois réservoirs de stockage d'agents chimiques tels que l'acide chlorhydrique, le chlorure de calcium et les amines. Le volume de stockage de ces trois réservoirs est respectivement 21, 22, 23 est 800 L. L'unité de production comporte en outre un groupe électrogène 19 pour alimenter le dispositif de préparation, conférant ainsi une autonomie de fonctionnement à l'unité de production. D'autre type de sources d'alimentation peut également être utilisé. Les différents moyens de stockage de matières premières qui nécessitent un volume relativement important sont configurés par rapport au dispositif de préparation de sorte que l'ensemble des éléments est disposé dans un caisson unique 9 transportable. Ce caisson peut être par exemple un conteneur maritime de dimension standard, adapté au transport maritime, ferroviaire et routier ainsi qu'au grutage. De ce fait, il est particulièrement transportable. En outre l'unité de production est déjà assemblée et prête pour le fonctionnement, permettant ainsi d'économiser le coût de montage. Cette unité peut fonctionner dans n'importe quel lieu grâce à son groupe électrogène. Les 5 compartiments qui sont destinés à stocker respectivement l'émulsion 35 10, le fluxant 15, le réserve 16, l'eau chaude 17 et l'eau froide 18 sont formés par des compartiments aménagés directement dans la structure porteuse du dispositif de préparation 20 de l'émulsion de bitume qui constitue la partie inférieure du dispositif. Cette utilisation de la structure porteuse du dispositif de préparation permet ainsi de disposer l'ensemble des éléments dans un caisson unique tout en garantissant une grande capacité de stockage à l'unité de production. La disposition de ces cinq compartiments est particulièrement étudiée par rapport au dispositif de préparation 20 de manière à limiter le nombre de tuyaux et à rendre l'ensemble encore plus compacte. Pour cela, les compartiments aménagés dans la structure s'étendent horizontalement, disposés les uns à côté des autres. Bien entendu il est également possible d'envisager d'intégrer un espace entre les compartiments de manière à les isoler thermiquement les uns par rapport aux autres. Comme visible sur la Figure 2A, trois réservoirs de stockage d'agents chimiques 21, 22, 23 et le groupe électrogène 19 sont disposés au même niveau que le dispositif préparation, au-dessus des compartiments. Les agents chimiques sont ici à titre d'exemple de l'acide chlorhydrique, du chlorure de calcium et des amines. Le nombre de réservoirs n'est pas limitatif. Ainsi de cette façon, l'agencement entre les différents éléments de stockage et le dispositif de production permet de rendre l'ensemble relativement 20 compact. En outre, l'unité est munie d'une pluralité d'ouvertures 26 permettant d'avoir accès à chaque réservoir. A une extrémité du caisson est disposé un accès permettant à un technicien d'intervenir sur le dispositif de préparation 20 en cas de panne. 25 La composition du dispositif de préparation 20 est conventionnelle, il est composé principalement de circuits, de vannes, de pompes. Ce dispositif permet de mettre en oeuvre de manière connue le procédé de préparation de la phase aqueuse dans laquelle est dispersée le bitume pour produire l'émulsion de bitume. Le fonctionnement de l'unité de production et la fabrication de l'émulsion de 30 bitume sont décrits ci-dessus. La fabrication d'émulsion de bitume consiste à disperser le bitume dans la solution aqueuse. L'émulsion de bitume obtenue est stockée dans un compartiment 10 dont la température est maintenue constante à 80°C. Cette émulsion de bitume peut être également directement livrée via la sortie 14 juste 35 après la fabrication. Le bitume est livré à l'unité 11 sous forme liquide et il est reçu par une entrée de chargement 12 pour être consommé directement sans passer par une phase de stockage tampon. Pour pourvoir suivre in situ la préparation d'émulsion, l'unité de production 5 est pourvue d'une sortie d'étalonnage 13. Pour pouvoir commander l'ouverture des vannes, la mise en fonction des pompes et contrôler le débit, l'unité de production comprend également un système de commande situé à l'extérieur du caisson qui est relié aux différents appareillages. Ce système de commande comporte un moyen d'affichage 10 montrant l'architecture de l'unité. Ce moyen d'affichage permet à l'opérateur de saisir directement des données telles que la quantité de bitume, le débit et de commander directement la fermeture ou l'ouverture des vannes ainsi que l'activation des pompes. La Figure 2A illustre un véhicule 24 tel qu'un camion équipé d'une unité de 15 production de l'émulsion de bitume tel que décrit ci-dessus. Ce véhicule comprend un support 25 sur lequel sont aménagés des moyens de fixation pour fixer l'unité. Ainsi l'unité est amovible par rapport au véhicule et peut être transportée par d'autres moyens tel que le bateau ou le train. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le caisson 9 dans lequel est logé l'ensemble des éléments de l'unité 20 de production fait partie intégrante du véhicule. De ce fait, il n'est plus nécessaire de charger ou décharge le caisson 9 par rapport au véhicule. REVENDICATIONS1 - Unité transportable et autonome (11) de production d'une émulsion de bitume, comprenant - des moyens de stockage (10, 15, 16, 17, 18) de matières premières pour la préparation de l'émulsion de bitume ; - un dispositif de préparation (20) d'émulsion de bitume muni d'une entrée de bitume (12) et d'une sortie (14) d'émulsion de bitume ; - une source d'énergie (19) destinée à l'alimentation du dispositif de 10 préparation, caractérisée en ce que les moyens de stockage sont configurés par rapport au dispositif de préparation de sorte que l'ensemble est disposé dans un caisson unique (9). 2 - Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins une 15 partie des moyens de stockage est formée par des compartiments aménagés dans la structure porteuse du dispositif de préparation (20) d'émulsion de bitume. 3 - Unité selon la revendication 2, caractérisée en ce que la structure porteuse comporte cinq compartiments : un premier compartiment de stockage d'eau froide (18), un deuxième compartiment de stockage d'eau chaude (17), un 20 troisième compartiment de stockage de réserve (16), un quatrième compartiment de stockage de fluxant (15) et un cinquième compartiment de stockage d'émulsion (10). 4 - Unité selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des réservoirs de stockage (21, 22, 23) d'agents chimiques 25 disposés au-dessus d'une partie des compartiments. 5 - Unité selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la source d'énergie est un groupe électrogène (19). 6 - Unité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est munie d'au moins une ouverture (26) pour chaque 30 réservoir. 7 - Unité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'elle comprend en outre un système de commande apte à commander le dispositif de préparation d'émulsion de bitume (20). 8 - Véhicule (24) équipé d'une unité transportable et autonome de production d'une émulsion de bitume selon l'un des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un support (25) muni de moyens de fixation pour fixer l'unité.5