Brevet FR2956125A1 — publié le 20110812

Installation de production de produits enrobés bitumineux. La présente invention concerne une installation de production de produits enrobés bitumineux à partir de matériaux de base composés de granulats neufs et froids et/ou de produits bitumineux usagés recyclés dans une proportion comprise entre 0 et 100% et de matériaux additionnels composés de bitume liquide ou de liants hydrocarbonés et de pulvérulents. La fabrication de produits bitumineux, par exemple pour des revêtements routiers, à partir de granulats neufs et froids, de bitume liquide ou de liants hydrocarbonés et de pulvérulents est très souvent réalisée à chaud. Les granulats de départ sont tout d'abord séchés et chauffés avant d'être additionnés de bitume ou de liants hydrocarbonés, puis malaxés avec le bitume liquide qui assure l'enrobage des granulats. Des matériaux pulvérulents ou fillers peuvent être ajoutés au mélange dans la phase de malaxage, afin d'ajuster la teneur en matière à fine granulométrie des produits enrobés. Dans certains cas, une proportion plus ou moins importante de produits bitumineux recyclés obtenus, par exemple par concassage de revêtements routiers usés dont on effectue le remplacement, est ajoutée aux granulats. La technique la plus ancienne consiste à réaliser le séchage et le chauffage des granulats dans un premier dispositif tel qu'un tambour sécheur et le malaxage, dans un second dispositif tel qu'un malaxeur à arbres parallèles ou un malaxeur rotatif. La technique la plus récente consiste à réaliser les opérations de séchage, de chauffage et de malaxage dans une même installation généralement constituée par un tambour sécheur-malaxeur, ayant une enveloppe de forme cylindrique montée rotative autour de son axe longitudinal faiblement incliné par rapport au plan horizontal. Les granulats neufs et froids sont chauffés et séchés dans l'enveloppe du tambour qui comporte à une extrémité, un brûleur pour la circulation dans ladite enveloppe de gaz chauds. L'extrémité d'introduction des granulats est située, soit à l'opposé du brûleur pour une circulation à contre-courant de ces granulats par rapport aux gaz chauds, soit au niveau de la même extrémité que le brûleur pour une circulation desdits granulats dans le même sens que les gaz chauds. Dans le cas d'une circulation à contre-courant, l'enveloppe du tambour sécheur- malaxeur détermine de l'extrémité d'entrée jusqu'à l'extrémité de sortie : - une zone d'introduction des granulats neufs et froids, - une zone de séchage et de chauffage des granulats par les gaz chauds produits par la flamme du brûleur, - une zone de flamme dans laquelle se développe ladite flamme, - une zone d'introduction du bitume liquide ou des liants hydrocarbonés et des pulvérulents et de malaxage avec les granulats chauds et secs, et - une zone d'évacuation des produits enrobés bitumineux. Mais ce type d'installation ne permet pas de recycler plus de 50% de matériaux bitumineux usagés pour des produits enrobés à chaud traditionnels compris dans la plage de 140° à 180°C. La limite provient du fait de l'introduction des produits bitumineux recyclés en aval de la zone de séchage si bien qu'ils sont chauffés essentiellement de manière indirecte, c'est-à-dire par un transfert de chaleur des granulats neufs surchauffés vers les produits bitumineux usagés recyclés. L'invention a pour but de proposer une installation de production de produits enrobés bitumineux qui permet de recycler les produits bitumineux usagés dans une proportion comprise entre 0 et 100%. L'invention a donc pour objet une installation de production de produits enrobés bitumineux à partir de matériaux de base composés de granulats neufs et froids et/ou de produits bitumineux usagés recyclés dans une proportion comprise entre 0 et 100% et de matériaux additionnels composés de bitume liquide ou de liants hydrocarbonés et de pulvérulents, ladite installation comprenant un tambour sécheur-malaxeur à contre-courant ayant une enveloppe de forme cylindrique montée rotative autour de son axe longitudinal et comportant une extrémité d'entrée des matériaux de base, équipée d'une boîte à fumées et une extrémité de sortie des produits enrobés bitumineux, située à un niveau inférieur au niveau de l'extrémité d'entrée et un brûleur ayant un corps de forme allongée introduit axialement par l'extrémité de sortie et muni d'une extrémité libre à partir de laquelle se développe la flamme dans une zone éloignée des deux extrémités de l'enveloppe, ladite enveloppe déterminant de l'extrémité d'entrée jusqu'à l'extrémité de sortie : - une zone d'introduction des matériaux de base, - une zone de séchage et de chauffage des matériaux de base par des gaz chauds produits par la flamme du brûleur, - une zone de flamme dans laquelle se développe ladite flamme, - une zone d'introduction des matériaux additionnels et de malaxage des maté- riaux additionnels avec les matériaux de base, et - une zone d'évacuation des produits enrobés bitumineux, caractérisée en ce que l'extrémité d'entrée est équipée de moyens d'injection de gaz de refroidissement dans une zone intermédiaire de production de gaz chauds située entre la zone de séchage et la zone de flamme pour créer dans ladite zone intermédiaire et ladite zone de flamme un générateur tournant de gaz chauds régulés. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - les moyens d'injection de gaz de refroidissement comprennent une tubulure traversant les zones d'introduction et de séchage et dont l'extrémité libre débouche dans la zone intermédiaire, - la tubulure est formée par un tube entraîné en rotation par l'enveloppe et relié à un organe d'aspiration des gaz de refroidissement à débit variable, comme par exemple un ventilateur, - les gaz de refroidissement sont prélevés par l'organe d'aspiration à l'extérieur et/ou dans la boîte à fumées, - l'enveloppe est équipée d'au moins une sonde de mesure de la température des gaz chauds dans la zone intermédiaire ou dans la zone de séchage pour réguler le débit de l'organe d'aspiration en fonction de ladite température, - le tambour comporte des moyens de refroidissement de l'enveloppe dans la zone de flamme, - les moyens de refroidissement comprennent une enveloppe annulaire entourant l'enveloppe du tambour et reliée à un organe d'aspiration d'air extérieur à débit variable, comme par exemple un ventilateur, et - l'enveloppe du tambour est équipée d'au moins une sonde de mesure de la température de la paroi de ladite enveloppe dans la zone de flamme pour réguler le débit de l'organe d'aspiration d'air extérieur en fonction de ladite température. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Fig. 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un tambour sécheur-malaxeur à contre-courant d'une installation de production de produits enrobés bitumineux, conforme à l'invention, et - la Fig. 2 est une vue schématique de l'installation comportant le tambour sécheur-malaxeur de la Fig. 1. L'installation représentée sur les figures est destinée à la production de produits enrobés bitumineux à partir de matériaux de base composés de granulats neufs et froids et/ou de produits bitumineux usagés recyclés dans une proportion comprise entre 0 et 100% et de matériaux additionnels composés de bitume liquide ou de liants hydrocarbonés et de pulvérulents. Les matériaux de base sont introduits séparément des matériaux additionnels après séchage et chauffage de ces matériaux de base, ainsi qu'on le verra ultérieurement. Comme représenté, notamment à la Fig. 1, l'installation comprend un tambour sécheur-malaxeur 10 du type à circulation à contre-courant constitué par une enveloppe cylindrique 11 montée sur une plate-forme, non représentée, de manière que l'axe longitudinal de l'enveloppe cylindrique 11 soit légèrement incliné par rapport au plan horizontal. L'enveloppe 11 montée rotative autour de son axe longitudinal comporte une extrémité d'entrée 12 des matériaux de base, équipée d'une boîte à fumées 13 munie d'un ventilateur de tirage 13a et d'un dépoussiéreur, non représenté, et d'une extrémité de sortie 14 des produits enrobés bitumineux fabriqués à l'intérieur du tambour 10, comme on le verra ultérieurement. L'extrémité de sortie 14 est située à un niveau inférieur au niveau de l'extrémité d'entrée 12. Un dispositif 15 d'introduction des matériaux de base, de type connu, est disposé à l'extrémité d'entrée 12 de l'enveloppe 11 et ce dispositif 15 traverse la boîte à fumées 13. L'extrémité de sortie 14 est pourvue d'un brûleur 16 ayant un corps 17 de forme allongée introduit axialement par cette extrémité de sortie 14 et le corps 17 du brûleur 16 est fixé de manière coaxiale par rapport à l'enveloppe 11 sur une plaque arrière 19. L'extrémité libre 17a du corps 17 à partir de laquelle se développe la flamme 18 est située dans une zone éloignée des deux extrémités de l'enveloppe, respectivement de l'extrémité d'entrée 12 et de l'extrémité de sortie 14. Ainsi que représenté à la Fig. 1, l'enveloppe 11 du tambour 10 détermine de l'extrémité d'entrée 12 jusqu'à l'extrémité de sortie 14, une succession de zones, à savoir : - une zone A d'introduction des matériaux de base, - une zone B de séchage et de chauffage des matériaux de base par les gaz chauds produits par la flamme 18 du brûleur 16, - une zone C intermédiaire de production de gaz chauds, - une zone D de flamme dans laquelle se développe la flamme 18, - une zone E d'introduction des matériaux additionnels et de malaxage des matériaux additionnel avec les matériaux de base, et - une zone F d'évacuation des produits enrobés bitumineux. Ainsi, les matériaux de base sont introduits à l'extrémité d'entrée 12 de l'enveloppe 11 et les matériaux additionnels sont introduits dans la zone E éloignée de la zone d'introduction de ces matériaux de base. Dans la zone A, la paroi intérieure de l'enveloppe 11 comporte des ailettes d'introduction 20 des matériaux de base et ces ailettes 20, par exemple de forme hélicoïdales, assurent un transport rapide et sans relevage de ces matériaux de base vers la zone B de séchage. Dans la zone B de séchage et de chauffage, la paroi intérieure de l'enveloppe 11 est garnie d'aubes de relevage 21 de ces matériaux de base. Les matériaux soulevés par les aubes 21 retombent dans toute la section de l'enveloppe 11 pour constituer un rideau de ces matériaux dans la zone B. Dans les zones C et D, la paroi intérieure de l'enveloppe 11 est garnie par des aubes écran 22 de forme adaptée, permettant d'effectuer le transport des matériaux de base, sans qu'ils se touchent dans la partie centrale de l'enveloppe 11. L'extrémité d'entrée 12 de l'enveloppe 11 est également équipée de moyens d'injection de gaz de refroidissement dans la zone C intermédiaire située entre la zone B de séchage et la zone D de flamme. Les moyens d'injection des gaz de refroidissement comprennent une tubulure 25 traversant l'extrémité d'entrée 12, la zone A d'introduction et la zone B de séchage. L'extrémité libre 25a de la tubulure 25 débouche dans la zone C intermédiaire. Cette tubulure 25 est, de préférence, formée par un tube entraîné en rotation par l'enveloppe 11. Ainsi que montré à la Fig. 2, la tubulure 25 est reliée à un organe d'aspiration 26 des gaz de refroidissement à débit variable, comme par exemple un ventilateur dont les pales 26a sont entraînées en rotation par un moteur électrique 26b. L'organe d'aspiration 26 aspire soit de l'air extérieur à une température de l'ordre de 20°C environ, soit des gaz à une température de l'ordre de 120°C pris à la sortie de la boîte à fumées 13, soit une combinaison des deux, selon la complexité de l'installation. Les matériaux additionnels composés de bitume liquide ou de liants hydrocarbonés et de pulvérulents sont introduits dans la zone E de l'enveloppe 11 par des moyens 40 classiques, de type connu. Ces moyens 40 sont constitués par exemple par une vis sans fin, non représentée, pour les pulvérulents et par une tubulure, non représentée, pour le bitume liquide ou les liants hydrocarbonés, qui pénètrent dans l'enveloppe 11 par la paroi arrière 19 de ladite enveloppe jusqu'à la zone E. La paroi interne de l'enveloppe 11 est pourvue dans cette zone E d'aubes 30 et 31 qui assurent le malaxage des matériaux de base et additionnels, au cours de sa rotation. A la suite de cette zone E, la paroi interne de l'enveloppe 11 est équipée de racleurs 32 dans la zone F d'évacuation et le produit enrobé bitumineux ainsi fabriqué est évacué par un orifice de sortie 33. Le tambour 10 comporte des moyens de refroidissement de l'enveloppe 11 dans la zone D de flamme. Comme montré sur les Figures, ces moyens de refroidissement comprennent une enveloppe annulaire 35 entourant une portion de l'enveloppe 11 et reliée à un organe d'aspiration 36 d'air extérieur à débit variable, comme par exemple un ventilateur. De manière classique, ce ventilateur 36 comporte des pales 36a entraînées en rotation par un moteur électrique 36b. L'enveloppe 11 est équipée d'au moins une sonde de mesure 27 et, de préférence, de plusieurs sondes de mesure 27 de la température des gaz chauds dans la zone C intermédiaire ou dans la zone B de séchage pour réguler le débit de l'organe d'aspiration 26 en fonction de ladite température. De même l'enveloppe 11 est équipée d'au moins une sonde de mesure 37 de la température de la paroi de ladite enveloppe 11 dans la zone de flamme D pour réguler le débit de l'organe d'aspiration 36 d'air extérieur en fonction de ladite température. La tubulure 25 et l'organe d'aspiration 26 introduisent de l'air de refroidissement dans la zone C pour le mélanger avec les gaz très chauds produits par la flamme 18 du brûleur 16 qui sont à une température de l'ordre de 1100°C et créer des gaz chauds à une température de l'ordre de 600°C. L'ensemble des zones respectivement C et D constitue un générateur tournant à gaz chauds par la rotation à l'intérieur de l'enveloppe 11 et régulés par le réglage du débit de l'organe d'aspiration 26 en fonction de la température de ces gaz chauds. Ces gaz chauds traversent ensuite la zone B de séchage par effet de tirage généré par le ventilateur de tirage du ventilateur de tirage 13a, de la boîte à fumées 13 et les granulats neufs et froids sont ainsi chauffés et mélangés aux matériaux recyclés, si bien que les matériaux recyclés commencent à fondre réalisant un pré-enrobage des granulats mélangés à ces matériaux recyclés. La température des gaz chauds qui pénètrent dans la zone B de séchage est contrôlée et régulée par les sondes 27 qui transmettent les informations de température des gaz chauds par un système sans contact de façon à modifier le débit de l'organe d'aspiration 26 pour obtenir la température des gaz chauds souhaités. En effet, la température de ces gaz chauds est régulée en fonction de proportion de produits bitumineux usagés introduits avec ou sans les granulats froids et humides à l'entrée de l'enveloppe 11 du tambour 10. Cette proportion peut varier entre 0 et 100%. L'installation selon l'invention permet donc de pouvoir recycler des matériaux bitumineux usagés dans une proportion variable et pouvant atteindre 100% des matériaux de base introduits à l'entrée du tambour et cela grâce à une régulation et à un contrôle des gaz chauds parcourant la zone de séchage ce qui permet d'éviter ainsi une dégradation du bitume contenu dans les matériaux recyclés et un rejet de polluants importants. REVENDICATIONS1.- Installation de production de produits enrobés bitumineux à partir de matériaux de base composés de granulats neufs et froids et/ou de produits bitumineux usagés recyclés dans une proportion comprise entre 0 et 100% et de matériaux additionnels composés de bitume liquide ou de liants hydrocarbonés et de pulvérulents, ladite installation comprenant un tambour (10) sécheur-malaxeur à contre-courant ayant une enveloppe (11) de forme cylindrique montée rotative autour de son axe longitudinal et comportant une extrémité d'entrée (12) des matériaux de base, équipée d'une boîte à fumées (13) et une extrémité de sortie (14) des produits enrobés bitumineux située à un niveau inférieur au niveau de l'entrée d'extrémité (12) et un brûleur (16) ayant un corps (17) de forme allongée introduit axialement par l'extrémité de sortie (14) et muni d'une extrémité libre (17a) à partir de laquelle se développe la flamme (18) dans une zone éloignée des deux extrémités (12, 14) de l'enveloppe (11), ladite enveloppe (11) déterminant de l'extrémité d'entrée (12) jusqu'à l'extrémité de sortie (14) : - une zone A d'introduction des matériaux de base, - une zone B de séchage et de chauffage des matériaux de base par les gaz chauds produits par la flamme (18) du brûleur (16), - une zone D de flamme dans laquelle se développe ladite flamme (18), - une zone E d'introduction des matériaux additionnels et de mélange des matériaux additionnels avec les matériaux de base, et - une zone F d'évacuation des produits enrobés bitumineux, caractérisée en ce que l'extrémité d'entrée (12) est équipée de moyens (25, 26) d'injection de gaz de refroidissement dans une zone C intermédiaire de production de gaz chauds située entre la zone B de séchage et la zone D de flamme pour créer dans ladite zone C intermédiaire et ladite zone D de flamme un générateur tournant de gaz chauds régulés. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'injection des gaz de refroidissement comprennent une tubulure (25) traversant les zones d'introduction A et de séchage B et dont l'extrémité libre (25a) débouche dans la zone C intermédiaire. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la tubulure (25) est formée par un tube entraîné en rotation par l'enveloppe (11) et relié à un organe d'aspiration (26) des gaz de refroidissement à débit variable, comme par exemple un ventilateur. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les gaz de refroidissement sont prélevés par l'organe d'aspiration (26) à l'extérieur et/ou dans la boîte à fumées (13). 5. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'enveloppe (11) est équipée d'au moins une sonde de mesure (27) de la température des gaz chauds dans la zone C intermédiaire ou dans la zone B de séchage pour réguler le débit de l'organe d'aspiration (26) en fonction de ladite température. 6. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tambour (10) comporte des moyens de refroidissement de l'enveloppe (11) dans la zone D de flamme. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens de refroidissement comprennent une enveloppe annulaire (35) entourant l'enveloppe (11) et reliée à un organe d'aspiration (36) d'air extérieur à débit variable, comme par exemple un ventilateur. 8. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'enveloppe (11) est équipée d'au moins une sonde de mesure (37) de la température de la paroi de ladite enveloppe (11) dans la zone D de flamme pour réguler le débit de l'organe d'aspiration (36) vers l'extérieur en fonction de ladite température.