Brevet FR3032133A1 — publié le 20160805

MACHINE ET INSTALLATION DE PURIFICATION DES GRANULATS ISSUS DU BETON La présente invention concerne une machine de purification des granulats issus du béton. Elle concerne également une installation de purification équipée d'une telle machine. Cette conception de machine permet l'éclatement des laitances durcies sur les granulats issus du béton, sans détériorer lesdits granulats, de sorte à en extraire de cailloux naturels purifiés et une matière friable constituant un sable. Ainsi, il est possible de réutiliser ces granulats pour la préparation d'un nouveau béton. Actuellement, les bétons sont préparés dans des centrales puis transportés au moyen de bétonneuses qui sont nettoyées après chaque déversement sur les lieux de construction des ouvrages. Les résidus d'eau et de béton sont déversés dans un trou lors du nettoyage. Après décantation, les résidus du béton sont prélevés et stockés pour être séchés. Une fois séchés, ces résidus sont passés au crible pour les séparer en quatre fractions : une première fraction est composée de particules supérieures à un diamètre de 100 mm, lesquelles sont mises aux déchets voire broyées pour être réutilisées en tant que remblai ; une seconde fraction est composée de particules d'un diamètre compris entre 25 mm et 100 mm, lesquelles servent de remblai ; une troisième fraction est composée de particules d'un diamètre compris entre 7 mm et 25 mm, lesquelles sont inutilisables dans l'état actuel, car composées à la fois de cailloux naturels et de cailloux constitués de ciment compacté ; une quatrième fraction est composée de particules d'un diamètre inférieur à 7 mm, lesquelles sont réutilisables comme sable dans la composition d'un nouveau béton. L'objectif principal de la présente invention est de pouvoir exploiter également cette troisième fraction précitée, dans la fabrication d'un nouveau béton. A cet effet, l'invention concerne une machine de purification des granulats issus du béton, comprenant une trémie de déchargement des granulats et un laminoir agencé sous la trémie de déchargement pour que les granulats tombent dans celui-ci. De manière remarquable, le laminoir comprend un premier tambour rigide et un second tambour souple. L'utilisation d'un tambour rigide et d'un tambour souple permet avantageusement d'écraser les granulats qui se composent de cailloux naturels et de matière friable non calcaire et non siliceuse, et ainsi de séparer ladite matière friable desdits cailloux naturels, sans endommager lesdits cailloux naturels du fait de la souplesse d'un desdits tambours. Dans une réalisation préférentielle, le tambour rigide est réalisé en acier et comprend soit une surface lisse soit une surface rugueuse. L'utilisation d'une surface rugueuse favorise le traitement des granulats. Dans une réalisation préférentielle, le tambour souple est réalisé dans un matériau élastomère. Il peut est réalisé en une seule partie ou en plusieurs parties attenantes les unes aux autres. Par exemple, ce tambour souple est constitué d'une pluralité de pneus attenants les uns aux autres, ces pneus en matière caoutchouteuse présentant une souplesse suffisante pour éviter le broyage des cailloux naturels lors de leur passage dans le laminoir. D'autres matériaux offrant une souplesse restent envisageables. Dans une réalisation préférentielle, la trémie comprend des moyens de répartition des granulats, configurés pour permettre un déchargement desdits granulats sur toute la longueur des tambours rigide et souple. Par exemple, ces moyens de répartition comprennent un tambour présentant sur sa surface externe des éléments disposés en saillie et présentant la forme de chevrons qui permettent de répartir les granulats le long dudit tambour durant sa rotation, ce tambour étant entraîné en rotation par un moteur. On peut également remplacer ce tambour muni de chevrons par une vis d'Archimède, en sorte de répartir les granulats sur toute la longueur. La présente invention concerne également une installation de purification des granulats issus du béton, laquelle comprend au moins une machine de purification présentant l'une ou l'autre des caractéristiques précitées. Dans une réalisation de cette installation, celle-ci comprend une première cribleuse agencée en amont de la machine de purification et configurée pour extraire des granulats d'un diamètre inférieur ou égal à 25 mm, et des moyens d'acheminement desdits granulats jusqu'à ladite machine. Ces moyens d'acheminement comprennent notamment un tapis de convoyage desdits granulats d'un diamètre inférieur à 25 mm. Dans une réalisation des moyens d'acheminement, ceux-ci comprennent une trémie d'attente configurée pour réguler l'alimentation en granulats de la machine de purification, ce qui permet d'alimenter la trémie de ladite machine de manière régulière de sorte à répartir les granulats sur toute la longueur des tambours lors de leur chute dans le laminoir. Dans une réalisation de l'installation, celle-ci comprend une seconde cribleuse agencée en aval de la machine de purification et configurée pour séparer les granulats après purification. Ainsi les cailloux naturels sont séparés de la matière friable, après la purification des granulats. La description suivante fait apparaître les caractéristiques de la machine de purification des granulats et de l'installation de purification des granulats, objets de la présente invention. Cette description s'appuie sur des figures, parmi lesquelles : la figure 1 présente un mode de réalisation préférentiel d'une installation de purification des granulats selon l'invention ; la figure 2 illustre une vue de face d'un mode de réalisation préférentiel d'une machine de purification des granulats selon l'invention la figure 3 illustre une vue de dessus de la figure 2; la figure 4 illustre une vue de côté selon un plan de coupe A-A, de la figure 3. L'installation 1 de purification illustrée en figure 1 permet de traiter les granulats issus de bétons, c'est-à-dire les remblais, les déchets et les bétons de retour provenant des centrales et des camions de transports de béton, afin de pouvoir exploiter à nouveau la totalité de ces granulats. Ces granulats sont dans un premier temps déversés dans un trou rempli d'eau que l'on laisse décanter, les granulats étant ensuite prélevés et stockés le temps de leur séchage. Une fois séchés, ces granulats se composent de cailloux naturels enrobés plus ou moins de matière friable. Les granulats sont déversés dans une première machine à cribler 2, également dénommée cribleuse, qui permet de séparer les granulats présentant un diamètre supérieur à 25 mm - lesquels sont par exemple déversés en tas 21 pour être exploités en tant que remblai lors de la construction de nouveau ouvrage - des granulats 3 présentant un diamètre inférieur ou égal à 25 mm qui vont faire l'objet de ladite purification. La cribleuse 2 déverse ces granulats 3 présentant un diamètre inférieur à 25 mm sur un premier tapis convoyeur 4, également appelé bande transporteuse, qui achemine lesdits granulats 3 jusqu'à une trémie d'attente 5. Cette trémie d'attente 5 est configurée pour réguler le déchargement desdits granulats 3 sur un second tapis convoyeur 6, ledit second tapis convoyeur 6 acheminant ces granulats 3 jusqu'à la machine de purification 7 objet de la présente invention, illustrée plus en détail sur les figures 2 à 4. La machine de purification 7 comprend une trémie 8, dans laquelle tombent les granulats 3 en provenance du second tapis convoyeur 6, et un laminoir 9 agencé sous la trémie 8. Cette trémie 8 comprend un tambour 10 qui est entraîné en rotation au moyen d'un moteur (non illustré). Ce tambour 10 comprend sur sa surface cylindrique externe des chevrons 10a formant des saillies sur ladite surface, qui permettent de répartir les granulats 3 tombant sur ledit tambour 10, durant sa rotation, avant que ces granulats 3 soient déchargés par gravité dans le laminoir 9. On pourrait remplacer ce tambour 10 par une vis d'Archimède afin d'obtenir un résultat similaire. Tel qu'illustré sur les figures 2 à 4, le laminoir 9 comprend un premier tambour 11 et un second tambour 12. Le premier tambour 11 est un tambour rigide, réalisé de préférence en une seule partie et en acier. La surface externe cylindrique de ce premier tambour 11 peut être lisse ou, au contraire, présenter des aspérités ou une rugosité afin de faciliter la séparation de la matière friable et des cailloux naturels composant lesdits granulats 3. Le second tambour 12 est un tambour souple, réalisé de préférence en trois parties 12a, 12b, 12c, tel qu'illustré en figures 3 et 4, dans un matériau élastomère qui offre ladite souplesse. Ainsi, la surface externe cylindrique du second tambour 12 est capable de se déformer, ce qui permet de détacher la matière friable, sans endommager les cailloux naturels. Les granulats 3 sont donc purifiés en ce sens que les cailloux naturels retrouvent leur pureté d'origine et que la matière friable peut être utilisée en tant que sable, pour la préparation d'un nouveau béton. Dans une réalisation de ces trois parties 12a, 12b, 12c du second tambour 12, celles-ci se composent chacune d'un ou plusieurs pneus dont la matière caoutchouteuse offre une souplesse suffisante évitant ladite dégradation des cailloux naturels durant leur passage dans le laminoir 9. Des variantes sont toutefois envisageables sans sortir du cadre de l'invention. On peut par exemple prévoir un second tambour 12 en une ou plusieurs parties cylindriques réalisées dans un matériau élastomère offrant une souplesse audit tambour. On peut également prévoir un second tambour 12 présentant une âme cylindrique dans un matériau rigide, par exemple en acier, et une ceinture cylindrique recouvrant cette âme, dans un matériau élastomère et avec une épaisseur suffisante pour absorber les chocs occasionnés par la présence des cailloux naturels, tout en écrasant la matière friable enrobant lesdits cailloux. Le premier tambour 11 et le second tambour 12 sont entraînés en rotation au moyen d'une motorisation. Cette motorisation peut être constituée de deux moteur séparés (non illustrés) qui tournent à une vitesse identique ou à des vitesses légèrement différentes pour favoriser la friction entre les deux tambours 11, 12. Cette motorisation peut, en variante, comprendre un seul moteur et une boîte de transmission (non illustrés) pour assurer l'entraînement en rotation desdits tambours 11, 12. Tel que schématisé sur la figure 3, le laminoir 9 comprend des moyens de réglage 13 de la position du second tambour 12, pour régler l'écartement entre le premier tambour 11 et ledit second tambour 12, voire pour assurer constamment une pression du second tambour 12 contre le premier tambour 11. Cela présente pour avantage de compenser une usure éventuelle du second tambour 12, étant donné le frottement de la matière élastomère contre la matière rigide et éventuellement rugueuse. Ces moyens de réglage 13 comprennent par exemple deux liaisons 13a, 13b de type pivot glissante ou glissière, agencées entre le châssis support 14 du laminoir 9 et des paliers de roulement 15a, 15b supportant l'axe 16 du second tambour 12, des ressorts de rappel (non illustrés) pressant automatiquement le second tambour 12 contre le premier tambour 11, ces ressort de rappel étant par exemple agencés entre le châssis support 14 et lesdits paliers de roulement 15a, 15b. Dans une variante où ces moyens de réglage 13 permettraient un réglage de l'écartement entre les deux tambours 11, 12, on pourrait par exemple prévoir des tiges filetées avec des écrous et des contre-écrous (non illustrés), montés sur le châssis support et supportant les paliers de roulement 15a, 15b, de sorte à pouvoir régler la position desdits paliers de roulements 15a, 15b. Tel qu'illustré sur les figures 1 et 2, les cailloux naturels et la matière friable sortent du laminoir 9 et tombent sur un troisième tapis convoyeur 17 qui achemine lesdits composants jusque dans une seconde machine à cribler 18 qui est configurées pour séparer en deux tas 19, 20, les cailloux naturels présentant un diamètre compris entre 7mm et 25 mm, de la matière friable constituant un sable. La conception des machines à cribler 2, 18 et celle de la trémie d'attente 5 sont connues de l'homme du métier ; elles ne sont donc pas détaillées dans la présente description. D'autres caractéristiques ou des variantes de réalisation restent envisageables dans le cadre de l'invention, notamment quant à la mise en oeuvre du premier tambour 11 et du second tambour 12 sur la machine de purification 7 des granulats 3. On peut aussi prévoir une troisième machine à cribler (non illustrée) dans laquelle tombe le tas 21, illustré en figure 1, de granulats présentant un diamètre supérieur à 25 mm, pour décomposer ce tas 21 en deux tas complémentaires (non illustrés), l'un constitué de granulats d'un diamètre supérieur à 100 mm et l'autre de granulats présentant un diamètre compris entre 25mm et 100 mm.10 REVENDICATIONS1. Machine (7) de purification des granulats (3) issus du béton, comprenant une trémie (8) de déchargement des granulats et un laminoir (9) agencé sous la trémie, caractérisée en ce que le laminoir comprend un premier tambour (11) rigide et un second tambour (12) souple. 2. Machine (7) selon la revendication 1, dans laquelle le premier tambour (11) rigide est réalisé en acier. 3. Machine (7) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle le premier tambour (11) rigide comprend une surface lisse. 4. Machine (7) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle le premier tambour (11) rigide comprend une surface rugueuse. 5. Machine (7) selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle le second tambour (12) souple est réalisé dans un matériau élastomère. 6. Machine (7) selon la revendication 5, dans laquelle le second tambour (12) souple est constitué d'une pluralité de pneus attenants les uns aux autres. 7. Machine (7) selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle la trémie (8) comprend des moyens de répartition (10) des granulats (3), configurés pour permettre un déchargement desdits granulats sur toute la longueur des premier et second tambours (11, 12). 8. Installation (1) de purification des granulats issus du béton, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une machine (7) de purification selon l'une des revendications 1 à 7. 9. Installation (1) selon la revendication 8, laquelle comprend une première cribleuse (2) agencée en amont de la machine de purification et configurée pour extraire des granulats (3) d'un diamètre inférieur à 25 mm, et des moyens d'acheminement (4, 5, 6) des granulats jusqu'à ladite machine (7). 10. Installation (1) selon la revendication 9, dans laquelle les moyens d'acheminement comprennent une trémie d'attente (5) configurée pour réguler l'alimentation en granulats (3) de la machine (7). 11. Installation (1) selon l'une des revendications 9 ou 10, laquelle comprend une seconde cribleuse (18) agencée en aval de la machine et configurée pour séparer les granulats après purification.5