Brevet FR3031051A1 — publié le 20160701

Domaine technique et Art antérieur L'objet de la présente invention concerne le traitement des boues de béton, et plus particulièrement le nettoyage et le recyclage des boues de béton. Un des objets de la présente invention est de valoriser les boues de béton en permettant notamment une réutilisation du sable et des gravillons issus de ces boues. La présente invention trouve ainsi de nombreuses applications avantageuses, notamment dans les différents secteurs de l'industrie des travaux publics en permettant par exemple le recyclage des boues de béton telles que celles issues des bassins de décantation des centrales à béton. D'autres applications avantageuses peuvent bien évidemment être envisagées dans le cadre de la présente invention. Les réglementations en matière de traitement des déchets sont de plus en plus contraignantes dans l'industrie. Ainsi, tant pour des raisons écologiques que pour des raisons économiques, les industriels sont contraints de limiter, voire supprimer, leurs déchets et leurs rejets en eau. L'industrie du Béton Prêt à l'Emploi, également connue sous l'acronyme « BPE », doit, elle aussi, se plier à ces réglementations. Les acteurs de ce marché doivent ainsi mettre en place des solutions pour valoriser les boues de bétons. Ces boues proviennent principalement des retours de béton en provenance de chantiers, du nettoyage des « camions toupies », ou encore du nettoyage des outils de production et notamment des malaxeurs. Aujourd'hui, ces boues sont déchargées sur des aires en bétons situées à proximité de plusieurs bassins de décantation, qui sont alignés en série les uns à la suite des autres. L'eau de ces boues décante en grande partie dans le premier bassin, puis dans les autres bassins suivants. Jusqu'à présent, aucune solution performante n'a réellement été mise en place pour valoriser ces boues. Objet et résumé de la présente invention La présente invention vise à améliorer la situation décrite ci-dessus en apportant une solution pour valoriser les boues de béton dans un environnement industriel. Classiquement, ces boues se composent d'un mélange hétérogène de gravillons, de sables, de fines de ciment, d'agglomérats de sables et de fines, et bien souvent d'adjuvants dilués dans l'eau de ces boues. 3031051 2 Un des objectifs de la présente invention est notamment de séparer les différents produits ci-dessus afin de les valoriser. A cet effet, la présente invention concerne un procédé de valorisation de boues de béton qui comprend une phase de séchage et une phase de traitement. 5 La phase de séchage comprend avantageusement un séchage des boues de béton permettant de diminuer la teneur en eau des boues dans une plage comprise entre 15 et 30%. La phase de traitement comprend quant à elle : un premier criblage des boues de béton sèches afin de récupérer, à partir des 10 boues, un premier produit, appelé refus, constitué d'éléments de taille supérieure ou égale à un premier seuil granulométrique déterminé, et un second produit, appelé grave, constitué des éléments de taille inférieure audit premier seuil granulométrique, et un second criblage du second produit afin de séparer les éléments de taille 15 inférieure à un deuxième seuil granulométrique déterminé, à savoir les sables, des éléments, appelés gravillons, dont la taille est comprise entre les deuxième et premier seuils granulométriques. Avantageusement, le premier seuil est supérieur au deuxième seuil. Ainsi, grâce à cette succession d'étapes techniques, caractéristiques de la présente 20 invention, il est possible de séparer le refus, les gravillons et les sables. Ce traitement par voie sèche permet une valorisation des boues de béton tout en évitant des consommations importantes d'eau nécessaire au lavage des gravillons. En effet, sans apport d'eau, le traitement proposé dans le cadre de la présente invention permet de séparer, à partir des boues de béton, le refus, les sables et les gravillons. 25 Avantageusement, le premier seuil granulométrique est égal à une valeur comprise entre de l'ordre de 15 à 28 millimètres ; de préférence, le premier seuil granulométrique est sensiblement égal à 22.4 millimètres. Avantageusement, le deuxième seuil granulométrique est égal à une valeur comprise entre de l'ordre de 4 à 12 millimètres ; de préférence, le deuxième seuil granulométrique est 30 sensiblement égale à 8 millimètres. Les agglomérats sont généralement formés de fines sables et de ciment, qui forment entre eux, la plupart du temps sur des gravillons, des blocs solides de petites dimensions. 3031051 3 Pour éliminer les agglomérats et récupérer des gravillons « propres », la phase de traitement comprend un écrasement, ou émiettage, au cours duquel on écrase les agglomérats et on retire la couche autour desdits gravillons. Avantageusement, la phase de traitement comprend, suite à l'écrasement, un troisième 5 criblage des agglomérats afin de séparer les gravillons nettoyés d'un troisième produit composé de sable et de ciment. A l'issue de ce traitement, le procédé selon la présente invention permet de séparer en fonction de leur granulométrie les produits suivants : - le refus (environ 10% en proportion estimé) avec une granulométrie supérieure à un 10 premier seuil déterminé ; - des sables (environ 55% en proportion estimé) avec une granulométrie inférieure à un deuxième seuil déterminé ; et - des gravillons « propres » (environ 35% en proportion estimé) avec une granulométrie comprise entre les deux seuils. 15 Ainsi, les sables et les gravillons « propres » obtenus à l'issue de ce traitement peuvent être réutilisés par exemple dans la fabrication de béton ; les boues de béton sont ainsi valorisables grâce au traitement ci-dessus. Avantageusement, la phase de séchage comprend une aération des boues de béton, par exemple par ventilation, dite ventilation naturelle. 20 Optionnellement, la phase de séchage comprend : - un stockage des boues de béton sous un tunnel couvert, et/ou - un essorage des boues de béton. Corrélativement, la présente invention concerne l'utilisation du procédé tel que décrit ci-dessus pour la valorisation des boues issues d'un bassin de décantation d'une centrale à 25 béton. La présente invention concerne en outre une installation de valorisation pour boues de béton, apte à mettre en oeuvre le procédé décrit ci-dessus, qui avantageusement comporte : - une plateforme de stockage pour le séchage des boues de béton afin de diminuer la teneur en eau des boues dans une plage comprise entre 15 et 30%, et 30 - une plateforme de traitement comprenant : a) un premier crible configuré pour récupérer, à partir des boues de béton séchées, un premier produit, appelé refus, constitué d'éléments de taille supérieure ou égale à un premier seuil granulométrique déterminé, et un second produit constitué des éléments de taille inférieure audit premier seuil granulométrique, et 3031051 4 b) un second crible configuré pour séparer, à partir du second produit, les éléments de taille inférieure à un deuxième seuil granulométrique déterminé, à savoir les sables, des éléments, appelés gravillons, dont la taille est comprise entre les deuxième et premier seuils granulométriques. 5 Avantageusement, la plateforme de traitement comporte des moyens d'écrasement présentant une paire de rouleaux de compression ayant un diamètre sensiblement identique, dont le sens de rotation est opposé pour permettre le nettoyage des gravillons par écrasement des agglomérats. L'écartement entre chaque rouleau peut avantageusement être réglable afin d'améliorer l'efficacité du nettoyage et d'adapter le traitement à la granulométrie du produit 10 traité. La vitesse de rotation des rouleaux peut également être variable, toujours dans le but d'améliorer la qualité du produit fini. L'installation comprend avantageusement un ensemble de moyens configurés pour la mise en oeuvre de l'une quelconque des étapes du procédé décrit ci-dessus. Ainsi, par ses différents aspects structurels et fonctionnels, la présente invention 15 permet de remédier aux différents inconvénients énoncés dans l'état de la technique en proposant une installation spécifique pour un traitement, par voie sèche, des boues de béton, et notamment celles issues des bassins de décantation des centrales à béton, afin de valoriser ces boues. Brève description des figures annexées 20 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-dessous, en référence aux figures 1 et 3 qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif et sur lesquelles : - la figure 1 est un organigramme illustrant le procédé de valorisation des boues de béton conforme à un exemple de réalisation de la présente invention ; 25 - la figure 2 représente une vue schématique d'une installation selon un exemple de réalisation de la présente invention ; et - la figure 3 représente une vue schématique des moyens d'écrasement selon un exemple de la présente invention. Description détaillée d'un mode de réalisation avantageux 30 Un procédé pour la valorisation des boues de béton et l'installation pour la mise en oeuvre de ce procédé vont maintenant être décrits dans ce qui suit en faisant référence conjointement aux figures 1 et 3. 3031051 5 Il est estimé que les boues de béton représentent environ 4% de la production de béton. Ainsi, pour 100m3 de béton produit, les matériaux à traiter représentent environ 4m3, soit environ 8 tonnes de boues à traiter. Aujourd'hui, la valorisation des boues de béton n'existe pas dans les process 5 actuellement mis en place. En effet, après décantation, on se contente généralement d'envoyer les déchets vers des centres d'enfouissement. On comprend donc que la valorisation de ces boues représente un enjeu majeur pour l'industrie du béton, ces boues représentant jusqu'à présent une véritable perte. Valoriser les boues de béton BB est l'un des objectifs de la présente invention. 10 Dans l'exemple décrit ici, les boues de béton BB qu'on cherche à valoriser sont des boues issues des bassins de décantation des centrales de béton. Il s'agit d'un exemple parmi d'autres exemples possibles. Dans cet exemple, selon la présente invention, les boues BB issues des bassins de décantation sont transportées puis déchargées par des camions de type bennes, directement 15 sur une plateforme de stockage PS de l'installation 100. Cette plateforme de stockage PS est configurée pour réaliser un prétraitement des boues et permettre le séchage adéquat de ces boues. Dans l'exemple décrit ici, le procédé selon la présente invention prévoit une phase de séchage P1 sur cette plateforme PS. 20 Pendant cette phase Pl, les boues sont stockées sur cette plateforme PS pendant une étape S1 ; elles sont de préférence bougées au minimum une fois à l'aide d'un engin de chantier du type par exemple chargeuses, pelles hydrauliques sur pneus ou chenilles. Ce déplacement S2 des boues pendant cette phase P1 permet d'aérer la matière ; une telle aération, par ventilation naturelle, permet d'accélérer le processus d' asséchement. 25 Il est également observé que ce déplacement de matière a pour intérêt de briser une partie des mottes non durcies. Dans l'exemple décrit ici, l'étape de stockage Si se fait en stockant les boues dans un tunnel couvert. L'utilisation d'un tel tunnel présente l'avantage que la ventilation naturelle accélère considérablement le temps de séchage tout en protégeant les boues des intempéries. 30 Les tests réalisés par le Demandeur ont par ailleurs montré que la hauteur de stockage des boues BB a une influence directe sur la vitesse d'assèchement des boues. Ainsi, dans l'exemple décrit ici, la phase de séchage P1 est optimale en réalisant un stockage Si des boues BB sur une hauteur supérieure à 4 mètres. 3031051 6 A partir d'une teneur en eau comprise entre 15 et 30% définie sur la fraction granulaire 0-8 millimètres, les boues « sèches » peuvent passer sur la plateforme de traitement PT pour passer à une phase de traitement P2. Cette teneur en eau tolérée est définie en fonction de l'absorption de la fraction 5 granulaire 0-8 millimètres et de la nature des granulats (par exemple du calcaire dur, siliceux, sillico-calcaire, etc.). Dès que les boues BB atteignent cette teneur, ces boues sont donc considérées comme prêtes pour la phase de traitement P2. Dans l'exemple décrit ici, la phase de traitement P2 comprend tout d'abord la 10 succession d'un premier S3 et un second S4 criblage des boues de béton sèches BB. Le premier criblage S3 permet d'obtenir un premier PDT1 et un second PDT2 produits. Ce premier produit PDT1, appelé refus GR, est constitué d'éléments de taille supérieure ou égale à 22.4 millimètres ; cette valeur prise ici à titre d'exemple correspond au 15 premier seuil granulométrique. Pour ce premier seuil, la sélection d'une valeur comprise entre 15 à 28 millimètres peut ici être envisagée. Le second produit PDT2, appelé grave, est ensuite acheminé vers une deuxième crible 20 pour un second criblage S4 afin de séparer les éléments de taille inférieure à 8 millimètres, à savoir les sables SA, des éléments de tailles comprise entre 8 et 22.4 millimètres, appelés 20 gravillons AG. Cette valeur de 8 millimètres est prise ici à titre d'exemple et correspond au deuxième seuil granulométrique. Pour ce deuxième seuil, la sélection d'une valeur comprise entre 4 à 12 millimètres peut ici être envisagée. Il a été constaté par le Demandeur que l'opération réalisée dans un tunnel de criblage de type « Trommel » a pour inconvénient d'encrasser les gravillons. En effet, la rotation des 25 matériaux sur eux-mêmes entraîne un encrassement des éléments dont la taille est supérieure à 8 millimètres. Ainsi, ces étapes S3 et S4 sont réalisées à l'aide de cribles 10 et 20, à plat sur deux ou trois étages, en fonction de la plage granulaire à cibler. De préférence, il s'agit de cribles dits « cordes à piano ». 30 Dans cet exemple, le premier crible 10 présente de préférence une surface de criblage de 5m2 au minimum, afin d'obtenir une évacuation correcte des fines. Ces deux étapes S3 et S4 permettent ainsi de récupérer, à partir des boues BB : des refus : environ 10%, des cailloux et des agglomérats de fines : environ 45%, et 3031051 7 - du sable : environ 45%. Dans cet exemple, les éléments obtenus après le second criblage présentent une taille comprise entre 8 et 22.4 millimètres ; ils sont particulièrement importants pour la fabrication du béton. 5 Ces éléments contiennent notamment des gravillons GV et des agglomérats de sable et de fine. Toutefois, suite au second criblage, plus de 15% de fines et d'éléments agglomérés et friables composés de ciment ou de laitier extraits du curage des bassins de décantations sont présents dans ces éléments. 10 Or, plus le matériau contient des fines et des éléments friables, plus la fabrication du béton nécessite de l'eau. L'adjonction d'eau dans le processus de fabrication de béton a pour conséquence directe la diminution de la résistance du béton. Le produit issu de ce second criblage n'est donc pas valorisable en l'état. Pour pallier ce problème, le fabricant de la filière BPE pourrait apporter un dosage en 15 ciment plus important, ce qui n'est pas satisfaisant. Ainsi, suite à ces criblages S3 et S4, la présence des éléments friables ne permet pas de réutiliser le second produit dans un processus de fabrication de béton. Il faut éliminer les éléments friables contenus dans le second produit PDT2. La présente invention permet de remédier à ce problème en effectuant un traitement 20 spécifique. Plus particulièrement, dans l'exemple décrit ici, la phase de traitement P2 comprend un écrasement ou émiettage S5 à l'aide de moyens 30. Dans l'exemple décrit ici, cet écrasement S5 est réalisé après un temps de séchage dépendant des conditions climatiques (et notamment en fonction du taux d'hygrométrie 25 ambiant), de l'endroit du stockage et de l'efficacité du traitement précédent, c'est-à-dire du plus ou moins grand nombre d'éléments tendres dans le second produit PDT2. Plus particulièrement, dans l'exemple décrit ici, l'écrasement S5 est déclenché lorsque les fines collées aux gravillons GV se détachent suite à un simple choc ou frottement. Le déclenchement de cette étape S5 est donc basé sur un retour d'expérience. Le 30 Demandeur soumet que la mesure de la teneur en eau n'est pas ici un élément suffisamment fiable pour déterminer si le second produit est prêt ou non à être valorisé. Cette étape S5 comprend l'acheminement des agglomérats AG, à l'aide de moyens de type tapis d'alimentation ou pelle à chenilles, vers une trémie d'alimentation 31 comme illustré en figure 3. 3031051 8 Dans l'exemple décrit ici et illustré en figure 3, se trouve sous cette trémie d'alimentation 31 deux paires de rouleaux 32 présentant chacun un diamètre sensiblement identique et un sens de rotation inversé de sorte à permettre l'écrasement des éléments friables autour des gravillons GV. 5 Un tel agencement de rouleaux 32 avec des bavettes 33 permet l'émiettage des gravillons GV. De préférence, les rouleaux 32 sont constitués dans un matériau déformable semi-rigide tel que du caoutchouc (pneus). On peut prévoir un variateur permettant de réguler la vitesse de rotation des rouleaux 10 (non représenté ici). Dans un exemple de réalisation non illustré ici, la distance entre les rouleaux 32 de chaque paire de rouleaux est réglable afin d'adapter l'efficacité du traitement. 11 est ainsi possible d'envisager le passage de sable SA entre les rouleaux en réglant la distance au minimum. 15 La présence de deux paires de rouleaux 32 étagés comme illustrée dans la figure 3 permet d'augmenter l'efficacité du traitement si nécessaire. On peut prévoir une seule paire de rouleaux ou même plus de deux paires de rouleaux les unes au-dessus des autres. Les produits écrasés sont récupérés par une trémie réceptrice 34. Dans un mode de réalisation non représenté ici, un caisson à chocs, composé d'une 20 trémie fermée avec à l'intérieur une palette rotative permettant de propulser les granulats sur les parois intérieurs de la trémie, peut compléter l'installation, notamment lorsque le produit est difficile à nettoyer. Dans un tel mode de réalisation, le caisson est positionné à la place de la trémie réceptrice 34. 25 Ainsi, que ce soit dans ce mode ou dans l'autre, les éléments friables entourant les gravillons GV sont écrasés par les moyens 30, notamment en passant à travers la paire de rouleaux 32. Après un tel passage à travers les moyens 30, le produit issu du nettoyage est ensuite criblé une nouvelle fois par un troisième crible 40 lors d'une étape S6. A l'issu de ce troisième criblage S3, les éléments fins contenant une teneur importante 30 en sulfate sont évacués avec le sable ; les gravillons GV issus de cette étape S3 présentent ainsi une teneur en éléments fins acceptable, ce qui permet sa réutilisation, notamment pour la fabrication de béton. Dans l'exemple décrit ici, suite à cette succession d'étapes, les produits issus du traitement des boues se décomposent comme suit : 3031051 9 - refus (éléments de taille supérieure ou égale à 22.4 millimètres) : environ 10%, - éléments de taille comprise entre 8 et 22.4 millimètres : environ 35%, et - du sable : environ 55%. La deuxième phase de traitement avec l'écrasement S5 et le criblage S6 permet 5 d'affiner le produit pour une bonne valorisation des boues. Il est ensuite prévu que les différents produits issus de ce traitement soient stockés et acheminés vers les différentes filières conformément aux normes en vigueur. La présente invention permet ainsi de traiter par voie sèche l'ensemble des boues issues des bacs de décantation, afin qu'elles puissent être réutilisées intégralement dans 10 différents processus du secteur des Travaux Publics. Plus particulièrement, la présente invention permet aux fabricants de BPE de mettre en place une solution conforme aux règles environnementales permettant de récupérer les déchets relatifs aux boues de béton issues des bassins de décantation des centrales à béton ; la présente invention permet notamment de valoriser ces boues et d'obtenir des produits aptes 15 soit à être réintégrés dans un circuit classique de fabrication, soit à envisager une nouvelle gamme de produits. La mise en place d'une installation 100 selon la présente invention est conforme à l'ICPE 2515 ; une telle installation permet aux producteurs de BPE de garantir l'évacuation et la valorisation des boues de béton. 20 La mise en place d'une telle installation 100 permet en outre de réduire les taxes environnementales qui sont généralement à payer pour les rejets en eau et les déchets de boues. La présente description détaillée se rapporte directement à une utilisation du procédé de valorisation des boues issues d'un bassin de décantation d'une centrale à béton. Bien 25 évidemment, cet exemple d'application est un exemple parmi d'autres exemples. L'homme du métier comprendra que le traitement appliqué ici sur les boues de béton peut être utilisé pour d'autres applications. Il devra être observé que cette description détaillée porte sur un exemple de réalisation particulier de la présente invention, mais qu'en aucun cas cette description ne revêt un 30 quelconque caractère limitatif à l'objet de l'invention; bien au contraire, elle a pour objectif d'ôter toute éventuelle imprécision ou toute mauvaise interprétation des revendications qui suivent. REVENDICATIONS1. Procédé de valorisation de boues de béton (BB) comprenant : - une phase de séchage (P1) des boues de béton (BB) afin de diminuer la teneur en eau desdites boues (BB) dans une plage comprise entre 15 et 30%, - une phase de traitement (P2) comprenant : a) un premier criblage (S3) des boues de béton sèches (BB) afin de récupérer, à partir desdites boues (BB), un premier produit (PDT1), appelé refus (GR), constitué d'éléments de taille supérieure ou égale à un premier seuil granulométrique déterminé , et un second produit (PDT2) constitué des éléments de taille inférieure audit premier seuil granulométrique, et b) un second criblage (S4) dudit second produit (PDT2) afin de séparer les éléments de taille inférieure à un deuxième seuil granulométrique déterminé, à savoir les sables (SA), des éléments, appelés agglomérats (AG), dont la taille est comprise entre lesdits premier et deuxième seuils granulométriques, ledit premier seuil étant supérieur audit deuxième seuil. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le premier seuil granulométrique est égal à une valeur comprise entre de l'ordre de 15 à 28 millimètres, de préférence sensiblement égale à 22.4 millimètres. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le deuxième seuil granulométrique est égal à une valeur comprise entre de l'ordre de 4 à 12 millimètres, de préférence sensiblement égale à 8 millimètres. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, lesdits agglomérats (AG) étant notamment composés de gravillons (GV) entourés d'une couche de sable et de ciment, dans lequel la phase de traitement (P2) comprend un écrasement (S5) au cours duquel on écrase les agglomérats et on retire la couche autour desdits gravillons (GV). 5. Procédé selon la revendication 4, comprenant, suite à l'écrasement (S5), un troisième criblage (S6) des agglomérats (AG) afin de séparer les gravillons nettoyés (GV) d'un troisième produit (PDT3) composé de sable et de ciment. 30 3031051 11 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la phase de séchage (P1) comprend une aération (S2) des boues de béton (BB), par ventilation. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la phase de séchage 5 (P1) comprend un stockage (S1) des boues de béton (BB) sous un tunnel couvert. 8. Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 pour la valorisation des boues de béton issues (BB) d'un bassin de décantation d'une centrale à béton. 10 9. Installation de valorisation (100) pour boues de béton (BB) comportant : - une plateforme de stockage (PS) pour le séchage des boues de béton (BB) afin de diminuer la teneur en eau desdites boues (BB) dans une plage comprise entre 15 et 30%, et - une plateforme de traitement (PT) comprenant : a) un premier crible (10) configuré pour récupérer, à partir desdites boues de 15 béton séchées, un premier produit, appelé refus, constitué d'éléments de taille supérieure ou égale à un premier seuil granulométrique déterminé, et un second produit constitué des éléments de taille inférieure audit premier seuil granulométrique, et b) un second crible (20) configuré pour séparer, à partir du second produit, les éléments de taille inférieure à un deuxième seuil granulométrique déterminé, à savoir les 20 sables, des éléments, appelés agglomérats (AG), dont la taille est comprise entre ledit premier seuil étant supérieur audit deuxième seuil, ledit premier seuil étant supérieur audit deuxième seuil. 10. Installation (100) selon la revendication 9, comprenant des moyens configurés pour la 25 mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconques des revendications 2 à 7.