INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La fabrication peut naturellement être d’autant mieux optimisée que l’on prépare à l’étape S140 un nombre élevé de lots d’agrégats de masses volumiques différentes. Dans ce cas, à l’exception des lots de masse volumique la plus faible et la plus élevée, pour les autres lots la masse volumique des agrégats du lot, ou ‘masse volumique de lot’ peut être estimée en fonction des masses volumiques maximale et minimale des agrégats du lot. La fabrication d’enrobé routier peut alors être optimisée en fonction de ces masses volumiques de lot.
Il faut remarquer de plus que l’étape de tri des agrégats en fonction de leur masse volumique, réalisée lors de l’étape S140 de tri gravimétrique, est plus performante qu’une simple opération de criblage (tamisage) pour trier les agrégats en fonction de leur teneur en bitume. En effet, même si la teneur en bitume est généralement plus élevée sur les agrégats de faible diamètre, il existe cependant des agrégats de taille plus importante qui possèdent également une teneur en bitume élevée. Ces derniers agrégats ne peuvent pas être identifiés par l’opération de criblage ; l’opération de tri par masse volumique, ou tri gravimétrique, est donc nécessaire pour détecter ces agrégats et les intégrer à un lot d’agrégats d’enrobé à faible masse volumique, et donc à fort taux de liant bitumineux. Grâce à la prise en compte de ces agrégats, il est possible d’optimiser la valorisation des déchets routiers et ainsi, de réduire le coût des enrobés.
La présente divulgation vise également une unité de traitement de déchets routiers bitumineux, comprenant une installation de concassage apte à concasser des déchets routiers, et un séparateur gravimétrique apte, à partir des déchets routiers concassés, à produire des lots d’agrégats pour enrobé bitumineux, les agrégats pour enrobé bitumineux de chaque lot desdits lots produits ayant une masse volumique inférieure à une masse volumique maximale prédéterminée pour le lot et/ou supérieure à une masse volumique minimale prédéterminée pour le lot.
La présente divulgation vise également une unité de fabrication d’enrobé bitumineux, comprenant un séparateur gravimétrique apte à produire des lots d’agrégats pour enrobé bitumineux, les agrégats pour enrobé bitumineux de chaque lot desdits lots produits ayant une masse volumique inférieure à une masse volumique maximale prédéterminée pour le lot et/ou supérieure à une masse volumique minimale prédéterminée pour le lot, et une unité de malaxage apte à fabriquer un enrobé bitumineux incorporant au moins un desdits lots produits.
Enfin, par extension la présente divulgation vise également un enrobé routier fabriqué par le procédé de fabrication d’enrobé bitumineux présenté ci-dessus, ainsi qu’une route comprenant un enrobé bitumineux ainsi fabriqué.
La est un diagramme par blocs représentant les étapes de procédés selon la présente divulgation ;
La est une vue schématique représentant les étapes de traitement de déchets routiers bitumineux selon la présente divulgation ;
- une première cuve (2) pour la préparation d’une phase aqueuse comprenant un premier moyen de chauffage (3) et des premiers moyens d’agitation de la phase aqueuse (4), la première cuve communiquant avec des premiers moyens de circulation par pompage (5) de a) la phase aqueuse directement ou indirectement vers un dispositif de cisaillement (6) pour la préparation de l’émulsion inverse d’eau, b) de l’eau d’alimentation de la première cuve depuis une cuve de stockage d’eau, et c) du nitrate depuis une cuve de stockage du nitrate (7),
- une deuxième cuve (8) pour la préparation d’une phase huileuse comprenant un deuxième moyen de chauffage (9) et des deuxièmes moyens d’agitation de la phase huileuse (10), ladite deuxième cuve communiquant avec des deuxièmes moyens de circulation par pompage (11) de d) la phase huileuse depuis la deuxième cuve directement ou indirectement vers un dispositif de cisaillement (6) et e) des composants de la phase huileuse depuis des cuves externes de stockage des composants (12) vers la deuxième cuve (8),
- au moins une troisième cuve de stockage (13) de l’émulsion communiquant avec le dispositif de cisaillement (6) via des troisièmes moyens de circulation par pompage (14) de f) l’émulsion inverse d’eau dans l’huile
- un moyen de fourniture de fluide caloporteur (15) pour alimenter en fluide caloporteur le premier (3) et deuxième (9) moyens de chauffage
ladite installation étant caractérisée en ce que le moyen de fourniture de fluide caloporteur (15) est une chaudière à eau chaude et en ce que le premier moyen de chauffage (3) est un échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale composé de deux tubes disposés en quinconce.
La présente demande propose donc une installation modulaire pour la fabrication d’un précurseur d’émulsion explosive constitué d’une émulsion inverse d’eau dans l’huile dont le volume et la taille des éléments qui la composent est fortement réduite par rapport à celle des installations existantes. On entend par installation modulaire au sens de l’invention, une installation comprenant plusieurs éléments pouvant être liés les uns aux autres.
L’installation modulaire selon l’invention est facile à transporter, à agencer et présente un faible encombrement, notamment au sol, du fait du nombre réduit de cuves, tout en offrant des conditions de mise en œuvre sécurisées pour la préparation d’un précurseur d’émulsion explosive.
La taille réduite de l’installation du fait d’un nombre et d’un volume limité de cuves permet de diminuer le temps d’installation mais aussi le coût de transport et de mise en place de cette installation.
Le nombre et le volume limité des cuves comprises dans l’installation selon l’invention, permettent de disposer tout ou partie des éléments composant l’installation, de préférence tout, dans un seul et même conteneur. La possibilité de disposer tout ou partie des éléments composant l’installation dans un seul conteneur permet de faciliter le transport de l’installation, de faciliter son installation et de limiter l’encombrement au sol.
Le fait de disposer d’une installation modulaire pour la fabrication d’un précurseur d’émulsion explosive dont les éléments qui la composent sont de volume et de taille réduite, permet également de pouvoir produire facilement des quantités faibles à modérées de précurseur d’émulsion explosive, tout en maîtrisant les coûts de production.
La présente invention propose de façon originale la mise en œuvre d’une chaudière à eau chaude comme moyen de fourniture de fluide caloporteur. Cette caractéristique permet avantageusement de s’affranchir des contraintes réglementaires liées à l’utilisation d’un moyen de fourniture de fluide caloporteur nécessitant une mise sous pression, comme une chaudière à vapeur d’eau, qui peuvent être complexe en fonction des pays. L’utilisation d’une chaudière à eau chaude comme moyen de fourniture de fluide caloporteur permet également de diminuer les coûts de la préparation du précurseur d’émulsion explosive étant donné la plus faible température du fluide caloporteur en comparaison à une chaudière à vapeur d’eau. L’utilisation d’eau chaude comme fluide caloporteur permet également de limiter les risques liés à une température et/ou une pression élevée mais aussi les éventuels risques de pollution de l’environnement envisageables avec un autre type de fluide caloporteur.
Dans le cadre de l’invention, on entend par nitrates, des nitrates d’ammonium, et/ou des nitrates de sodium et/ou des nitrates de calcium, ou un mélange de ces sels, de préférence le nitrate d’ammonium.
Au sens de l’invention, on entend par « pré-émulsion » le mélange pouvant être formé par mélange de la phase aqueuse et de la phase huileuse au sein d’une quatrième cuve à l’aide de moyens d’agitation mais dont la faible viscosité confère une stabilité et une consistance insuffisantes pour la préparation d’un précurseur d’émulsion explosive.
Dans le cadre de la présente invention, la phase aqueuse est préparée typiquement par dissolution de nitrates d’ammonium, et/ou de sodium et/ou de calcium dans de l’eau dans laquelle on ajoute des additifs favorisant la gazéification et éventuellement des additifs permettant d’ajuster le pH de la phase aqueuse. En raison de la grande concentration de nitrates (en proportion pondérale d’environ 80-82 % pour 18-20 % d’eau) et afin de faciliter leur dissolution, l’eau est chauffée à une température d’au moins 65°C (degrés Celsius).
Dans le cadre de la présente invention, les composants de la phase huileuse sont différents corps gras végétaux et/ou minéraux et d’agents tensioactifs. La phase huileuse peut être obtenue par mélange d’huiles minérales neuves ou de récupération telle que des huiles paraffiniques et de fioul, de préférence dans une proportion pondérale de 50/50 à 80/20 avec une quantité d’agents tensioactifs dans une proportion de 10 à 30 % en poids par rapport au poids total de la phase huileuse.
Pour favoriser le mélange et réduire l’écart de température entre la phase aqueuse et la phase huileuse avant leur mélange dans la troisième cuve, la phase huileuse est chauffée à environ 40-90° C, de préférence 50-70°C.
Selon un premier mode de réalisation, R 2 et les R 3 , identiques ou différents, représentent un groupement –OR 11 avec R 11 tel que décrit ci-dessus. En particulier, R 11 représente un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, plus particulièrement un groupe (C1-C6)alkyle.
Selon un second mode de réalisation, R 2 et les R 3 , identiques ou différents, représentent un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué (de préférence non substitué) par un ou plusieurs groupes choisis parmi un atome d’halogène, un aryle ou un hydroxyle, plus préférentiellement un groupe (C1-C6)alkyle non substitué tel qu’un méthyle ou un éthyle.
Avantageusement, l’agent réticulant est un composé de formule suivante Chem. IIa :
Z 1 -Y 1 -Z 2
dans laquelle les groupes Z 1 et Z 2 , identiques ou différents, sont choisis parmi les groupements isocyanate, amino, époxyde, carboxyle, N-succinimidyloxycarbonyle, N-sulfosuccinimidyloxycarbonyle, halogénocarbonyle, isothiocyanate, vinyle, formyle, hydroxyle, sulfhydryle, hydrazino, acylhydrazino, aminoxy, carbodiimide, et un résidu d’anhydride d’acide, et Y 1 représente une chaîne divalente hydrocarbonée, notamment aliphatique, comportant de 1 à 50 atomes de carbone :
- dans laquelle un ou plusieurs (par ex. 1 à 15 ou encore 1 ou 2) motifs CH 2 sont éventuellement remplacés par un ou plusieurs motifs divalents choisis parmi les arylènes, -O-, -S-, -S(O)-, -C(=O)-, -SO 2 -, -N(R 1 )- , et -[SiR 2 R 3 O]m-SiR 2 R 3 - avec
R 1 représentant un atome d'hydrogène, un groupement hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, ou un aryl-(C1-C6)alkyle,
m un nombre entier compris entre 2 et 20 ; et
En particulier, le groupement T de la molécule de formule Chem. I et les groupements Z 1 et Z 2 de la molécule de formule Chem. IIa sont identiques.
Le cas échéant, l’au moins une l’étape h) a lieu préférentiellement avant l’étape i) de tamisage.
Selon un mode de réalisation particulier, une purification est réalisée après l’étape c).
Selon un autre mode de réalisation, une purification est réalisée après l’étape e).
Selon un autre mode de réalisation, une purification est réalisée après l’étape d).
Etape i) En particulier, le procédé comprend en outre une étape i) de tamisage, plus particulièrement avec un tamis d’une porosité comprise entre 50 et 2000 µm.
. Cette étape de tamisage permet d’obtenir un hydrogel plus homogène avec une force d’extrusion la plus constante possible, i.e. la plus régulière possible. L’homme du métier sait sélectionner un tamis avec une taille de pores adaptée en fonction des propriétés mécaniques du gel qu’il souhaite obtenir.
De préférence, l’étape i) a lieu après les étapes a) à d) et les éventuelles étapes e), f), g) et h).
Le cas échéant, l’étape i) a lieu préférentiellement avant l’étape j) de stérilisation.
Etape j) Le procédé selon l’invention peut comprendre une étape de stérilisation. La stérilisation est de préférence réalisée par la chaleur, notamment par autoclave. La stérilisation est généralement effectuée en augmentant la température du milieu de stérilisation jusqu’à une température dite « température au plateau », qui est maintenue pendant une durée déterminée dite « durée au plateau ». La stérilisation est de préférence réalisée à une température au plateau allant de 121°C à 135°C, de préférence d’une durée au plateau allant de 1 minute à 20 minutes avec F0 ≥ 15. La valeur stérilisatrice F0 correspond au temps nécessaire, en minutes, à 121°C, pour inactiver 90% de la population de microorganismes présente dans le produit à stériliser. Alternativement, la stérilisation peut être notamment réalisée par radiation aux rayons gamma, UV ou au moyen d’oxyde d’éthylène.
Ainsi, avantageusement, le procédé comprend en outre une étape j) de stérilisation de l’hydrogel, notamment une étape de stérilisation par la chaleur réalisée à une température au plateau comprise entre 121°C et 135°C, de préférence d’une durée au plateau entre 1 minute et 20 minutes avec F0 ≥ 15 ou une étape de stérilisation par radiation UV.
Selon une première alternative, l’étape de stérilisation est réalisée après les étapes a) à d) et les éventuelles étapes e), f), g), h) et i).
Selon une deuxième alternative, l’étape de stérilisation a lieu après l’étape c) et avant que le milieu réactionnel ne soit à la température T et pression P lors de l’étape d). Dans ce cas, le pH du milieu réactionnel est ajusté à un pH physiologique (6,8-7,8) avant la stérilisation.
En particulier, le gel est stérilisé après avoir été conditionné dans son dispositif d’injection et le conditionnement du gel a lieu suite à toutes les étapes du procédé et avant la stérilisation.
Etape k) En particulier, le procédé comprend en outre une étape k) de gonflement du gel.
Lors de l’étape de gonflement du gel, la concentration en polysaccharide du gel est adaptée. En particulier, un solvant est ajouté, par exemple, de l’eau, un tampon phosphate, de l’eau pour préparation injectable. Plus particulièrement, le solvant ajouté a un pH autour du pH physiologique.
La concentration en polysaccharide obtenue suite à l’étape k) est avantageusement comprise entre 1 mg/g de gel et 50 mg/g de gel, plus avantageusement entre 5 mg/g de gel et 35 mg/g de gel, encore plus avantageusement entre 10 mg/g de gel et 30 mg/g de gel.
Procédé et unité de traitement de déchets routiers bitumineux, procédé et unité de fabrication d’enrobé bitumineux La présente divulgation concerne le traitement des déchets routiers et la fabrication d’enrobé bitumineux.
Pour remédier à l’usure des revêtements de routes réalisés en enrobé bitumineux, il est nécessaire de refaire périodiquement ces revêtements. Cette opération implique d’abord d’éliminer l’ancien revêtement, puis d’en réaliser un nouveau.
L’élimination de l’ancien revêtement par fraisage produit une quantité considérable de déchets, dits déchets routiers. Ceux-ci sont en partie recyclés, après des opérations de criblage (tamisage) et de concassage, sous forme d’agrégats pour enrobé bitumineux, qui sont incorporés dans de nouveaux enrobés bitumineux et par suite, dans de nouveaux revêtements de routes.
Cependant, avec ce procédé, la proportion d’agrégats pour enrobé bitumineux utilisés dans la fabrication d’enrobés bitumineux reste faible, du fait de la variabilité des caractéristiques physiques de ces agrégats. Pour cette raison, le taux de recyclage moyen des déchets routiers en France, en 2019, reste encore inférieur à 20 %. Un exemple de procédé de fabrication d’enrobé bitumineux dans lequel des déchets routiers sont incorporés à l’enrobé fabriqué, est fourni par le document : Zhang, K., Huchet, F., & Hobbs, A. (2019). A review of thermal processes in the production and their influences on performance of asphalt mixtures with reclaimed asphalt pavement (RAP). Construction and Building Materials, 206, 609-619.
Il est donc souhaitable de proposer des procédés et des unités de traitement de déchets routiers et/ou de fabrication d’enrobé bitumineux qui permettent d’augmenter la proportion de déchets routiers recyclés dans les enrobés bitumineux fabriqués pour réaliser de nouvelles routes ou de nouveaux revêtements de surfaces.
Un premier objectif de l’invention est de proposer un procédé de traitement de déchets routiers bitumineux qui puisse faire partie d’un processus industriel permettant d’accroître la proportion de déchets routiers recyclés dans les revêtements routiers.
Pour atteindre cet objectif, conformément à la présente divulgation, le procédé suivant de traitement de déchets routiers bitumineux est proposé. Ce procédé comprend l’étape suivante : S140) par tri gravimétrique d’agrégats d’enrobé bitumineux, on produit au moins un lot d’agrégats pour enrobé bitumineux, les agrégats pour enrobé bitumineux de chaque lot dudit au moins un lot ayant une masse volumique inférieure à une masse volumique maximale prédéterminée pour le lot et/ou supérieure à une masse volumique minimale prédéterminée pour le lot.
Le tri gravimétrique (ou séparation gravimétrique) est une opération de tri dans laquelle on sépare des agrégats en fonction de leur masse volumique (ou, de manière équivalente, de leur densité (par rapport à l’eau)). L’opération de tri gravimétrique réalisée à l’étape S140 permet de produire plusieurs lots d’agrégats ; pour chaque lot ainsi produit, la masse volumique des agrégats est soit inférieure à une valeur de référence minimale, soit comprise entre deux valeurs de référence, soit supérieure à une valeur de référence maximale.
Dans certains modes de réalisation, à l’étape S140, le tri gravimétrique est réalisé à l’aide d’un séparateur gravimétrique à eau, en suspension aqueuse ou à air.
Dans certains modes de réalisation, au moins deux séparateurs gravimétriques (ou deux étapes de séparation par tri gravimétrique) sont réalisées successivement, afin de trier plus finement les agrégats.
Dans certains modes de réalisation, le procédé de traitement de déchets routiers bitumineux comporte en outre les étapes : S110) on fournit des déchets routiers bitumineux ; S120) on concasse les déchets routiers bitumineux ; et un diamètre maximum admis étant défini en fonction d’un diamètre maximum des granulats naturels présents dans lesdits déchets routiers, S130) par criblage desdits déchets routiers, après l’étape de concassage, on sépare des agrégats de diamètre inférieur au diamètre maximum admis des agrégats de diamètre supérieur au diamètre maximum admis ; et l’étape S140 de tri gravimétrique est effectuée seulement pour les granulats de diamètre inférieur audit diamètre maximum admis.
Dans certains modes de réalisation, les agrégats qui à l’issue de l’opération de concassage présentent un diamètre supérieur au diamètre maximum admis (ou éventuellement, au diamètre maximum des granulats naturels présents dans lesdits déchets routiers) sont retournés à l’installation de concassage pour subir à nouveau l’opération de concassage S120.
Dans certains modes de réalisation, un diamètre minimum admis est défini en fonction d’un diamètre minimum des agrégats que l’on est capable de trier lors de l’opération de tri gravimétrique ; le diamètre minimum admis peut par exemple être égal à ce dernier diamètre.
Dans ce cas, de préférence, lors de l’étape S130 de criblage des déchets routiers, on sépare les agrégats de diamètre inférieur au diamètre minimum admis des agrégats de diamètre supérieur au diamètre minimum admis.
De plus, l’étape S140 de tri gravimétrique est alors effectuée seulement pour les agrégats de diamètre supérieur au diamètre minimum admis.
En complément du procédé de traitement de déchets routiers bitumineux présenté précédemment, conformément à la présente divulgation il est proposé un procédé de fabrication d’enrobé bitumineux. Ce procédé comporte une étape de fabrication S200, au cours de laquelle on fabrique l’enrobé bitumineux en mélangeant une pluralité de composants dont au moins un lot d’agrégats pour enrobé bitumineux, les agrégats pour enrobé bitumineux de chaque lot dudit au moins un lot ayant une masse volumique inférieure à une masse volumique maximale prédéterminée pour le lot et/ou supérieure à une masse volumique minimale prédéterminée pour le lot.
Selon une deuxième variante de ce mode de réalisation illustrée à la , les éléments constituant la liaison glissière sont inversés, c’est-à-dire, les protubérances longitudinales 41 profilées en T sont portées par le corps de volet 2 sur la face avant 3 et chaque orifice 40 est agencé sur un compartiment 42 porté par la couverture 5.
Selon les premières et deuxièmes variantes de ce troisième mode de réalisation, la couverture 5 est montée sur le corps de volet 2 par un mouvement en translation selon la direction D2, tel que visible à la . Les protubérances longitudinales 41 s’engagent respectivement dans les compartiments 42 pour former une liaison glissière entre le corps de volet 2 et la couverture 5. Le volet d’obturation 1 comprend en outre, dans ce troisième mode de réalisation, des embouts 19 configurés pour être assemblés aux deux extrémités du corps de volet 2 et pour maintenir la couverture 5 sur la face avant 3 du corps de volet 2 une fois assemblés. Dans ce mode de réalisation, les embouts 19 peuvent porter les premiers axes de rotation A1 du volet d’obturation 1.
L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d’autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l’homme du métier. Il est notamment possible d’utiliser tout autre moyens de fixation tant qu’il s’agit des moyens de fixation réversible.
1 : volet d’obturation
2 : corps de volet
3 : face avant
4 : face arrière
5 : couverture
6, 7, 8 : moyens de fixation réversibles
9 : élément de renfort
10 : dispositif d’obturation
11 : patte déformable
12 : crochet
13 : ouverture traversante
14 : élément rotatif
Dans le cadre de la présente invention, la cuve de stockage du nitrate comprend une trémie reliée à une vis doseuse permettant d’acheminer le nitrate vers la première cuve.
L’installation selon la présente invention peut comprendre une ou plusieurs troisièmes cuves de stockage de l’émulsion, de préférence elle comprend deux cuves de stockage de l’émulsion.
Dans le cadre de l’invention les moyens de circulation de fluide par pompage correspondent à des conduites de transfert de fluide associées à des pompes équipées de débitmètres massiques. Il peut s’agir par exemple de pompes de dosage à cavité progressive entrainée par un motoréducteur électrique.
Selon un aspect particulier de l’invention, le premier (3) et le deuxième moyen de chauffage (9) sont disposés au niveau de tout ou partie de la périphérie interne des parois de respectivement la première cuve (2) et de la deuxième cuve (8).
On entend par « périphérie interne des parois » de respectivement la première et deuxième cuve, la zone interne desdites cuves située à proximité de la surface interne parois, de préférence située à une distance comprise entre 8 et 30 cm, de préférence encore entre 11 et 18 cm de la surface interne des parois des cuves.
Par « tout ou partie de la périphérie interne » des parois desdites cuves, on entend au sens de la présente invention que le premier et deuxièmes moyens de chauffage sont disposés sur au moins 50 %, de préférence au moins 60 %, de préférence encore au moins 80%, de la hauteur de la périphérie interne de la paroi de la première cuve et/ou la deuxième cuve.
Selon un aspect particulier de l’invention, le premier moyen de chauffage (3) est disposé sur au moins 50 % de la hauteur de la périphérie interne de la paroi de la première cuve (2).
De préférence, le premier moyen de chauffage est disposé sur au moins 80 % de la hauteur de la périphérie interne de la paroi de la première cuve.
Selon un aspect encore particulier de l’invention, le deuxième moyen de chauffage et de préférence l’échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale est disposé sur au moins 80 % de la hauteur de la périphérie interne de la paroi de la deuxième cuve.