juin 3, 2020 Carrières

La granulométrie et ses effets sur la production

Si les différentes granulométries sont bien connues des acteurs de l'industrie des granulats, nous nous interrogeons rarement sur leur effet vis-à-vis dès la conception des procès jusqu'à la production. La granulométrie recherchée des produits constitue un facteur prépondérant – non seulement au regard de la destination des granulats, mais également de leur mode de production.
Quatre exemples de granulométrie
Granulats de différente granulométrie pour essais. De gauche à droite : sables manufacturés de 1-1,25 mm et 4-5 mm, granulats fins de 10-12,5 mm et 20-25 mm

En règle générale, plus un granulat est fin, plus sa production nécessite d'équipements. Les granulats sont habituellement produits à partir de matériaux d'une taille de 800 mm. Un broyeur ne peut réduire cette taille que dans une certaine mesure. Par exemple, la production de sable manufacturé donnera un produit fini extrêmement fin, avec de fortes exigences en matière de qualité.

Même si tous les procédés de broyage produisent des fines de par leur nature même, celles-ci ne répondront pas nécessairement aux spécifications attendues d'un sable ou à des exigences plus spécifiques. Un process de broyage et de criblage complémentaire pourra s'avérer nécessaire afin de répondre à ces attentes. À l'ère de l'urbanisation rapide, la production de sable représente désormais une opportunité lucrative pour de nombreux opérateurs, qui sont toujours plus nombreux à souhaiter développer leur gamme de produits.

Matériaux de base

Les matériaux de base sont pour leur part les granulats les plus faciles à produire. S'il existe certaines exigences concernant leur courbe de gradation, leur production ne nécessite habituellement que deux étapes de broyage. En ce sens, elle reste donc relativement simple et rentable.

De nos jours, la tendance semble poursuivre son chemin vers toujours plus de critères de qualité à satisfaire, y compris pour les matériaux de base. Ceci est particulièrement vrai dans les pays nordiques. L'industrie a toutefois embrassé ce changement, qui se traduit par une amélioration de la qualité de toutes les granulométries – ou, à tout le moins, une étude de celle-ci. Des matériaux de haute qualité sont désormais disponibles dans toutes les classes de granulats et plus uniquement dans celles contenant les produits les plus raffinés.

Les paramètres d'équivalence du sable pour les matériaux de base destinés aux revêtements routiers constituent désormais une spécification nécessitant une attention particulière dans la production des matériaux de base à partir de roches propres. Par conséquent, la bonne sélection des équipements de broyage et de criblage, ainsi que la conception du process, jouent un rôle crucial dans le respect de ces paramètres.

Granulométries élevées

Les granulats possédant une granulométrie élevée nécessitent moins d'équipements et sont donc plus communément produits que les granulats plus fins. Toutefois, cette production ne s'inscrit pas dans un vide économique : la demande en différents granulats varie en fonction des besoins locaux et du niveau de développement. Certains pays en pleine croissance démographique, tels que la Corée du Sud et l'Inde, doivent faire face à une forte expansion des espaces urbains. Ils construisent par conséquent de nombreuses infrastructures neuves, telles que des routes et des gratte-ciels. Si la couche supérieure d'un revêtement bitumineux se compose principalement de granulats fins, celle-ci ne représente qu'une épaisseur de 15 centimètres, sous laquelle se trouve une importante quantité de matériaux de base.

La sélection des équipements de broyage et de criblage joue un rôle crucial. Une fois les caractéristiques des matériaux source connues, la conception du process définira les meilleurs moyens à mettre en œuvre pour répondre aux attentes.

La situation est différente en Europe, où la plupart des infrastructures existent déjà. Dans un pays comme la Finlande, les granulats sont principalement destinés à la maintenance et à la rénovation du réseau routier existant. Dans ce cas, seuls des agrégats fins et grossiers de haute qualité sont employés. Certains pays, tels que le Japon et la Corée du Sud, ont mis en place une réglementation stricte vis-à-vis de l'utilisation des sables naturels, générant ainsi une demande pour un certain type de granulat d'une plus fine granulométrie : le sable manufacturé, qui doit répondre à des spécifications très étroites.

Dans l'ensemble, de multiples facteurs doivent être pris en compte avant de démarrer une production de granulats. Décider quelles granulométries sont les plus adaptées à votre activité nécessite une réflexion poussée. Quel que soit le produit fini recherché, deux paramètres doivent être pris en compte afin de répondre aux exigences de qualité du marché :

  • Les spécifications relatives au respect de la courbe de gradation granulométrique
  • La forme des produits sur l'ensemble des granulométries de la courbe de gradation

La sélection des équipements de broyage et de criblage joue un rôle crucial dans le respect de ces paramètres. Une fois les caractéristiques des matériaux source connues, la conception du process définira les meilleurs moyens à mettre en œuvre pour répondre aux attentes.

Vous pouvez comparer les différentes granulométries de granulats à l'aide des tableaux ci-dessous. Le premier présente les granulométries générales et leur utilisations dans le monde, tandis que le second se concentre plus spécifiquement sur l'offre de granulats de la carrière de Gimcheon en Corée du Sud.

Granulométries générales

Example: Gimcheon quarry grain sizes

La granulométrie en quelques points

Les classes de granulats les plus communes sont les granulats grossiers, les fines et le sable manufacturé. Les granulats mélangés, aussi appelés matériaux de base, sont constitués de différentes proportions de ces trois classes. Le terme « granulométrie » est utilisé pour classer ces granulats en fonction de la dimension des particules rocheuses qui constituent les matériaux.

Un granulat grossier est un matériau présentant une granulométrie élevée, habituellement comprise entre 10 mm et 32 mm. L'un des granulats grossiers les plus connus est le ballast. Tandis que la plupart des granulats grossiers sont utilisés pour la production de béton pré-mélangé, le ballast est le plus souvent utilisé pour la constitution des lits de voie ferrée, ce qui lui vaut son appellation de « ballast ferroviaire ».

Les fines présentent une granulométrie plus réduite, généralement inférieure à 8 mm. Elles sont utilisées dans la production de béton bitumineux et de béton pré-mélangé. Les fines se distinguent en diverses sous-classes en fonction de leur utilisation finale.

Le sable manufacturé est produit à travers un process industriel aux paramètres spécifiquement adaptés au produit recherché. Sa granulométrie est généralement généralement inférieure à 5 mm. Son process de production nécessite une conception minutieuse afin de garantir une qualité de produit élevée et constante. La constance est un facteur essentiel, les propriétés du sable ayant un impact important sur celles du produit fini pour lequel il sera employé. Le sable manufacturé est le plus souvent utilisé dans la production de béton de qualité supérieure, utilisé dans la construction, ou de béton bitumineux.

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