Les granulats de galets de rivière sont largement utilisés dans la construction, les travaux routiers, la production de béton, l’aménagement paysager et la fabrication de sable manufacturé. Leur résistance, leur durabilité et leur résistance aux intempéries en font des matières premières précieuses pour produire des granulats de construction de haute qualité. Cependant, les galets de rivière sont généralement durs, denses et abrasifs, ce qui les rend plus difficiles à concasser que des matériaux plus tendres comme le calcaire.
Une installation de concassage de galets de rivière bien conçue comprend généralement cinq principaux types d’équipements : un alimentateur vibrant, un concasseur à mâchoires, un concasseur à cône, un crible vibrant et une machine de fabrication de sable VSI. Chaque machine remplit une fonction spécifique, depuis l’alimentation en matières premières et la réduction des gros galets jusqu’au tri des granulats finis et à la production de sable manufacturé.
La configuration réelle des équipements dépend de la granulométrie des galets à l’entrée, de la capacité de production requise, des dimensions des granulats finis et de la nécessité éventuelle de produire du sable en plus des granulats grossiers.
Ce guide explique le fonctionnement de ces cinq machines, les critères de sélection des équipements adaptés et la manière de les combiner pour créer une ligne de concassage de galets de rivière efficace.
Les galets de rivière présentent généralement une structure dure et dense ainsi que des surfaces naturellement arrondies. Le choix des équipements doit donc tenir compte de la dureté et de l’abrasivité réelles de l’alimentation, et pas seulement de la nature du matériau. Les galets de rivière riches en quartz, en particulier, peuvent entraîner des conditions de concassage exigeantes et une usure importante des équipements.
Par rapport au calcaire plus tendre et moins abrasif, les galets de rivière durs nécessitent souvent une stratégie de concassage secondaire différente. Les concasseurs à percussion sont couramment envisagés pour le calcaire moins abrasif, car ils permettent à la fois de réduire la taille des matériaux et d’améliorer leur forme. Pour les galets durs et abrasifs, une configuration composée d’un concasseur à mâchoires suivi d’un concasseur à cône est courante. Un concasseur VSI peut ensuite être utilisé pour améliorer davantage la forme des particules ou produire du sable, si nécessaire.
L’alimentateur vibrant est généralement installé entre la trémie d’alimentation et le concasseur à mâchoires primaire. Il introduit les galets bruts dans le circuit de concassage à un débit contrôlé, garantissant ainsi un approvisionnement régulier au lieu de laisser entrer des quantités irrégulières de matériaux dans le concasseur.
Certains alimentateurs comprennent une section à grille permettant de séparer les matériaux de petite taille avant le concassage primaire. Cette séparation préliminaire peut réduire la charge inutile du concasseur et faciliter la gestion des fines ou des impuretés présentes dans les matériaux d’alimentation. La nécessité de cette fonction dépend des caractéristiques des matières premières et du procédé envisagé.
L’alimentateur vibrant est un équipement d’alimentation, et non un concasseur. Dans un procédé classique de traitement des galets de rivière, son rôle consiste à alimenter régulièrement le concasseur à mâchoires primaire ; il n’effectue pas le travail principal de réduction granulométrique.
Le concasseur à mâchoires assure la première étape majeure du concassage. Il réduit les gros galets à une taille compatible avec les équipements en aval, généralement un concasseur à cône dans un circuit de concassage en plusieurs étapes destiné aux roches dures.
Le réglage de décharge relie le concassage primaire au concassage secondaire. Si les matériaux sortant du concasseur à mâchoires sont trop gros pour la chambre de concassage choisie du concasseur à cône, les performances des équipements en aval seront affectées. À l’inverse, exiger une réduction excessive dès l’étape primaire peut compromettre l’équilibre de capacité prévu. Les concasseurs à mâchoires et à cône doivent donc être dimensionnés conjointement.
Le concasseur à cône est généralement installé après le concasseur à mâchoires. Son rôle consiste à réduire davantage les matériaux issus du concassage primaire afin de les préparer au criblage final des granulats ou à une étape ultérieure de traitement par VSI.
La dureté et l’abrasivité des matériaux influencent fortement le choix entre le concassage à cône et le concassage par percussion. Pour les galets de rivière particulièrement durs, le concasseur à cône constitue un choix courant pour le concassage secondaire. Le concassage par compression est largement utilisé pour les roches dures et abrasives, tandis que l’adéquation d’un concasseur à percussion dépend davantage des conditions d’usure et du produit recherché.
Le concasseur à cône doit également recevoir une alimentation régulière et contrôlée. Une trémie tampon et un dispositif d’alimentation adapté peuvent faciliter la coordination entre les étapes primaire et secondaire, au lieu de transmettre directement à l’ensemble du circuit les variations de débit du concasseur à mâchoires.
Un concasseur à percussion à axe vertical, ou VSI, traite des matériaux dont la granulométrie est adaptée et qui proviennent des étapes de concassage précédentes. Il est couramment utilisé pour produire du sable manufacturé et améliorer la forme des particules. Le concassage roche contre roche dans un VSI peut produire des particules cubiques et une granulométrie régulière, adaptées aux applications du béton et du mortier.
La production de granulats grossiers et la fabrication de sable correspondent à deux objectifs différents. La production de granulats grossiers vise à obtenir des fractions granulométriques plus importantes et conformes aux spécifications. La fabrication de sable manufacturé nécessite un concassage plus fin, une forme de particules appropriée ainsi qu’un contrôle de la granulométrie finale et de la teneur en particules ultrafines. Selon les spécifications, une étape de classification peut être nécessaire en complément du concassage et du criblage.
Le VSI est facultatif dans une installation destinée uniquement à la production de granulats. Si le concasseur à mâchoires, le concasseur à cône et les cribles produisent déjà des granulats présentant des dimensions et une forme satisfaisantes, une étape de concassage supplémentaire peut être inutile. Dans les procédés de fabrication de sable à partir de galets de rivière, le VSI est généralement installé après le concassage primaire et secondaire, lorsque les matériaux répondent aux exigences de la machine.
Le crible vibrant sépare les matériaux concassés en différentes fractions granulométriques. Les matériaux passent sur plusieurs étages équipés de mailles ou d’ouvertures de dimensions différentes. Les particules les plus petites traversent les ouvertures, tandis que les plus grosses continuent leur progression sur le crible. Les différents flux obtenus peuvent être dirigés vers des stocks distincts ou renvoyés vers le circuit pour un concassage supplémentaire.
Dans un circuit fermé, les matériaux trop gros sont renvoyés vers le concasseur approprié au lieu d’être dirigés vers le stock de produits finis. Cela permet de maintenir la granulométrie maximale spécifiée pour le produit.
À titre d’exemple pratique pour une installation de traitement des galets de rivière, un crible vibrant à deux étages peut séparer trois flux : les matériaux retenus au-dessus du premier étage, ceux qui traversent le premier étage mais restent sur le second, et ceux qui traversent les deux étages.
Cependant, trois flux de sortie ne correspondent pas nécessairement à trois granulométries commercialisables. Si le flux supérieur contient des matériaux trop gros qui sont renvoyés vers un concasseur, seuls les flux restants peuvent constituer des produits finis. Le choix du crible doit donc être adapté aux produits recherchés et au plan de recirculation des matériaux.
Une ligne complète de production de granulats à partir de galets de rivière et de sable manufacturé suit généralement la séquence suivante :
Trémie d’alimentation → alimentateur vibrant → concasseur à mâchoires → concasseur à cône → criblage → alimentation du VSI avec les matériaux adaptés → criblage final → stocks de produits finis.
Les matériaux trop gros sont renvoyés vers l’étape de concassage appropriée. Les matériaux qui répondent déjà aux spécifications des granulats peuvent contourner le VSI, ce qui évite un concassage supplémentaire inutile. L’emplacement exact des cribles et les circuits de retour dépendent des produits recherchés.
La capacité de l’installation doit tenir compte de ces flux de retour. Dans un circuit fermé, le concasseur à cône et le crible traitent à la fois les matériaux frais et les matériaux surdimensionnés recirculés. Leur charge de fonctionnement peut donc dépasser le débit d’alimentation fraîche. Il est essentiel d’adapter les capacités des équipements afin d’éviter la formation d’un goulot d’étranglement en aval.
| Exigences de l’installation | Configuration type des équipements |
|---|---|
| Production de granulats grossiers de base | Alimentateur + concasseur à mâchoires + crible vibrant |
| Production de granulats de plusieurs granulométries | Alimentateur + concasseur à mâchoires + concasseur à cône + crible à plusieurs étages |
| Réduction granulométrique plus poussée et granulométrie contrôlée | Alimentateur + concasseur à mâchoires + concasseur à cône + criblage en circuit fermé |
| Production de granulats et de sable manufacturé | Alimentateur + concasseur à mâchoires + concasseur à cône + VSI + cribles |
Une configuration simple comprenant un concasseur à mâchoires et un crible ne convient que si les caractéristiques des matériaux d’alimentation et les produits recherchés permettent au concasseur à mâchoires d’assurer la réduction nécessaire. Les produits plus fins ou soumis à des exigences granulométriques plus strictes peuvent nécessiter un concassage secondaire et une recirculation des matériaux trop gros.
Les configurations à plusieurs granulométries et en circuit fermé peuvent utiliser les mêmes principaux types de machines. Leur différence réside dans l’organisation des flux de matériaux : un circuit fermé renvoie les matériaux trop gros vers le concassage pour une réduction supplémentaire, au lieu de considérer chaque flux sortant du crible comme un produit fini.
Pour la production de granulats et de sable manufacturé, la branche équipée du VSI traite les matériaux sélectionnés, tandis que les cribles récupèrent les fractions granulométriques requises. Une classification supplémentaire peut permettre de contrôler l’excès de particules ultrafines lorsque les spécifications du sable l’exigent.
Chaque machine remplit une fonction distincte : l’alimentateur vibrant contrôle l’approvisionnement en matériaux, le concasseur à mâchoires assure la réduction primaire, le concasseur à cône poursuit le concassage des roches dures, le VSI produit du sable ou améliore la forme des particules, et le crible vibrant sépare les produits tout en renvoyant les matériaux trop gros vers le circuit pour un traitement supplémentaire.
Une installation efficace ne nécessite pas forcément le plus grand nombre de machines. Elle repose sur la combinaison d’équipements adaptée aux matériaux d’alimentation et aux produits finis recherchés. Commencez par analyser les caractéristiques des galets, leur taille maximale à l’entrée, la capacité de production requise et la granulométrie cible, puis adaptez les étapes de concassage, la configuration des cribles et les circuits de retour en conséquence. Cette approche fondée sur l’ensemble du système constitue une base solide pour une production fiable de granulats et de sable manufacturé.
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Une installation de concassage de galets de rivière bien conçue comprend généralement cinq principaux types d’équipements : un alimentateur vibrant, un concasseur à mâchoires, un concasseur à cône, un crible vibrant et une machine de fabrication de sable VSI. Chaque machine remplit une fonction spécifique, depuis l’alimentation en matières premières et la réduction des gros galets jusqu’au tri des granulats finis et à la production de sable manufacturé.
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