Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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RECYCLAGE DE PRODUITS FIBREUX DANS UNE LIGNE DE
PRODUCTION DE MATELAS A PARTIR DE FIBRES
L'invention est relative aux techniques de production
de matelas de fibres minérales.
Industriellement, ces matelas sont obtenus par un
procédé en deux phases, production des fibres proprement
dites par étirage et figeage d'un matériau minéral en fu-
lion dans un premier temps puis, association d'un très
grand nombre de fibres qui sont réunies pour constituer un
matelas. Entre les deux phases, les fibres de verre ou de
roche sont arrosées d'un liant qui sera polymérisé à l'is-
sue de la deuxième phase. Une fois le matelas terminé, il
reste à finir l'élaboration pour constituer un produit prêt
à l'emploi. En particulier, on doit découper les bords
longitudinaux du ruban pour qu'ils soient bien nets. Cette
opération produit un résidu, les rives du matelas, qu'on
désire réutiliser. De mème, certaines chutes résultant de
l~exploitation 2~ltérieure des panneaux ou des rouleaux
constituent des sous-produits qu'il est intéressant de
pouvoir recycler. Jusqu'à maintenant, la première opëra-
tion, le recyclage des chutes provenant des rives s'effec-
tue, lorsqu'elle a lieu, en déchiquetant les chutes et en
renvoyant les flocons en amont à l'endroit où le matelas
est créé. Cette opération simple présente cependant deux
inconvénients . d'une part le débit des chutes réintro-
duites dans le matelas n'est pas régulier, et d'autre part,
comme il est impossible d'introduire des chutes dont la
2
densité diffère trop sensiblement de celle du matelas dans
lequel on les introduit, et que par ailleurs le temps qui
s'écoule entre le moment où les chutes sont coupées en aval
de la ligne et le moment où elles parviennent en amont est
très long, il est impossible d'introduire les chutes lors
d'un changement de fabrication dès que la différence des
densités des produits fabriqués dépasse un certain seuil.
De même, en ce qui concerne l'utilisation des chutes pro-
duites ultérieurement lors de ï'exploitation du matelas au
cours des opérations de surfaçage (éventuellement), de dé-
coupe longitudinale, de conditionnement et même d'expédi-
tion, elle est très difficile et nécessite beaucoup d'in-
terventions humaines pour préparer les déchets, les stocker
individuellement après mise en flocons puis pour prendre la
décision de les réintroduire et enfin exécuter celle-ci.
L'invention se donne pour but, de simplifier, de mé-
caniser et de génêraliser le recyclage de toutes les chutes
.fibreuses produites lors de la fabrication et de l'exploi
tation des matelas de fibres minérales ou du moins d'en
réintroduire la proportion maximum tolérée par la qualité à
produire et d'accroître cette limite par rapport aux tech-
niques antérieures.
La réintroduction des chutes des matelas fibreux est
une pratique traditionnelle, aussi bien sur les lignes de
production de matelas à base de fibres de roche telles que
celles produits selon le procédé décrit dans le brevet EP-
A-0059152 que sur les lignes de production de fibres de
verre'selon~par exemple un procédé du type de celui décrit
dans le brevet EP-A-0091866. Elle consiste à réintroduire
3 0 les chutes sous f orme de f locons lors de la formation du
matelas fibreux. Dans le premier procédé évoqué ci-dessus
qui utilise une seule source de fibres, les chutes ont la
forme de flocons et sont injectées dans la hotte de récep-
tion, les flocons sont aspirés en même temps que les fibres
neuves sur le convoyeur qui est un tapis perforé où le
premier matelas se forme. Dans l'autre procédé qui utilise,
en série, plusieurs unités de production de fibres, deux
techniques ont été employées, soit l'introduction des
chutes en forme de flocons au-dessus du convoyeur, entre
2~~W3~3~'~
3
deux têtes de production de fibres, soit - selon la tech-
nique décrite dans le brevet français FR 2 559 793 -di-
rectement dans l'une ou plusieurs des hottes de réception.
En dehors de l'exigence concernant la mise sous forme de
flocons des chutes, deux autres contraintes sont imposées,
on impose d'une part que les chutes avant mise sous flo-
cons, aient une densité, c'est-à-dire une masse volumique
qui s'écarte au maximum de la masse volumique du matelas
qu'on produit d'une valeur limite qui dépend de la nature
et de l'utilisation du matelas. Par ailleurs il faut que la
quantité de fibres recyclées ne dépasse pas un certain
taux. Celui-ci dépend aussi de la qualité qu'on désire
respecter dans le matelas produit. Elle relève elle-même de
critères techniques, tel que par exemple l'utilisation
pratique à laquelle est destiné le produit ou de critères
commerciaux comme par exemple, fabrication d'un produit de
haut ou de bas de gamme, etc... Quoi qu'il en soit ce taux
doit dans la majorité des cas, demeurer en dessous de 12 $.
I1 est à noter d' ailleurs que plus la masse volumique des
fibres recyclées diffère de celle du matelas, plus faible
est le taux accepté. On voit donc que les deux valeurs
données précédemment ne le sont qu'à titre indicatif,
puisqu'elles doivent se combiner en fonction de critères
techniques ou commerciaux très divers.
Comme on l'a vu, les déchets peuvent avoir deux ori-
gines l'une, systématique, les bordures rectifiées du ma-
telas, l'autre aléatoire, les déchets produits lors de
l'exploitation dudit matelas, exploitation qui peut fournir
des déchets dans les conditions les plus diverses . la
plupart sont dues à des difficultés de production : il ar-
rive qu'on fabrique des produits invendables pour une rai-
son ou pour une autre et plus le produit est élaboré ou
plus le conditionnement est sophistiquê, plus le risque est
grand. Ainsi les produits dits "surfacés" c'est-à-dire sur
les surfaces desquels on a collé un parement peuvent pré-
senter des décollements, des déchirures, des défauts d'as-
pect, etc.. I1 est alors impossible de vendre ou même
d'utiliser le panneau ou le rouleau produit. I1 n'existe
dans ce cas qu'une alternative . ou bien jeter le produit
~0 ~~~~;~~~
4
fini ou bien en recycler l'essent:iel, c'est-à-dire la par-
tie fibreuse. La première solution pose des problèmes con-
cernant l'environnement et c'est pourquoi on essaye au
maximum de réutiliser les fibres de tels panneaux ou rou-
leaux invendables. Des techniques diverses ont été pro-
posées pour séparer le parement du matériau fibreux et nous
supposons qu'elles ont été mises en oeuvre et qu'on dispose
ici du panneau ou du rouleau de fibres nu. Ce sont ces fi-
bres - de même que les fibres provenant des rives du mate-
las - qu'on désire recycler. C'est un procédé pour effec-
tuer ce recyclage que l'invention propose.
Selon l'invention, le procédé de fabrication du mate-
las de fibres minérales comprend les étapes suivantes
formation de fibres à partir d'un matériau en fusion,
étirage, entraînement par un courant de gaz ; le flot de
fibres étant ensuite dirigé vers un convoyeur qui les ras-
semble et les entraîne. Ensuite, des matériaux fibreux al-
logènes sont ajoutés au flot principal de fibres, ils ont
été sélectionnés en fonction de leur densité.
Par ailleurs, les matériaux fibreux allogènes ont été
stockés avant leur introduction dans le flot principal de
fibres, leur stockage est fait dans des silos où, dans
chacun, les fibres ont une densité moyenne définie.
Les matériaux fibreux allogènes sont prélevés dans les
stocks de densités moyennes diffërentes dans des quantités
telles que la densité moyenne résultante soit compatible
avec celles des fibres du flot principal. L'invention pré
voit donc que des pesées soient effectuées en permanence à
la sortie de chaque silo. Dans un même silo, les matériaux
fibreux allogènes sont mélangés en fonction de leurs den-
sités et de leurs quantités respectives et indépendamment
de leur origine.
Dans le procédé de fabrication selon l'invention, en
tre la sortie des silos et l'introduction dans le flot
principal de fibres, les matériaux fibreux allogènes sont
mélangés puis entraînés à débit volumétrique constant.
Par ailleurs, le procédé de l'invention comprend . la
formation de fibres à partir d'un matériau en fusion, leur
étirage, leur entraînement par un courant de gaz, le
5
rassemblement dans un convoyeur des fibres et leur entraî-
nement. Des matériaux fibreux allogènes sont ajoutés au
flot principal de fibres, ces rnatériaux sont formés en
f locons , les f locons sont conditionnés et dosés puis des-
tructurés. Les flocons destructurés sont mélangés puis en-
traînés à débit volumétrique constant avant leur introduc-
tion dans le flot principal de fibres.
On propose également un dispositif pour mettre en
oeuvre le procédé de fabrication de l'invention, il com
porte une cuve à niveau constant, un tapis à pointes as
cendant et deux rouleaux à peignes en partie haute.
Par ailleurs, pour une vitesse de tapis donnée, c'est
le premier rouleau à peignes qui définit le débit volum-
étrique. Le second quant à lui est réglé de manière à ex-
traire l'essentiel des matériaux fibreux parvenus jusqu'à
lui.
Le procédé de l'invention permet ainsi de recycler le
maximum de produits possible, il permet donc d'éliminer
presque totalement la pollution de l'environnement par des
fibres minérales provenant de matelas fibreux, de plus
cette technique permet de baisser sensiblement les coûts de
production dans la mesure où des fibres neuves sont rem-
placées dans le produit fini par des fibres qui - autrement
- auraient été perdues.
La description et les figures qui suivent permettront
de comprendre le fonctionnement de l'invention et ses
avantages.
La figure 1 schématise les techniques de l'art anté-
rieur,
La figure 2 résume schématiquement l'ensemble des
opérations préconisées par l'invention pour le recyclage
des déchets sur une ligne de production de fibres miné-
rales,
La figure 3 présente sous forme schématique la machine
utilisée pour la préparation et le dosage des flocons.
Sur la figure 1, on voit une ligne de fabrication d'un
matelas de fibres minérales, en l'occurrence de fibres de
verre, ici par le procédé utilisant la centrifugation d'un
courant de verre liquide au travers des orifices de la
6
paroi d'un récipient en rotation rapide. Ce procédé est
décrit par exemple dans le brevet EP-A-0091 866. Dans un
tel procédé on utilise en général plusieurs sources de fi-
bres qui déposent successivement des nappes qui consti-
tuent, par leur superposition, le matelas fibreux. Sur la
figure, on en a représenté quatre. On voit schématisé en 1
le dispositif centrifugeur qui projette une pluie de fibres
2 qui vient se déposer sur le convoyeur, en l'occurrence un
tapis métallique perforé 3. Au travers du tapis on aspire
de l'air 4 de manière à plaquer le matelas 5 sur le tapis.
Chaque dispositif centrifugeur 1 est isolé de l'extérieur
par une paroi 6 qui constitue une hotte d'aspiration. Le
matelas de fibres 5 est entraîné sur une très grande lon-
gueur dans le sens de la flèche 7. Cette longueur est le
plus souvent d'une centaine de mètres. Le système trans-
portant le matelas n'est pas représenté. On n'a pas non
plus représenté le dispositif qui dans chaque hotte d'as-
piration permet de projeter sur les fibres un liant liquide
qui est ensuite séché et polymérisé dans l'enceinte 8.
Le matelas 5 sera ensuite découpé pour constituer soit
des rouleaux, soit des panneaux. La mise en forme du mate-
las pour la réalisation du produit fini nécessite qu'aupa-
ravant les bords longitudinaux irréguliers du matelas soi-
ent éliminés. Sur la ligne de production, on est donc amené
à procéder à une découpe longitudinale systématique des
lisières. On les voit en 9 sur la figure 1. Elles sont en-
traînées vers une déchiqueteuse 10 qui les transforme en
flocons de fibres dont les dimensions vont de un à quelques
centimètres. Ces flocons, animés grâce à l'air fourni par
une soufflerie 11 sont classiquement renvoyés directement
vers l'amont, à l'endroit où le matelas de fibres s'éla-
bore. Là, on les réintroduit dans le matelas, soit entre
les hottes d'aspiration, soit d'une manière plus homogène,
selon la technique décrite dans le brevet FR 2 559 793,
directement dans le f lot de fibres de chacune des hottes
d'aspiration. Sur la figure 1, c'est cette technique d'in-
troduction des fibres dans la hotte d'aspiration qui est
schématisée, l'introduction se fait au niveau de chaque
nappe de fibres nouvelles telle que 2 par les conduits 12,
~~~~33~~
au nombre de deux dans chacune des hottes d'aspiration.
Entre la soufflerie 11 et les conduits 12 les fibres récu-
pérées doivent donc suivre un long chemin 13 jusqu'à un
répartiteur 14 qui dirige des débits de fibres recyclées
identiques sur les quatre hottes ci'aspiration représentées.
Elles transitent ainsi par les quatre canalisations 15
avant d'arriver aux répartiteurs 16 qui divisent également
le flux destiné à chacun des conduits 12.
En régime stabilisé, c'est-à-dire, lorsque pendant de
longues périodes, on fabrique le même type de produit fini,
c'est-à-dire avec la même densité et le même liant, les
flocons issus des rives 9 sont introduits sans difficulté
dans le matelas 5.
Cependant, il est évident que le temps qui s'écoule
entre la production d'un matelas donné et l'introduction
des chutes provenant de ce matelas dans les hottes d'aspi
ration est très long. Ainsi par exemple, sur une ligne du
type de celle de la figure 1 avec quatre unités de fibrage
à 15 tonnes par jour et une largeur de matelas de 1,20 m,
on mesure, dans le cas de la fabrication d'un matelas à 60
kg/m3 en 10 cm d'épaisseur, un délai de l'ordre de 20 mi-
nutes entre la production d'un matelas et la réintroduction
de ses lisières dans le matelas de fibres produit ulté-
rieurement. Lors d'une production stabilisée, ce délai n'a
pas de conséquences, cependant, si l'on change de fabrica-
tion, avec une différence importante dans les densités des
deux matelas qui rende impossible le recyclage des fibres
anciennes, il n'y a pas alors d'autre solution qu'un
stockage de quantités importantes (dans l'exemple choisi,
14 m3) dans l'attente d'une future production identique ou
de la mise au rebut des chutes concernées. La solution du
recyclage des fibres dans le four de fusion du verre ou du
laitier peut également être envisagée mais elle est chère
(il faut refondre les fibres) et elle peut dérégler cer-
tains paramètres de la fusion comme l'équilibre oxy-
do-réducteur du bain.
Mais dans les lignes de production traditionnelles on
souhaite également recycler les chutes de matériaux fibreux
produites hors ligne, suite, par exemple à des malfaçons.
L L
8
Lorsqu'on veut recycler de tels produits après les avoir
débarrassé des éléments allogènes cogne des matériaux
servant de parements par exemple, deux cas se prësentent,
ou bien ils sont compatibles avec la production du moment
(même liant et densité voisine) et alors ils peuvent être
ajoutés aux lisières jusqu'à constituer avec elles une
fraction définie du matelas fini, par exemple 10 %, cette
proportion limite étant une fonction de la qualité recher-
chée et de la densité du matelas produit. En revanche
lorsque les matériaux sont incompatibles et qu'on désire
réutiliser les chutes, la seule possibilité en dehors du
recyclage dans le four est le stockage dans l'attente qu'on
produise à nouveau le matériau dont la densité et/ou la
qualité à obtenir permettra la réincorporation des chutes ,
stockées.
Sur la figure 1 toujours, on trouve le circuit du re-
cyclage des produits finis. On voit en 17 une déchiqueteuse
dans laquelle sont introduits les panneaux 18 (ou les rou-
leaux) débarrassés de leur revêtement de surface. La souf-
flerie 19 propulse les flocons en suspension dans l'air
vers le répartiteur 20 qui - selon la densité d'origine du
panneau 18 (ou du rouleau) les envoie par la canalisation
21 vers le silo de stockage 23 - réservé par exemple aux
produits légers, les autres étant transférés par le conduit
22 vers le silo 24 réservé, lui dans l'exemple, aux pro-
duits les plus denses.
Selon le type de matelas 5 (densité, qualité visée)
qui est en production, on va puiser dans le stock de maté-
riaux légers du silo 23 ou dans celui de matériaux lourds
du silo 25. Dans le procédé traditionnel pour ajuster le
débit des produits recyclés à la valeur-cible qui dépend
des quantités à recycler et des maxima tolérables, fonction
eux-mêmes de la nature du produit en fabrication et des
quantités de flocons provenant des lisières déjà réintro-
duits, on utilise une bascule discontinue 25 qui se charge
en permanence de flocons puis qui se vide lorsque la charge
atteint un poids défini fixé d'avance. La totalité de la
charge est alors versée sur les tapis roulants 26 et 27
pour rejoindre enfin le circuit 13 grâce à une soufflerie
9
non représentée. Le trajet suivi par cette deuxième famille
de déchets est alors le même que celui des déchets prove-
nant des lisières.
Le système de recyclage des déchets qui vient d'être
décrit et qui permettrait, sur une ligne consacrée à un
seul type de fabrication, de recycler le maximum de déchets
possible présente, on l'a vu, de nombreux inconvénients.
Parmi ceux-ci, les uns concernent le recyclage des rives
lors des changements de campagne et ont été longuement ex
pliqués ci-dessus, ils sont très gênants car il arrive
qu'une campagne dure moins d'une heure, les autres con-
cernent le dosage et l'assimilation des déchets provenant
des produits finis. La première phase du cycle, celle qui
commence par l'introduction du panneau 18 dans la déchi-
queteuse 17 pour s'achever avec le stockage des flocons des
produits légers dans le silo 23 et des flocons denses dans
le silo 24 se passe en général très bien. C'est la deuxième
partie, entre le prélèvement dans les silos jusqu'à l'in-
troduction dans le répartiteur 14 qui pose de graves pro-
blèmes pour le dosage des déchets.
Prenons comme ci-dessus, l'exemple d'une production
d'un matelas à base de produits denses d'une largeur de
1,20 m avec les quatre centrifugeurs représentés figure 1.
Dans l'exemple, la découpe des rives produit 8 $ de déchets
qui sont recyclés en permanence à l'aide de la canalisation
13. La production effectuée est ici destinée à une utili-
sation finale qui tolère par exemple 12 ~ de déchets. I1
aurait donc dû être possible d'introduire un maximum de 4 ~
de déchets en provenance du silo 24. Le flux théorique à
introduire est, étant donnés les paramètres définis plus
haut, 1,6 kilogramme par minute. Les balances 25 fonc-
tionnent de la manière suivante . on établit à la sortie
des silos un débit de flocons stabilisé approximativement
au débit souhaité et à intervalles de temps réguliers, la
charge exacte souhaitée est libérée et tombe sur le tapis
roulant 26. Dans l'exemple en question, c'est une charge de
530 grammes qui tombe toutes les 20 secondes. Un tel sys-
tème fournit ainsi le bon débit moyen mais un débit ins-
tantané très variable. En fait, au cours du transport
i~~~~.~~~~
ultérieur, les écarts vont légèrement s'amortir, mais on
assiste néanmoins à une oscillation de la quantité globale
de flocons recyclés autour de la valeur-cible. Comme on a
l'impératif de ne pas dépasser, pour des raisons commer-
5 ciales en l'occurrence la valeur de 12 ~, on est contraint
de diminuer la quantité de flocons recyclés à partir du
silo 24, par exemple à 10 $ pour être certain de ne jamais
excéder la tolérance maximum.
Les méthodes traditionnelles de recyclage des chutes
10 provenant de produits finis défectueux sont limitées par
les difficultés d'assimilation de flocons d'origine allo
gène dans le matelas. En effet, les flocons qui ont été
stockés dans les silos 23 et 24 seront extraits puis
transportés et finalement mélangés tels quels au flot de
fibres neuves. Ils restent donc sous la méme forme dans le
matelas fini où ils constituent des hétérogénéïtés de di-
mension notable.
La figure 2 représente le procédé de l'invention pour
préparer, sélectionner, stocker, doser tout en destr
ucturant puis enfin, distribuer les déchets aussi bien ceux
provenant des lisières sur la ligne que ceux provenant des
chutes ou des malfaçons, hors ligne. Certains éléments sont
les mêmes que ceux de la figure 1, en particulier tout ce
qui concerne la ligne proprement dite, des hottes d'aspi-
ration 28 jusqu'au matelas 5 en bout de ligne. Le traite-
ment des lisières longitudinales 9 utilise les déchique-
teuses 10 et les souffleries 11.
Les déchiqueteuses sont alimentées ici de la manière
suivante
La rive, découpée par des scies, des disques ou des
jets d'eau, s'engage dans un conduit horizontal suivi d'un
conduit vertical ou oblique aboutissant au broyeur installé
soit sous la ligne, soit de préférence dans la cave, ce qui
facilite les opérations de maintenance et diminue le bruit.
I1 y a un broyeur par rive. La longueur minimum du conduit
horizontal est de 50o mm. Sa section sera, par exemple, 340
x 350 mm.
En amont du conduit horizontal, une roulette motorisée
vient coucher la rive à plat tout en la pinçant. Ceci évite
~~1~'~~~3~'~
11
les ruptures de rive en aval de la scie de découpe. La
longueur de la partie verticale ou oblique est d'environ
2,5 m (suivant la profondeur de cave).
En fonction de la largeur du. produit, la distance en
tre les conduits horizontaux est réglable au moyen de deux
moteurs et de deux ensembles vis-écrou.
Les conduits verticaux ont à leur extrémité supérieure
un cône qui permet de maintenir la partie verticale fixe,
malgré la variation de distance entre les conduits hori
zontaux.
Comme déchiqueteuse, on utilise des broyeurs à mar-
teaux. Le broyeur est constitué d'un rotor de 450 mm de
diamètre une longueur de 400 mm, il comprend 90 marteaux
répartis sur trois rangées, sa vitesse de rotation est de
l'ordre de 1500 tours par minute. La grille est en acier au
manganèse de dimensions 40 x 40 mm.
A la sortie de chaque déchiqueteuse, un ventilateur 11
assure l'évacuation des flocons.
Les caractéristiques du ventilateur sont calculées
afin d'obtenir une vitesse de 20 m/sec dans les tuyauteries
de diamètre 200 à 250 mm, soit un débit 4 d'environ
3500 m3/h. La pression totale étant calculée en fonction
des pertes de charge dues à l'implantation des tuyauteries.
Les matériaux utilisés pour le rouet et la volute ont
une bonne résistance à l'abrasion.
A la sortie des ventilateurs 11, on trouve 9ci des ré-
partiteurs 29 qui sont capables d'orienter les flocons,
soit vers le conduit 30 si, par exemple ils sont légers,
soit vers le conduit 31 s'ils sont plus denses, ils rejoi-
gnent alors le circuit principal léger 21 ou lourd 22 qui
les dirige respectivement vers les silos 23 ou 24. Le cir-
cuit des chutes ou des produits finis issus de malfaçons
18 . déchiqueteuse 17, soufflerie 19, répartiteur 20 puis
canalisations principales 21 ou 22 est, lui, constitué
d'éléments qui sont exactement les mêmes que ceux qui
viennent d'être décrits. On constate simplement sur la fi-
gure 2 que le circuit des lisières a rejoint, après sépa-
ration selon la densité, le circuit des chutes et des mal-
façons de façon à constituer un circuit unique, celui des
~ \ A
12
matériaux fibreux allogènes. Le passage dans des silos tels
que 23 ou 24 est donc systématique. Ces silos sont par
exemple des cylindres à axe vertical d'une capacité de 4m3
chacun. Chacun est surmonté d'un condensateur (43, 44) qui
permet la séparation de l'air et des flocons. Ils sont
équipés de filtres pour éliminer les poussières avant le
recyclage de l'air. Sur la figure deux silos seulement ont
été représentés l'un 24 pour les produits denses, l'autre
23 pour les produits légers. Au cours des essais, la fron-
tière produits légers/produits lourds avait été placée à
une masse volumique de 20 kg/m3. Les répartiteurs 20 ou 29,
sur chacun des circuits d'alimentation en flocons sont
commutés selon la masse volumique des flocons qui les ali-
mentent, soit sur le conduit 21 si leur densité est faible,
soit sur le conduit 22 si leur masse volumique dépasse la
limite fixée. Cette limite dépend de la gamme des produits
fabriqués sur les lignes (dans le cas de la figure 2, elle
peut aller de 8 à 110 kg/m3) mais elle dépend également des
quantités respectives fabriquées dans les différentes den-
sités, de même qu'elle dépend aussi de la proportions
d'ajouts de densitë différente tolérés qui n'est pas la
même selon les utilisations finales du produit : une fibre
destinée à constituer une charge dans un bitume n'a pas les
mêmes exigences de ce point de vue que celle qui va cons-
tituer un rouleau destiné à l'isolation des combles par
exemple.
Le nombre de silos représentés figure 2 est de deux
mais il est évident qu'un classement plus fin des flocons à
recycler peut être intéressant. On multiplie alors le nom-
bre de silos ce qui permet d'affiner l'adéquation entre les
densités respectives des flocons recyclés et des matelas en
production.
La suite de l'itinéraire des flocons recyclés, à la
sortie des silos (23, 24) est identique à celui de la fi
Bure 1, on trouve successivement les balances 25, les tapis
roulants 26 et le tapis roulant principal 27. L'élément
essentiel nouveau dans le circuit est la machine 32. I1
s'agit d'une machine dite "brise balle", sa fonction est
multiple. Tout d'abord la fonction habituelle de ce type de
13
machine qui est de "briser" les enchevêtrements de fibres.
En effet au cours des manipulations multiples antérieures,
les flocons ont pu être tassés, compactés, imbriqués et il
faut essayer de leur redonner leur configuration de départ,
leur intégration dans les nouvelles fibres s'en trouvera
d'autant meilleure. On veut même aller plus loin . dest-
ructurer, faire "éclater" les flocons d'origine pour faci-
liter leur intégration dans le flot de fibres neuves et
donc dans le matelas. Une deuxième fonction de cette ma-
chine qui n'est pas habituellement demandëe aux brise-
balles est d'homogénéiser les flocons qui ont des origines
multiples : lisières d'une part et produits finis de l'au-
tre mais également parmi ceux-ci, des flocons qui ont une
histoire différente les uns des autres. Une troisième
fonction complètement nouvelle est également remplie par
cette machine. La fonction est nouvelle car le problème
posé ici n'est pas habituel dans les ateliers où de telles
machines sont implantées, il s'agit de rendre constant le
débit à la sortie des balances, débit qui varie périodi-
quement, comme on l'a vu. I1 faut "lisser" les variations
cycliques de manière que les excédents de débit par rapport
au débit moyen en compense les déficiences. On obtient
ainsi un débit volumétrique constant.
La machine 32 est représentée schématiquement sur la fi
Bure 3. Le produit quitte le tapis roulant 33 qui, lui, est
représenté figure 2, celui-ci a élevé les flocons au-dessus
de la machine, à gauche. L'entrée de la machine en 34 se
présente comme une auge dont le fond est constitué par le
tapis roulant 35. Ce dernier est entra3né à vitesse cons
tante, les flocons vont donc s'y déposer de manière pério-
dique tels qu'ils sont délivrés par la balance 25 en fonc-
tionnement.
Ce tapis roulant 35 alimente à son tour une bande
transporteuse 36 qui constitue le fond d'une cuve à niveau
constant, en effet, elle est équipée d'un système à ultra
sons non représenté qui permet aux flocons de matériaux
fibreux allogènes qui la chargent d'occuper une épaisseur
constante. Dès que le niveau choisi est atteint, le moteur
d'entraînement du tapis roulant 35 se bloque et
~Q~~~;~~~
14
l'alimentation en fibres est immédiatement stoppée. De
cette manière, les flocons occupent dans la cuve 37 une
hauteur définie qu'on choisit de telle sorte que les fibres
soient entraînées vers le haut à un débit constant qui
correspond à la pesée moyenne de la balance 25. L'entraî-
nement vers le haut est effectué grâce au tapis à pointes
38 en translation à vitesse constante. Cette vitesse peut
être ajustée grâce à une commande manuelle non représentée.
En haut du tapis à pointes, les flocons atteignent le
rouleau à peignes 39 qui comporte quatre génératrices
équipées de pointes et tourne à contre-courant, il chasse
vers le bas les flocons en excès, assurant ainsi un débit
parfaitement régulier des fibres. Par ailleurs, les dents
des peignes pénètrent dans les flocons tenus par les
pointes du tapis en provocant la "destructuration" sou-
haitée. Un deuxième rouleau identique 40, qui, lui, tourne
dans le sens du flux, remplit une fonction voisine et ex-
trait toutes les fibres du tablier à pointes et les renvoie
sur le plan incliné 41, vers la sortie 42 de la machine.
En dessous de cette sortie se trouve la bande tr-
ansporteuse 45 qui alimente un ventilateur non représenté.
Celui-ci envoie le flux régulier de matériaux fibreux al-
logènes délivré par la machine 32 vers le répartiteur 46
qui alimente autant de canalisations qu'il y a de hottes
d'aspiration 28. Avant la distribution dans chaque hotte,
de nouveau, des répartiteurs47 séparent le flux de fibres
recyclées en deux flux égaux qui alimentent deux par deux
les hottes d'aspiration où elles seront mélangées au flot
principal de fibres.
On voit ainsi que l'utilisation de la machine 32 per-
met de délivrer un débit volumétrique constant et bien dé-
fini puisqu'il correspond à la pesée effectuée par la ba-
lance 25.
L'invention permet donc d'alimenter les lignes de
production de fibres de roche ou de fibres de verre immé
diatement après les machines de fibrage avec un débit ré
gulier de flocons destructurés, ouverts. Ces deux éléments,
alimentation régulière d'une part, destructuration des
flocons de l'autre contribuent chacun pour leur part à
L
faciliter l'incorporation des fibres allogènes dans le flot
de fibres neuves. On peut ainsi toujours choisir, si c'est
nécessaire, le débit maximum de fibres recyclées compatible
avec les critères de qualité du moment qui sont comme on
5 l'a vu fonction de la nature des produits fabriqués, de
leur destination finale et de la nature des fibres à recy-
cler.
Les exemples qui suivent permettront de voir comment
le stockage des matériaux fibreux allogènes dans des silos
10 où la densité moyenne est définie permet de maîtriser la
densité moyenne des ffibres réintroduites dans le flot
principal de fibres.
Exemple 1
Sur une ligne de fibres de verre à centrifugeur com
15 portant quatre têtes de fibrage qui produit 60 tonnes par
jour en 1,30 m de largeur brute, pour une largeur utile de
1,20 m, on a par conséquent de l'ordre de 8 % de déchets de
rives. L'apport de déchets provenant de produits finis
était nul ce jour là. La ligne est équipée de deux silos de
stockage, le silo A pour les produits légers et le silo B
pour les produits denses. Au moment de l'exemple, la den-
sité limite entre A et B était de 30 kg/m3 et la densité
moyenne dans le silo A était
dA = 20 kg/m3
et dans le silo B
dB = 60 kg/m3
La fabrication retenue pour l'exemple était celle d'un
produit très dense df - 90 kg/m3. I1 se trouve qu'étant
donnê le marché auquel est destiné le produit et surtout
ses conditions d'utilisation, uniquement en compression, il
n'existe pas de problème de cohésion du matelas et la pro-
portion de flocons légers tolérée est grande. Empirique-
ment, on a constaté qu'en utilisant les techniques de
l'invention, cette proportion peut atteindre 8 % en volume
avec un produit dont la densité est égale à celle du mate-
las en production, c'est-à-dire égale à df, mais qu'elle
peut aller jusqu'à 15 % si sa densité moyenne est de 15
kg/m3. Entre les deux une interpolation est possible,
c'est-à-dire que par exemple, si l'on veut réintroduire des
L
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flocons de densité moyenne 30 kg/m3, on pourra en réintro-
duire 13,5 % et si leur densité est de 60 kg/m3, 11 $. Dans
le cas concret de l'exemple, on a choisi cette dernière
possibilité et on a donc pris l'intégralité des produits à
recycler dans le silo B dont la balance a été ajustée pour
délivrer en moyenne, 275 Kilos par heure. La machine 32 de
la figure 2 est réglée de manière à assurer précisément le
débit volumétrique constant de la quantité retenue. En
faisant ce choix on fait légèrement baisser le stock de
déchets contenus dans le silo B. En effet, la quantité ho-
raïre introduite (dans le silo B puisque sa densité, 90
kg/m3 est supérieure à la limite fixée, 30 kg/m3 ) corres-
pond aux 8 % de la production tandis que la quantité ex-
traite est de 11 %. Par ailleurs, la densité moyenne du
stock s'accroît. Ce paramètre - gestion des stocks de dé-
chets - s'ajoute à ceux déjà évoqués. I1 fait partie des
éléments à considérer avant de choisir la densité moyenne
et la quantité à réintroduire.
Exemple 2
La ligne de production de fibres de verre selon le
procédé du brevet européen EP A 0091 866 comporte six têtes
de centrifugation avec une production de 120 tonnes/jour.
La largeur nette est de 2,40 m et les déchets de rive
constituent 4 % de la production. Le stockage se fait dans
trois silos, A, B et C dont les densités moyennes sont
respectivement dA - 12 kg/m3, dB - 20 kg/m3 et dc = 50
kg/m3.
Le jour de l'exemple, la production était celle d'un
matelas d'une densité de 3o kg/m3 et les apports de pro
duits finis à recycler qu'il s'agissait d'introduire dans
les silos consistaient en une quantité de 200 m3 par jour
avec une densité de 10 kg/m3. Pour des raisons de gestion
de la production, on souhaite ici garder la même densité
moyenne dans le silo B, on introduira donc dans celui-ci
toutes les chutes provenant des rives (200 kg, soit 6,7 m3
par heure) et l'on introduira le même volume de chutes de
produits finis de densité 10 kg/m3. Le reste des chutes de
produits finis sera stocké dans le silo A où la densitë
moyenne baissera légèrement. Le produit fabriqué le jour
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concerné acceptait 8 ~ en volume de chutes mais d'une den-
sité moyenne voisine de celle du produit en fabrication. On
a donc prélevé du silo B un flux de 8,9 m3/h (178 kg) et du
silo C, 4,4 m3/h (220 kg), ces quantités seront mélangées
et introduites, après répartition égale, dans les hottes de
réception des 6 unités de production de fibres.
Mais on aurait pu aussi bien prélever un volume c du
silo C et un volume a du silo A tel que
a + c = 13,3
13,3 . 30 = 12 a + 50 c
On en déduit a = 7 m3/h
et c = 6,3 m3/h
On voit ainsi que ce sont de nombreuses possibilités
dans le choix des paramètres qui, grâce à l'invention, sont
offertes au gestionnaire de la production.
La technique de l'invention permet donc non seulement
de réintroduire en permanence les chutes provenant des
rives du matelas, alors que les techniques antérieures
obligeaient à interrompre cette réintroduction lors des
changements de production, mais en plus elle autorise le
recyclage de déchets quelle que soit leur provenance et
quelle que soit la nature de leurs fibres. La seule con-
trainte est qu'il faut disposer d'un stockage suffisant
pour permettre d'attendre que la production soit compatible
avec la nature des fibres qu'on veut réintroduire.
Le recyclage systématique des fibres provenant des
produits finis est particulièrement favorable à la préser-
vation de l'environnement.
Par ailleurs, en rendant possible la réintroduction de
la quantité maximum tolérable de fibres recyclées, on réa
lise une économie importante sur le coût de la production.
On remplace en effet dans le produit fini des fibres nou
vellement fabriquées par des fibres qui sinon auraient été
jetées et qui n'ont rien coûté et ont permis d'éliminer les
frais qu' aurait entraîné leur élimination. Le coût sup-
plémentaire est limité à celui de la transformation du
produit fini en flocons stockables dans les silos et aux
quelques manutentions ultérieures.
On voit ainsi que le progrès réalisé dans le domaine
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de la protection de l'environnement rappelle celui des an-
nées 80 lorsque les pays industrialisés ont recyclé les
bouteilles en verre.
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