Définition

Ensemble des caractéristiques géométriques définissant l’état d’un solide divisé. Expression de la distribution d’une matière fragmentée entre les différentes classes granulométriques qui la composent.

La granulométrie est la mesure de la dimension des granulats contenus dans un lot de matière et leur répartition selon leur taille. Le tamisage est une méthode granulométrique.

Application aux granulats issus de PUNR

Les granulats de pneus usagés non réutilisables (PUNR) sont obtenus par différents procédés de broyage de morceaux grossiers de pneumatiques. Leurs tailles se situent généralement entre 0,8 et 20 mm dans les différentes productions industrielles observées. Elles sont liées au procédé utilisé par le granulateur.

Par tamisages successifs, les principaux producteurs produisent a minima trois grands types de granulats : de 0,5 à 2,5 mm pour être utilisés par exemple en sous-couche de gazons synthétiques ; de 1 à 4 mm notamment pour constituer les sous-couches amortis-

santes des aires de jeux ou des sols industriels ; de 2 à 8 mm pour entrer par exemple dans la composition de sols équestres ou de pistes d’athlétisme. Certains industriels produisent également de la « poudrette » comprise entre 0 et 1 mm. Cette dernière catégorie peut servir à produire des pièces moulées.

Remarque Aujourd’hui, grâce aux travaux d’Aliapur, les dénominations « poudrette », « granulat » et « broyat » ont pu être précisées.

Broyats

Tri des granulats par tamisage

n Poudrettes : lots de particules de pneus dont la taille est comprise entre 0 et 0,8 mm et débarrassées des fibres textiles et métalliques.

n Granulats : lots de particules de pneus dont la taille est comprise entre 0,8 et 20 mm et débarrassées des fibres textiles et métalliques.

n Tous les lots de particules au-dessus de 20 mm sont communément appelés des « broyats ». Ils comportent en général des fibres textiles et métalliques.

Méthode

Sur la base des normes existantes dans les domaines des granulats minéraux, des grains agricoles et des granulats de liège, les laboratoires et les experts de la commission de normalisation PUNR-Afnor ont testé plusieurs tamiseuses, des tamis, ainsi que la quantité optimale de granulats à traiter lors d’une opération. Les résultats de leurs études ont montré que la méthode la plus robuste et la plus fiable consiste à utiliser le mode opératoire suivant.

SABLEdensité = 2

GRANULATSdensité = 0,4

Comment garantir la reproductibilité des mesures avec un produit qui se prête moins à un tamisage (densité faible, élasticité) ?

Mode opératoire

n Peser la masse de l’échantillon pour laboratoire : 500 g.

n Former la colonne de tamis sur le vibrateur (voir photo ci-contre) : 6 tamis de 400 mm de diamètre, de différentes tailles de mailles choisies en fonction du produit à obtenir.

n Soulever le couvercle et placer l’échantillon pour laboratoire dans le tamis supérieur de la colonne.

n Remettre en place le couvercle et faire fonctionner le vibrateur pendant 5 minutes (fréquence de 15 Hz).

n Récupérer la matière dans les bacs et nettoyer chaque face des tamis (supérieure et inférieure) à l’aide des brosses et/ou des pinceaux, et incorporer les résidus dans chaque classe granulométrique correspondante.

n Peser ensuite sur la balance les quantités de granulats retenues dans chaque tamis et la quantité recueillie dans le fond.

Ce mode opératoire a servi de base à la rédaction d’une norme en février 2007 : Afnor XP T47-752. Celle-ci précise le type et le nombre de tamis à utiliser et définit comment qualifier les produits. Elle est citée comme norme de référence dans le projet de norme « PR NF P90-112 – Sols sportifs – Terrains de grands jeux en gazon synthétique – Conditions de réalisation ».

Résultats

n d est la dimension de la maille du plus petit tamis laissant passer entre 1 % et 10 % de granulats (en masse par rapport à la masse totale). Par exemple, si un tamis de maille 0,08 mm laisse passer moins de 1 % de granulats, alors d sera égale à la maille du tamis supérieur qui aura laissé passer entre 1 % et 10 % de granulats.

n D est la dimension de la maille du plus grand tamis laissant passer entre 90 % et 99 % de granulats (en masse par rapport à la masse totale).

Définition du ratio d/DCe ratio permet de quantifier la granulométrie d’un échantillon.

Typologies de produits analysés

Le tableau ci-dessous identifie les types de produits analysés dans les différentes usines.

Usine 1 Usine 2 Usine 3 Usine 4

Poudrettes<0,8mm

Granulats 0,5-2mm

Granulats 1-4mm

Granulats 1-6mm

Remarques

Si l’une des valeurs ou les deux ne peuvent être définies, il est nécessaire de refaire la mesure en choisissant les tamis adaptés.

La détermination de d et D n’est valable que si au moins 2 tamis différents de ces valeurs se situent entre celles-ci.

Cas des applications courantes

Applications les plus courantes : pièces moulées, asphalt rubber…Granularité selon norme XP T47-752 Tamis utilisés : 0,08 – 0,125 – 0,2 – 0,315 – 0,5 – 0,63 mm

Tamis 0,5 mm

Tamis 1 mm

Tamis 1,25 mm

Tamis 1,4 mm

Tamis 1,6 mm

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TAMISAGE

TAMISAGE

TAMISAGE

Usine 1 - d/D = 0,5/2 Usine 3 - d/D = 0,5/1,6 Usine 4 - d/D = 0,5/1,25U U UU

Applications la plus courante : gazons synthétiquesselon norme XP T47-752

Usine 1 - d/D = 1,6/5 Usine 3 - d/D = 0,5/4 Usine 4 - d/D = 1,6/5U U UU

Applications les plus courantes : aires de jeux, tapis amortissants, sols industriels, pièces moulées…

selon norme XP T47-752

Tamis 0,5 mm

Tamis 1,6 mm

Tamis 2 mm

Tamis 3,15 mm

Tamis 4 mm

Tamis 5 mm

Tamis 0,08 mm

Tamis 0,125 mm

Tamis 0,2 mm

Tamis 0,315 mm

Tamis 0,5 mm

Tamis 0,63 mm

Usine 3 - d/D = 0,2/0,5 Usine 4 - d/D = 0,2/0,63U UU

Applications les plus courantes : pièces moulées,asphalte rubber, etc.

selon norme XP T47-752

Tamis 0,5 mm

Tamis 1 mm

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Tamis 1,4 mm

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Tamis 2 mm

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TAMISAGE

TAMISAGE

TAMISAGE

Usine 1 - d/D = 0,5/2 Usine 3 - d/D = 0,5/1,6 Usine 4 - d/D = 0,5/1,25U U UU

Applications la plus courante : gazons synthétiquesselon norme XP T47-752

Usine 1 - d/D = 1,6/5 Usine 3 - d/D = 0,5/4 Usine 4 - d/D = 1,6/5U U UU

Applications les plus courantes : aires de jeux, tapis amortissants, sols industriels, pièces moulées…

selon norme XP T47-752

Tamis 0,5 mm

Tamis 1,6 mm

Tamis 2 mm

Tamis 3,15 mm

Tamis 4 mm

Tamis 5 mm

Tamis 0,08 mm

Tamis 0,125 mm

Tamis 0,2 mm

Tamis 0,315 mm

Tamis 0,5 mm

Tamis 0,63 mm

Usine 3 - d/D = 0,2/0,5 Usine 4 - d/D = 0,2/0,63U UU

Applications les plus courantes : pièces moulées,asphalte rubber, etc.

selon norme XP T47-752

Application la plus courante : gazons synthétiquesGranularité selon norme XP T47-752 Tamis utilisés : 0,5 – 1 – 1,25 – 1,4 – 1,6 – 2 mm

Tamis 0,5 mm

Tamis 1 mm

Tamis 1,25 mm

Tamis 1,4 mm

Tamis 1,6 mm

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TAMISAGE

TAMISAGE

TAMISAGE

Usine 1 - d/D = 0,5/2 Usine 3 - d/D = 0,5/1,6 Usine 4 - d/D = 0,5/1,25U U UU

Applications la plus courante : gazons synthétiquesselon norme XP T47-752

Usine 1 - d/D = 1,6/5 Usine 3 - d/D = 0,5/4 Usine 4 - d/D = 1,6/5U U UU

Applications les plus courantes : aires de jeux, tapis amortissants, sols industriels, pièces moulées…

selon norme XP T47-752

Tamis 0,5 mm

Tamis 1,6 mm

Tamis 2 mm

Tamis 3,15 mm

Tamis 4 mm

Tamis 5 mm

Tamis 0,08 mm

Tamis 0,125 mm

Tamis 0,2 mm

Tamis 0,315 mm

Tamis 0,5 mm

Tamis 0,63 mm

Usine 3 - d/D = 0,2/0,5 Usine 4 - d/D = 0,2/0,63U UU

Applications les plus courantes : pièces moulées,asphalte rubber, etc.

selon norme XP T47-752

Tamis 0,5 mm

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TAMISAGE

TAMISAGE

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Usine 1 - d/D = 0,5/2 Usine 3 - d/D = 0,5/1,6 Usine 4 - d/D = 0,5/1,25U U UU

Applications la plus courante : gazons synthétiquesselon norme XP T47-752

Usine 1 - d/D = 1,6/5 Usine 3 - d/D = 0,5/4 Usine 4 - d/D = 1,6/5U U UU

Applications les plus courantes : aires de jeux, tapis amortissants, sols industriels, pièces moulées…

selon norme XP T47-752

Tamis 0,5 mm

Tamis 1,6 mm

Tamis 2 mm

Tamis 3,15 mm

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Tamis 0,08 mm

Tamis 0,125 mm

Tamis 0,2 mm

Tamis 0,315 mm

Tamis 0,5 mm

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Usine 3 - d/D = 0,2/0,5 Usine 4 - d/D = 0,2/0,63U UU

Applications les plus courantes : pièces moulées,asphalte rubber, etc.

selon norme XP T47-752

Application la plus courante : aires de jeux, tapis amortissants, sols industriels, pièces moulées…Granularité selon norme XP T47-752Tamis utilisés :0,5 – 1,6 – 2 – 3,15 – 4 – 5 – 6,3 mm

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Applications la plus courante : gazons synthétiquesselon norme XP T47-752

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Applications les plus courantes : aires de jeux, tapis amortissants, sols industriels, pièces moulées…

selon norme XP T47-752

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Applications les plus courantes : pièces moulées,asphalte rubber, etc.

selon norme XP T47-752

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Usine 1 - d/D = 0,5/2 Usine 3 - d/D = 0,5/1,6 Usine 4 - d/D = 0,5/1,25U U UU

Applications la plus courante : gazons synthétiquesselon norme XP T47-752

Usine 1 - d/D = 1,6/5 Usine 3 - d/D = 0,5/4 Usine 4 - d/D = 1,6/5U U UU

Applications les plus courantes : aires de jeux, tapis amortissants, sols industriels, pièces moulées…

selon norme XP T47-752

Tamis 0,5 mm

Tamis 1,6 mm

Tamis 2 mm

Tamis 3,15 mm

Tamis 4 mm

Tamis 5 mm

Tamis 0,08 mm

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Tamis 0,2 mm

Tamis 0,315 mm

Tamis 0,5 mm

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Usine 3 - d/D = 0,2/0,5 Usine 4 - d/D = 0,2/0,63U UU

Applications les plus courantes : pièces moulées,asphalte rubber, etc.

selon norme XP T47-752

* Fines : granulats de taille inférieure à 0,8 mm.

Interview d’un utilisateur« Avec les granulats de PUNR, nous avons les mêmes exigences que pour un produit manufacturé. »Didier Miranda, Directeur Général d’Eurofield.« Nous fabriquons et commercialisons des gazons synthétiques, essentiellement pour des terrains de sport. Les granulats de PUNR entrent dans la composition des terrains dits “de grands jeux”, comme le football ou le rugby, pouvant atteindre 8 000 m2 de surface. Ils apportent toutes les qualités sportives nécessaires à notre produit et contribuent à assurer une bonne interaction avec l’athlète. L’amortissement des chocs, la souplesse, la restitution de l’énergie sont quelques-unes des qualités que nous recherchons.

Pour nous, la granulométrie est essentielle. Les granulats doivent avoir une granulométrie précise, fiable et stable, car cette matière première entre dans le processus de normalisation de nos produits, et pour la simple raison qu’une granulométrie adéquate en

garantit les performances ! Avec les granulats de PUNR, nous avons les mêmes exigences que pour un produit manufacturé. Tous les granulateurs n’ont pas compris qu’ils doivent augmenter la valorisation des granulats en étant plus sensibles aux besoins des utilisateurs. Si je commande du 0,5-1,5 mm, ce n’est pas pour recevoir du 0-25 mm ! Les “fines”* en particulier vont poser des problèmes tout au long de la vie de notre produit, de la pose à son utilisation. Mais la granulométrie n’est pas la seule caractéristique intéressante pour nous : la morphologie l’est également. Aliapur contribue à faire prendre conscience aux différents acteurs de la filière de l’importance de la qualité, de la rédaction de normes, etc. La sensibilisation se ressent, c’est évident, mais c’est une démarche de longue haleine. »

Eurofield S65ML2

Conclusion

Confrontée à un nouveau contexte réglementaire et à des enjeux de développement durable, la filière du recyclage des pneus usagés doit harmoniser et codifier ses pratiques pour se développer et tendre vers un niveau optimal.

La granulométrie étant un des paramètres les plus importants, Aliapur a souhaité apporter son expertise pour établir les références communes indispensables pour mieux travailler ensemble.

Cette méthode, si l’ensemble des acteurs se l’approprie, peut permettre d’optimiser l’utilisation des granulats pour certaines applications et, entre autre, de contrôler les paramètres de réglages d’un process de granulation.

Références

Normesn Afnor XP T47-752 – Février 2007Pneus usagés non réutilisables (PUNR) – Détermination de la granulométrie des granulats issus de PUNR (pneus usagés non réutilisables) – Méthode basée sur le tamisage mécanique des produits.

n ASTM D5644-96 – Août 2000 Standard Test Method for Rubber Compounding Materials – Determination of Particle Size Distribution of Recycled Vulcanizate Particulate Rubber.

n ISO 2030 – Novembre 1990 Granulés crus de liège – Analyse granulométrique par tamisage mécanique.

n NF EN 933-1 – Décembre 1997 Essais pour déterminer les caractéristiques géométri-ques des granulats – Partie 1 : détermination de la granularité. Analyse granulométrique par tamisage.

Études de références

n Analyses de granulats, de fibres textiles et de fibres métalliques issus du broyage de PUNR véhi-cules légers (VL) et poids lourds (PL) – LRCCP pour le compte d’Aliapur – Juin 2005.

n Échantillonnage et caractérisation de granulats de pneus usagés non réutilisables – BRGM pour le compte d’Aliapur – Juillet 2006.

n Échantillonnage et caractérisation de granulats de pneus usagés non réutilisables en vue de la compa-raison de différents procédés de granulation – BRGM pour le compte d’Aliapur – Février 2007.

ALIAPUR - Recherche & Développement71, cours Albert Thomas - 69003 Lyon - FRANCETél : +33 (0)4 37 91 43 20 - Fax : +33 (0)4 78 54 67 14www.aliapur.fr - contact@aliapur.fr

FILIÈRE DE VALORISATION DES PNEUS USAGÉS

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Site de prélèvement

Les études menées par Aliapur ont porté sur divers lots de granulats de PUNR issus de quatre usines européennes de granulation qui utilisent différents procédés et matières premières. Ces lots correspondent aux principaux produits commercialisés par ces sites.

Les quatre sites d’où proviennent les échantillons représentent les principales configurations de ce que l’on pourrait trouver en termes de procédés et de types de pneus usagés. Aliapur a utilisé une grande diversité de produits pour ses analyses, lui assurant une vue globale du secteur et une bonne représentativité des résultats.

n Usine 1 : broyages successifs de pneus de poids lourds (PL).n Usine 2 : broyages successifs de pneus de véhicules légers (VL).n Usine 3 : broyage par écrasement de pneus PL et VL.n Usine 4 : broyage après cryogénie de pneus PL et VL.

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