Spécification des granulats et critères granulométriques

Une spécification n'est pas un tableau mais une exigence adressée à l'installation

La spécification des granulats et critères granulométriques circule le plus souvent sur une carrière sous forme d'une feuille : à gauche les ouvertures de tamis, à droite les plages de passant en pourcentage. Cette feuille demande en réalité un comportement précis à l'installation. Un matériau issu de la même roche et du même concasseur se pose sur un autre tableau dès que le nombre d'étages de crible ou le taux de circuit fermé change. La bonne façon de lire une spécification consiste donc à relier chaque ligne à une décision d'équipement.

Les quatre axes d'une spécification

Une spécification n'interroge jamais une seule propriété mais quatre groupes de propriétés indépendants à la fois. Réussir sur un axe ne rachète pas l'autre, et la plupart des litiges de chantier naissent précisément de ce que seule l'analyse granulométrique a été vérifiée, la forme ou la résistance étant laissées de côté.

Distribution granulaire et désignation d/D

Dans la pratique européenne, un granulat grossier se nomme par une dimension inférieure et une dimension supérieure de tamis, écrites d/D, si bien que 4/20 identifie une fraction. La spécification comporte alors deux couches de règles : des limites générales valables pour tout producteur et des tolérances autour de la granularité type que le producteur a lui-même déclarée. La seconde couche est souvent négligée. Une installation qui reste dans les limites générales mais s'écarte de sa propre courbe déclarée a tout de même produit une non-conformité.

Forme des grains

L'indice d'aplatissement traduit la forme en chiffre. L'échantillon est séparé en classes granulaires, chaque classe passe sur des tamis à barreaux, et les grains qui traversent les fentes sont comptés comme plats ; l'indice est la masse passante rapportée à la masse sèche totale essayée. Une forte proportion de grains plats dégrade l'ouvrabilité et la résistance du béton et perturbe le comportement au compactage des enrobés.

Résistance à la fragmentation

La méthode Los Angeles mesure la résistance d'un granulat grossier à la rupture. Un échantillon préparé est placé dans un tambour tournant avec une charge de boulets d'acier et soumis au choc et à l'abrasion pendant un nombre de tours défini ; le coefficient est le pourcentage de matériau passant au tamis de 1,6 mm en fin d'essai. Un coefficient bas signifie une résistance élevée. C'est une propriété du gisement et non de l'installation : la configuration ne l'améliore pas, mais sur une roche plus tendre on peut réduire le nombre d'étages de concassage pour limiter la production de fines.

Fines et propreté

La méthode de référence associe le lavage à un tamisage à sec ultérieur, car le tamisage à sec seul ne décolle pas les fines adhérant aux gros grains et annonce donc une distribution plus grossière que la réalité. La limite en fines se lit par conséquent toujours avec la méthode de mesure.

Traduire l'exigence en configuration

Chaque ligne regarde vers une intervention. Le nombre de fractions fait croître le nombre d'étages et donc la surface criblante ; lorsqu'une fraction étroite est demandée, un étage dédié donne un résultat plus stable que deux ouvertures voisines sur le même. Si l'indice d'aplatissement ressort élevé, la réponse n'est pas au crible mais dans le circuit de concassage : abaisser le taux de réduction par étage, employer une machine tertiaire produisant du cubique et renvoyer le refus en circuit fermé déplacent la forme. Si la limite en fines est dépassée, le dépoussiérage en circuit sec peut ne pas suffire et le lavage entre en jeu, ce qui entraîne un plan eau et boues à part entière.

Un point mérite d'être souligné : l'efficacité de criblage tient moins à l'ouverture qu'à la charge de l'étage. Sur un étage suralimenté le matériau glisse en lit et les grains qui devraient passer n'atteignent jamais la surface. L'analyse produit dérive et le producteur cherche la faute dans l'ouverture. Répartir la charge sur deux caissons soulage directement, et c'est bien pour cela qu'un crible vibrant double est retenu aux débits élevés.

Si l'échantillon est faux, le tableau l'est aussi

Une large part des litiges naît non dans l'installation mais au prélèvement. Un échantillon pris sur le bord d'une bande ou dans un cône de stock peut ne pas représenter le flux, la ségrégation faisant rouler les gros grains sur les flancs du cône et laissant le sommet fin. Les échantillons se prennent sur toute la section du flux, à intervalles réguliers, puis se réduisent selon une procédure définie. La pesée et le séchage se retrouvent aussi dans le résultat : dans un échantillon insuffisamment séché, les fines s'agglomèrent et la distribution paraît plus grossière. Les autres sujets à l'échelle de la carrière sont regroupés sous ingénierie minière.

Questions fréquentes

Nous sommes dans les limites générales et le client a refusé. Pourquoi ?

La tolérance autour de la granularité type déclarée a très probablement été dépassée. Les limites générales ne suffisent pas ; la production doit aussi rester fidèle à la courbe qu'elle a déclarée.

Un changement de toile corrige-t-il l'indice d'aplatissement ?

Non. Un crible sépare par dimension, pas par forme. La forme se décide à l'étage de concassage et l'indice ne bougera pas sensiblement sans changement de taux de réduction ou de type de concasseur.

Pourquoi le tamisage sec et le tamisage lavé diffèrent-ils ?

Quand les fines restent collées aux gros grains, le tamisage sec ne les sépare pas. La méthode lavée libère ce matériau et montre donc la distribution réelle.