La chronique des solutions d'attaque au sol : zoom sur l'extraction des granulats

Les granulats, Kesako ?

Aussi connus sous le nom d’agrégat, les granulats sont des fragments de roches de tailles variables. En effet, selon sa dimension, le granulat peut se classer dans l’une des catégories suivantes : 

• Sablons
• Sables
• Graves
• Gravillons
• Ballast

Par ailleurs, les granulats sont classés en différentes familles qui ont des caractéristiques géologiques différentes.

Premièrement, les granulats alluvionnaires. Ils sont exploités principalement dans les fonds de vallées. Ces granulats sont issus de milliers d’années d’érosion des reliefs qui ont été transportés dans les fleuves, torrents ou qui ont été au contact des glaciers. Les granulats alluvionnaires sont particulièrement identifiables de par leur forme arrondie. Ces granulats sont des agrégats dits “roulés”. En effet, l’usure qu’ils ont naturellement subi dans les cours d’eau leur confère une forme arrondie, en faisant un matériau idéal notamment pour le compactage du béton. 

En fonction de la région d’extraction, on peut trouver des roches différentes mais la majorité des granulats utilisés pour le béton notamment sont des roches siliceuses, du calcaires ou encore du silico-calcaires.

Ensuite, les granulats issus de roches massives. Ils peuvent être issus de roches volcaniques comme le basalte ou le rhyolite. Ils peuvent également être constitués de roches plutoniques comme le granite, le diorite, ou de roches, sédimentaires (calcaires, grès, …), et métamorphiques (gneiss, amphibolite,…). 

Les granulats de roches massives sont exploités à l’aide d’explosifs, et d’un traitement mécanique permettant leur fragmentation pour obtenir la granulométrie souhaitée.

Ils subissent une transformation mécanique comme le processus de concassage, de broyage, de criblage et lavage.

Enfin, la dernière famille des granulats est celle dîtes des granulats de recyclage et artificiels (bétons et enrobés recyclés, laitiers de hauts fourneaux, …). Les granulats de recyclage sont des granulats issus d’un traitement mécanique après déconstruction / démolition d’infrastructures existantes. 10% des granulats utilisés sont issus du recyclage.

L’extraction des granulats 

L’extraction du granulat varie en fonction de sa typologie. 

Si le granulat est alluvionnaire, alors il est issu d’un gisement alluvionnaire. En fonction de sa situation, l’extraction se fait dans l’eau ou hors de l’eau.  Dans le cas d’un gisement terrestre, l’extraction est réalisée avec des machines traditionnelles telles que des pelles ou chargeuses dotées d’un large godet. 

Si le granulat est issu de roches massives, l’utilisation d’explosifs va permettre son chargement et son traitement en granulats concassés. 

Concernant les types d’extractions, il y a différentes façons d’extraire des granulats.

La méthode traditionnelle consiste à faire un forage multiple sur le front de taille définie, insérer des charges explosives, blaster le front et ensuite venir récupérer le brut d’abattage pour l’emmener aux concasseurs. Le ramassage se fait à l’aide d’excavatrices et/ou de chargeuses qui attaquent et chargent dans des dumpers le brut d’abattage. Dans les cas où les matériaux extraits sont tendres, les machines attaquent le front de taille sans opération de tir de mine.

La dernière méthode est la technique dite de l’ébouli. Cette méthode est souvent utilisée dans les carrières de la Vallée de la Maurienne, ou les sédiments sont extraits en creusant par le bas du front de taille et les matériaux tombent d’eux-mêmes par gravité.

Equipement de godets dans le cadre de l’extraction de granulat

Concernant l’armement d’un godet de production, les services techniques de Feurst® ont développé un outil de prescription générale disponible sur le site internet, vous permettant d’avoir une préconisation de votre godet.

Néanmoins, nous pouvons concevoir avec l’aide du client un godet “sur-mesure” afin d’avoir un outil d’attaque au sol performant.

Dans ce cas, un de nos experts prend contact avec le client (possibilité de se déplacer sur site) et ce dernier va étudier la façon de travailler, les conditions d’extractions qui sont spécifiques à chaque carrière (granulométrie, type de roche, etc…).

Après avoir recueilli toutes les informations et pris toutes les mesures de la lame du godet (longueur avec les flancs, longueur “hors tout”, profondeur, épaisseur de la lame, forme de la lame – droite, semi-delta, voir delta), épaisseur des flancs ; notre expert est à même de dessiner un plan de lame de godet. Ce plan de lame donne toutes les recommandations et préconisations nécessaires : positionnement des adapteurs, entre-axe des adapteurs dans le but d’accueillir des boucliers inter-dents adaptés à l’entre-axe pour protéger la lame dans les conditions dures et abrasives.

Nous vous conseillerons également sur la forme de la dent la plus adaptée à vos conditions d’extractions, et ce en fonction des matériaux extraits. Il est évident qu’une forme de dent renforcée pour travailler dans des matériaux abrasifs comme le granite ou la diorite sera prescrite plutôt qu’une forme dite “d’impact” travaillant dans des matériaux sédimentaires.

Le but final est d’offrir au client une préconisation spécifique et adaptée aux méthodes de travail. Cette recommandation offre un compromis très intéressant entre une résistance à l’abrasion, une pénétration accrue dans les matériaux. Elle permet, en outre, de repousser les ratios d’usures le plus loin possible et surtout offrir une solution de confort tant au niveau du chauffeur que de la machine. A noter qu’une machine mal équipée peut endommager sur le long terme des pièces de structure et augmenter les niveaux de consommation en carburant.

Exploitation des granulats 

Les granulats sont des matériaux indispensables. En effet, pas moins d’1 million de tonnes de granulat doit être produit chaque jour pour répondre au seul besoin de l’économie Française, . 

80% de cette production est destinée au génie civil et 20% au bâtiment. Parmi ses utilisations les plus courantes, on retrouve  :

• La construction 

Le granulat rentre dans la constitution du béton. Le béton est donc une pierre reconstituée, composée de fragments de roches. Sa résistance et sa longévité font du béton, l’élément le plus utilisé dans le secteur de la construction. Il permet de construire des bâtiments tels que des maisons, immeubles, hôpitaux, ponts etc. 

• Les routes et chaussées

Le granulat offre une adhérence et une stabilité aux routes et chaussées. Il est utilisé tant pour les fondations que pour les couches de roulement comme le bitume.

• Les voies de chemin de fer

Les granulats sont utilisés pour maintenir l’écartement des rails tout en assurant une excellente rigidité, supportant les passages des trains et TGV. 

Quelques chiffres clés 

• La construction d’une maison = 100 à 300 t de granulats
• 1 km de voie ferrée = 10 000 à 15 000 t de ballast,
• Un lycée ou un hôpital = 5 000 à 20 000 t de granulats
• 1 km d’autoroute = 20 000 à 30 000 t de granulats

En conclusion, le granulat est une ressource indispensable. Il permet de construire des chaussées, routes, des places publiques, des trottoirs, des voies ferrées, mais aussi des bâtiments comme des habitations, des bureaux, des usines, des écoles, hôpitaux…

Les caractéristiques des granulats différent et les exigences des clients varient en fonction des usages. Les éléments différenciants sont donc : la densité, l’angularité, la taille et la granularité.