Broyage

Le broyage est utilisé pour obtenir une granulométrie bien spécifique d’un produit en vrac, que ce soit pour réduire sa granulométrie, ou pour modifier son volume ou ses propriétés. Choisir la bonne technologie de broyage pour son process n'est cependant pas simple.

QUEL EST VOTRE CHAMPS DE COMPÉTENCES ?

Aurélien Delhay : Lessine, qui existe depuis plus de 130 ans, est situé à Péruwelz, en Belgique. L’entreprise conçoit et installe des équipements et des installations destinées au broyage, au mélange, au séchage, au tamisage et à la manutention des produits en vrac. Sur base de ces décennies d’expérience, nous adaptons nos différentes technologies aux besoins de nos clients, c’est du sur-mesure technologique. Nous dessinons et nous faisons fabriquer nos solutions. Nous intervenons aussi bien pour la fabrication d’équipements que pour la livraison de projets clés en main, du changement des matières premières jusqu’à la mise en conditionnement des produits finis, hors ensachage.

LA TAILLE DE VOTRE STRUCTURE EST-ELLE UN AVANTAGE OU UN INCONVÉNIENT ?
A. D. : La taille de notre structure nous permet d’être agiles et dynamiques sur le marché. Nous restons à l’écoute du client et nous nous adaptons à ses contraintes. Si un client nous demande par exemple l’intégration d’un accessoire bien spécifique dans la solution, nous l’intégrerons: nous apporterons nos observations et nous commenterons lorsque des alternatives plus intéressantes seraient, à notre sens, envisageables. L’une des forces de Lessine est de pouvoir réaliser des solutions ultraspécialisées, par exemple pour la pharmaceutique, mais aussi des solutions basiques, par exemple pour le secteur agricole. Notre objectif est de proposer à nos clients des solutions globales avantageuses, aussi bien d’un point de vue économique que pratique. Bien que nous réalisions déjà des projets à l’export, nous souhaitons aujourd’hui développer notre activité à l’international. Nous cherchons actuellement à étoffer nos effectifs pour y parvenir.

POURQUOI LES INDUSTRIELS ONT-ILS BESOIN DE RECOURIR AU BROYAGE DANS LEURS PROCESS ?
A. D. : Généralement, le broyage est utilisé pour réduire la granulométrie d’un produit solide en vrac. Il peut aussi être utilisé pour modifier les propriétés du produit afin de l’utiliser en aval du process. À titre d’exemple, dans le secteur des minéraux, les industriels chercheront à réduire les particules en tailles millimétriques afin de réaliser du sable ou des granulats. En réduisant encore la granulométrie, le produit en vrac pourrait être utilisé dans diverses applications, type liants ou ciments. Autre illustration : le broyage peut permettre la production de farines végétales ou animales utilisées ensuite dans la composition d’aliments.

POUVEZ-VOUS RÉPONDRE À TOUS LES SECTEURS INDUSTRIELS ?
A. D. : Lessine est historiquement présent dans le secteur des minéraux : nos broyeurs sont régulièrement utilisés pour obtenir des poudres micronisées. Nous avons notamment beaucoup de demande pour le broyage du calcaire. Les secteurs de l’alimentaire et de la chimie fine représentent également une part importante de notre activité. Nous répondons aussi de plus en plus aux besoins des industries pharmaceutiques et cosmétiques. Nous avons acquis une certaine expérience dans le domaine et nous sommes régulièrement sollicités pour de nouveaux dossiers. Un autre secteur est en forte croissance : celui du recyclage et de la revalorisation de coproduits qui seront réutilisés dans des processus industriels.

QUELLES SONT LES BONNES QUESTIONS À SE POSER EN DÉBUT DE PROJET ?
A. D. : Pour définir les solutions adaptées à une problématique de broyage, il est important de se poser quelques questions essentielles. Le client devra d’abord porter une réflexion sur la matière elle-même : Quelle est la consistance de la matière ? La matière est-elle ductile ou cassante ? Quelle est la dimension maximale des agglomérats ou des particules ? Dispose-t-on d’une courbe granulométrique de la matière ? Connaît-on l’indice de broyabilité et d’abrasivité ? L’industriel devra également renseigner si le chargement est en batch ou en continu et définir son objectif de réduction. Il pourra ensuite poursuivre son raisonnement avec des questions plus spécifiques sur les équipements mêmes : Y a-t-il des critères de nettoyabilité/alimentarité ? La matière présente-t-elle un risque d’explosion ATEX ? La matière est-elle corrosive ? La génération de fines est-elle un problème ? Quel est le taux d’utilisation de l’équipement ? Y a-t-il des contraintes d’implantation ? Nous accompagnons nos clients dès le départ pour répondre à toutes ces questions élémentaires.

QUELLE RÉFLEXION FAUT-IL ENSUITE MENER POUR CHOISIR LA BONNE SOLUTION TECHNOLOGIQUE ?
A. D. : La technologie de broyage appropriée est principalement déterminée par la nature du produit même, par la granulométrie du produit en entrée et celle souhaitée en sortie de process. À titre d’exemple, si le client cherche à réaliser des particules ultrafines, le broyeur centrifuge ou le broyeur à boulets seront souvent les plus adaptés. Le choix entre l’un ou l’autre sera alors plutôt guidé par l’abrasivité, la dureté, la capacité ou autres spécificités du produit et/ou du process. Si l’industriel souhaite obtenir une granulométrie de l’ordre de 100 microns, les deux technologies mentionnées ci-avant peuvent être envisageables, tout comme l’utilisation d’un broyeur à marteaux. S’il cherche à obtenir une granulométrie millimétrique, il pourra utiliser un broyeur à marteaux, un broyeur à boulets ou encore un broyeur marteaux-cylindre. Ce dernier combine les avantages du broyeur à cylindres et du broyeur à marteaux et est adapté pour les produits collants, comme les engrais qui ont souvent tendance à obstruer les grilles d’un broyeur à marteaux. Enfin, pour obtenir des granulométries plus grossières, différentes technologies sont disponibles : émotteur, broyeur à couteaux, déchiqueteur, broyeur à percussion, broyeur à mâchoires, broyeur à cylindres, etc.

QUELS SONT LES PARAMÈTRES PERMETTANT DE CATÉGORISER LA BROYABILITÉ DES MATÉRIAUX ?
A. D. : Plus on souhaite obtenir une petite granulométrie, plus la puissance nécessaire pour y parvenir et l’investissement seront importants. Certains indices ont été développés de manière théorique et empirique pour arriver à catégoriser des matériaux par leur broyabilité. Les plus connus sont l’indice de Bond pour les minéraux, le Hard Grove pour le charbon, les indices de broyabilité pour d’autres matériaux. Le premier a été développé pour mesurer la broyabilité des minéraux et s’applique principalement aux broyeurs à boulets. Chez Lessine, nous pouvons réaliser au besoin des analyses de certains matériaux, qui peuvent durer d’une à deux semaines. Nous simulons des cycles de broyage avec un broyeur afin de mesurer le temps et l’énergie nécessaire pour parvenir à une certaine granulométrie. Une fois l’analyse terminée, nous obtenons un indice de broyabilité (indice de Bond ou autre suivant les procédures suivies), exprimé en kilowatt par tonne métrique, ce qui nous permet de correctement dimensionner nos équipements. Nous pouvons proposer des broyeurs à boulets batch pour de faibles capacités ou des broyeurs à boulets en continu pour des capacités plus importantes.

L’USURE DES ÉQUIPEMENTS EST UN POINT D’ATTENTION DU PROCESSUS DE BROYAGE : POUVEZ-VOUS NOUS DONNER DES PRÉCISIONS ?
A. D. : Le broyage a, par définition, vocation à réduire la granulométrie de matières solides en vrac. La dureté des matériaux peut entraîner des problèmes d’usure des équipements. L’usure est liée au carré de la vitesse : si les vitesses de broyage sont importantes – comme c’est le cas pour les broyeurs à marteaux rapides, les broyeurs centrifuges ou les émotteurs rapides –, le broyage de produits abrasifs est compromis. L’usure pourrait être très rapide. Il faudrait dans ce cas adopter des technologies fonctionnant à basse vitesse, comme les broyeurs à mâchoires, les broyeurs à cylindres ou les broyeurs à boulets avec revêtement céramique. À l’inverse, si un produit est tendre et non abrasif, il sera intéressant d’utiliser des machines qui fonctionnent à vitesse rapide. Elles permettront d’obtenir le résultat souhaité avec un coût d’exploitation minimal. Nous pouvons, entre autres, utiliser l’échelle de Mohs pour appréhender la dureté des minéraux et ainsi proposer une solution adaptée.

RÉALISEZ-VOUS DES ESSAIS EN AMONT POUR RASSURER LE CLIENT ?
A. D. : Lorsque nous sommes sollicités par un client, nous le guidons pour appréhender les caractéristiques de son produit et réfléchir autour des différentes solutions possibles. Nous pouvons au besoin réaliser des essais sur notre site de Péruwelz. Le client fournit alors entre 50  litres et 1 m3 de son produit, puis nous réalisons des tests pour vérifier les débits, la granulométrie obtenue et la puissance consommée. Ces essais nous permettent aussi de connaître les propriétés de coulabilité du produit. Certains produits trop humides peuvent favoriser l’apparition de voûtes. Lessine a ici l’avantage de pouvoir également fournir des solutions de séchage en amont du broyage.

SOUHAITEZ-VOUS ILLUSTRER VOS PROPOS PAR QUELQUES APPLICATIONS RÉCEMMENT RÉALISÉES PAR LESSINE ?
A. D. : Nous avons récemment travaillé avec l’un de nos clients, spécialisé dans la valorisation de batteries électriques. Nous lui avons d’abord fourni un déchiqueteur qui permet de dissocier les différents éléments de la batterie en particules centimétriques. Un sécheur est ensuite positionné en aval pour que la pâte devienne suffisamment sèche pour permettre une séparation. Le broyage est assuré par un broyeur à marteaux. Après une séparation magnétique, un tamisage permet de récupérer d’un côté la poudre, et de l’autre le plastique. Ce cas concret montre que Lessine est capable de fournir toutes les technologies nécessaires à l’application. Nous avons également eu des demandes pour microniser des granulés de bois afin de les utiliser en combustibles alternatifs dans des brûleurs. Nous sommes aussi sollicités pour broyer des coquilles d’huîtres ou de Saint-Jacques : leur micronisation via des broyeurs centrifuges ou des broyeurs à boulets permettent leur utilisation dans des peintures ou des additifs plastiques.