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juin 11, 2021

Le sable concassé – une solution au déficit global de sable?

Oldemar Meneses
Oldemar Meneses
Directeur, Solutions Broyage et Sable
Les granulats, c’est-à-dire sable et graviers, sont parmi les matériaux les plus importants du monde moderne. Sans eux, nous ne disposerions pas du béton et des enrobés pour la construction et les infrastructures. Bien que le sable soit la deuxième ressource naturelle en volume après l’eau, son utilisation est peu réglementée dans de nombreuses zones, et la demande croissante pourrait conduire à une pénurie future. La transition vers le sable concassé permettrait un usage durable du sable dans le futur. *

Les nombreux défis posés par l’utilisation du sable naturel

Le sable est communément utilisé comme matériau de construction parce qu’il est bon marché, abondant et adapté à de nombreux usages comme la production d’enrobés, de béton et de verre. Malheureusement, il est trop souvent extrait illégalement des rivières ou environnements marins. Ceci a des conséquences comme l’érosion des rivières et des côtes ainsi que des modification du PH des eaux. Ceci menace également les activités de pêche, la biodiversité et la disponibilité en eau douce. Lors de l’extraction du sable, la boue se mélange à l’eau de la rivière, ce qui empêche les animaux d’accéder à la nourriture. Comme le sable naturel est exploité sans considération pour l’impact environnemental, cela est devenu un défi majeur de durabilité globale.

Les prévisions de demande globale de granulats s’établissent à 60 Milliards de tonnes par an en 2030 en raison des tendances lourdes telles que l’augmentation de la population, l’urbanisation et la croissance économique. Selon certaines prévisions, le sable naturel pourrait s’épuiser dès la première moitié de ce siècle. On pourrait se demander pourquoi ne pas utiliser le sable des déserts, qui est abondant. Le sable des déserts n’a pas la forme adéquate : les grains sont trop ronds pour être utilisés dans des bétons industriels. Pour le béton, les grains doivent être suffisamment anguleux pour assurer une adhérence mutuelle et rendre le matériau durable. Qu’en est-il du sable marin ? C’est possible mais le sable marin doit être lavé au préalable. Sinon, le sel corrode les armatures en acier ce qui les fragilise rapidement.

Les nombreux avantages du sable concassé

Heureusement, le sable peut également être produit mécaniquement. Le matériau de base pour le sable concassé est le substrat rocheux et le sable est produit de la même manière qu’il se formerait naturellement: les roches sont concassées et pulvérisées en particules de plus en plus petites. A l’aide de différents types de broyeurs et d’un process adapté, en fonction de l’application et de la spécification du sable à produire, des broyeurs à cône, à percussion à axe horizontal ou vertical et des broyeurs à cylindres peuvent être utilisés pour transformer les roches en tout type de granulats remplissant les exigences spécifiées.

Même si la fabrication mécanique de sable consomme de l’énergie, la production peut avoir lieu sur place, ce qui réduit les coûts de transports et l’impact environnemental.

Dans un process de sable concassé, les clients peuvent atteindre de biens meilleures proportion granulaires avec la nouvelle technologie HRC, ainsi qu’un meilleur contrôle de la courbe du sable concassé avec une très bonne forme des particules et moins de génération d’ultrafines. Avec la technologie VSI Barmac, une excellente forme peut être obtenue ; avec les broyeurs à percussion NPXX et les nouveaux broyeurs à cône en configuration F ou EF, de forts rapports de réduction peuvent être obtenus. Et en final, les ultrafines générées par quelque process que ce soit peuvent être traitées avec un classificateur à air en voie sèche ou avec la technologie WMS en voie humide si nécessaire.

L’utilisation de sable concassé a du sens de plusieurs  points de vue. D’abord, le sable concassé est plus uniforme et constant que du sable naturel et ensuite il a un avantage par rapport au sable naturel en regard de la production de béton car il en faut de 5 à 20% de moins que du sable naturel pour remplir le volume de vide entre les particules. Même si la fabrication mécanique de sable consomme de l’énergie, la production peut être réalisée sur site, ce qui réduit les coûts de transport et l’impact environnemental.

De plus, pour produire leurs produits de base, beaucoup de carrières génèrent des sous-produits qui deviennent des déchets pour de nombreuses raisons. Ces sous-produits deviennent un problème au coût élevé pour les producteurs, car ils occupent de l’espace et du volume et imposent des manipulations multiples et les consommations de carburant associées, bien qu’étant tout à fait adaptés à la production de sable concassé.

En combinant les diverse technique de broyage et de criblage dont nous disposons, il est possible de retraiter ces matériaux pour les transformer en produits de haute qualité et forte valeur qui se conforment aux spécifications de forme et de courbe granulométrique requise par l’industrie de la construction, avec l’avantage de pouvoir éliminer si nécessaire les ultrafines inférieures à 0,074mm (200 mesh) en utilisant un process sec ou sous eau.

De nouvelles manières de fabriquer du béton sont en évaluation permanente

Il est un fait que la demande de sable concassé va augmenter dans le futur. Par exemple, des scientifiques ont proposé à une administration internationale de contrôler la distribution et l’utilisation du sable. L’utilisation du sable est déjà réglementée en Europe et aux Etats Unis, ainsi que dans des pays en développement, mais les contrôles sont encore faibles dans bien des domaines. En Inde, la possibilité de remplacer une partie du sable utilisé dans le béton par des déchets plastiques est en cours d’évaluation. Des idées alternatives pour un « Béton Vert » sont testées, comme le recyclage de chaussées en béton, la réutilisation de granulats usagés ou la substitution du sable par d’autre matériaux .

Toutefois, du bétons à hautes caractéristiques exige des matériaux de haute qualité. Le sable peut constituer de 30 à 40% des composants d’un béton – voire même davantage en fonction de la formulation – mais il a une grande influence sur la quantité de ciment requise pour atteindre les propriétés recherchées du béton. Le ciment représente en moyenne 50% du coût total du mélange. Le sable concassé de haute qualité n’apporte pas seulement une amélioration de la qualité du béton : il apporte aussi une réduction de coût dans la préparation de bétons de haute qualité.

*UNEP 2019. Sand and sustainability: Finding new solutions for environmental governance of global sand resources. GRID-Geneva, United Nations Environment Programme, Geneva, Switzerland.

The report has been used as one source for this blog post. 

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