L’équipement utilisé dans l’environnement poussiéreux des carrières de calcaire exige un matériel adéquat. Sagrex a fait appel à SKF pour sa mine de Beez, en Belgique.

 

De loin, les immenses tombereaux jaunes qui font la navette dans le paysage boueux ressemblent à des jouets manœuvrant dans un bac à sable géant. Mais, quand on s’approche, et que les camions passent en grondant avec leurs roues de deux mètres de diamètre, on commence à se rendre compte de la véritable échelle de la carrière de Beez, en Belgique, qui entaille le relief terrestre.

Cette carrière de calcaire de 80 mètres de profondeur exploitée par Sagrex est située dans le flanc nord du synclinorium de Namur, un terme géologique qui désigne un enchaînement de plis dessinant une concavité et composé de strates formées il y a plus de 300 millions d’années. « Auparavant, cette partie du centre de la Belgique était recouverte par la mer, explique Jean-Michel Van Peteghem, directeur de la carrière. Le gisement a été formé par les particules calcaires qui se sont déposées et fossilisées lorsque les plaques ont bougé et que la mer s’est retirée. »

La carrière qui s’étend sur 85 hectares sur les rives de la Meuse est exploitée depuis 1848. À l’époque, le calcaire était extrait par le travail de l’homme et du cheval. « Aujourd’hui, nous comptons sur un parc de tombereaux et 40 salariés, et consommons 2 000 kilos de dynamite par jour pour extraire environ 1,7 million de tonnes de calcaire de qualité supérieure chaque année. » Mais l’exploitation du site n’a été autorisée que pour encore cinq à dix ans. Lorsque le calcaire de Beez sera épuisé, les opérations seront transférées dans une carrière toute proche.

Chaque année, on retire des carrières belges quelque 50 millions de tonnes d’agrégats.

« Le calcaire extrait à Beez est particulièrement adapté à la production de béton, indique Jean-Michel Van Peteghem. On s’en sert pour construire des digues et des ports, dans les travaux publics et les produits en béton, dans les applications chimiques, agro-industrielles et sidérurgiques. » La carrière produit du calcaire concassé d’une granulométrie allant du sable calcaire aux moellons de 300 kilos destinés exclusivement aux digues néerlandaises.

 

La roche est dynamitée,rassemblée par des pelles hydrauliques et transportée par tombereau jusqu’au site de transformation. Là, elle est déversée dans un concasseur à mâchoires qui la réduit en fragments qui sont ensuite triés selon leur taille. Ceux-ci se sont ensuite broyés et transformés en une série complète de produits, mais avant cela, ils doivent passer par un crible laveur rotatif qui en élimine toute l’argile.

Chez Sagrex, on accorde beaucoup d’attention au lavage. « Il y a beaucoup d’argile et si on ne l’élimine pas, le béton sera moins résistant, souligne Michel Van Peteghem. Il n’est pas nécessaire d’avoir une carrière propre, mais si on y parvient, on a moins de gaspillage, un rendement plus élevé et un meilleur produit. C’est pourquoi on a investi dans ces tambours laveurs rotatifs. Rares sont les carrières qui ont recours à ce système et nos affaires marchent extrêmement bien. Allez comprendre ! », confie-t-il avec un pétillement dans les yeux.

La carrière de Beez possède deux tambours laveurs rotatifs installés côte à côte dans un bâtiment spécial. Les tambours laveurs font trois mètres de diamètre pour dix mètres de long et reposent chacun à l’horizontale sur deux rangées de neuf roues reliées par des accouplements. L’une des deux rangées est entraînée par un moteur de 132 kW et un réducteur.

Les agrégats sont introduits à l’une des extrémités et mélangés à de l’eau. Quand le tambour tourne, les fragments s’entrechoquent et l’argile se détache. Elle se dissout dans l’eau qui est recyclée et réinjectée dans le système. À l’intérieur du bâtiment, le niveau sonore des machines, des roches qui se heurtent et de l’eau est évalué à environ 120 dB, soit l’équivalent d’un avion au décollage. Il est donc hautement recommandé de porter des boules Quiès.

« On a installé ces tambours laveurs en 1992 et ils marchaient très bien, précise Michel Van Peteghem. Mais les roulements étaient souvent victimes de défaillances, une fois par trimestre en moyenne, et, à chaque fois, on devait tout arrêter pendant huit heures pour les remplacer car il fallait retirer l’essieu et l’emporter dans un atelier. » En 2007, le directeur de la carrière a donc demandé à SKF d’étudier l’installation d’un essieu non moteur et de trouver une solution pour réduire les temps d’arrêt et faciliter la maintenance.

La solution SKF, qui a inclus la conception, les roulements, les paliers, les joints d’étanchéité, les arbres et les accouplements, a porté sur le système d’entraînement et le système sans entraînement des tambours laveurs. Au final, les temps d’arrêt ont été considérablement réduits.

« Nous sommes très satisfaits de la solution fournie par SKF. Nous avons commencé à collaborer en 1980 et ils nous ont toujours proposé des solutions viables, de très bons conseils et des produits de qualité supérieure dans lesquels nous avons toute confiance. Notre collaboration avec le bureau d’études sur ce projet a été un grand succès et, depuis que la solution est installée, nous n’avons connu aucun problème. Je suis 100 % satisfait. Et je suis sûr que je ne changerai pas d’avis. »

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La conception d’une nouvelle solution

SKF a proposé toute une série de mesures pour résoudre les problèmes de fiabilité des tambours laveurs de la carrière de Beez. « On a conçu de nouveaux essieux permettant d’installer des roulements SKF standard, afin d’assurer l’interchangeabilité et la disponibilité des pièces, explique Jurgen Matthieu, responsable Reliability Systems Engineering Projects chez SKF Belgique. En outre, le choix de paliers en deux parties permet de retirer le train de roues sans avoir à démonter les roulements et les paliers. »

SKF a également changé les dimensions des roulements afin qu’ils puissent supporter des charges plus élevées tout en ayant un diamètre extérieur plus petit. Ainsi, une fois le train de roues retiré, on peut passer directement les roues par-dessus les roulements sans avoir à démonter ces derniers. Les paliers SKF sont équipés de joints d’étanchéité pour protéger les roulements et maintenir un bon niveau de lubrification. Au final, le temps d’arrêt dû au remplacement des roues a été réduit de 50 %.

Côté entraînement, le problème majeur était l’usure des accouplements mécaniques entre les essieux. « Comme les accouplements n’étaient pas connectés le long de la longueur du tambour laveur rotatif et que l’entraînement n’était assuré que par deux roues, les essieux présentaient une usure irrégulière et devaient donc être réparés ou remplacés régulièrement. Ce qui entraînait de longs arrêts et des problèmes d’approvisionnement étant donné que les pièces étaient toutes de tailles différentes. »

« Nous avons proposé une solution comprenant de nouveaux essieux identiques et standard et un train d’engrenage de manière à ce que le poids soit régulièrement distribué sur tous les pneus et à ce que toutes les roues soient entraînées afin de résoudre le problème de l’irrégularité de l’usure. »

Leur diamètre étant inférieur à celui des disques boulonnés sur l’arbre, les pneus peuvent être remplacés en retirant les boulons. L’ensemble du système a été aligné au laser.