Etude des aspects énergétiques de la fabrication des enrobés bitumeux en centrale d'enrobage

par Lauredan Le Guen

Thèse de doctorat en Génie Civil

Sous la direction de Philippe Tamagny.


  • Résumé

    Les problématiques énergétiques et environnementales des centrales d’enrobage nécessitent une compréhension précise des opérations unitaires utilisées pour la fabrication des enrobés bitumineux. Les résultats de thèse contenus dans ce manuscrit concernent l’opération de séchage et de chauffage des matériaux granulaires afin d’assurer un enrobage efficace avec le bitume, ainsi qu’une bonne maniabilité de l’enrobé. Le tambour rotatif permet d’assurer le contact entre les granulats et les gaz chauds issus d’un brûleur. La caractérisation des phénomènes de transfert de chaleur et de matière au sein de cet équipement est l’objectif de ce travail de thèse. Un modèle 1-D, en régime permanent, est proposé afin de prédire l’évolution axiale de la température et de la teneur en eau des phases en présence. Deux campagnes expérimentales ont permis d’identifier des paramètres physiques et fiabiliser le modèle : la première est effectuée sur une maquette froide, la seconde est réalisée à l’échelle industrielle sur une centrale d’enrobage de type TSM XL 17. Des moyens de mesure, de natures intrusives (thermocouples, mesures de vitesse des gaz) et non-intrusives (caméras rapide et infrarouge), ont été déployés sur chacune des installations. Le modèle, résolu numériquement, est complété par un jeu d’hypothèses concernant le couplage entre le chauffage et le séchage des matériaux granulaire. Une étude de sensibilité sur les paramètres, permet la validation des hypothèses et l’identification des paramètres influents du procédé, tels que la répartition transversale de la phase granulaire dans le tambour et la répartition de l’énergie de combustion.

  • Titre traduit

    Energy study of hot-mix asphalt plant during the asphalt concrete manufacturing


  • Résumé

    Energy and environmental issues of the hot-mix asphalt process require accurate understanding of the asphalt concrete during manufacturing stages. The results of the Ph D thesis concern the drying and heating process of the granular materials in order to ensure proper coating with bitumen and suitable handling. The rotary kiln fulfils the contact between aggregates and the hot gases provided by a burner. Heat and mass transfer characterization inside this equipment is the objective of the Ph D thesis. A one-dimensional model developed in steady state is proposed in order to predict axial evolution of the temperature and moisture content of the phases conveyed into the drum. Physical parameters for the modelling are identified from two experimental campaigns: the fist is carried out at the pilot scale, the second is performed at the industrial scale from a continuous plant (TSM XL 17). Intrusive (thermal probes, velocity measurements of the gases) and non-invasive (high frequency camera and infrared camera) measurements are employed on each equipment. Proper assumptions about the heating and the drying of the granular materials make reliable the modelling. A sensitivity study validates assumptions and specifies the influent parameters of this process such as the hold-up ratio into the drum and the distribution of the combustion energy.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (171 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.133-140

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th. 2452
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