On s'est aperçu que le passage des trains, et notamment de trains à grande vitesse, provoquait une usure prématurée du ballast utilisé pour supporter les voies ferrées. En particulier, les pierres ou cailloux utilisé (e) s se fendillent ou se fissurent (surtout pendant les périodes de gel et de dégela et leur contour devient de plus en plus arrondi (polissage). Or, un ballast de bonne qualité doit répondre à certains critères de granulométrie et respecter certaines conditions de tenue. Ainsi, le ballast doit contenir des cailloux dont les facettes sont pointues ou aiguisées pour qu'ils puissent s'agglomérer entre eux sans glisser les uns par rapport aux autres, comme le feraient par exemple des galets. Il est donc apparu nécessaire de remplacer ce ballast, et ce dans une fréquence d'une fois tous les 8 à 12 ans en moyenne, fréquence qui dépend du type de ligne (trains à grande vitesse, trains régionaux, trains de marchandises) et de sa fréquentation (banlieue, province).

Ce ballast, une fois retiré, est typiquement soit envoyé dans des broyeurs pour le réduire en granulat destiné à en faire du matériau de charge pour revtement de routes, soit est stocké tel quel dans des décharges où il est inutilisé. On replace donc sous la voie ferrée à rénover du ballast neuf sortant d'une carrière. Il y a donc une perte importante au niveau des coûts d'entretien des lignes ferroviaires, ainsi que des pertes de matière première.

Pour résoudre ces inconvénients, l'invention propose un procédé pour la revalorisation de ballast usagé caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) on récupère du ballast usagé d'une voie ferrée,

b) on transporte ledit ballast vers un premier crible où il est trié, et on récupère la partie de ballast dont la plage de granulométrie est sensiblement identique, ou légèrement supérieure, à celle d'un ballast neuf, c) on fait passer cette partie de ballast à l'intérieur d'une machine de traitement par choc de façon à façonner des artes vives en détachant des éclats de celui-ci en des endroits de moindre résistance des pierres qui le constituent, par choc desdites pierres du ballast entre elles et/ou entre ces pierres et des moyens écueils-concasseurs internes à la machine, sans broyer les pierres, d) on récupère le ballast traité après passage dans la machine de traitement par choc, et on le fait passer dans un second crible où il est trié de façon à ne conserver que la partie du ballast traité dont la plage de granulométrie est sensiblement identique à celle du ballast neuf sélectionnée, e) et avant et/ou après l'étape d), on achemine le ballast dans un tamis vibrant afin d'en éliminer les poussières.

Afin de pouvoir contrôler la formation des artes vives du ballast usagé, l'invention prévoit que pendant l'étape c), on projette le ballast dans la machine contre au moins une plaque déviatrice appartenant auxdits moyens écueils-concasseurs par l'intermédiaire d'un tambour rotatif interne équipé de moyens de projection dudit ballast.

Si l'on souhaite retirer plus rapidement les poussières et autres impuretés du ballast usagé, et/ou les éclats de ballast après traitement de celui-ci, le procédé pourra comprendre en outre une étape de lavage du ballast récupéré.

Selon une autre caractéristique de l'invention, on pourra utiliser dans le procédé au moins une plaque déviatrice réglable angulairement, et on pourra déterminer l'angle de réglage pour que les pierres soient projetées contre cette plaque par lesdits moyens de projection du tambour suivant un angle d'attaque supérieur à environ 45° par rapport à la normale aux plaques. Ainsi, on fera varier les conditions dans lesquelles les pierres

viennent frapper cette plaque, ce qui permet d'obtenir du ballast traité de différentes qualités (dimensions des artes, répartition granulométrique du ballast). On évitera aussi que les pierres viennent frapper les plaques déviatrices"de plein fouet", ce qui aurait pour effet de les briser en morceaux.

Afin de modifier les conditions dans lesquelles les pierres viennent frapper les moyens écueils-concasseurs, l'invention prévoit que l'on fasse tourner le tambour entre environ 15 et 50 mètres par seconde, et de préférence à une vitesse inférieure à environ 25 mètres par seconde, que l'on alimente en pierres la machine de traitement par choc par l'intermédiaire d'une bande de transport déplaçant les pierres jusqu'à l'entrée de ladite machine à une vitesse comprise entre 1 et 1,5 mètre par seconde, et de préférence sensiblement égale à 1,3 mètre par seconde, et que l'on règle l'inclinaison des plaques de sorte qu'elles fassent un angle avec l'horizontale compris entre environ 20° et 40°.

L'invention concerne aussi un dispositif de revalorisation de ballast usagé comprenant : -au moins un tamis vibrant pour retirer des poussières du ballast, -un premier crible à au moins deux étages pour trier le ballast usagé en récupérant la partie de ce ballast dont la plage de granulométrie est sensiblement identique ou légèrement supérieure à celle d'un ballast neuf déterminé, -une machine de traitement par choc permettant de façonner des artes vives sur ledit ballast usagé en détachant des éclats de celui-ci en des endroits de moindre résistance des pierres qui le constituent, par choc desdites pierres du ballast entre elles et/ou entre ces pierres et des moyens écueils-concasseurs internes à la machine, de façon à créer un ballast réutilisable, -un second crible disposé après la sortie de la machine de traitement et destiné à trier le ballast traité en conservant la partie dudit

ballast dont la plage de granulométrie est sensiblement identique à celle du ballast neuf.

Selon une considération complémentaire, la machine de traitement par choc comprendra de préférence : -un châssis muni d'une ouverture d'introduction du ballast usagé, le châssis renfermant : -un tambour relié à un moteur et monté tournant autour d'un axe de rotation, ledit tambour étant équipé de moyens de projection du ballast usagé, ces moyens comprenant de préférence des parties en céramique d'une section comprise entre environ 1 et 5 millimètre (s), -et des moyens écueils-concasseurs contre lesquels le ballast usagé est projeté, ces moyens comprenant au moins une plaque déviatrice réglable en orientation, disposée sensiblement parallèlement à l'axe de rotation xx'du tambour, et des plaques fixes renforçant intérieurement ledit châssis.

De façon à optimiser le traitement du ballast et en particulier afin de mieux répartir les artes vives créées sur le ballast, la solution propose que la machine de traitement par choc comprenne : -au moins deux plaques déviatrices, chacune montée pivotante autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation du tambour, lesdites plaques faisant un angle d'inclinaison avec l'horizontale, et -des moyens pour faire pivoter au moins une desdites plaques autour de son axe de rotation de façon à faire varier ledit angle d'inclinaison.

De préférence, cet angle d'inclinaison sera réglable et compris entre 20° et 40°.

Ainsi, en faisant varier l'angle que fait chacune des plaques déviatrices avec l'horizontale, on fait varier l'angle d'attaque du ballast venant percuter celle-ci, et donc les conditions de formation des artes vives.

Si l'on souhaite augmenter ou réduire la force avec laquelle le ballast usagé vient frapper la (les) plaque (s), l'invention propose que le

tambour soit relié à un moteur à vitesses variables (moteur à explosion accouplé à une boîte de vitesse, de préférence).

Si l'on souhaite encore améliorer les conditions de formation des facettes sur le ballast usagé, l'invention propose que l'une des plaques soit montée sur des moyens d'amortissement encaissant les chocs trop violents qui risqueraient de réduire les pierres en éléments trop petits.

Afin de ne pas abîmer le ballast traité, l'invention propose que la machine comprenne en sortie une goulotte comprenant au moins une plaque sensiblement horizontale formant un cadre et appartenant aux moyens écueils-concasseurs, ladite plaque étant prolongée en partie inférieure par des plaques suspendues entre lesquelles le ballast passe sans choc de concassage.

Si l'on souhaite améliorer les conditions de formation des artes vives du ballast tout en ayant une machine dont la durée de vie soit importante (relativement faible fréquence de changement des pièces usées), l'invention propose que certains au moins des moyens écueils-concasseurs contiennent dans leur composition métallurgique : -un pourcentage de carbone compris entre environ 0,13 et 0,24 -un pourcentage de nickel inférieur à environ 0,7 -un pourcentage de chrome inférieur à environ 1,5 -un pourcentage de manganèse compris entre environ 1,2 et 1,4 -un pourcentage de silicium compris entre environ 0,25 et 0,45 -un pourcentage de soufre inférieur à environ 0,005 -un pourcentage de phosphore inférieur à environ 0,001 -un pourcentage de molybdène compris entre environ 0,2 et 0,5 -et un pourcentage de bore inférieur à environ 0,002.

L'invention et sa mise en oeuvre apparaîtront encore plus clairement à l'aide de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins dans lesquels :

-la figure 1 représente le dispositif de revalorisation du ballast usagé conforme à la présente invention.

-la figure 2 est une vue en coupe d'une machine de traitement utilisée dans le dispositif de valorisation du ballast illustré par la figure 1.

Sur la figure 1, on voit donc un dispositif de revalorisation du ballast usagé. Ce dispositif comprend les moyens suivants, énumérés selon le sens de circulation du ballast dans le dispositif de revalorisation : -un chargeur 10 à roues équipé d'une trémie 12 inférieure et d'un tamis 14 vibrant, de préférence à fréquence variable, -une première bande 20 de transport du ballast vers un premier crible 30, -un premier crible 30 à au moins deux étages, et de préférence trois, -une seconde bande 40 de transport pour évacuer le ballast usagé trop fin pour tre traité, par exemple dont la granulométrie est inférieure ou égale à environ 25 mm, -une troisième bande 50 de transport pour évacuer le ballast usagé trop gros pour tre traité, par exemple dont la granulométrie est supérieure ou égale à environ 70 mm, -une quatrième bande 60 de transport pour récupérer la partie de ballast usagé dont la plage de granulométrie est légèrement supérieure à celle d'un ballast neuf, par exemple comprise entre environ 25 et 70 mm, et l'apporter vers une machine 200 de traitement par choc, -accessoirement, un démagnétiseur 70 pour retirer les parties métalliques de ladite partie de ballast usagé, -une machine 200 de traitement de ladite partie de ballast usagé, laquelle sera décrite plus en détail à l'aide de la figure 2, -un second crible 80 à deux étages, disposé en sortie de la machine et récupérant le ballast traité (c'est-à-dire muni d'artes vives),

-une cinquième bande 90 de transport pour évacuer le ballast traité trop fin pour tre utilisé, par exemple dont la granulométrie est inférieure ou égale à environ 25 mm, -une sixième bande 100 de transport pour récupérer la partie de ballast traité réutilisable, c'est-a-dire dont la gamme de granulométrie est sensiblement identique à celle d'un ballast neuf, par exemple comprise entre environ 25 et 50 mm.

Nous allons maintenant décrire le fonctionnement général du dispositif, c'est-à-dire en réalité le procédé de revalorisation du ballast : -Le ballast usagé est récupéré sur une voie ferrée dont on veut remplacer le ballast H est acheminé par un chargeur 10 à roues, sort de la trémie et passe sur un tamis 14 vibrant associé. Dans ce tamis vibrant 14, on répartit le ballast humide et le ballast sec de façon homogène, et on retire les poussières et autres impuretés présentes à sa surface (mousse, débris de pierre collés à celles du ballast, dépôts gras...). La fréquence de vibration du tamis peut varier de façon à laisser passer plus ou moins de ballast dans le circuit de revalorisation. Avantageusement, le débit de ballast usagé sera d'environ 20 à 35 kg par seconde.

-Ce ballast usagé est acheminé par la première bande 20 de transport vers un premier crible 30 où il est trié à l'aide de deux plans de séparation (soit trois étages). Ainsi, on récupère une première partie du ballast usagé trop fin pour pouvoir tre traité, par exemple dont la granulométrie est inférieure ou égale à environ 25 mm. Cette partie est évacuée par la seconde bande 40 de transport et peut par exemple tre broyée pour servir de charge pour des revtements routiers. On récupère aussi une seconde partie de ballast usagé trop gros, c'est-à-dire dont la granulométrie est supérieure ou égale à environ 70 mm, et on l'évacue sur la troisième bande 50 de transport. Enfin, on récupère la partie de ballast susceptible de constituer du ballast neuf, c'est-à-dire dont la plage de granulométrie est sensiblement identique ou légèrement supérieure à une

plage de granulométrie déterminée correspondant à celle d'un ballast neuf, par exemple une plage comprise entre environ 25 et 70 mm.

-Une fois cette partie de ballast récupérée, elle est convoyée sur une quatrième bande 60 de transport, passe éventuellement devant un aimant 70 pour retirer les parties métalliques qu'il contient, et arrive dans la machine 200 de traitement à choc dans laquelle il est"revalorisé". Une description plus précise de cette étape est faite ci-après.

-Une fois le ballast traité, il est envoyé dans un second crible 80 où il est de nouveau trié pour séparer la partie de ballast traité trop fine, par exemple dont la granulométrie est inférieure ou égale à 25 mm, de la partie de ballast traité qui peut tre réutilisé, c'est-à-dire dont la granulométrie est sensiblement identique à une plage de granulométrie déterminée correspondant à celle d'un ballast neuf, par exemple une plage comprise entre 25 et 50 mm. La partie de ballast inutilisable est acheminée par une cinquième bande 90 de transport pour servir de charge pour revtement routier, tandis que la partie utilisable est acheminée par une sixième bande 100 de transport vers la voie ferrée ou vers un dispositif de stockage annexe (non représenté).

Une étape de nettoyage peut aussi tre ajoutée, soit sur le premier crible, soit sur le second crible, soit sur les deux, de façon à améliorer l'élimination de la couche de poussière et de saletés"collées"au ballast pour créer du ballast"propre". Pour cela, on pourra munir le (s) crible (s) 30 et 80 de moyens de lavage 35/85, par exemple à l'eau, de préférence chaude et munie de produit de nettoyage.

La figure 2 représente la machine 200 de traitement du ballast utilisé dans l'une des étapes du procédé de valorisation décrit précédemment.

Cette machine 200 comprend un châssis 210 métallique de forme sensiblement prismatique ou cubique muni d'une ouverture 215 d'alimentation par laquelle arrive la partie de ballast usagé pouvant tre

traitée, c'est-à-dire le ballast dont la granulométrie est comprise par exemple entre environ 25 et 70 mm. Ce châssis 210 est muni sur toute sa surface intérieure d'éléments fixes 220 de renfort qui vont servir de moyens écueils- concasseurs contre lesquels les pierres vont tre projetées de façon à tre concassées. Ces éléments 220 sont de préférence en acier à haute résistance, de préférence de composition suivante : -un pourcentage de carbone compris entre environ 0,13 et 0,24 -un pourcentage de nickel inférieur à environ 0,7 -un pourcentage de chrome inférieur à environ 1,5 -un pourcentage de manganèse compris entre environ 1,2 et 1,4 -un pourcentage de silicium compris entre environ 0,25 et 0,45 -un pourcentage de soufre inférieur à environ 0,005 -un pourcentage de phosphore inférieur à environ 0,001 -un pourcentage de molybdène compris entre environ 0,2 et 0,5 -et un pourcentage de bore inférieur à environ 0,002.

Un tambour 230 rotatif autour d'un axe xx'est monté dans ce châssis 210. Il est relié à un moteur 235 à explosion dont on peut faire varier la vitesse de rotation (par exemple à l'aide d'une boîte de vitesse). Ce tambour 230 est aussi renforcé sur ses parties externes, et est réalisé de préférence en acier à haute résistance, avec de préférence la composition suivante : -un pourcentage de carbone compris entre environ 0,13 et 0,24 -un pourcentage de nickel inférieur à environ 0,7 -un pourcentage de chrome inférieur à environ 1,5 -un pourcentage de manganèse compris entre environ 1,2 et 1,4 -un pourcentage de silicium compris entre environ 0,25 et 0,45 -un pourcentage de soufre inférieur à environ 0,005 -un pourcentage de phosphore inférieur à environ 0,001 -un pourcentage de molybdène compris entre environ 0,2 et 0,5 -et un pourcentage de bore inférieur à environ 0,002.

Ce tambour 230 est équipé sur son pourtour, de moyens 240 de projection, typiquement des pales, par exemple au nombre de quatre (ou de huit si l'on en met deux côte à côte dans le sens de la profondeur du tambour 230). Ces pales 240 sont aussi renforcées et sont de préférence en acier hautement résistant, avec avantageusement la composition suivante : -un pourcentage de carbone compris entre environ 0,13 et 0,24 -un pourcentage de nickel inférieur à environ 0,7 -un pourcentage de chrome inférieur à environ 1,5 -un pourcentage de manganèse compris entre environ 1,2 et 1,4 -un pourcentage de silicium compris entre environ 0,25 et 0,45 -un pourcentage de soufre inférieur à environ 0,005 -un pourcentage de phosphore inférieur à environ 0,001 -un pourcentage de molybdène compris entre environ 0,2 et 0,5 -et un pourcentage de bore inférieur à environ 0,002.

Localement, les pales 240 peuvent incorporer en surface des zones réduites en céramique 241, d'une section (ou diamètre) compris (e) avantageusement entre 1 et 5 mm.

Deux plaques déviatrices 250 et 260, réalisées par exemple en acier "blanc", c'est-à-dire brut d'aciérie, sont aussi installées dans la partie haute du châssis 210. Elles sont montées pivotantes respectivement autour des axes yy'et zz'parallèles à l'axe xx'de rotation du tambour 230. Chaque plaque 250/260 est reliée, en un point 254/264, à un bras 270/280 permettant de les faire pivoter individuellement ou en mme temps autour de leur axe respectif. Chaque plaque 250/260 fait un angle a d'inclinaison avec l'horizontale H, c'est-à-dire que les droites D et D' (droites perpendiculaires aux axes yy'/zz'et passant par les points 254/264) sont inclinées par rapport à l'horizontale H.

Une des plaques 260 est aussi munie d'un moyen 290 d'amortissement, typiquement un ressort de compression, de sorte que le

ballast qui arrive sur cette plaque est légèrement amorti par recul de la plaque 260.

Nous allons maintenant décrire l'étape de revalorisation proprement dite, c'est-à-dire celle qui se passe dans la machine 200 de traitement à choc.

Une fois le ballast usagé trié, il est transporté sur la quatrième bande 60 de transport vers la machine 200 de traitement et arrive dans celle- ci par son ouverture 215. Le débit de ballast peut tre réglé par la fréquence d'oscillation du tamis 14 vibrant et/ou par la vitesse de cette quatrième bande 60, laquelle vitesse peut varier de 0,8 à 2 mètre par seconde environ et est avantageusement d'environ 1,3 mètre par seconde.

Le ballast usagé tombe de son propre poids dans la machine 200 et vient frapper le tambour 230 et/ou les moyens 240 de projection, le tambour 230 tournant dans le sens contraire des aiguilles d'une montre (flèches f). Ce (s) premier (s) choc (c) permet (tent) déjà à certains fragments (éclats) de ballast de se détacher des pierres qui le constituent, en particulier aux endroits où ces pierres possèdent des zones de moindre résistance (amorce de rupture), ou fissures, formées lors de périodes de gel/dégel. Les pierres commencent alors à présenter des artes vives.

Les pales 240 permettent aussi, par leur rotation, de projeter le ballast en direction des plaques déviatrices 250/260 contre lesquelles celui-ci vient encore frapper pour continuer la formation de ses artes vives. Les pierres du ballast sont aussi projetées les unes contre les autres, toujours dans le mme but.

Enfin, les pierres peuvent aussi venir frapper les différents éléments 220 de protection du châssis pour poursuivre la formation des artes vives, ceux-ci étant aussi en matériau très dur.

Ainsi, par les différents chocs que subit le ballast contre ces moyens écueils-concasseurs formés en particulier par les plaques 250/260 et

les éléments de renfort 220, des artes vives se créent petit à petit, transformant du ballast usagé sensiblement lisse en ballast réutilisable.

Si l'on souhaite modifier les conditions dans lesquelles les artes vives se forment sur le ballast usagé lors de son traitement dans la machine 200, plusieurs solutions combinables sont offertes.

On fait varier le débit d'entrée du ballast usagé à l'intérieur de la machine, de la ou des façon (s) décrite (s) précédemment (vitesse de la bande de transport 60, fréquence de vibration du tamis 14). Ainsi, plus il y aura de pierres, plus elles pourront se projeter les unes contre les autres afin de former les artes vives.

On peut faire varier la vitesse de rotation du tambour 230, sachant que plus celui-ci ira vite, plus les artes vives se formeront rapidement et seront de grandes dimensions (le choc étant plus violent). La granulométrie du ballast ainsi obtenu sera donc plus basse. La vitesse de rotation peut varier en pratique entre 15 et 50 mètres par seconde, et de préférence reste inférieure à environ 25 mètres par seconde, ce qui laisse une grande marge de manoeuvre et permet d'affiner les réglages en fonction du ballast que l'on souhaite obtenir (nombre et dimensions des artes, granulométrie finale du ballast traité).

Enfin, une autre solution consiste à incliner les plaques déviatrices 250/260 autour de leurs axes à l'aide des bras 270/280. Par cette inclinaison de l'une ou l'autre des plaques (ou des deux), on modifie l'angle d'attaque ß du ballast projeté par les pales 240, et donc la forme et l'inclinaison des artes vives se formant sur celui-ci. En pratique, l'angle a d'inclinaison sera compris entre 20° et 40° pour chaque plaque, et de préférence entre 20° et 25° pour la plaque 250, et entre 32° et 37° pour la plaque 260, de sorte que l'impact des pierres ne se fasse pas"de plein fouet"sur lesdites plaques (on fera en sorte que l'angle d'attaque (3 soit inférieur à 45°), évitant ainsi que les pierres éclatent en trop gros morceaux et sortent de la plage de granulométrie désirée.

En partie basse du châssis 210, à l'endroit où les pierres doivent tomber sous la machine 200, le châssis 210 présente au moins une tôle horizontale 221 formant un cadre, de préférence de mme revtement que les éléments de renfort 220 (acier hautement résistant). Ce cadre 221, qui réserve des espaces de sortie pour les pierres, permet de terminer le concassage du ballast tout en en répartissant les moyens écueils-concasseurs sensiblement tout autour du tambour 230, sur la surface interne du châssis 210, augmentant ainsi d'autant les zones potentielles d'impact des pierres.

Ce cadre 221 se prolonge en partie inférieure de la machine 200 par des plaques 225 périphériques suspendues formant une goulotte 227 entre lesquelles les pierres, tombées à travers les passages de sortie du cadre, passent pratiquement sans choc (sans formation de nouvelles artes vives).

Le ballast récupéré est alors trié dans le second crible 80 afin, comme on l'a déjà expliqué, de ne conserver que la partie de ballast traité dont la granulométrie est acceptable pour constituer du ballast neuf"recyclé", c'est- à-dire par exemple une granulométrie comprise entre environ 25 et 50 mm.