Neuf fois sur dix, une presse à granules qui a « perdu de la capacité » n'a rien perdu du tout. C'est la filière, ou la matière, ou l'opérateur qui a fait tourner la presse avec un jeu correct en mars et incorrect en juillet. La machine est généralement la dernière à blâmer et la première à être blâmée.
Voici les cinq pannes pour lesquelles on nous appelle le plus souvent, dans l'ordre où elles apparaissent sur une ligne neuve. Chacune a une signature qu'on peut entendre, voir ou sentir avant de saisir une clé.
1. La filière se bouche et la matière s'étale au lieu d'être extrudée
Ce que vous remarquez : le rendement chute au fil d'un poste, les granules sortent chauds et brillants mais mous, l'ampèremètre monte, puis la matière finit par ne plus passer et commence à cuire sur la face de la filière.
C'est presque toujours une question d'humidité. Au-dessus de la plage de travail, la filière ne peut pas générer assez de chaleur de frottement pour plastifier la lignine ; l'eau se transforme alors en vapeur à l'entrée des trous et le granule se dilate à la sortie. En dessous de la plage, la matière est trop sèche pour lier et la filière chauffe sans lubrification. La granulation du bois demande environ 10 à 15 % d'humidité au niveau de la filière (Biomass Connect) et le haut de cette plage n'équivaut pas au bas.
La deuxième cause est l'état de la filière. Une filière restée à l'arrêt un mois avec de la matière dans les trous aura des alésages corrodés. La troisième est la granulométrie de la matière : un lot soudain de copeaux grossiers que le broyeur à marteaux n'a pas réduits va créer un pont dans l'alimentateur et affamer la filière par intermittence, ce qui se traduit par un blocage.
Ce qu'il faut faire avant de déposer la filière : prélever trois échantillons d'humidité au cours du poste, vérifier la formation de ponts dans l'alimentateur et suivre l'évolution de l'ampèremètre. Si l'humidité est dans la plage et que l'ampérage monte encore, faites passer un petit lot de matière huileuse pour polir la face de la filière. Si le rendement remonte puis retombe en quelques heures, la filière est hors tolérance d'usure et doit être remplacée, pas polie.
Si votre ligne comporte un conditionneur, utilisez-le délibérément. Un temps de rétention court avec un peu d'humidité ajoutée stabilise la matière entrant dans la filière et lisse les variations qu'un sécheur laisse derrière lui. Les opérateurs font souvent tourner le conditionneur en dérivation parce qu'il l'était le jour de leur formation, puis passent l'année suivante à se battre contre une filière qui se bouche chaque après-midi.
2. Les roulements de galets lâchent bien avant la filière
Ce que vous remarquez : un grondement absent la semaine dernière, de la graisse qui suinte au-delà du joint, un galet nettement plus chaud que les autres, ou du métal dans l'échantillon de graisse.
Les galets vivent dans le pire environnement possible : chaud, abrasif, sous forte charge radiale et isolés contre une poussière plus fine que ce pour quoi la plupart des joints sont conçus. Trois choses raccourcissent leur durée de vie plus que tout le reste. Le surgraissage, qui fait sauter le joint et laisse entrer la poussière. Le sous-graissage, qui cuit le roulement. Et le fonctionnement avec un jeu de galet desserré, qui laisse le galet rebondir et marteler la cage.
Remplacez les galets par jeu complet, pas un par un. Un galet neuf à côté de deux usés portera plus que sa part de charge et lâchera prématurément, et vous serez de retour dans la machine en quelques semaines.
Le contrôle qui se rentabilise : à chaque poste, touchez chaque boîtier de galet avec une main gantée ou un thermomètre de contact et notez le chiffre. Un galet qui tourne 10 °C plus chaud que ses voisins vous dit quelque chose. Vous détecterez la défaillance avant qu'il ne se soude à l'arbre.
3. La filière s'use de façon inégale et le rendement chute d'un côté
Ce que vous remarquez : la face de la filière montre une croissant de piste polie et usée d'un côté et une surface intacte de l'autre. Les granules issus de ce côté sont plus courts ou plus mous. L'ampérage est normal mais le tonnage baisse.
Une usure inégale signifie que la matière ne se répartit pas uniformément autour de la filière. Sur une presse à filière annulaire horizontale, la matière entre en un point et doit être projetée sur toute la circonférence par les galets ; si l'alimentateur est décentré, ou si la plaque de distribution est usée, ou si le débit d'alimentation est trop faible pour que la presse répartisse correctement la matière, un secteur fait tout le travail.
Sur une presse à filière annulaire verticale, la matière tombe par gravité sur la face de la filière, ce qui explique que les verticales s'usent plus uniformément sur de la poussière de bois légère et fibreuse. Elles n'y échappent pas pour autant : un distributeur usé ou une machine non de niveau biaisera encore la charge.
Corrigez l'alimentation avant de blâmer la filière. Vérifiez le distributeur, travaillez à un débit qui maintient la face de la filière couverte et confirmez que la machine est de niveau. Ensuite, retournez ou remplacez la filière. Une filière usée en croissant ne peut pas être récupérée en la retournant — les trous sont coniques et le cône ne fonctionne que dans un sens.
4. Les fines augmentent et la durabilité s'effondre
Ce que vous remarquez : plus de poussière à la sortie du refroidisseur, plus de matière renvoyée par le crible, des sacs qui semblent à moitié vides au fond, et des clients qui se plaignent de granules cassés.
La durabilité est une chaîne, et le maillon le plus faible la détermine. L'humidité au niveau de la filière, le taux de compression de la filière, le temps de refroidissement, la hauteur de chute dans le sac et la durée de séjour des granules en silo avant conditionnement influent tous sur le chiffre. ENplus A1 exige 98,0 % de durabilité mécanique et limite les fines à 1,0 %, ou 0,5 % pour le produit ensaché (ENplus). Programmes de production gérés par des associations telles que les Association canadienne des granules de bois testent les mêmes propriétés et publient leur méthode, ce qui est utile si vous souhaitez un second avis sur un résultat de laboratoire. Une fois que vous visez ces seuils, les petites erreurs de process deviennent visibles.
Les coupables habituels, dans l'ordre où nous les rencontrons : des granulés qui sortent encore chauds du refroidisseur et transpirent dans le sac ; un tamiseur dont la toile est déchirée et qui laisse passer les fines dans le produit fini ; et une filière polie jusqu'à être lisse par un long passage de matière sèche, si bien que les granulés n'obtiennent jamais la pression de surface nécessaire. Notre article précédent sur pourquoi les granulés de bois s'effritent approfondit la chimie, mais commencez par la température et les tamis.
5. Le moteur principal déclenche en charge
Ce que vous constatez : le broyeur tourne correctement à faible débit et déclenche la protection de surcharge dès que vous approchez du débit nominal. La réinitialisation fonctionne, puis il redéclenche au même point.
Cinq causes, que vous pouvez écarter dans cet ordre. Alimentation trop humide, si bien que la filière assure une fonction de lubrification à l'eau plutôt que par frottement. Alimentation trop grossière, si bien que le broyeur broie au lieu d'extruder. Jeu de filière trop serré, si bien que les galets préchargent la filière. Une filière dont le taux de compression ne convient pas à la matière, ce qui est courant lorsqu'une usine change d'approvisionnement sans changer de filière. Et enfin, un véritable problème électrique : un contacteur défaillant, une cosse desserrée ou une alimentation incapable de supporter le courant de démarrage.
Ne remédiez pas aux déclenchements en augmentant le réglage de surcharge. Cela transforme un événement de protection électrique en défaillance mécanique, et un réducteur coûte plus cher qu'un contacteur.
| Défaut | Signature | Première vérification | Correction définitive |
|---|---|---|---|
| Colmatage de la filière | L'ampérage grimpe, les granulés sont brillants et mous, le débit diminue | Humidité de l'alimentation sur le poste | Réglage du sécheur, remplacement de la filière, étalonnage du doseur |
| Défaillance des roulements de galets | Grondement, carter chaud, suintement de graisse | Température de chaque carter de galet | Roulements étanches, volume de graisse correct, remplacement du jeu de galets |
| Usure inégale de la filière | Motif d'usure en croissant, tonnage faible à ampérage normal | Répartiteur et étalement de l'alimentation | Réparation du répartiteur, débit minimal plus élevé, changement de filière |
| Fines et durabilité faible | Poussière dans le refroidisseur, retours du tamiseur | Température des granulés à l'ensachage | Temps de refroidissement, intégrité du tamis, état de surface de la filière |
| Déclenchement du moteur | Des passages à charge identique à chaque fois | Humidité, granulométrie, entrefer des galets | Conditionnement de l'aliment, taux de compression de la filière, contrôle électrique |
Diagnostiquer dans le bon ordre
La plupart des diagnostics erronés viennent du fait de commencer par la machine. Procédez plutôt en remontant la chaîne, car tout ce qui précède la filière conditionne ce que la filière doit accomplir.
La matière d'abord. Humidité, essence, granulométrie, contamination. Deux heures avec un humidimètre et un tamis expliquent plus de défauts qu'une semaine avec une clé.
Le système d'alimentation ensuite. Le doseur délivre-t-il un débit régulier et uniforme ? Le répartiteur est-il usé ? Le conditionneur apporte-t-il ce qu'il doit ?
La filière et les galets en troisième. Profil d'usure, entrefer, état des trous, températures des galets.
L'entraînement et l'électricité en dernier. Courant du moteur, contacteurs, huile de réducteur, alignement de l'accouplement.
Si vous exploitez une ligne qui n'a jamais atteint sa capacité nominale, le défaut ne figure probablement pas dans cette liste. Il réside dans la spécification — la presse a été dimensionnée pour une autre matière ou une autre humidité. Notre article sur les cinq façons d'augmenter la production d'une presse à granulés traite de ce cas.
| Ce que vous observez | État de la filière | État des galets | Action |
|---|---|---|---|
| Débit stable, ampérage augmentant lentement sur plusieurs semaines | Trous polis, alésage usé au-delà de la cote | Normal | Planifier un changement de filière ; vérifier le taux de compression |
| Chute brutale du débit, pic d'ampérage | Matière cuite dans les entrées des trous | Méplat possible | Nettoyer la filière, vérifier l'humidité de l'aliment, inspecter les galets |
| Granulés mous, taux de fines élevé | Surface lisse et vitrifiée | Surface des rouleaux polie | Remplacer la filière et les rouleaux en tant qu'ensemble |
| Vibrations et grondements | Usure inégale en croissant | Un roulement rugueux | Arrêter le broyeur ; inspecter le roulement et l'arbre |
| Granulés fissurés sur la longueur | Cône usé, trou évasé | Normal | Filière en fin de vie ; remplacer |
Ce qu'il faut consigner dans le journal de maintenance
Les usines qui tournent pendant une décennie sans incident ne sont pas celles qui possèdent les meilleures machines. Ce sont celles où quelqu'un note les choses. Une seule page par poste, cinq colonnes, et vous repérerez une tendance d'usure deux semaines avant qu'elle ne provoque un arrêt.
| Colonne | Pourquoi elle mérite sa place |
|---|---|
| Tonnes produites et heures de fonctionnement | Vous donne les tonnes par heure, la seule mesure honnête de l'état de la machine |
| Relevé du compteur kWh | Se transforme en kWh par tonne, qui augmente avant que la production ne baisse visiblement |
| Humidité de l'aliment (trois échantillons) | Explique la majeure partie de la variance que vous imputeriez sinon au broyeur |
| Températures des carters de rouleaux | Détecte une défaillance de roulement tôt, quand il s'agit d'un roulement et non d'un arbre |
| Heures et tonnage de la filière depuis le changement | Construit votre propre courbe d'usure sur votre propre matière, mieux que toute estimation d'un fournisseur |
La colonne kWh est celle que la plupart des usines négligent et celle qui rapporte le plus. L'énergie par tonne est le premier signe visible qu'une filière se dégrade, car elle commence à grimper alors que le tonnage semble encore normal. Des recherches sur les presses à granulés ont mesuré une consommation d'énergie spécifique comprise entre 75 et 275 kWh par tonne selon l'humidité de l'aliment et la vitesse de la presse (US DOE OSTI), de sorte que la valeur absolue vous renseigne moins que la tendance de votre propre machine. Une ligne qui a dérivé bien au-dessus de sa propre référence réclame de l'attention bien avant que les granulés ne paraissent anormaux.
Deux habitudes rendent le journal utile. Inscrivez le tonnage total de la filière sur la filière elle-même avec un marqueur peinture, pour que personne n'ait à deviner. Et passez la feuille en revue chaque semaine avec l'opérateur qui la remplit, car la personne qui fait tourner le broyeur sait généralement ce qui a changé avant les chiffres.
La plupart des défauts ci-dessus sont évitables avec une filière adaptée à la matière, un broyeur à marteaux qui fournit réellement la granulométrie attendue par la filière, et un opérateur à qui l'on a appris à reconnaître un son normal. Si une ligne tombe toujours en panne au même endroit, la solution est généralement une pièce de rechange et une heure de formation, pas une nouvelle machine.