Ce qui reste dans le wagon après le culbuteur

Le culbuteur retourne le wagon ouvert et la charge tombe dans la trémie sous son propre poids. Tout ce qui adhère au plancher et aux parois reste à l’intérieur. Après le retournement, la caisse du wagon peut encore contenir jusqu’à 300 kg de charbon humide. Trois méthodes permettent de l’enlever : les percuteurs du culbuteur, une équipe ou une brosse mécanique.

Ce que fait le culbuteur et ce qu’il ne fait pas

Le culbuteur est conçu pour une charge qui s’écoule quand on l’incline. Il bloque le wagon ouvert, le retourne et le charbon tombe dans la trémie. Pour de gros volumes, la méthode est rapide et fiable tant que la charge s’écoule.

Le charbon humide s’écoule mal et colle au plancher ainsi qu’aux parois de la caisse du wagon. La quantité restante dépend de son humidité et de ses propriétés. Le culbuteur ne possède aucun mécanisme pour détacher cette couche.

La quantité qui reste

En pratique, jusqu’à 300 kg de charbon restent dans un wagon ouvert après le retournement. Il s’agit de charbon humide collé au métal, pas d’une charge gelée. Une charge gelée se comporte autrement, comme expliqué plus loin.

Si le résidu n’est pas retiré, le wagon le ramène hors du terminal. La charge a parcouru tout le trajet sans être livrée. La même perte se répète avec chaque wagon qui passe par le culbuteur.

Percuteurs intégrés au culbuteur : VH-500R

Le meilleur moment pour nettoyer le wagon ouvert est celui où il se trouve encore retourné. La mise en œuvre du VH-500R est en cours. Ces percuteurs pneumatiques sont intégrés à la structure du culbuteur. Un système commun les commande selon la même séquence que le culbuteur.

La séquence est simple. Le wagon est retourné et la majeure partie de la charge est tombée dans la trémie. Le VH-500R frappe le châssis ou la paroi depuis l’extérieur. Le charbon collé se détache du métal et la gravité l’entraîne dans la même trémie.

Le VH-500R transmet jusqu’à 550 J par coup. La pression de service est de 7 bar et chaque percuteur consomme 2,8 m³/min d’air. Il n’existe pas de mode propre à chaque produit : la force reste la même. La fixation et la géométrie sont choisies pour chaque culbuteur.

L’association du déchargement par percussion et du culbuteur existe déjà. Certains terminaux utilisent des VH-500 avec leur culbuteur afin que les wagons ressortent propres. Le VH-500R intègre cette opération au cycle du culbuteur. Les équipements Global Technics fonctionnent dans plus de 50 terminaux depuis 2015.

En hiver, la situation change

Les 300 kg concernent le charbon humide collé au métal. Si la charge gèle contre le plancher et les parois de la caisse du wagon, une part importante peut rester dans le wagon ouvert. Un choc puissant appliqué de l’extérieur détache une charge légèrement gelée. Le VH-500 fonctionne jusqu’à −40 °C avec une huile spéciale et de l’air sec.

Une étude préparée en 1981 pour l’Electric Power Research Institute a constaté que les installations charbonnières américaines ne maintenaient pas une cadence normale de déchargement par mauvais temps et que la plupart n’étaient pas conçues pour le charbon gelé. Les exploitants employaient des agents chimiques, mais l’étude ne les considérait pas comme une solution universelle.

La limite pratique

Une enquête de 1979 sur les hivers 1976 et 1977 décrit un cas extrême : "An unusual sequence of weather conditions had caused stockpile coal to freeze to depths of several feet. Loaded hopper cars were frozen throughout, effectively creating 100-ton ice cubes."

Un wagon gelé dans toute sa masse doit d’abord passer dans une installation de dégivrage. Les coups, les vibrations et la brosse ne libèrent pas une charge dans cet état. Le nettoyage commence après le dégivrage.

Sans percuteurs : une équipe

Quand le culbuteur n’a pas de percuteurs, une équipe enlève généralement le résidu. Quatre personnes peuvent consacrer jusqu’à 20 minutes à un wagon, soit 80 minutes-personnes pour chaque wagon ouvert contenant des restes. Elles travaillent avec des pelles dans la caisse du wagon.

Pendant ces 20 minutes, quatre personnes ne peuvent pas effectuer les autres tâches du site. Avec de gros volumes, le nettoyage devient un goulot d’étranglement.

Sans percuteurs : la brosse mécanique Sweeper GT

Le Sweeper GT est une autre solution de nettoyage après le culbuteur. Cette brosse mécanique se monte sur un engin de manutention standard du type utilisé pour décharger le charbon des wagons ouverts. Elle travaille par le dessus, parcourt la caisse et rassemble le résidu à une extrémité. Une benne preneuse ou les trappes servent ensuite à l’évacuer. Le nettoyage dure 3–5 minutes, personne n’entre dans la caisse et la machine pèse 4 000 kg.

Le Sweeper GT ne traite pas une charge gelée. Le wagon doit d’abord être dégivré; la brosse enlève ensuite le résidu en 3–5 minutes.