Déchiqueteur mono-arbre ou à deux arbres : lequel choisir ?

01La façon la plus simple de comprendre la différence

Un déchiqueteur mono-arbre utilise un seul rotor et s’appuie généralement sur un poussoir hydraulique qui presse la matière contre le rotor. Le rotor porte des couteaux remplaçables et une grille placée sous le rotor contrôle la taille maximale en sortie. Cette combinaison assure une alimentation relativement stable et une sortie plus maîtrisée.

Un déchiqueteur à deux arbres utilise deux arbres contrarotatifs équipés de crochets ou de couteaux qui s’imbriquent. Les deux arbres entraînent la matière vers l’intérieur et la déchirent entre les outils de coupe. De nombreux modèles à deux arbres fonctionnent sans grille de calibrage : la sortie est donc généralement plus grosse et moins uniforme, mais la machine possède une très forte capacité de préhension et accepte plus facilement les produits volumineux ou irréguliers.

Les appellations varient selon les marchés : un déchiqueteur à deux arbres est aussi vendu comme déchiqueteur bi-arbre, « twin-shaft » ou « dual-shaft ». Ces noms désignent la même conception à deux arbres. Les déchiqueteurs à quatre arbres ajoutent une seconde paire d’arbres pour obtenir une sortie plus fine et plus régulière avec une seule machine, mais ils sont plus grands et plus complexes et servent surtout aux déchets solides mélangés, aux DEEE et à des flux comparables.

02Fonctionnement d’un déchiqueteur mono-arbre

La chambre d’alimentation d’un déchiqueteur mono-arbre est généralement large et ouverte, afin de charger directement des produits plastiques volumineux, des balles de film, des sacs tissés, des blocs ou des chutes de production. Un poussoir hydraulique déplace la matière vers le rotor. Lorsque la charge du rotor devient trop élevée, le système de commande peut arrêter ou reculer le poussoir, puis reprendre l’alimentation. La machine n’est ainsi pas surchargée en continu et le débit se stabilise.

Le rotor est équipé de couteaux carrés ou profilés remplaçables. En tournant, les couteaux coupent la matière contre des contre-couteaux fixes montés dans la chambre. Une fois suffisamment petits, les morceaux passent à travers la grille située sous le rotor. L’ouverture de la grille influe donc directement sur la taille de sortie, le débit et la consommation d’énergie.

Ce comportement d’alimentation contrôlée est l’une des principales raisons pour lesquelles les déchiqueteurs mono-arbre sont si répandus dans le recyclage du plastique. La machine peut ramener sans cesse une matière légère, souple ou irrégulière dans la zone de coupe au lieu de compter uniquement sur la gravité.

03Fonctionnement d’un déchiqueteur à deux arbres

Un déchiqueteur à deux arbres possède deux arbres parallèles qui tournent l’un vers l’autre à basse vitesse. Chaque arbre porte une série de couteaux ou de crochets épais séparés par des entretoises. En tournant, les crochets saisissent le déchet, l’entraînent vers le bas et le déchirent. La matière est réduite par une combinaison de cisaillement, de déchirement et d’écrasement.

Comme les deux arbres saisissent activement la charge, un déchiqueteur à deux arbres n’a normalement pas besoin du même système de poussoir hydraulique qu’une machine mono-arbre. Il dispose ainsi d’une forte capacité d’auto-alimentation pour les produits creux volumineux, les chutes irrégulières et les objets mélangés difficiles à pousser régulièrement contre un seul rotor.

La contrepartie concerne le contrôle de la sortie. Sur de nombreux modèles de broyage primaire, aucune grille ne se trouve directement sous les arbres. Les morceaux quittent la chambre dès qu’ils sont assez déchirés pour traverser la zone de coupe ; la granulométrie dépend donc surtout de la largeur des couteaux, de la géométrie des crochets et du nombre de dents. Si une paillette plus petite et plus uniforme est nécessaire, on installe généralement un broyeur en aval.

04Quelles matières conviennent le mieux à chaque conception ?

La forme de la matière compte davantage qu’une simple puissance moteur demandée. Une ligne de 1 000 kg/h traitant du film en vrac se comporte très différemment d’une ligne de 1 000 kg/h traitant de grands fûts plastiques ou de lourds blocs de purge.

05Pourquoi les déchiqueteurs mono-arbre sont courants dans les lignes de recyclage

Dans une usine de recyclage du plastique, le déchiqueteur doit généralement faire plus que simplement déchirer la matière. Sa sortie doit aussi convenir à la machine suivante. C’est là que la conception mono-arbre présente un net avantage.

La grille sous le rotor fixe une taille maximale de particule. Il devient ainsi plus simple d’adapter la matière broyée à un broyeur, à une ligne de lavage, à un compacteur ou à une extrudeuse. Par exemple, un grand bac plastique peut d’abord être réduit par un déchiqueteur mono-arbre afin que les morceaux soient assez petits pour entrer en continu dans un broyeur. Le broyeur produit ensuite la taille finale de paillette nécessaire au lavage ou à la granulation.

Les machines mono-arbre sont également utiles lorsque la matière a besoin d’une alimentation forcée. Le film, le raphia, les sacs tissés et les pièces moulées volumineuses ne tombent pas toujours régulièrement dans la chambre de coupe. Le poussoir hydraulique continue de présenter la matière au rotor, tandis que la commande ajuste la pression de poussée en fonction de la charge moteur.

06Quand le déchiqueteur à deux arbres prend l’avantage

Un déchiqueteur à deux arbres est utile lorsque la principale difficulté consiste à saisir le déchet et à réduire son volume. Les deux arbres entraînent la matière dans la zone de coupe des deux côtés, si bien que la machine peut traiter des objets irréguliers qui rouleraient, rebondiraient ou feraient voûte dans d’autres systèmes d’alimentation.

Les déchiqueteurs à deux arbres sont donc intéressants pour les produits creux très volumineux, les déchets plastiques industriels mélangés, les grands fûts, les carters épais et les applications où l’objectif premier est une réduction grossière plutôt qu’une granulométrie finale strictement contrôlée.

Autre avantage : la tolérance aux formes hétérogènes. Si le déchet entrant change souvent et contient des produits de dimensions différentes, l’action d’auto-préhension rend l’alimentation plus tolérante. Le procédé aval doit toutefois accepter une sortie plus grossière et plus variable, ou bien il faut ajouter un broyeur après le déchiqueteur.

07Sortie calibrée par grille ou déchiquetage primaire grossier

La présence ou l’absence de grille est l’une des différences les plus concrètes entre les deux conceptions.

Sur un déchiqueteur mono-arbre, la matière reste normalement dans la chambre de coupe jusqu’à ce qu’elle soit assez petite pour traverser la grille. Une ouverture plus petite donne une sortie plus fine, mais augmente aussi les cycles de coupe, réduit le débit et accroît l’usure des couteaux et de la grille. La grille doit donc être choisie en fonction du procédé suivant, et non en retenant la plus petite ouverture possible.

Sur un déchiqueteur primaire à deux arbres typique, il peut n’y avoir aucune grille. La taille de sortie dépend de la largeur des couteaux, de la forme des crochets et de la manière dont la matière se fragmente. C’est acceptable lorsque l’objectif est simplement de réduire le volume ou de préparer la matière pour une seconde machine, mais moins adapté lorsque le procédé suivant exige une plage de taille de paillette étroite.

08Films et sacs tissés : pourquoi le contrôle de l’alimentation compte

Les plastiques souples méritent une attention particulière, car ils se comportent très différemment des produits rigides. Les films et les sacs tissés sont légers, élastiques et s’enroulent facilement autour des pièces en rotation. Leur faible densité apparente signifie aussi qu’un grand volume de trémie ne se traduit pas forcément par un débit massique élevé.

Pour le film en balles, le film agricole, le raphia et les sacs tissés, un déchiqueteur mono-arbre avec poussoir hydraulique est souvent un choix pratique, car le poussoir comprime la matière et l’introduit dans le rotor de façon contrôlée. La géométrie du rotor, la disposition des couteaux et les dispositifs anti-enroulement comptent alors davantage qu’un moteur plus puissant.

Si la matière est fortement souillée de terre, de sable ou de pierres, un pré-nettoyage à sec doit également être envisagé. Les contaminants abrasifs accélèrent l’usure des couteaux et de la grille et peuvent réduire la durée de vie des équipements en aval.

09Palettes, bacs et grands produits rigides

Pour les palettes plastiques, les bacs et les grandes caisses, les deux types de déchiqueteur peuvent être techniquement envisageables, mais le bon choix dépend du fonctionnement prévu de la ligne.

Si le projet exige une taille intermédiaire contrôlée avant un broyeur, une ligne de lavage ou une extrudeuse, un déchiqueteur mono-arbre est souvent plus facile à intégrer grâce à sa grille et à son système de poussée contrôlé. Si les produits sont extrêmement volumineux, irréguliers ou mélangés à d’autres grands déchets industriels et que l’exigence principale est un déchirement primaire agressif, un déchiqueteur à deux arbres peut être plus adapté.

Les dimensions d’une pièce complète doivent toujours être fournies. Une caisse de 600 mm et un bac industriel de 1 200 mm peuvent avoir une matière et un poids par kilogramme de sortie similaires, mais ils exigent des ouvertures de trémie, des largeurs de rotor et des dispositifs d’alimentation très différents.

10La présence de métal change la recommandation

Les déchets plastiques peuvent contenir des inserts métalliques, des vis, des charnières, des renforts ou une contamination métallique accidentelle. Ce point doit être abordé avant de choisir un déchiqueteur.

Un déchiqueteur à deux arbres tolère mieux qu’un broyeur fin certaines charges mixtes difficiles, mais le métal use tout de même les couteaux et peut endommager les arbres, les entretoises et les roulements. Un déchiqueteur mono-arbre n’est pas non plus une machine de traitement des métaux ; les pièces métalliques grandes ou dures doivent être retirées chaque fois que possible.

Dans les lignes où une contamination métallique est attendue, un séparateur magnétique peut être installé après le déchiquetage primaire et avant le broyeur. Il protège la machine plus fine en aval et réduit le risque que du métal atteigne la section de lavage ou d’extrusion.

11Ne choisissez pas uniquement sur la puissance moteur

Un déchiqueteur mono-arbre de 75 kW et un déchiqueteur à deux arbres de 75 kW ne sont pas des machines équivalentes. La puissance moteur seule n’indique pas la quantité de déchets que la machine peut traiter.

Pour un déchiqueteur mono-arbre, les facteurs importants sont le diamètre du rotor, sa largeur utile, la taille et le nombre de couteaux, l’ouverture de la grille, la course et la force du poussoir hydraulique, le couple du réducteur, le volume de la chambre d’alimentation et la logique de commande.

Pour un déchiqueteur à deux arbres, le diamètre des arbres, l’épaisseur des couteaux, la géométrie des crochets, le recouvrement des couteaux, le couple du réducteur, l’entraxe et la rigidité du bâti influent tous sur les performances. Une même puissance installée peut donner des résultats très différents selon la conception mécanique et le déchet réel.

La capacité doit donc être discutée en même temps que la forme de la matière et la taille de sortie requise. Un fournisseur ne devrait pas recommander un déchiqueteur à partir d’un seul objectif tel que « 1 000 kg/h » sans avoir vu des photos, des dimensions et des informations sur le déchet.

12Quand faut-il placer un broyeur après le déchiqueteur ?

Le déchiqueteur est généralement la machine de première étape. Si le procédé aval exige des paillettes plus petites et plus uniformes, un broyeur peut être ajouté après le déchiquetage.

Exemples typiques : grands bacs, palettes, purges épaisses, chutes de gros tubes et fûts volumineux. Le déchiqueteur règle le problème d’alimentation et de réduction de volume. Le broyeur ramène ensuite les morceaux prébroyés à la taille finale nécessaire au lavage, au séchage, au transport pneumatique ou à l’extrusion.

Cette approche en deux étapes peut être plus stable que de vouloir faire accepter directement le produit entier par un seul très grand broyeur. Elle permet aussi à chaque machine de travailler dans la plage de réduction pour laquelle elle est la mieux adaptée.

13Quelles informations fournir avant de demander un devis ?

Pour choisir entre un déchiqueteur mono-arbre et un déchiqueteur à deux arbres, le fournisseur doit voir le déchet réel et pas seulement le nom du polymère.

• Type de plastique : PP, PE, HDPE, LDPE, LLDPE, ABS, PVC ou plastiques mélangés.
• Forme du produit : film, sacs tissés, caisses, bacs, palettes, fûts, blocs, tubes ou autres produits.
• Dimensions maximales et poids approximatif d’une pièce complète.
• Épaisseur de paroi ou de matière, le cas échéant.
• Matière en vrac, en balles, compactée ou emboîtée.
• Présence de métal, sable, pierres, étiquettes, cordes, textiles ou autres contaminants.
• Débit requis en kg/h.
• Taille de sortie requise ou machine en aval.
• Étape suivante : lavage, broyage, granulation, extrusion ou réutilisation directe.

Pour des matières inhabituelles, des photos et une courte vidéo de fonctionnement sont souvent plus utiles qu’une longue description écrite. Un essai sur votre matière est le moyen le plus fiable de confirmer le comportement à l’alimentation, le débit réaliste et la taille de sortie avant de figer la configuration finale de la machine.

14Choix final : adapter le déchiqueteur au travail

Le meilleur choix ne dépend ni du nombre d’arbres, ni du plus gros moteur, ni de la machine la plus lourde. Il dépend de la forme du déchet, de son comportement à l’alimentation, de la taille de sortie requise et de l’équipement placé en aval.

Questions fréquentes