Mono-arbre vs double-arbre pour le recyclage du plastique : guide professionnel
Dans le recyclage du plastique, choisir la “mauvaise” technologie de réduction n’est pas qu’une question de rendement : c’est un risque opérationnel. Quand les ingénieurs comparent mono-arbre vs double-arbre, la décision dépend rarement d’une marque. C’est de la physique appliquée : avez-vous besoin d’un cisaillement précis (mono-arbre) ou d’une déchirure à couple élevé (double-arbre) ?
Chez Repolyx, nous voyons ce décalage en permanence. Une usine installe un double-arbre pour traiter des gros blocs de purge, puis découvre que les “bandes” produites coincent le convoyeur. À l’inverse, un recycleur alimente des balles de film agricole dans un mono-arbre standard et voit le débit chuter lorsque le matériau s’enroule autour du rotor.
Ce guide décortique l’ADN mécanique des deux architectures afin d’adapter le broyeur à votre matière d’entrée et à vos exigences en aval.
La différence fondamentale : cisailler vs déchirer
Tout se joue dans la manière dont les couteaux attaquent la matière.
- Broyeurs mono-arbre : principe de coupe contrôlée à vitesse modérée. Un poussoir hydraulique pousse la matière contre un rotor unique. Les couteaux cisaillent le plastique contre une contre-lame fixe, comme des ciseaux. La matière reste dans la chambre jusqu’à pouvoir passer à travers un tamis (grille de calibrage).
- Broyeurs double-arbre : déchirure à basse vitesse et très haut couple. Deux arbres contrarotatifs avec des crochets engrenés saisissent la matière, la fracturent et la tirent dans l’entrefer. Il n’y a généralement pas de tamis : la taille de sortie dépend surtout de la largeur des couteaux.
Broyeurs mono-arbre : précision et homogénéité
Pour la plupart des applications “propres” où la matière va directement vers un granulateur ou un extrudeur, le broyeur plastique mono-arbre est la référence du secteur.
Mécanisme
Le poussoir hydraulique est déterminant. Il détecte la charge rotor (via l’intensité absorbée) et régule automatiquement le débit d’alimentation, en poussant la matière vers les couteaux ou en se rétractant pour éviter les bourrages. Le rotor tourne à vitesse modérée (60 – 100 RPM) et délivre un couple régulier.
Meilleures applications
- Plastiques rigides : tuyaux HDPE, gros blocs de purge (galettes) et contenants PP à parois épaisses.
- Déchets d’injection : carottes, canaux, rebuts.
- Granulométrie définie : grâce au tamis interne (souvent 20 – 80 mm), vous obtenez une sortie uniforme.
Point de vue ingénieur
Avantages : la sortie est une “paillettes/copeaux” propres et homogènes, idéale pour alimenter un broyeur/granulateur en broyage fin ou une ligne de lavage. La taille de particule se règle simplement en changeant le tamis. La maintenance est simple : couteaux boulonnés, réversibles et facilement remplaçables.
Inconvénients : malgré sa polyvalence, un mono-arbre standard peut peiner sur des matières très légères et volumineuses (film en vrac) sans rotor et programme de poussoir adaptés.
Conseil : si votre process aval comprend une laveuse à friction ou une vis/convoyeur à vis, le mono-arbre est presque toujours l’option la plus sûre : il évite les longues bandes qui s’enroulent et provoquent des bourrages.
Broyeurs double-arbre : couple et gestion des volumes
Les double-arbre (souvent appelés “dual-shear”) sont les “démolisseurs” du recyclage. Ils ne coupent pas proprement : ils arrachent.
Mécanisme
Les deux arbres tournent lentement (souvent 10 – 30 RPM) mais avec un couple massif. Les couteaux crochetés saisissent les objets volumineux et les entraînent vers la zone centrale de coupe.
Meilleures applications
- Flux contaminés : balles de plastiques mixtes contenant terre ou métal (pneus, DEEE, électroménager).
- Pré-réduction de volume : casser les fils de balle et décompacter avant tri.
- Objets creux : fûts bleus, conteneurs IBC, pare-chocs, qui peuvent “rebondir” sur un mono-arbre.
Point de vue ingénieur
Avantages : auto-alimentés et très difficiles à caler. La basse vitesse réduit le bruit et la poussière. Ils tolèrent mieux les contaminants “improbables”, en les “mâchant” ou en s’arrêtant sans dégâts catastrophiques.
Inconvénients : la sortie est irrégulière : bandes longues et morceaux (“shreds”) plutôt que copeaux. Cette sortie est souvent trop grossière pour une ligne de lavage et doit passer par une deuxième étape (mono-arbre ou granulateur lourd). Le remplacement des arbres ou couteaux est une opération de maintenance lourde, avec souvent démontage de la chambre de coupe.
Analyse comparative : faire le bon choix
| Critère | Broyeur mono-arbre | Broyeur double-arbre |
|---|---|---|
| Régularité de sortie | Élevée (tamis) | Faible (bandes/morceaux) |
| Débit (vrac) | Moyen | Élevé |
| Maintenance | Simple (couteaux boulonnés) | Complexe (démontage arbres) |
| Usure des couteaux | Modérée (cisaillement) | Faible (basse vitesse) |
| Efficacité énergétique | Bonne (charge maîtrisée) | Variable (haut couple) |
| Prêt pour l’aval | Prêt pour granulateur/lavage | Étape secondaire requise |
Matrice de décision : lequel vous faut-il ?
Pour simplifier le choix mono-arbre vs double-arbre, partez de votre entrée et de votre étape suivante.
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« Je dois alimenter un extrudeur ou une ligne de lavage immédiatement. »
- Verdict : mono-arbre. Il vous faut une taille de sortie contrôlée par tamis (ex. <40 mm). Les longues bandes d’un double-arbre bloquent facilement les vis et convoyeurs.
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« Je traite des balles de film agricole sale (1 tonne). »
- Verdict : double-arbre (primaire). Il sert à ouvrir les balles et à séparer les contaminants lourds. Un mono-arbre en second étage est souvent nécessaire pour calibrer la matière avant lavage.
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« Je recycle des tuyaux HDPE et des blocs de production. »
- Verdict : mono-arbre. Cas d’usage classique : le poussoir hydraulique applique la pression nécessaire pour “raboter” des blocs que le double-arbre aurait tendance à simplement marquer.
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« J’ai un flux mixte avec risque de contamination métallique. »
- Verdict : double-arbre. La basse vitesse et les dents robustes encaissent mieux les chocs. Un rotor mono-arbre à 100 RPM peut subir des dégâts majeurs s’il rencontre un boulon acier.
Conclusion
Aucune technologie n’est universellement “meilleure”. Le mono-arbre est un outil de précision pour produire une matière conforme à une spécification. Le double-arbre est une machine de pré-réduction pour des flux difficiles ou contaminés.
Pour la plupart des applications internes et post-industrielles (comme les lignes de lavage pour plastiques rigides), le mono-arbre offre le meilleur compromis entre qualité de sortie, facilité de maintenance et coûts d’exploitation.
Si vous hésitez sur le mécanisme adapté à votre flux, contactez notre équipe d’ingénierie. Nous réalisons souvent des tests matière pour valider le débit et l’usure avant votre investissement.