Transcript LIANTS AU BITUME CAOUTCHOUC Une technologie innovante vieille de 40 ans ! M.

LIANTS AU BITUME CAOUTCHOUC
Une technologie innovante vieille de 40 ans !
M. Ould-Henia
Laboratoire des voies de circulations (LAVOC)
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Plan de la présentation
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Historique
Présentation du procédé
Situation internationale / expériences
Propriétés et performance du produit
Utilisation pratique
Rentabilité du produit
Conclusions et perspectives
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Historique de la technologie




1840 : Incorporation caoutchouc naturel
dans du bitume (Royaume uni)
1960 : 1ère formulation satisfaisante
(Mc Donald, USA)
1960 – 1978 : Colmatage des joints et fissures,
membranes gravillonnées, réparation nids de
poules
A partir de 1980 : Enrobés au liant bitume
caoutchouc (béton bitumineux, drainant)
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Historique de la technologie
Freins au développement
de la technologie :
 Brevets
 Normalisation
 Recommandations
 Compétitivité par rapport aux BMP au SBS
 Evaluation des perfomances
 Contrôle qualité
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Présentation des procédés
Procédé humide
BITUME
CAOUTCHOUC
FABRICATION
BITUME CAOUTCHOUC
MALAXEUR
GRANULAT
ENROBÉ
MALAXEUR
ENROBÉ
Procédé sec
BITUME
CAOUTCHOUC
GRANULAT
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Procédé humide
BITUME
FABRICATION
BITUME CAOUTCHOUC
MALAXEUR
GRANULAT
ENROBÉ
CAOUTCHOUC
 Finesse et nature chimique de la poudre
de caoutchouc
 Dosage : 10 à 20% en masse
 Température : 170 à 200°C
 Durée mélange : 2 à 4 heures
 Brassage, malaxage
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Expérience internationale
Etudes en laboratoire
Source : Rubber Pavements Association
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Expérience internationale
Planches d’essai
Source : Rubber Pavements Association
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Expérience internationale
Construction régulière de sections
Source : Rubber Pavements Association
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Expérience internationale
Résultats et constats






Fabrication du liant non triviale (poudre, bitume,
paramètres de fabrication)
Formule des mélanges bitumineux différente
Adaptation dans certaines expériences
du matériel de mise en oeuvre
Possibilité d’utiliser des centrales mobiles ou en
continu
Possibilité d’utiliser en émulsion
Evaluation de l’impact sur l’environnement
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Propriétés et performances
Pénétration et TAB
Pénétration [1/10mm]
70
100
60
80
50
Pénétration
TAB
60
40
30
40
20
20
10
0
0%
5%
10%
15%
Température A&B [°C]
80
120
0
20%
Teneur massique en caoutchouc [%]
Source : Etude interne LAVOC
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Propriétés et performances
Viscosité
Viscosité [1/10 Pa.s]
30
25
20
15
10
5
0
0
1
2
3
4
5
Temps [h]
Source : Etude interne LAVOC
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Propriétés et performances
Viscosité
Source : Etude interne LAVOC
100000
C15%_1
C15%_2
C15%_3
LA10%
LA20%
Viscosité [1/10 Pa.s]
10000
1000
100
10
1
50
100
150
200
Température [°C]
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Propriétés et performances
Viscosité
Source : Etude interne LAVOC
100000
C15%_1
C15%_2
C15%_3
LA10%
LA20%
B50/70
BMP
Viscosité [1/10 Pa.s]
10000
1000
100
10
1
50
100
150
200
Température [°C]
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Propriétés et performances
Retour élastique
Retour élastique
100%
80%
60%
40%
20%
6
M
5
M
4
M
3
M
2
M
1
M
LA
_1
2%
LA
_1
8%
0%
Source : Etude interne LAVOC + Etude PETROBRAS
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Propriétés et performances
Vieillissement et stockage
 Anti oxydants et anti ozonants dans la
composition des pneus
 Epaisseur du film de liant plus importante
favorable au vieillissement
 Délai entre la fabrication du liant et le
malaxage : 0 à 4 jours
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Propriétés et performances
Module de rigidité
Source : Etude interne LAVOC
30000
25000
B70/100
20000
BC_20%
15000
10000
5000
0
-10
M. Ould-Henia
15
40
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Propriétés et performances
Fatigue mécanique et orniérage


Augmentation de la durée de vie en
laboratoire (facteur 2 à 10)
Réduction du taux d’orniérage en
laboratoire (facteur 2 à 3)
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Propriétés et performances
Réduction du bruit
Pays
Année
Belgique
1981
Canada
1991
Royaume uni
1998
France
1984
Allemagne
1980
Autriche
1988
Hollande
1988
Réduction du bruit
8-10dB
aucune mesure
projet en cours
2-5dB
3dB
3dB
2.5dB
Source : Divers
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Propriétés et performances
Réduction du bruit
 Procédé sec :
 effet d’amortissement direct des grains de
caoutchouc
 Procédé humide :
 Teneur en liant plus élevée
 Granulométrie (DRA, macrotextures
favorables à la réduction du bruit)
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
En pratique
Le fournisseur
 Fiche technique du liant :
– Caractérisation du liant
– Recommandations pour le transport
(Température, durée)
– Recommandations pour le malaxage
(Température, manipulation)
 Capacités de production et souplesse du
fournisseur
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
En pratique
Malaxage et mise en place
 Respect des températures de malaxage
et de pose
 Vérification auprès du fournisseur des
particularités de mise en place
(viscosité du liant, dope d’adhésivité, nécessité
de lubrifiants spéciaux pour le compacteur)
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
En pratique
Réfection de la A1, Août 2004
Recherche avec le SR-Vaud
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
En pratique
Réfection de la A1, Août 2004
Recherche avec le SR-Vaud
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
En pratique
Fumées sur chantier : idem bitume pur
Source : Gunkel 1994, Rubber Pavements Association
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
En pratique
Qualité des eaux de la nappe phréatique
(infiltration)


Idem que pour du bitume pur
Pureté de la poudre de caoutchouc
Recyclage


Expériences réussies (USA 1994)
Emissions de fumées comparables au
enrobés classiques
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Rentable ?
Coût initial

Relativement important :
–
–
–
–


Ramassage des pneus
Déchiquetage et broyage (poudre)
Mélange bitume + poudre de caoutchouc
Températures plus élevée
Surcoût de 50 à 100% sur le liant
SNAB bit caoutch. = (1,5 … 2) X SNAB bitume
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Rentable ?
Coût initial

Expérience suisse :



Enrobé au bitume caoutchouc : 180.- / tonne
Enrobé au bitume Bmp : 140.- / tonne
Expérience US (après 15 à 20 ans) :


M. Ould-Henia
Surcoût : 10 $ / tonne
Liant passant de 500$ / tonne à 260$ / tonne
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Rentable ?
Coût sur le cycle de vie

Expérience US 1999
(méthode LCCA avec le logiciel ‘hdm4’) :
Scenario
Enrobé
classique
[$/ml]
Enrobé au bitume
Différence Economie
caoutchouc
[$/ml]
[$/ml]
[% ]
Membrane
gravillonnée
18.39
15.87
2.52
14
Couche de roulement
mince
20.69
17.33
3.36
16
Renforcement
structurel
21.97
14.63
7.34
33
Source : Hicks 1999
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004
Conclusions et perspectives





Peformances : entre un bitume pur et un BMP
Interêt de proposer des exigences de qualité
Le bitume caoutchouc n’est pas ‘le’ produit miracle
(justification de l’emploi suivant les cas)
Utilisation rationnelle de ‘déchets’ aux propriétés
mécaniques exceptionnelles
Le bitume caoutchouc doit s’imposer par ses
performances et non par le label ‘recyclé’ !
M. Ould-Henia
Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004