Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004 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 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 FABRICATION BITUME - CAOUTCHOUC MALAXEUR CAOUTCHOUC GRANULAT ENROBÉ Procédé sec BITUME CAOUTCHOUC MALAXEUR ENROBÉ GRANULAT M. Ould-Henia Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004 Procédé humide BITUME FABRICATION BITUME - CAOUTCHOUC MALAXEUR CAOUTCHOUC GRANULAT ENROBÉ 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 Beaucoup de pays avec des études ponctuelles, 15 pays avec des programmes de recherche plus ou moins étendus 12 pays ont conduit des planches d’essai 3 pays construisent régulièrement des sections avec ce produit, existance de normes et recommandations pour ces pays Source : Rubber Pavements Association M. Ould-Henia Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

Expérience internationale Planches d’essai Beaucoup de pays avec des études ponctuelles, 15 pays avec des programmes de recherche plus ou moins étendus 12 pays ont conduit des planches d’essai 3 pays construisent régulièrement des sections avec ce produit, existance de normes et recommandations pour ces pays Source : Rubber Pavements Association M. Ould-Henia Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

Expérience internationale Construction régulière de sections Beaucoup de pays avec des études ponctuelles, 15 pays avec des programmes de recherche plus ou moins étendus 12 pays ont conduit des planches d’essai 3 pays construisent régulièrement des sections avec ce produit, existance de normes et recommandations pour ces pays 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 Liste non-exhaustive des résultats Plus de détails plus loin dans la présentation M. Ould-Henia Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

Propriétés et performances Pénétration et TAB Augmentation de l’indice de plasticité grâce à l’effet du caoutchouc indépendemment du durcissement par oxydation Choisir des bitumes de base plus mou pour aboutir à la consistance voulue Critères non pertinents pour ce type de liants Source : Etude interne LAVOC M. Ould-Henia Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

Propriétés et performances Viscosité Augmentation de l’indice de plasticité grâce à l’effet du caoutchouc indépendemment du durcissement par oxydation Choisir des bitumes de base plus mou pour aboutir à la consistance voulue Critères non pertinents pour ce type de liants Source : Etude interne LAVOC M. Ould-Henia Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

Propriétés et performances Viscosité Source : Etude interne LAVOC Augmentation de l’indice de plasticité grâce à l’effet du caoutchouc indépendemment du durcissement par oxydation Choisir des bitumes de base plus mou pour aboutir à la consistance voulue Critères non pertinents pour ce type de liants M. Ould-Henia Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

Propriétés et performances Viscosité Source : Etude interne LAVOC Températures de pompage, de malaxage et de pose plus importantes Suivre les recommandations du fournisseur du liant M. Ould-Henia Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

Propriétés et performances Retour élastique La produit est moins ductile que les Bmp : rupture avant les 200mm 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 Les composants des pneus ont un effet bénéfique sur le vieillissement Les propriétés après RTFOT et PAV sont mieux conservées Faire attention au stockage : problématique pour certains produits M. Ould-Henia Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

Propriétés et performances Module de rigidité Source : Etude interne LAVOC Températures de pompage, de malaxage et de pose plus importantes Suivre les recommandations du fournisseur du liant M. Ould-Henia 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) En laboratoire M. Ould-Henia Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

Propriétés et performances Réduction du bruit En laboratoire 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) En laboratoire M. Ould-Henia Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

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

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

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

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

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

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

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

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) : Surcoût : 10 $ / tonne Liant passant de 500$ / tonne à 260$ / tonne M. Ould-Henia Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004 Rentable ? Coût sur le cycle de vie Expérience US 1999 (méthode LCCA avec le logiciel ‘hdm4’) : 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