Bitumes et bitumes modifiés Encadré par: Mr. Khalid LAHLOU Réalisé par: Mr. Jaber ECHAARA Mr. Imad DAHOUR

Plan de la présentation Introduction et définition Historique d’exploitation Typologie Fabrication du bitume pur Caractéristiques du bitume pur Classification Autres essais sur le bitume pur Propriétés du bitume Les émulsions du bitume Bitume modifié Utilisation du bitume Le marché marocain du bitume conclusion

Introduction et définition Le bitume est une substance solide ou visqueuse, composée essentiellement d’hydrocarbones et de ses dérivés, soluble dans le trichloréthylène, Il est en grande partie non volatile et se ramollit progressivement quand il est chauffé. Il possède de très bonnes propriétés d’adhésivité et d’étanchéité. Il est obtenu soit par raffinage du pétrole, mais peut aussi être trouvé à l’état de dépôt naturel ou comme composant naturel de l’asphalte, dans lequel il est associé à une matière minérale.

Historique d’exploitation Il était connu à l’antiquité, pour son usage de liant pour cimenter les briques et d’étanchéité, sous le nom de « bitume de Judée » notamment chez les Égyptiens, Hébreux et Sumériens car il existait à l'état naturel sur les bords de la mer Morte (mais aussi de la mer Caspienne). Il servais aussi à l a fabrication des produits pharmaceutiques - servant notamment à la conservation des momies égyptiennes - et cosmétologiques De nos jours: Il sert de liant en construction routière, pour la réalisation de matériaux enrobés à chaud, tels que les bétons bitumineux ou les graves bitumes. Il entre également dans la fabrication d'enduits superficiels sous forme d'émulsion ou bien fluidifié par un solvant.

Typologie: Bitume naturel Le bitume existe à l’état naturel sous forme de résidu d’anciens gisements de pétrole dont les éléments les plus légers ont été éliminés au cours du temps par une sorte de distillation naturelle, les éléments légers étant très volatils à température ambiante. Morceaux de bitume provenant d'un gisement naturel en bordure de la mer Morte.

Typologie: Bitume fluidifié Un bitume fluidifié, est un bitume dont on a réduit la viscosité en lui ajoutant un diluant assez volatil (du pétrole ou du kérosène par exemple). Bitume fluxé Un bitume fluxé est un bitume dont la viscosité a été réduite par l'ajout d'une huile de fluxage.

Fabrication du bitume pur

Caractéristiques des bitumes purs: La pénétrabilité à 25°C L'essai consiste à mesurer l'enfoncement en dixième de mm d'une aiguille. L'enfoncement de l'aiguille est d’autant plus important que le bitume est mou. On classe les bitumes avec des 'fourchettes' d'enfoncement.

Caractéristiques des bitumes purs: La température bille et anneau TBA L'essai consiste à mesurer la température à laquelle une bille s'enfonce à travers le bitume remplissant le cercle intérieur d'un anneau de laiton placé dans un bain thermostat. On monte progressivement la température jusqu'au point où la bille passe à travers l'anneau.

Classification Les bitumes sont classifiés à l'aide des essais de pénétrabilité à l'aiguille, et celui de la température bille et anneau comme suite: On utilise également la notion d'Indice de Pénétrabilité (IP) pour caractériser les variations de consistance en fonction de la température. On peut déterminer IP de deux façons: soit à partir de Pen25 (pénétrabilité à 25°C) et de TBA en considérant que cette température correspond à une pénétrabilité de l'ordre de 800 (IP de Pfeiffer) soit en effectuant des mesures de pénétrabilité à différentes températures (en général entre 10 et 35°C (IP dit LCPC)).

Autres essais sur le bitume pur Le point de Frass : il s'agit de la température de fragilité, on dépose un film de bitume d’une épaisseur normalisée sur une petite lamelle d'acier, on plie la lamelle température décroissante jusqu'à rupture du film. La teneur en asphaltènes: elle sert de point de repère pour caractériser le vieillissement du bitume. (On mesure la proportion de bitume non soluble dans l’heptane). L'essai de vieillissement RTFOT (Rolling Thin Film Oven Test): cet essai a pour objectif de mesurer le vieillissement du bitume

Propriétés du Bitume: Propriétés rhéologiques Le bitume est un matériau viscoélastique. C’est-à-dire il combine deux comportements distincts : Le comportement élastique: assimilable à celui d’un ressort. Le comportement visqueux : assimilable à celui d’un amortisseur conduisant, sous une contrainte donnée, à une déformation proportionnelle au temps.

Propriétés du Bitume: Mouillabilité - adhésivité Les propriétés agglomérantes du bitume sont liées à sa faculté de mouiller les granulats qu'il est chargé d'enrober. le mouillage (adhésion) garantit la formation d´un lien entre granulats. Adhésivité Adhésivité globale : capacité du liant à coller aux granulats secs Adhésivité active : capacité du liant à coller aux granulats humides Adhésivité passive : capacité du liant à résister au désenrobage par l´eau

Les émulsions de bitume Une émulsion est plus précisément un système hétérogène à deux ou plusieurs phases liquides qui normalement ne se mélangent pas. Elle est constituée par une phase liquide continue et au moins une deuxième phase liquide, dispersée dans la première sous forme de fines gouttelettes. Une émulsion de bitume est ainsi une dispersion de bitume dans l'eau, phase continue du système. Le mélange reste stable grâce à un troisième ingrédient appelé émulsifiant ou agent tensioactif.

Les émulsions de bitume Les principaux constituants d'une émulsion de bitume sont les suivants : Bitume Fluidifiants et fluxants Eau Emulsifiants Acides

Les émulsions de bitume Les émulsions de bitume présentent le grand avantage de pouvoir être utilisées à des températures inferieur à 100 °C. Au contact des agrégats, l'émulsion se rompt, l'eau se sépare du bitume puis s'élimine par évaporation il reste un liant bitumineux plus ou moins rigide. Les émulsions de bitume utilisées dans les travaux routiers doivent satisfaire à un certain nombre de conditions se rapportant à : leur stabilité au stockage leur viscosité  leur vitesse de rupture

Élastomères thermoplastiques Plastomères thermoplastiques Bitume modifié Les bitumes modifiés sont des liants bitumineux dont les propriétés ont été modifiées par l'emploi d'un agent chimique, qui, introduit dans le bitume de base, en modifie la structure chimique et les propriétés physiques et mécaniques. Ils sont utilisés dans le domaine de la route. Les principaux agents chimiques utilisés dans la modification des bitumes sont : Élastomères thermoplastiques Plastomères thermoplastiques

Bitume modifié On sait également modifier les caractéristiques des bitumes par l'addition de produits connus: la poudrette de caoutchouc. les fibres minérales. des déchets de câbles électriques (polypropylène). L’objectif de ces ajouts d'additifs est de rendre le bitume moins fragile et cassant à basse température (-10 à –20°C), et au contraire plus rigide à température élevée (50 à 60°C).

Utilisation du bitume

Le marché marocain du bitume les besoins du Maroc sont croissants. En effet, la consommation de bitume a atteint près de 290.000 tonnes en 2008, avant de passer à 320.000 tonnes en 2009. D’ici 2015, avec l’accélération du rythme des chantiers, les besoins en bitume dépasseront les 440.000 tonnes. Or, la capacité de production de la Samir (principal producteur du bitume au Maroc) s’élève actuellement à 25.000 tonnes par mois, soit 300.000 tonnes par an, ce qui ne couvre pas la totalité des besoins. le Maroc a été obligé de se tourner vers les marchés internationaux pour importer, entre 40.000 et 80.000 tonnes de bitume par an. Le prix de vente final au Maroc tourne actuellement autour de 6.000 DH TTC la tonne

Conclusion: L’impact environnemental Insoluble dans l’eau et non biodégradable lorsqu’il est en masse le seul hydrocarbure non destiné à la combustion recyclable quasiment à l’infini