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

1. LIANTS AU BITUME CAOUTCHOUCUne technologie innovante vieille de 40 ans ! M. Ould-Henia Laboratoire des voies de circulations (LAVOC) Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

2. Plan de la présentation • Historique • Présentation du procédé • Situation internationale / expériences • Propriétés et performance du produit • Utilisation pratique • Rentabilité du produit • Conclusions et perspectives Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

3. 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) Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

4. 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 Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

5. Présentation des procédés Procédé humide BITUME FABRICATION BITUME - CAOUTCHOUC MALAXEUR CAOUTCHOUC GRANULAT ENROBÉ Procédé sec BITUME MALAXEUR ENROBÉ CAOUTCHOUC GRANULAT Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

6. 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 Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

7. Expérience internationale Etudes en laboratoire Source : Rubber Pavements Association Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

8. Expérience internationale Planches d’essai Source : Rubber Pavements Association Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

9. Expérience internationale Construction régulière de sections Source : Rubber Pavements Association Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

10. 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 Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

11. Propriétés et performances Pénétration et TAB Source : Etude interne LAVOC Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

12. Propriétés et performances Viscosité Source : Etude interne LAVOC Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

13. Propriétés et performances Viscosité Source : Etude interne LAVOC Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

14. Propriétés et performances Viscosité Source : Etude interne LAVOC Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

15. Propriétés et performances Retour élastique Source : Etude interne LAVOC + Etude PETROBRAS Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

16. 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 Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

17. Propriétés et performances Module de rigidité Source : Etude interne LAVOC Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

18. 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) Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

19. Propriétés et performances Réduction du bruit Source : Divers Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

20. 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) Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

21. 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 Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

22. En pratique Malaxage et mise en place • Respect des températures de malaxageet 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) Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

23. En pratique Réfection de la A1, Août 2004 Recherche avec le SR-Vaud Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

24. En pratique Réfection de la A1, Août 2004 Recherche avec le SR-Vaud Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

25. Fumées sur chantier : idem bitume pur En pratique Source : Gunkel 1994, Rubber Pavements Association Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

26. 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 Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

27. 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 Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

28. 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 Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004

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

30. 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’ ! Journée Technique du LAVOC – 15 septembre 2004