JOURNÉE BITUME 2000 ALLOCUTION DE M. MICHEL LABRIE, ing., directeur de la Direction du laboratoire des chaussées, Ministère des Transports du Québec

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1 JOURNÉE BITUME 2000 ALLOCUTION DE M. MICHEL LABRIE, ing., directeur de la Direction du laboratoire des chaussées, Ministère des Transports du Québec Date : Mardi le 21 mars 2000 Endroit : Auberge des Gouverneurs, Saint-Hyacinthe Objet : L évolution technologique à Transports Québec Généralités L industrie du bitume et des enrobés occupe une place de choix au Québec. D après les compilations que nous avons effectuées dernièrement, environ deux millions de tonnes d enrobés ont été fabriqués et posés au Québec pour le compte du ministère des Transports, ce qui correspond à un tonnage approximatif de tonnes de bitume. Ce tonnage d enrobés représente environ le tiers du tonnage total pour le Québec. Les techniques de raffinage et de modification des bitumes sont en constante évolution. Différents modifiants ou additifs peuvent être ajoutés au bitume afin d améliorer le comportement des enrobés. La proportion des bitumes modifiés utilisés par le MTQ est en progression et pourrait dépasser 70 % pour l année qui vient. Les bitumes PG (voir acétate) devraient représenter 15 % à 20 % de la consommation, alors que les PG ne devraient être utilisés que pour la fabrication d enrobés additionnés de fibres d amiante. Je vous rappelle que toutes ces modifications apportées aux bitumes et aux enrobés sont décidées par les entreprises et les fournisseurs, en vue d améliorer la performance finale, laquelle est définie par un donneur d ouvrage comme le MTQ. Cela n empêche pas les deux parties de se concerter, et c est de ce mécanisme de concertation entre le MTQ et les entreprises et fournisseurs dont je vais vous entretenir. Je vous parlerai ensuite de nos programmes d études et de recherche en enrobés et en bitume. Table bipartite «enrobés» et table de concertation sur les bitumes Comme vous le savez, le ministère des Transports du Québec maintient depuis plus de dix ans une bonne collaboration avec ses partenaires, les entrepreneurs et les fournisseurs. À cet effet, plusieurs tables de rencontre existent, telles que la table bipartite «enrobés» et la table de concertation sur les bitumes. Depuis le début de l année, je préside la table bipartite «enrobés» MTQ-ACRGTQ, tandis que la présidence de la table bitume est assurée par M. Guy Tourangeau. Les travaux de ces deux tables sont importants pour le Ministère car ils permettent d échanger, sur une base régulière, différentes problématiques concernant les enrobés et les bitumes : les ententes préalables aux saisons de production (les nouvelles spécifications), les litiges potentiels, l optimisation des pratiques, le transfert de technologie, etc. 1

2 Que ce soit pour la discussion et l élaboration de nouvelles exigences ou encore pour définir des projets spéciaux nécessitant la collaboration des entreprises privées, la table «enrobés» est une structure essentielle pour entretenir un partenariat. Elle permet également d échanger sur les nouveaux devis, sur les nouveaux mélanges ou sur les projets de recherche en cours et à venir, pour ne nommer que quelques objectifs de cette table. Quant à elle, la table de concertation sur les bitumes est constituée de différents intervenants du Ministère impliqués dans l achat, la normalisation, l étude et le contrôle qualité des bitumes. Tous les fournisseurs de bitume au Québec sont représentés à cette table. L ACRGTQ et Bitume Québec y siègent également. Les problèmes sur le nombre relativement élevé de bitumes non conformes échantillonnés aux centrales d enrobage en 1998 (voir acétate) ont fait l objet de plusieurs réunions de la table. Les changements et les mesures apportés autant par le Ministère que par les fournisseurs de bitume ont permis de corriger la situation en Cette année encore, plusieurs thèmes retiennent l attention de la table bipartite «enrobés» et de la table de concertation sur les bitumes. En ce qui concerne la table «enrobés», notons : Validation des formules de mélanges Nous savons que le processus de validation des formules de mélanges présentées lors des différents contrats est long. La table essaie donc d identifier des solutions afin de diminuer le nombre de validations. La reconnaissance de l historique des formules pourrait être une solution. Degré de compacité requis pour les enrobés Pour la prochaine saison, le Ministère souhaite augmenter le taux de compacité des mélanges formulés selon la méthode LC. À cet effet, le Ministère va proposer la réalisation de plusieurs projets expérimentaux avec une exigence de compacité de 93% en vue d améliorer la performance de ces enrobés. Développement d un nouvel essai pour la tenue à l eau des enrobés Afin d augmenter le pouvoir prédictif de l essai actuel de tenue à l eau, le Secteur des enrobés de la DLC travaille actuellement à développer un nouvel essai pour la tenue à l eau des enrobés. Les échantillons ont été fournis par les entreprises. Ce nouvel essai devrait permettre de donner des résultats de tenue à l eau plus concordants avec les performances observées sur le terrain. L essai pourra éventuellement se faire avec des échantillons fabriqués à la presse à cisaillement giratoire (PCG). Contrôle de la production et de la mise en œuvre des enrobés Plusieurs commentaires nous ont été formulés concernant les cartes de contrôle lors de la production des enrobés. Cette année, il est prévu de discuter des interprétations des différents tests effectués à partir de ces cartes (ex. Tests 2 et 3). 2

3 Des discussions ont également été amorcées concernant les taux d application des différents liants d accrochage. Certains taux ont déjà été proposés à la table mais sont encore sujets à discussion. Également, tout ce qui est relié au contenu des plans qualité des entreprises devrait être abordé cette année. Réalisation de programmes d échange en enrobés En 1999, un programme d échange sur la PCG entre les différents laboratoires du Ministère et les laboratoires privés a été réalisé. Ce genre de programme permet au Ministère et à l entreprise privée de comparer et de valider les résultats obtenus sur des échantillons témoins. Ce programme devrait être poursuivi en l an 2000 et les résultats transmis aux participants. Du côté de la table de concertation sur les bitumes, on retrouve les sujets suivants : Exigences de la norme «bitumes» (MTQ 4101) Le MTQ est conscient que sa norme «bitumes» a l avantage de préserver les acquis en matière de sécurité et de performance des enrobés, mais qu elle peut être bonifiée pour tenir compte des nouveaux produits et des commentaires de l industrie. Nous savons qu il existe d excellents bitumes utilisés ailleurs au Québec qui ne satisfont pas la totalité des paramètres de la norme. Cependant, le contexte climatique particulier du Québec est très éprouvant pour les routes et exige des enrobés très performants en terme de tenue à l eau, de résistance à l orniérage et de résistance au retrait thermique. Le Ministère doit donc être prudent avant de modifier cette norme tout en étant réceptif à l étude des bitumes incorporant des additifs spéciaux. Nous savons que l essai de solubilité dans le TCE (trichloroéthylène) devra être remplacé par un essai qui permettra d évaluer aussi la pureté des bitumes. La mesure de la teneur en cendre est à l étude au laboratoire. Cet essai permettrait de restreindre l usage d additifs qui n améliorent pas les performances du bitume. Réalisation de programme d échange en bitume Le Ministère a convenu avec ses fournisseurs de tenir un programme d échange sur quelques paramètres critiques de la norme MTQ 4101 en début de saison. Les résultats du Ministère seront divulgués aux fournisseurs et ces derniers pourront en tenir compte pour ajuster leurs productions. D autres essais exploratoires comme la teneur en cendre et la tension directe seront également effectués lors du programme d échange de cette année avec les fournisseurs qui disposent des équipements requis. 3

4 Programmes d études et de recherches en enrobés et en bitume Des appareils à la fine pointe de la technologie, un personnel spécialisé et expérimenté, ainsi que des projets innovateurs permettent aux Secteurs enrobés et bitume de la DLC de développer une expertise dans les domaines des bitumes et des enrobés. L intérêt du MTQ est directement proportionnel à l augmentation de la performance anticipée ou à la baisse de coût. Le MTQ évalue tout bitume ou produit d intérêt porté à son attention. Lorsque les essais sur les bitumes montrent des caractéristiques intéressantes, des essais en laboratoire sont entrepris sur des enrobés formulés avec ces bitumes. Une section expérimentale sur route peut par la suite être envisagée. Pour cette année, plusieurs projets de Recherche-Développement sont en cours : Enrobés spéciaux Des sections expérimentales avec des bitumes modifiés incorporant de la poudrette de caoutchouc ou avec des enrobés additionnés de bardeaux d asphalte ont été réalisées. Le suivi de ces sections expérimentales est effectué par le Service des chaussées de la DLC. D autres sections expérimentales seront réalisées cette année impliquant le nouveau procédé où les fibres d amiante sont préalablement incorporées au bitume. Les bitumes modifiés par des plastomères de type EVA sont encore à l étude à notre laboratoire. Comparaison des méthodes de formulation Superpave LC Française Ce projet consiste à construire des sections expérimentales de revêtements afin d évaluer trois méthodes de formulation des enrobés. Trois partenaires participeront à cette étude, soit : les États-Unis (méthode Superpave), la France (méthode LCPC) et le Québec (méthode LC). L objectif est de connaître les limites d application de chacune de ces méthodes de formulation en tenant compte des matériaux locaux et des conditions locales d utilisation. Nouvelle méthode pour l essai de tenue à l eau Tel que discuté auparavant, des travaux sont présentement en cours pour élaborer une nouvelle méthode. Les résultats seront présentés lors des rencontres bipartites. Les expérimentations se feront avec différents granulats connus afin que les conditions d essai de tenue à l eau soient plus représentatives du terrain. Élaboration d une méthode pour la détermination de la teneur en bitume À la suite des mesures environnementales restrictives, l utilisation du TCE (trichloroéthylène) sera de plus en plus limitée au cours des prochaines années. Le Secteur des enrobés élabore présentement une nouvelle méthode pour la détermination de la teneur en bitume. Celle-ci remplacera l essai actuel de la teneur en bitume nécessitant au préalable l extraction du bitume. 4

5 Pour ce faire, le Ministère a utilisé un nouvel appareil : le four à ignition. Cet appareil permet de chauffer un échantillon à des températures avoisinants les 540 o C afin de brûler le bitume. La teneur en bitume est donc obtenue à partir d un différentiel de masse avant et après chauffage. Nous n avons pas testé l appareil micro-ondes servant également à la détermination de la teneur en bitume puisque les résultats obtenus avec celui-ci ne semblaient pas concluants, d où son retrait du marché canadien. Le Secteur des enrobés a d ailleurs présenté l état de ses travaux avec le four à ignition à une journée de formation qui s est tenue le 15 mars 1999 à Drummondville. Influence de la compacité et de la température sur la résistance des enrobés à l orniérage Dans le cadre de cette étude, le Secteur des enrobés fera varier la température de l essai à l orniéreur, la compacité des plaques d enrobés et le type de bitume des mélanges, afin de vérifier l influence de ces paramètres sur l orniérage des enrobés. Ainsi, nous pourrons connaître les compacités maximales et les températures d essais les plus réalistes des enrobés selon le type d enrobés et de bitumes utilisé. Pour ce faire, plus de 90 essais à l orniéreur sont présentement en cours de réalisation. Retrait thermique des enrobés Le Secteur des enrobés possède un appareil pouvant mesurer la capacité d un enrobé à résister au retrait thermique. Cet appareil permet d étudier le processus de retrait thermique causant la fissuration des enrobés. Plusieurs essais seront réalisés sur différents enrobés et bitumes. Tous les bitumes impliqués dans la fabrication de ces enrobés seront soumis au préalable à l essai de tension directe pour en évaluer la température critique de fissuration. Un des objectifs de cette étude est de vérifier la possibilité d une corrélation entre l essai de tension directe sur le bitume et l essai de retrait empêché sur les enrobés. Ce projet se fera avec la collaboration de l université de Sherbrooke. Influence des températures de malaxage sur les propriétés rhéologiques et chimiques des bitumes Nous avons débuté depuis peu un projet de recherche visant à évaluer l influence des températures de malaxage sur les propriétés rhéologiques et chimiques des bitumes en simulant, à l aide d un étuvage accéléré en couche mince, la surchauffe des bitumes pouvant survenir en centrale. L oxydation du bitume et la dégradation possible des polymères à différentes températures seront suivies par des techniques chromatographiques et par spectroscopie infrarouge. Nous pensons être en mesure d appliquer les connaissances acquises dans cette étude pour améliorer la 5

6 caractérisation des bitumes et la performance des enrobés, pour identifier certains constituants d intérêt et pour faire une évaluation de leur teneur. Équipements Étant désireux de toujours donner un meilleur service aux entrepreneurs, le Ministère acquiert régulièrement des équipements et appareils supplémentaires afin de mieux desservir la province. Par exemple, le laboratoire de Montréal sera pourvu d un compacteur de plaques et d un orniéreur afin de mieux distribuer les volumes d essais à réaliser sur les enrobés lors des saisons estivale et automnale. De plus, notre laboratoire a récemment acquis un appareil de tension directe qui pourrait être utilisé en complément au rhéomètre à flexion de poutre pour l évaluation de la température basse de caractérisation. Pour l instant, nous évaluons avec cet appareil de tension directe des bitumes de différentes provenances et différentes classes. Nous attendons aussi les conclusions du comité de spécialistes sur le même sujet. Conclusion Le Ministère compte sur la collaboration des entrepreneurs, des producteurs de béton bitumineux et des fournisseurs de bitume afin de permettre l amélioration des pratiques et de la technique. Un bon moyen d atteindre ces objectifs consiste en la participation active des entrepreneurs sur les projets expérimentaux que le Ministère met de l avant. Je vous remercie de votre attention. 6