NOTE D INFORMATION LES ENROBES A MODULE ELEVE

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1 NOTE D INFORMATION CHAUSSEES DEPENDANCES 96 Auteur : Observatoire des Techniques de Chaussées Editeur : LES ENROBES A MODULE ELEVE Avril 1997 La présente note, écrite dans le cadre de l'observatoire des Techniques de Chaussées, situe les enrobés à modulé elevé par rapport aux autres techniques d'assise, puis dresse le bilan de comportement (fissuration, orniérage) des enrobés à module élevé utilisés depuis une quinzaine d'années sur le réseau routier. PRESENTATION DES "EME" Les enrobés à chaud pour couche d'assise appartiennent soit à la famille des graves bitume (GB), soit à la famille des enrobés à module élevé (EME). Depuis 1991, ces deux familles font respectivement l'objet de la norme NF P et de la norme NF P La norme «grave bitume» distingue 3 classes de grave bitume : GB classe 1, GB classe 2 et GB classe 3. La norme «enrobé à module élevé» distingue 2 classes d'enrobé à module élevé : les EME classe 1 et les EME classe 2. Le classement d'un enrobé d'assise dans l'une de ces 5 catégories se fait sur la base de la teneur en liant et sur la base des caractéristiques mécaniques (orniérage, tenue à la fatigue, module) obtenues en laboratoire. Le tableau ci-après (page 2) décrit les 5 types d'enrobés d'assise : Commentaires concernant le tableau (page 2) - Les essais et performances concernant la résistance à l'orniérage, la détermination du module, la résistance en fatigue doivent être spécifiés en fonction des conditions d'usage. Pour le réseau national, le guide d'application des normes indique les cas et les niveaux de spécification à utiliser. - Les EME présentent des caractéristiques mécaniques en laboratoire (orniérage, fatigue, module) supérieures à celles des graves bitume. - Les GB classe 1 ne doivent pas être utilisées sur le réseau national non concédé (cf. guide d'application des normes). - Les enrobés à module élevé de classe 2 ont un dosage en bitume plus élevé que celui des graves bitume : cela conduit à un pourcentage de vides faible et à une bonne résistance en fatigue. La rigidité du bitume apporte un module élevé, et une bonne résistance à l'orniérage. Compte tenu de leurs performances en laboratoire (dont certaines sont utilisées dans le calcul de dimensionnement), les enrobés à module élevé de classe 2 peuvent conduire à des réductions des épaisseurs de couche. - Les enrobés à module élevé doivent être obligatoirement recouverts d'une couche de roulement en enrobés (enduit possible si couche de roulement provisoire). - Les EME de classe 1 ont une tenue en fatigue inférieure à celle des EME de classe 2. Ils sont souvent utilisés pour leur résistance à l'orniérage. 1

2 GB classe 1 GB classe 2 GB classe 3 EME classe 1 EME classe 2 Domaine d'emploi Réalisation d'assises dans le cadre de travaux neufs ou de renforcement Epaisseur moyenne GB 0/14 : 8 à 12 cm EME 0/10 : 6 à 10 cm d utilisation GB 0/20 : 10 à 15 cm EME 0/14 : 7 à 12 cm EME 0/20 : 10 à 15 cm Epaisseur minimale GB 0/14 : 7 cm EME 0/10 : 5 cm d utilisation GB 0/20 : 9 cm EME 0/14 : 6 cm EME 0/20 : 8 cm Courbe granulométrique GB 0/14 : EME 0/14 : type passant à 10 mm : 78 passant à 10 mm : 78 passant à 6,3 mm : 58 passant à 6,3 mm : 58 passant à 2 mm : 34 passant à 2 mm : 34 passant à 0,08 mm : 8 passant à 0,08 mm : 8 Teneur en liant pour GB 0/14 GB 0/14 GB 0/14 EME 0/14 EME 0/14 ρr = 2,65 g/cm 3 (masse 3,8 % 4,2 % 4,7 % 4,2 % 5,7 % volumique des granulats) Nature du liant Généralement du bitume pur 35/50 Bitume spécial généralement de grade dur Performances en laboratoire 10 % 10 % 10 % 8% 8% essai d'orniérage (60 C) ( cycles) ( cycles) ( cycles) ( cycles) ( cycles) essai de module complexe (MPa) essai de détermination du module et de la perte de linéarité (MPa) essai de fatigue ε 6 à 10 6 cycles en micro déformation (10-6 ) pourcentage de vides à obtenir sur planche de 14 % 11 % 10 % 10 % 6% vérification ou de référence 2

3 La suite de la note d'information est consacrée aux enrobés à module élevé de classe 1 et de classe 2. QUANTITES - DÉVELOPPEMENT Les enrobés à module élevé de classe 2 sont développés depuis Les enrobés à module élevé de classe 1 sont apparus en Après enquête auprès des entreprises et des sociétés pétrolières, on peut estimer que les quantités mises en œuvre entre 1989 et 1993 sont les suivantes : année 1994 année tonnes tonnes Il n'a pas été possible de distinguer les quantités réalisées en EME de classe 1 et les quantités en EME de classe 2. Cependant, il semblerait que les chantiers réalisés en EME de classe 1 représentent une proportion très faible. année 1989 année 1990 année 1991 année 1992 année tonnes tonnes 1 million de tonnes entre 1,5 et 1,9 millions de tonnes tonnes DESIGNATION DES PRODUITS Le tableau ci-après donne pour une classe d'enrobé à module élevé donnée, la dénomination commerciale et le nom de l'entreprise. Liste alphabétique des produits, compte tenu des réponses des Entreprises Dénomination Famille (Classe) Entreprise ou Société BBTHM EME classe 2 EJL CMR STRUCTUR EME classe 2 CMR COLBASE N EME classe 1 COLAS COLBASE S EME classe 2 COLAS COLBASE X EME classe 1 COMPOMODULE H* EME classe 2 SCREG COMPOMODULE H* EME classe 1 SCREG COMPOMODULE G* EME classe 1 SCREG COMPOMODULE G* EME classe 2 SCREG COMPOMODULE P* EME classe 1 SCREG COMPOMODULE P* EME classe 2 SCREG Enrobés au liant BP Structur 15/25 ** EME classe 2 SOCIETE BP Enrobés au liant ELF FZN 10/20 EME classe 2 CBC E.D.H.R. EME classe 2 CBC GBTHP classe 2 EME classe 2 LE FOLL G PERFORMA EME classe 2 Entreprise MALET G STRUCTUR EME classe 2 GERLAND G STRUCTUR EME classe 2 STPV GBHC 16 EME classe 1 SACER GBHC 16 EME classe 2 SACER GBHC 30 EME classe 1 SACER GBHC 30 EME classe 2 SACER GBHPR EME classe 2 SCR GBTHM EME classe 1 EJL MODULCHAPE EME classe 2 BEUGNET RENFOVIA EME classe 2 VIAFRANCE ROUGEOT STRUCTUR EME EME classe 2 SA H. ROUGEOT EME STRUCT RM EME classe 2 ROUTIERE MORIN STRUCTOGER EME classe 2 GERLAND * Compomodule H est la nouvelle dénomination du Compasphalt depuis * Compomodule G est la nouvelle dénomination du Compo G depuis * Compomodule P est la nouvelle dénomination du Compotène depuis Les produits soulignés font l'objet d'un avis technique ** L'avis technique a été délivré pour les entreprises applicatrices suivantes : Routière Morin et Rougeot. 3

4 BILAN DE COMPORTEMENT 1 - Méthode d'observation Le tonnage total d'enrobés à module élevé mis en œuvre depuis le début des années 1980 étant estimé à plus de 10 millions de tonnes, il n'est pas possible d'assurer un suivi de l'ensemble des sites. Une sélection de chantiers a donc été réalisée. Seuls les chantiers pour lesquels des renseignements sont disponibles auprès du réseau technique, des entreprises, des maîtrises d'œuvre ont été retenus et intégrés dans un fichier qui comprend les rubriques suivantes : localisation nom du produit date de réalisation trafic type de support type de couche de roulement dégradations visuelles observées (par le réseau technique ou les observateurs eux-mêmes). L'état global des chantiers a été caractérisé visuellement et un classement en niveaux a été établi selon l'échelle suivante : niveau 0 : pas de dégradation niveau 1 : fissures sans gravité et peu nombreuses (joint axial faiblement dégradé, fissures dues à la présence de réseaux ou d'un support en graves hydrauliques) niveau 2 : présence de faïençages plus importants et fissures plus nombreuses et plus dégradées niveau 3 : chantier nécessitant une réfection complète. Les chantiers présentant des fissures transversales rectilignes d'un pas quasi constant, sans que le support de l'enrobé à module élevé soit traité avec un liant hydraulique, ont été repérés par FT. Les chantiers de moins de 2 ans d'âge, n'ayant pas de dégradations observables, ne sont pas pris en compte pour établir le bilan de comportement. 2 - Bilan de comportement des enrobés à module élevé de type 1 Sur 19 chantiers répertoriés, seuls 3 ont fait pour l'instant l'objet d'un suivi. Ces données sont insuffisantes pour établir un bilan. 3 - Bilan de comportement des enrobés à module élevé de type 2 Domaine d'observation L'observation a porté sur 47 chantiers (sections homogènes) aux caractéristiques suivantes (cf. tableaux ci-dessous). Domaine d'observation des enrobés à module élevé de type 2 en fonction de l'âge et du niveau de trafic Trafic Recul T s 7 3 à 8 ans T à 14 ans T à 9 ans T à 13 ans 47 La répartition géographique des sites observés est inégale. La majorité des chantiers suffisamment renseignés est située dans la moitié Est de la France. La répartition par type de travaux, de réseaux et par taille de chantiers est la suivante : Type de travaux Travaux neufs 13 Rechargement 10 Réfection 12 Renforcement 12 Type de réseau Autoroute 8 Réseau National 28 Réseau Départemental 6 Voie Rapide Urbaine 5 Taille < 1 km 21 1 à 5 km 19 > 5 km 7 4

5 Le type de couche de roulement rencontré est résumé dans le tableau ci-après : Type de couche de roulement Bilan de comportement Nombre de chantiers Béton bitumineux très mince 14 Béton bitumineux mince 22 Béton bitumineux drainant 5 Béton bitumineux semi grenu 1 Enduit superficiel 1 Technique non connue 4 L'état global des chantiers a été caractérisé visuellement. Un niveau de dégradation a été attribué pour chaque chantier (niveaux 0, 1, 2, 3, FT - cf. définition page 4). L'ordre de grandeur de la cohérence des épaisseurs d'enrobé à module élevé sur les chantiers observés avec le niveau de trafic et l état du support avant travaux a été vérifié. Le bilan de comportement est donc dressé uniquement en fonction de l'âge. Le tableau permet de dégager les tendances suivantes : entre 2 et 6 ans d'âge, la majorité des enrobés observés ne présente pas de dégradation, ou bien des dégradations mineures (fissures dues à la présence probable de réseaux, joints longitudinaux ouverts) ; entre 6 et 10 ans, on note une évolution du comportement vers l'apparition de faibles dégradations ; pour les chantiers les plus anciens, et bien que la population soit encore peu nombreuse, on observe une proportion importante de chantiers de niveau 2. Ces chantiers ont donc entre 10 et 15 ans et n'ont pas fait l'objet d'entretiens. Il n'est peut-être pas anormal de constater ce type de comportement sur des chaussées de cet âge. Lors de l'apparition de cette technique, quelques craintes se manifestaient à l'égard de la rigidité du matériau et des problèmes de fissuration. Or 2 sites seulement présentent le critère «FT» sans présence de matériaux traités aux liants hydrauliques ; tous les chantiers observés ont montré un bon comportement vis-à-vis de l'orniérage. Age niveau 0 niveau 1 niveau 2 niveau 3 FT Total 2 à 6 ans (1) 26 6 à 10 ans ans (1) 7 En conclusion, la technique des EME de classe 2 date d'une quinzaine d'années, les quantités annuelles se stabilisent autour 1,1 million de tonnes. Ils sont utilisés dans tous types de travaux (travaux neufs, rechargement, réfection, renforcement). Le comportement à court terme des EME classe 2 est bon. A plus long terme il reste globalement dans des limites acceptables. La fissuration d'origine thermique est, dans les conditions actuelles, un phénomène relativement marginal. 5

6 Cette note a été rédigée par : V. GOYON - SETRA/CSTR JL. DELORME - LREP A GAVALDA - CETE ROUEN S.E.T.R.A. 46, avenue Aristide Briand - B.P BAGNEUX Cedex - France Télécopie Renseignements techniques : C. LEROUX - SETRA/CSTR Bureau de vente : référence du document : D9723 Ce document a été édité par le SETRA, il ne pourra être utilisé ou reproduit même partiellement sans son autorisation. AVERTISSEMENT Cette série de documents est destinée à fournir une information rapide. La contrepartie de cette rapidité est le risque d'erreur et la non exhaustivité. Ce document ne peut engager la responsabilité ni de son auteur ni de l'administration. Les sociétés citées le cas échéant dans cette série le sont à titre d'exemple d'application jugé nécessaire à la bonne compréhension du texte et à sa mise en pratique. ISSN