LES LIANTS. Au Maroc, les liants retenus pour la réalisation des travaux routiers et imposés par l environnement économique sont les bitumes.

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1 LES LIANTS Au Maroc, les liants retenus pour la réalisation des travaux routiers et imposés par l environnement économique sont les bitumes. En effet les goudrons, provenant de la distillation de la houille, qui font partie de la famille des liants hydrocarbonés au même titre que les bitumes, ne sont pas utilisés chez nous étant donné que le produit de base-la houille est utilisé pour d autres fins. Cependant, les dernières crises de pétrole au niveau mondial et les répercussions qu elles ont eues sur les prix de ses dérivés, vont entraîner certainement les recherches d autres liants d origine nationale. En attendant, une meilleure connaissance de ce produit permettrait une utilisation judicieuse et rationnelle et des économies non négligeables. Aussi allons-nous détailler les différentes catégories des bitumes entrant dans la constitution des enduits superficiels. II-1- LES BITUMES PURS: Le bitume pur provient directement de la distillation du pétrole. Il est constitué principalement d hydrocarbures lui conférant des propriétés très importantes: Il peut se déformer sans arrachement ni fissuration interne tout en donnant des films étanches et élastiques. Cette cohésivité lui permet de résister aux chocs thermiques et mécaniques et empêche l infiltration des eaux dans les couches sous-jacentes de la chaussée qui y est sensible. Cette propriété est fonction de la viscosité qui est mesurable à l aide d instruments appropriés. Ainsi le viscosimètre (Dow), consistant en une aiguille de 100g, nous donne la viscosité de bitume pur, directement en mesurant l enfoncement en 1/10 de millimètre de cette aiguille dans le liant pendant une durée de 5 secondes (Essai normalisé). La mesure pe ainsi obtenue donne une idée assez précise sur la viscosité qui est d autant plus élevée que la pénétrabilité pe est faible. B P 40/50 60/70 80/ /220 Pénétration en 1/10 de mm comprise en 40 et 50 Utilisation Fabrication béton bitumineux Béton bitumineux et sert de bitume de base pour le CB. et les émulsions. Les bitumes ont la propriété de sceller les granulats entre eux et d empêcher leur arrachement. L adhésivité dépend en outre du couple liant-granulat chose sur laquelle on reviendra plus

2 loin. La densité de ces liants n est pas très élevée (entre 1 et 1,1) ce qui est avantageux pour leurs transports. Les bitumes purs sont trop visqueux et nécessitent un matériel pour leur répandage. Ils ne sont donc pas utilisés dans cette technique. Néanmoins, en leur ajoutant des solvants fluidifiant, on obtient des liants plus maniables et pratiquer pour la mise en oeuvre. Après un temps de prise plus ou moins long nous pouvons retrouver le bitume de base avec toutes ses qualités. II-2 LES BITUMES FLUIDIFIES OU CUT-BACKS : II-2-1 Définition : Les bitumes fluidifiés sont des liants à base du bitume pur et de solvants pétroliers (kérosène). II-2-2 Caractéristiques : Ils sont beaucoup moins visqueux que les bitumes purs et leur viscosité est donnée par le temps d écoulement en secondes d une quantité de 200 cm3 à travers un orifice de 10mm de diamètre à la température de 25 C (Essai normalisé). Ainsi le C.B. 400/600 met au moins 400 secondes et au plus 600 secondes à s écouler. On remarque que le cut-back est d autant plus visqueux que le temps d écoulement est élevé. La viscosité est fonction du poids du bitume pur entrant dans sa constitution (voir tableau). Viscosité du CB 10 % bitume 80/100 % /solvant Observations mm 25 (en poids) (en poid) 0 /1 10/15 150/ / ,5-78,5 86,1-87, , ,5-21,5 13,9-12, ,5 très fluide semi-fluide semi-visqueux visqueux 800/ ,0-90,8 10-9,2 visqueux La fluidification des bitumes améliore les transferts des liants, leur répandage, et le pouvoir mouillant du film. Lors de la mise en oeuvre le liant ayant une viscosité faible permet un meilleur recouvrement de la surface des granulats. Les huilles ayant servi de solvants, s évaporent laissant sur place le bitume pur de base. Le temps que durent l évaporation et le phénomène de densification du liant varie d un cut back à un autre. Ce temps dépend également des conditions climatiques, de la viscosité et de la circulation.

3 II-3- Emulsions de Bitumes : II-3-1- Définition et fabrication : Une émulsion est une dispersion d un liquide dans un autre non miscible obtenue généralement au moyen d un produit appelé émulsifiant. L émulsion de bitume est la dispersion de ce dernier dans l eau à l aide d un émulsifiant ayant des affinités avec le bitume de base et l eau. Le bitume est fractionné en globules dans l eau contenant l émulsifiant qui tapissera la surface de chaque sphère créant entre elles une répulsion électrostatique. On classe les émulsions suivant leur concentration en bitume, qui peut varier de 60 à 70%. Donc dans une tonne du produit on a au moins 30% d eau qui après mise en oeuvre doit disparaître. Ce qui fait que nous transportons inutilement» au moins le 1/3 du liant, chose qui affecte le prix de revient de l utilisation qui en est faire. On distingue deux familles d émulsions selon la nature chimique de l émulsifiant : - Les émulsions anioniques - Les émulsions cationiques Pour la première famille, (historiquement la première découverte), l émulsifiant est une base. Elle n est pas très utilisée en technique d enduisage. Par contre la deuxième (obtenue avec une amine et un acide) est la plus utilisée. En effet le caractère acide confère au liant une meilleure adhésivité. II-3-2- Caractéristique de l émulsion de bitume : La viscosité du liant est donnée par le viscomètre Engler consistant en la comparaison de la durée de l écoulement de 200 cm3 du produit à 25 C à travers un orifice de 10mm de diamètre à celle de la même quantité d eau et dans les mêmes conditions. On classe les émulsions en 3 groupes : - Fluides : Viscosité Engler <6 E - semi-fluide : comprise entre 6 et 15 - visqueuses : > 15 E. Il est conseillé d utiliser des émulsions à viscosité. Engler élevée afin d éviter les écoulements de liants suivant les plus grandes pentes. Rappelons que 3 produits entrent dans la fabrication des émulsions : - Le bitume - L eau - L émulsifiant

4 En principe, les deux derniers constituants disparaissent après la mise en oeuvre permettant ainsi aux gouttelettes du bitume de former un film ayant toutes les propriétés énoncées auparavant. Deux phénomènes physico-chimiques contribuent à cet événement : l évaporation et l adsorption. En effet, l évaporation entraîne la réduction des forces de répulsion électrostatiques et favorise le rapprochement de globules grâce aux forces d attraction moléculaires qui deviennent suffisamment puissantes. Ensuite le phénomène de l adsorption se manifeste par une concentration des globules au niveau des surfaces des granulats contribuant à la formation du film du bitume. Par ailleurs l amine rentrant dans la constitution de l acide cationique se comporte comme un dope améliorant l adhésivité du couple granulats-liant. Il est bien entendu que les granulats doivent être propres autrement c est l échec total. La période d utilisation de l émulsion cationique peut être étendue à l arrière saison. Comme il a été décrit ci-dessus, lorsque l émulsion est répandue, elle se transforme en un film de liant adhésif. Ce phénomène s appelle rupture de l émulsion. La vitesse de rupture correspondant au temps écoulé pour obtenir la restitution du bitume de base et ce, après évaporation de l eau et par réduction qui donne lieu à une ionisation superficielle au contact des matériaux pierreux. Une vitesse trop rapide ou trop lente entraînerait un pouvoir de mouillabilité très faible ou une rigidification trop lente. Ce qui affecterait dans tous les cas la réussite de l enduit. Il faut donc chercher un compromis entre le stockage du liant qui demande une vitesse de rupture lente et les impératifs de mise en oeuvre pour lesquels une vitesse de rupture rapide serait conseillée<; Pour obtenir les vitesses rapides on peut employer : - Un bitume de base de viscosité faible - Une forte concentration en bitume - Un émulsifiant cationique. Dans tous le cas, la fabrication est une opération difficile que le maître d oeuvre devra discuter avec le fabricant afin de préciser les conditions d emploi qui sont déterminantes dans la constitution de l émulsion.

5 II-4- Comparaison de bitumes fluidifiés et des émulsions : Les bitumes fluidifiés et les émulsions sont utilisés concurremment dans la technique de revêtements superficiels. Ainsi, les émulsions sont employées dans des conditions météorologiques douteuses. Leur utilisation peut être étendue à l arrière saison (Septembre, Octobre). Elles conviennent à des granulats contenant une certaine teneur en eau (mais propres). Cependant, leurs prix sont relativement élevés d autant plus qu elles contiennent un quantité non négligeable d eau. Par contre, l utilisation des bitumes fluidifiés est limitée dans l année, mais ils sont beaucoup plus sûrs.