Matériaux recyclés et KYOTO Faire notre part.

Matériaux recyclés et KYOTO Faire notre part. By : Pierre T. DORCHIES ing. MSc. Directeur Développement et Ingénierie 1 Signé en 1997 Ratifié par le Canada le 16 décembre 2002 Entré en application le 16 février 2005 2 1

Gaz à effet de serre GES 3 4 2

Gaz à effet de serre CO 2 eq CO 2 =1 NO 2 =310 CH 4 =21 1 litre de fuel 2.45 kg De CO2 eq 5 Émission de GES par province en millions de tonnes ( 2003) Canada 728 2 224 63 65 21 206 91 55 6 3

Émission de GES par habitant ( 2003) 7 Émission de GES kg pour produire 1 $ de PIB 8 4

Émission de GES tonne par habitant 25 22.7 23.5 20 15 10 5 9 12.2 12.3 0 France Quebec Allemagne Canada USA 9 Émission de GES kg par $ de PIB 0.8 0.6 0.4 0.275 0.39 0.43 0.67 0.59 0.2 0 France Quebec Allemagne Canada USA 10 5

Développement durable: «Un développement qui répond au besoin du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs» Mme Harlem Brundtland Rapport de Nations Unies 1987 YORS EL KARAKSY (9 ans) 11 SOCIAL Équitable ÉCONOMIQUE Durable Vivable Viable ENVIRONNEMENTAL 12 6

Une chaussée durable: -Optimiser l utilisation des ressources naturelles -Réduire la consommation d énergie -Diminuer les impacts sur l effet de serre -Limiter la pollution -Améliorer les conditions d hygiène et de sécurité -Assurer un bon niveau de confort Quel matériau présente la meilleure performance vis à vis de la consommation énergétique et de l émission des GES pour une même valeur structurale Granulaire Enrobés Stabilisé 14 7

Compétition : Le tournoi de KYOTO 15 Les joueurs en présence 16 8

Les enrobés bitumineux E1: Béton bitumineux à Haute Résistance à l Ornièrage EB 14 Gasquet E2: Béton bitumineux EB 14 avec Bardeau broyé ( 5%) Agassi E3: Béton bitumineux conventionnel EB 14 Kiefer E4:Béton bitumineux EB 14 avec 15 % de GBC Nadal 17 Les matériaux de fondation MF1: MR5 stabilisé émulsion et 1.5 % de ciment Demientieva MF2: MR5 stabilisé au liant STABICOL 90 Mauresmo MF3:Matériau granulaire MG 20 Sharapova MF4: Matériau recyclé MR5 ( 50% de BB) Kournikova 18 9

Rappel sur les matériaux et les techniques La consommation en énergie L émission de GES Enrobés Stabilisé Granulaire 19 Extraction des matières premières Extraction locale des minerais Extraction du pétrole brut au Venezuela Transport des matières premières Etapes et éléments de l'analyse de cycle de vie d'un produit ou d une technique de chaussée Fabrication des matériaux de base Transport des matériaux de base Fabrication des mélanges Production Bitume 150 km Carrière Cimenterie Aciérie 5 km 150 km 30 km Fabrication et usinage 800 km Chantier (chaussée routière) : Construction de la chaussée neuve ou réhabilitées Chantier: Construction 20 10

Consommation énergétique et Émissions de GES pour chaque produit ou technique Eurobitume Athena & IVL IVL 21 Composition des matériaux 22 11

23 Consommation énergétique en MJ par tonne de matériaux 24 12

25 Émission de gaz à effet de serre en kg CO 2eq par tonne de matériau 26 13

27 Retour sur : Le tournoi de KYOTO 28 14

Les règles du jeu Pour pouvoir être comparés, les matériaux doivent fournir la même valeur structurale SN=1 SN=1 SN=1 29 Retour sur la conception structurale Matériau = Coefficient structural 30 15

31 32 16

Les enrobés bitumineux Loi de comportment: Mr= 10 (4.056-0.0290T) pour enrobés conventionnels Mr= 10 (3.953-0.0194T) pour enrobés HRO ( haute résistance à l ornièrage) Pour la zone sud du MTQ T=20.5 C Mr= 2896 MPa pour enrobés conventionnels Mr= 3592 MPa pour enrobés HRO 33 Les enrobés bitumineux Pour transformer le module Mr en coefficient structural, Le MTQ utilise la formule A= 0.414 log( 145.4 Mr)-1.896 Donc: a= 0.43 pour les enrobés conventionnels a= 0.47 pour les enrobés HRO 34 17

Les enrobés bitumineux Pour obtenir 1 de SN Enrobés conventionnels Enrobés HRO 59 mm ou 142 kg par m2 54 mm ou 130 kg par m2 35 Les matériaux stabilisés et les matériaux granulaires Loi de comportment: (MTQ) Mr= 125 θ 0.4 : MR5 émulsion + 1.5% ciment Mr= 17.3 θ 0.85 : MR5 Stabicol 90 * 1 Mr= 14 θ 0.6 : MG 20 Mr= 15.5 θ 0.5 : MR5 (BB50%) *1 (Étude Sintra MTQ module réversible 1998) 36 18

Les matériaux stabilisés et le MG 20 Pour un état de contrainte de 90 kpa (sous 100 mm enrobés) Mr= 756 MPa : MR5 émulsion + 1.5% ciment Mr= 792 MPa : MR5 Stabicol 90 Mr= 208 MPa : MG 20 Mr= 147 MPa : MR5 37 Les matériaux stabilisés et le MG 20 Pour transformer le module Mr en coefficient structural, Le MTQ utilise la formule A= 0.249 log( 145.4 Mr)-0.977 a = 0.28 : MR5 émulsion + 1.5% ciment a = 0.28 : MR5 Stabicol 90 a = 0.11* : MG 20 a = 0.08* : MR5 * Incluant coefficient drainage matériaux non liés 38 19

Les matériaux stabilisés et le MG 20 Pour obtenir 1 de SN MR5 émulsion + 1.5% ciment MR5 Stabicol 90 MG 20 MR5 90 mm ou 200 Kg/m2 90 mm ou 200 Kg/m2 226 mm ou 499 Kg/m2 317 mm ou 699 Kg/m2 39 40 20

Le tableau du tournoi 41 Tableau des compétions Les enrobés bitumineux BB HRO (base) BB avec Bardeau (base) BB Conventionnel ( EB 14) BB EB 14 avec 15 % GBC 42 21

Match 1: Enrobés à Haute Résistance à l Ornièrage BB HRO EB14 BB + Bardeau SET 1: 1: Energie SET 2: 2: GES SET 3: 3: Prix 77.2 74.1 6.27 6.05 7.13 7.13 VAINQUEUR = BB +5% Bardeau 43 Match 2: Enrobés EB 14 avec ou sans GBC EB 14 EB 14 + GBC SET 1: 1: Energie SET 2: 2: GES SET 3: 3: Prix 84.4 80.4 6.85 6.47 7.09 6.80 VAINQUEUR = EB 14 +15% GBC 44 22

Tableau des compétions Les enrobés bitumineux BB HRO (base) BB Bardeau 5% BB Bardeau 5% BB Conventionnel ( EB 14) EB 14 +15% GBC EB 14 +15% GBC 45 La finale : ENROBÉS BITUMINEUX EB 14 + 15% GBC BB + 5% Bardeau 46 23

Match demi-finales enrobés EB 14 + 15% GBC - BB + 5% Bardeau EB 14 + GBC BB + Bardeau SET 1: 1: Energie 80.4 74.1 SET 2: 2: GES 6.47 6.05 SET 3: 3: Prix 6.80 7.13 VAINQUEUR = BB +5% Bardeau 47 Tableau des compétions Les matériaux de fondation MR 5 Émul + 1.5% ciment MR 5 Liant STABICOL 90 MG 20 MR 5 48 24

Match 3: Matériaux stabilisés Emulsion Ciment Mr5 em + cim Mr5 stabicol SET 1: 1: Energie 63.2 51.0 SET 2: 2: GES 6.75 5.97 SET 3: 3: Prix 5.99 6.99 VAINQUEUR = MR5 Stabicol 49 Match 4: Matériaux Granulaires MG 20 Mr5 SET 1: 1: Energie 41.8 54.1 SET 2: 2: GES 6.24 6.42 SET 3: 3: Prix 7.48 6.99 VAINQUEUR = MG20 50 25

Tableau des compétions Les matériaux de fondation MR 5 Émul +1.5% ciment MR 5 STABICOL 90 MR 5 STABICOL 90 MG 20 MG 20 MR 5 51 La finale: MATÉRIAUX DE FONDATION MG 20 MR5 avec Stabicol 90 52 26

Match demi-finales Matériaux de base MG 20 - MR5 avec Stabicol 90 MG 20 Mr5 + STABICOL SET 1: 1: Energie 41.8 51.0 SET 2: 2: GES 6.24 5.97 SET 3: 3: Prix 7.48 6.99 VAINQUEUR = MR5 + Stabicol 53 LES VAINQUEURS BB + 5% Bardeau MR5 avec Stabicol 90 54 27

En conclusion Les enrobés contenant des matériaux recyclés GBC ou bardeau broyé sont moins énergivores et moins polluants Sur une base de 8 500 000 tonnes d enrobés par an au Québec L utilisation systématique de 15% de GBC permettrait la diminution de 22 950 tonnes de CO 2eq 55 En conclusion Soit approximativement le gain de 1 tonne par employé dans le secteur du génie civil et de la voirie ( 23 500 personnes Données CCQ) 56 28

En conclusion L utilisation systématique des bardeaux broyés 25,000 T de bardeau par an ( 5,000,000 t enrobés) Permet de réduire de 8,000 tonnes les émissions de GES 57 En conclusion À performance structurale égale, l utilisation des matériaux recyclés stabilisé de type MR5 peut être optimisée avec des liants mixte bitume-ciment 7 GES en Kg pour 1 m 2 SN=1 6.5 6 5.5 Gain 11.5% MR5 émulsion + 1.5% ciment MR5 Stabicol 90 58 29

En conclusion À performance structurale égale, l utilisation des matériaux recyclés de type MR5 est légèrement plus polluant que le MG 20 GES en Kg pour 1 m 2 SN=1 6.5 6.25 6 MR5 MG20 59 Par une juste utilisation des matériaux recyclés et des techniques nous pouvons relever le défi 60 30

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