Béton bitumineux à froid Luc VALERY
«Les Techniques à froid sont dans le coup.» - Économies d énergie - Réduction des émissions de GES BBF: béton bitumineux à froid - Avec matériaux neufs - Avec agrégats d enrobés
Béton Bitumineux à l émulsion Définition «Enrobé hydrocarboné à froid non stockable (utilisation dans les 24h) destiné à la réalisation de couches de roulement, constitué à partir de granulats sélectionnés, dans lequel tous les granulats sont recouverts de liant» -une fraction granulaire peut avoir fait l objet d un prétraitement : -granulats neufs -agrégats d enrobés -enrobés mixtes
Le Contexte normatif a ses limites NF P 98-139 - Janvier 1994 Approche initiale de type «enrobés à chaud» B.B dense non stockable 0/10 ou 0/14 Épaisseur : 5 à 8 cm Émulsion de bitume pur ou modifié Performances mécaniques requises (Duriez, PCG) Couche d accrochage non nécessaire Granulats type couche de roulement Les plus employés sont les BBF minces (3 à 5 cm) Décalage entre la norme actuelle et la pratique
Double filiation et points communs Graveémulsion (froid) BBF Liant = émulsion (+eau) Centrale de malaxage Mise en oeuvre Teneur en liant BSSG (chaud) Couche de roulement Granulats B III a Performances mécaniques Teneurs en vides
Différents procédés d entreprises: «objectif enrobage» Formulation de l émulsion (rupture, coalescence ) Pré-enrobage du sable Pré-enrobage des gravillons Enrobage séquencé Incorporation d additifs (rupteur, agent stabilisant..) Utilisation d agrégats d enrobés Tiédissement du produit fini
formation du film de bitume : étape 1/4 mouillage des granulats: l émulsion doit se répartir de façon homogène sur la phase granulaire
formation du film de bitume : étape 2/4 floculation des globules de bitume phase qui établit la distribution du bitume sur la surface minérale continuité du film de liant début de cohésion (pour manipulation) phénomène progressif jusqu au répandage (maniabilité préservée)
formation du film de bitume : étape 3/4 Coalescence des globules de bitume fin de l état dispersé étape clé de la filmification évacuation de l eau phénomènes interfaciaux complexes
formation du film de bitume : étape 4/4 Maturation du liant phase ultime réarrangements moléculaires obtention des caractéristiques mécaniques finales du liant et de l enrobé
Etapes de la filmification Enrobage Transport Répandage Compactage Trafic mouillage floculation coalescence maturation
«DU MALAXEUR A L USAGER» Contacts liants-granulats = début d un enchaînement de processus (déstabilisation de l émulsion, coalescence, formation du film de bitume continu et montée en cohésion) performances du BBF liées à la cinétique de ces phénomènes pendant : l enrobage le transport le répandage le compactage la maturation sous trafic
FABRICATION DES BBF
Fabrication des BBF Centrale de malaxage adaptée (malaxeurs,séquences..) teneur en liant résiduel de l ordre de 6 ppc teneur en eau totale de l ordre de 7 ppc Malaxeur assez puissant (cohésion) maîtrise des dosages (émulsion et eau) non-stockabilité
Centrale mobile pour fabrication de béton bitumineux à l émulsion
Centrale mobile pour fabrication de béton bitumineux à l émulsion
Centrale mobile pour fabrication de béton bitumineux à l émulsion
MISE EN ŒUVRE DES BBF
Béton bitumineux 0/10 à l émulsion
Béton bitumineux 0/10 à l émulsion
Mise en oeuvre des BBF Point sensible à la mise en œuvre: présence d eau et cohésion évolutive Compactage et uni Teneur en vides : 12 à 15 % (mais peu de vides communiquants) Granularité 0/6 ou 0/10 Tendance vers des formules minces (BBM, BBTM) Couche d accrochage optionnelle (points singuliers) Conditions météo favorables
Autre procédé de mise en œuvre: «malaxeur finisseur»
Les enrobés mixtes à Froid Une solution intermédiaire entre Grave Hydraulique et Béton bitumineux à l émulsion
Principe Rigidité Souplesse ciment bitume Proportion de liants
Avantages Maturation rapide Large domaine d emploi assises (dimensionnement optimisé) roulement (module et caractéristiques de surface) Utilisation possible d agrégats d enrobés
Structure composite Granulat Bitume Mortier - Phase 1 : Granulats enrobés de bitume - Phase 2 : Mortier hydraulique densifiant
Centrale adaptée au double traitement Fabrication
RETRAITEMENT EN CENTRALE recyclage à 100% d agrégats d enrobés valorisation de la double ressource (granulats+bitume) malaxage par une émulsion de bitume formulée dans le but de régénérer le liant vieilli en lui restituant souplesse et adhésivité Le produit fini est mis en œuvre sur chantier en tant que GE ou BBF de recyclage
1 4 2 3 5
FABRICATION Qualité d enrobage de type GE avec un atout : mélange initial «pré-enrobé» avec des fines inertes, ce qui permet un bon enrobage des gros éléments. Mélange assez cohésif
MISE EN OEUVRE
Comportement sur chantier Bon compromis entre les caractéristiques: enrobage maniabilité cohésion
BILAN Points sensibles Conditions météo (techniques à froid) Uni (compactage délicat) performances évolutives (mûrissement) qualité des matières premières (il faut un vrai 0/10 criblé et concassé (agrégat) et non un fraisat brut mal calibré / pas de fraisat d enrobés drainants)
BILAN Avantages de la technique: économique (recyclage et valorisation liant) énergie (technique à froid,récupération bitume) performances mécaniques technique souple (pas de fissuration, caractère autoréparable, reprofilage, épaisseur variable, raccordement, ouverture à la circulation) Préservation des ressources Réduction des gaz à effet de serre
BILAN Contexte favorable pour le développement des BBF en raison de: optimum économique contraintes environnementales et techniques à l émulsion évolution des recherches dans la profession obtention de bons résultats encourageants pour l avenir même si la technique demeure exigeante...
Béton bitumineux à l émulsion
Structure 1 : BBSG traditionnel 7 cm Structure 2 : BB à l émulsion 7 cm Consommation énergie (MJ/m²) Consommation énergétique par structure (MJ/m²) 0 20 40 60 80 100 120 140 1 2-24% Liants Granulats Fabrication mélanges Transport Mise en œuvre Emission GES en CO 2 équivalent (kg/m²) Émission GES par structure en CO 2 équivalent (kg/m²) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2-34% Liants Granulats Fabrication mélanges Transport Mise en œuvre
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