Recyclage des matériaux bitumineux Expérience européenne Besoins de recherche Chantal de LA ROCHE LCPC Martin van de Ven TU Delft - NL March 31, 2009 1
Le recyclage Faire du neuf avec du vieux! Economie de ressources Economie d énergie (retraitement en place) Avec des performances comparables aux matériaux neufs Nécessité d une analyse globale sur ces matériaux Le contexte français Grenelle de l environnement Engagements actuels sur les agrégats d enrobés Matériaux et structures économes en ressources non renouvelables (orientation du LCPC depuis 2004 ) Situation actuelle Expérience ancienne en France (années 70) Nécessité d un «coup d accélérateur» formalisation, fiabilisation des solutions March 31, 2009 2
Recyclage des matériaux bitumineux Panomara des expériences européennes (Rilem TC ATB TG5 «recycling of bituminous materials») Pas d obligation d utiliser les recyclés mais de fortes incitations des administrations (B, CH, NL, CZE) Utilisation principale à chaud 10% max en couche de roulement et 50% max dans les autres couches 30% représente une valeur standard due aux contraintes de matériels Recyclage jusqu à 100% dans les matériaux froids Réduction de coût de 10% aux Pays Bas pour des matériaux contenant 30% de recyclés (bitume d apport 3,5%) March 31, 2009 3
L expérience hollandaise du recyclage sur 30 ans Martin van de Ven, Chantal de la Roche March 31, 2009 4 Road and Railway Engineering
Types de mélanges bitumineux à chaud utilisés aux Pays-Bas Couche bitumi neuse Matériau bitumineux Couche % de la production totale Assise Gravel Asphalt Concrete (GAC history) Stone Asphalt Concrete (STAC) Assise Liaison Surface 56 % 7 % 37 % Liaison Open Asphalt Concrete (OAC) Surface Dense Asphalt Concrete DAC Stone Mastic Asphalt (SMA) Porous Asphalt (PA) Production totale annuelle d enrobés à chaud : Entre 8 et 10 Millions de tonnes March 31, 2009 5
Contexte du recyclage à chaud aux Pays Bas Milieu des années 70, forte impulsion donnée au recyclage des ancien enrobés Raisons: Crise pétrolière Environnement (raréfaction des matériaux, de la place disponible pour mise en décharge) Développement des fraiseuses Unique source de matériaux granulaires: matériaux roulés de rivière utilisés jusqu à la fin des années 70 entrainant de graves problèmes d orniérage (accroissement du trafic, étés chauds) March 31, 2009 6
De l insertion des agrégats à froid (1970-1980) à l insertion à chaud (depuis 1990) RAP =Reclaimed Asphalt Pavement (agrégats d enrobés) Possibilité d insérer les agrégats froids dans la plupart des centrales: dans le malaxeur pour les centrales discontinues ou dans l anneau de recyclage pour les centrales continues. Taux courants: Maximum 20 % sans étude spécifique pour les couches d assise Maximum 10% sans étude spécifique pour les couches de surface. March 31, 2009 7
Tambour parallèle (agrégats chauffés à 130 C) Placé en hauteur!!!!! Tambour parallèle pour les agrégats March 31, 2009 8
Importance de l action réglementaire (1) Années 70-80 Deux projets importants lancés par l administration des routes en collaboration avec un groupe d entreprises: 1976: Renofalt (recyclage à 100 %) 1980: MARS (recyclage jusqu à 100% avec centrales à microondes) Objectifs: recycler dans la couche la plus proche possible de la surface et recycler au taux le plus important possible. Années 80-90 le marché du recyclage devient un marché commercial du fait de l incitation gouvernementale pour l approche de marché avec mise en place d une législation sur les mises en décharge. Fort investissement dans les centrales à double tambour et gestion optimisée des agrégats. March 31, 2009 9
Importance de l action réglementaire (2) Années 80-90 Obligation pour les producteurs d enrobés de prouver la qualité des matériaux produits avec des résultats d essais sur matériaux prélevés in situ : module en flexion 4 pts, fatigue (4 pts) et déformation permanente (essai de fluage) Depuis 1990 les agrégats d enrobés font partie intégrante des normes néerlandaises (RAW) Les agrégats d enrobés sont un matériau de construction à part entière Depuis 2000 Le recyclage des agrégats d enrobés est effectué majoritairement en centrale Le recyclage est autorisé dans toutes les couches (RAW) (sauf SMA et enrobés drainants) March 31, 2009 10
Centrales d enrobage à chaud (recyclage partiel PR) aux Pays Bas (2006) Type de centrale Nombre Centrale discontinue avec tambour (PR) séparé Centrale discontinue avec insertion à froid Centrale continue avec anneau de recyclage Installation sans possibilité de recyclage 38 1 5 - Total 44 March 31, 2009 11
Principaux résultats du programme de recherche sur les STAC (matériaux pour couches d assise)(1) Fatigue Forte dispersion à 70% de recyclés Module March 31, 2009 12
Principaux résultats du programme de recherche sur les STAC (matériaux pour couches d assise)(2) Taux maximum de 50 % (70% sous certaines conditions après essais) Agrégat matériau de construction : contrôles qualité adaptés après fraisage Bitume d ajout uniquement 40/50 ou 70/100 si possible Utilisation de la loi des mélanges sur les pénétrabilités sous certaines conditions March 31, 2009 13
Situation actuelle (1) Taux de recyclage admissibles Couches d assise (STAC) maximum 50 % Couches de liaison (OAC) maximum 50%; Couches de surface : DAC (dense asphalt concrete)(0/11 ou 0/16) maximum 50% Enrobé drainant (PA) maximum 20 % (expérimental) Pas de recyclés dans les SMA Spécifications pour la pénétration résiduelle (mélange bitume neuf recyclé) pour la formulation de tous les types de mélanges. a.log pen1 + b.log pen2 = ( a + b).log pen a + b = 1 mix March 31, 2009 14
Situation actuelle (2) La majorité des couches sous la surface contiennent 50% d agrégats. Production de 3,5.10 6 tonnes/an d agrégats 80 % des agrégats sont utilisés dans les enrobés à chaud (environ 30% de la production annuelle d enrobés à chaud) 50 % d agrégats 60% de la production totale des enrobés à chaud contient des recyclés Consommation de bitume en 2006 : 0,37.10 6 ton (sur 10.10 6 ton asphalt) au lieu d une consommation attendue >0,5.10 6 sans recyclage March 31, 2009 15
Sujets de recherche aux Pays-Bas Tenue en fatigue pour les très forts taux?? Pertinence de la loi des mélanges (logpen) Autoréparation des mélanges avec recyclés?? Recyclabilité des bitumes modifiés (résultats actuels obtenus avec agrégats au bitume pur) Recyclage des enrobés drainants (Utilisation pour les EME???) Plus généralement: recyclage dans les couches de surface? March 31, 2009 16
Recherches en France Opération de recherche OPTIMIRR du LCPC (OPTImisation de Matériaux routiers économes et Incorporant des Recyclés de la Route) 2006-2011 http://www.lcpc.fr/fr/sources/seminaires/2009_jtr/index.dml Homogénéité des agrégats Potentiel de recyclabilité des constituants Mélange liant ancien liant d apport? Fabrication d agrégats en Laboratoire Détection de polluants dans les matériaux à recycler Méthode d optimisation en laboratoire Comportement in situ (essai manège?) Participation aux projets Européens Direct-Mat :constitution d une base de données européenne sur les pratiques de recyclage dans les infrastructures routières http://direct-mat.fehrl.org Re-Road : recyclage à 99% des matériaux bitumineux (focus sur les liants modifiés) http://re-road.fehrl.org March 31, 2009 17
Merci de votre attention! March 31, 2009 18
Latest plant (Astec double drum) March 31, 2009 19