Envoyer à un ami | Version à imprimer | Version en PDF

Des additifs de déchets plastiques pour la résilience des chaussées ? (partie I)

par N. Ben Battouche*

Si hier Montaigne écrivit : « Qui veut aller loin ménage sa monture » aujourd'hui, dans un temps si éloigné de son siècle, et pour le paraphraser, il s'écrira certainement : « Qui veut aller loin aménage son autoroute ». Cette réflexion est née de l'état des chaussées du réseau routier et en particulier de celui des infrastructures autoroutières de construction récente, qui sont affreusement «rongées» en surface par des dégradations précoces !

Pourquoi en est-il ainsi ? Au plan du savoir technique, les réponses sont nombreuses et simples, et il est sans intérêt qu'elles soient toutes évoquées ici. Et pour mieux appréhender l'essentiel, un recul temporel suffisant est nécessaire sans toutefois qu'il soit transformé en témoignage historicisé. Initialement le dossier « Chaussées » de l'appel d'offres ne pouvait être mieux présenté que par une variante de base de type chaussée souple pour une structure autoroutière. Nourri du bien-fondé de l'inadaptabilité de cette famille de structures pour cette fonction structurelle, le bureau d'étude FHIC du groupement chinois CITIC-CRCC, bénéficiaire des marchés des lots Centre et Ouest, avait soumis une autre variété de chaussée, dite bitumineuse épaisse, dont l'assise était intégralement en enrobés à module élevé (EME).

Les matériaux des couches de fondation et de base de cette nouvelle structure devaient donc être en EME. Ces derniers, inconnus en Algérie, allaient détrôner, dans l'ébahissement et la pétrification des bureaux et laboratoires locaux, la grave bitume de la « chaussée reine » du réseau routier et connaître leur validation par un maître d'ouvrage qui ignorait certainement que ce sont les bitumes durs qui sont les liants déterminants pour la production des hautes performances attendues des enrobés à module élevé (EME).

La non commercialisation sur le marché intérieur des classes de liant dur, et en particulier le 10/20, allait pousser pour leur fabrication à l'emploi d'additifs élaborés à partir de déchets plastiques recyclés (emballages et sachets en polyéthylène, déchets ménagers et industriels récipients, films, polyoléfines de récupération et autres résidus de polymères...) additionnés au mélange granulaire dans le malaxeur de la centrale d'enrobage avant l'ajout de bitume (dry process ou voie sèche). Cette façon de faire, qui n'apporte que très peu à la durabilité des matériaux de structure, ne peut modifier le bitume de grade 40/50 de Naftal utilisé à cette fin en un liant dur de classe 10/20 comme le prescrit la norme NF-P 98-140 relative aux EME, et remplacée par la norme produit - NF EN 13108-1 Enrobés Bitumineux - Selon ce processus, le dry process, les propriétés rhéologiques du liant 40/50 ne sont pas modifiés et encore moins sa pénétrabilité à 25°C pour espérer le voir se transformer en un bitume dur de classe 10/20 ou 20/30 qui serviront à la production des EME.

Dans ce cas, le liant et l'ajout de l'additif en matières recyclées « ne doit pas être confondu avec la notion de bitume modifié (au sens décrit pour la voie humide ou wet process relativement aux mélanges physiques) même si le processus de fabrication entraîne la fusion du polymère.

En effet dans ces cas d'addition en centrale, ces polymères recristallisent pendant la phase de refroidissement pour former une dispersion, éventuellement un réseau fibreux plus ou moins continu et homogène, mais ces polymères ne se combinent pas, ou très peu, avec certaines fractions du bitume...

En effet, le temps de mise au contact direct entre le polymère et le bitume est ici totalement insuffisant pour assurer le gonflement du polymère par les maltènes du bitume. De plus, l'absence de phase de mélange sous fort cisaillement ne permet pas d'obtenir une répartition fine et divisée de la phase polymère dans le bitume.

On conçoit dès lors qu'à teneur égale en polymère, les effets de modification des propriétés ne soient pas comparables et moindres dans ces cas d'addition directe en centrale». (ROUTES- N° 303 - Juillet 1999 -AIPCR- Page 93-) En conséquence, ‘'Le matériau ne peut emprunter au bitume ses propriétés et le comportement rhéologique de l'enrobé n'est pas affecté par la rhéologie du liant'' Ajoutons que cette solution, même considérée comme un expédient, demeure insuffisante pour garantir la résilience de ces chaussées autoroutières, et ne peut donc donner de la durée autant que celle qui était prévue dans le dimensionnement de ces ouvrages.

Il est d'un intérêt très particulier de faire connaître, pour ce propos, l'avis de M. Yves Brosseaud, directeur de recherche au LCPC de Nantes et fervent soutien à l'exportation des EME, qui écrivait :« un bitume de grade traditionnel (35/50) peut être utilisé avec des additifs de nature organique (gilsonite, sélénite, asphalte dur,...) sous forme de ûnes ou de granulés, pour durcir le liant et augmenter la rigidité de l'enrobé.

Ce moyen est employé dans les zones géographiques où les classes de bitume dur ne sont pas disponibles » Nous comprenons donc que ces durcisseurs de bitume doivent être de nature organique et non ouvrés à partir de déchets plastiques recyclés tels qu'ils sont commercialisés chez nous et utilisés sans limitation dans l'ensemble des projets routiers et autoroutiers. Précisons aussi que ceux qui sont de nature organique doivent être forcément exploités selon le mode wet process ou voie humide pour la production des bitumes durs. La différence notable, entre ces additifs, de nature différente, réside dans le fait que ceux qui sont à base de déchets plastiques, et dont la matière a été recyclée sans qu'il ne soit observé, en plus et surtout, cette impérieuse nécessité de bien séparer les déchets plastiques afin d'obtenir un degré élevé de pureté, provoquent dans les mélanges bitumineux une fissuration qui aurait pour origine une grande rigidité des enrobés.

A leur apparition, ces fissures sont transversales ensuite se ramifient et deviennent de type anarchique. Les départs de matériau donnent forme aux nids-de-poule et la chaussée tombe en ruine. Ces cas s'observent aisément sur les couches de roulement de l'autoroute Est-Ouest et la deuxième rocade d'Alger, et il va en être de même pour les chaussées aéronautiques de bon nombre de nos aérodromes dont les revêtements ont été formulés avec ce genre d'additifs.

*Ingénieur TPE/Chaussées