ETUDES A L’ECHELLE MACROSCOPIQUE DES ENROBES NEUFS ET RECYCLES

ETUDES A L’ECHELLE MACROSCOPIQUE DES ENROBES NEUFS ET RECYCLES

COMPATIBILITE EMULSION-GRANULAT NEUF : IMPACT SUR LA FORMULATION DES ENROBES NEUFS ET RECYCLES

 Adhésivité émulsion-granulat La compatibilité entre les émulsions et les granulats neufs de diorite et de granite a été déterminée avec le test d’adhésivité, tel que décrit au paragraphe 6.1. du chapitre 2. La Figure 105 présente les niveaux de recouvrement des granulats par le liant résiduel des différentes émulsions. Une analyse de ce résultat peut être faite aussi bien à l’échelle de la nature moléculaire des tensioactifs que de leur teneur dans les émulsions.  Figure 105. Aptitude des émulsions à assurer l’adhésion liant résiduel-granulat. Le recouvrement du granulat de diorite par le liant résiduel est à un niveau supérieur à 70 % avec l’ensemble des émulsions. La nature en émulsifiant semble exercer une faible influence sur cette propriété pour ce type de granulat.

En revanche, la teneur en tensioactif selon le type d’émulsifiant impacte la qualité de l’adhésion. Pour l’émulsifiant A, par exemple, la teneur de 0,9 % offre une qualité d’adhésion liant-granulat moins bonne (≈ 75 %) que les teneurs de 1,2 et 1,5 % (≈ 90 %). Cela pourrait être lié à la réactivité de la diorite en milieu acide qui a pour effet de déprotoner une partie des tensioactifs avec la remontée de pH, empêchant ainsi l’adsorption d’une quantité optimale à la surface du granulat pour assurer une adhésion efficace du liant bitumineux.

Dans le cas du granite, la qualité de l’adhésion liant-granulat est nettement meilleure avec les émulsions à base d’émulsifiant B (≈ 90 %) que l’émulsifiant A (≈ 50 %). La nature du tensioactif est donc un paramètre important pour ce granulat. Cela peut être dû à la nature plus hydrophile du granite qui aura tendance à présenter une bonne adhésion selon que le tensioactif à l’interface liantgranulat a un caractère hydrophobe plus marqué, comme c’est le cas pour le tensioactif B comparativement au tensioactif A, qu’hydrophile.

D’un autre côté, pour une même nature de tensioactif, la teneur semble ne pas avoir un effet significatif sur la qualité de l’adhésion liantgranulat. Il est à souligner que les résultats du test d’adhésivité liant-granulat permettent de faire une appréciation sur une échelle de valeurs et à partir d’un essai visuel. Ils ne se basent pas sur des 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,9 % A 1,2 % A 1,5 % A 0,9 % B 1,2 % B 1,5 % B Couverture en liant (%) Emulsion Diorite Granite Chapitre 4 : Etudes à l’échelle macroscopique des enrobés neufs et recyclés 199 essais mécaniques, qui sont les plus importants à l’échelle de l’enrobé en termes de durabilité et seront traités au point 3 de ce chapitre. 1.2. Teneur en eau optimale des enrobés neufs et recyclés L’analyse des états de consistance, d’enrobage et de cohésion des mélanges réalisés à petite échelle en faisant varier la teneur en eau totale a permis de déterminer des teneurs en eau totale dites optimales pour les formulations.

Pour les six émulsions de base, la Figure 106 indique les évolutions des teneurs en eau totale optimales pour les enrobés neufs de diorite et de granite en fonction de la teneur en émulsifiant selon la teneur en liant résiduel considérée. Les évolutions de teneurs en eau totale des mélanges des recyclés sont identiques à celles des enrobés neufs de granulats desquels ils sont fabriqués à la teneur en liant résiduel de 5 ppc.  De façon globale, les teneurs en eau totale optimale des mélanges pour une même nature de granulat sont plus faibles avec le tensioactif B que le tensioactif A. Deux facteurs peuvent expliquer ce constat : le premier est la nature moléculaire des tensioactifs, notamment l’importance du caractère hydrophobe.

A « fort » caractère hydrophobe, la sensibilité du mélange à passer d’une consistance normale à humide ou très humide est plus élevée. En effet, l’adsorption du tensioactif à caractère hydrophobe plus prononcé sur le granulat aura une tendance plus forte à « chasser » l’eau de la surface des granulats pour la remettre dans la masse. Le second facteur est l’effet de la viscosité de l’émulsion qui offre une qualité d’enrobage et de cohésion d’autant meilleure qu’elle est élevée car l’émulsion est mieux mobilisée et donc nécessite une faible quantité d’eau.

A contrario, une faible viscosité entraîne l’écoulement de l’émulsion dans l’espace intergranulaire, ce qui demande plus d’eau pour lubrifier le mélange et obtenir une qualité d’enrobage satisfaisante. Cet apport en eau n’est pas problématique pour la consistance d’un mélange avec un tensioactif à « fort » caractère hydrophile comme le tensioactif A. Les teneurs en eau totale optimale sont plus faibles avec le granite que la diorite et sont globalement décroissantes avec la teneur en émulsifiant pour les deux natures de granulat. Cette diminution de la teneur en eau totale optimale avec l’augmentation de la teneur en émulsifiant est liée à l’activité des tensioactifs à l’interface eau-granulat tendant à expulser l’eau de la surface du granulat, donnant ainsi au mélange l’apparence d’une exsudation lorsque la teneur en émulsifiant est élevée.

Cela conduit à un abaissement de la teneur en eau totale. Le Tableau 19 récapitule les valeurs de teneurs en eau totale optimale retenues pour la fabrication des mélanges des enrobés avec les teneurs en liant résiduel respectives de 5,5 ppc pour les enrobés neufs et 5 ppc pour les enrobés recyclés.