Mousses de bitume

Établie dans le monde entier, la technologie du recyclage à froid à la mousse de bitume suscite l’intérêt croissant des administrations et des entreprises de la construction routière, tant pour la réfection que pour la construction neuve des routes. Le recyclage à froid à la mousse de bitume permet de réaliser des couches portantes flexibles et durables, constituant dans le corps de chaussée une assise parfaite pour la pose ultérieure d’enrobé sur une épaisseur de couche réduite. La mousse de bitume est produite à l’aide d’une technique ultramoderne à partir de bitume normal chauffé à environ 175 °C. La production ainsi que l’adjonction de la mousse de bitume dans un mélange de granulats minéraux s’effectuent à l’intérieur du recycleur WIRTGEN, avec une grande précision, par des systèmes d’injection régulés par microprocesseurs.

On parle de « mousse de bitume » car le bitume est « monté en mousse ». De petites quantités d’eau et d’air sont injectées sous haute pression dans le bitume chaud, formant une mousse prenant jusqu’à 20 fois son volume d’origine. La mousse est alors directement injectée par des buses d’injection dans un malaxeur où elle est mélangée de manière optimale aux matériaux de construction froids et humides. Le nouveau matériau de construction, obtenu la plupart du temps à partir d’enrobé fraisé recyclé, est alors appelé MSB (matériau stabilisé au bitume).

Le laboratoire mobile WLB 10 S permet d’effectuer des analyses préalables afin de définir exactement la qualité de la mousse de béton avant même le début des travaux. Grâce à sa grande simplicité d’utilisation, il est possible de modifier rapidement certains paramètres tels que la quantité d’eau, la pression de l’air et la température. La qualité de la mousse de bitume est essentiellement caractérisée par les paramètres « expansion » et « demi-vie ». Le laboratoire mobile de production de mousse de bitume WLB 10 S et le malaxeur continu à deux arbres WLM 30 illustrent la mise à profit de notre longue expérience pratique au service d’une technique de laboratoire ultramoderne. Ces machines modernes permettent de produire des éprouvettes appropriées en un tour de main.

Une question de mesure

Le laboratoire pour mousse de bitume WIRTGEN WLB 10 S effectue les tâches suivantes :

• évaluation d’ensemble des différentes sortes de mousse de bitume utilisées sous l’angle de leur aptitude à la montée en mousse.
• optimisation du processus de production de mousse par adaptation de la température et de l’adjonction d’eau.
• production d’enrobé par adjonction de différentes quantités de mousse de bitume en laboratoire.

Pour la production d’enrobé en laboratoire de construction routière, le WLB 10 S est directement couplé au malaxeur continu à deux arbres WLM 30. La mousse de bitume produite est injectée pendant le processus de malaxage du WLM 30. Les matériaux de construction sont mélangés sans perte et avec précision. Cela permet de produire des enrobés en un temps record pour la réalisation d’éprouvettes.

Lors de sa mise en œuvre, l’enrobé MSB se distingue par sa grande facilité d’utilisation. S’il est suffisamment humide, il reste disponible pour les travaux de compactage consécutifs pour une durée illimitée. Un autre facteur déterminant est que les couches en MSB peuvent être provisoirement ouvertes à la circulation immédiatement après leur réalisation. La couche recyclée à froid n’est souvent recouverte que d’une mince couche de roulement en enrobé qui fait office de couche d’usure. Les travaux de réfection ne concernent que la couche de roulement ; la couche recyclée à froid, elle, n’est pas affectée, ce qui a l’avantage de réduire les coûts de maintenance des chaussées.

Structure du matériau

Les enrobés à froid à la mousse de bitume présentent les mêmes caractéristiques que les matériaux de construction aux particules en frottement constant les unes avec les autres, mais avec une cohésion (pouvoir liant) et une résistance nettement plus élevées. Ce matériau est également appelé MSB (matériau stabilisé au bitume). L’enrobé en MSB n’enveloppe pas les granulats, mais consiste en une incorporation homogène du bitume - généralement de 1,5 m% à 2,5 m% du matériau de construction. Après le compactage final, ce matériau se distingue par d’excellentes caractéristiques en termes de flexibilité et de portance. Il a déjà fait ses preuves dans le monde entier. Le matériau traité à la mousse de bitume se distingue par une résistance et une portance optimales.

Recyclage à froid in situ

Dans le recyclage à froid à la mousse de bitume, on distingue le recyclage « in situ » (= sur site) et le recyclage « in plant » (= en centrale mobile). Lors du recyclage à froid « in situ », un recycleur à froid concasse le revêtement endommagé de la chaussée et incorpore de manière homogène de la mousse de bitume en ajoutant de l’eau et du ciment selon les exigences requises. Ce procédé permet donc d’obtenir un nouveau matériau de construction (MSB) en une seule opération. Les recycleurs à froid destinés aux missions « in situ » sont équipés d’un puissant rotor de fraisage et de malaxage ainsi que de rampes d’injection. Certains types de machine disposent également d’une table de finisseur pour la pose et le précompactage du nouveau matériau de construction.

Les matériaux « in situ »

Par principe, tous les matériaux de construction non liés - ce qui est le cas de l’enrobé fraisé - peuvent être traités à la mousse de bitume. En une seule opération, les recycleurs WIRTGEN concassent la couche d’enrobé, y compris la couche sous-jacente, et les mélangent « in situ » avec de la mousse de bitume. Une fois compactée, la couche réalisée est une couche portante bitumineuse d’excellente qualité pouvant résister aux fortes sollicitations du trafic routier.

Recyclage à froid in plant (en centrale)

Lors du recyclage à froid « in plant », le revêtement endommagé fraisé est acheminé vers le mélangeur à froid mobile situé à proximité du chantier. Le fraisat y est mélangé de manière homogène à de la mousse de bitume en ajoutant de l’eau et du ciment selon les exigences requises pour produire un nouvel enrobé à froid (MSB) prêt pour une pose immédiate. Ce dernier peut alors soit être posé directement selon le profil voulu, soit être stocké en tas pour être posé plus tard.

Un système d’injection moderne

Une qualité optimale assurée. Le dispositif de chauffe régulé par thermostat assure en effet la température de service optimale de l’ensemble du système d’injection, avant et pendant la production de mousse de bitume, rendant ainsi superflue l’opération fastidieuse de nettoyage du système en cas d’interruption ou à la fin des travaux. Le contrôle du processus de production de mousse et de la quantité d’adjuvant s’effectue par microprocesseurs.

Le granulat fraisé « in plant »

Le granulat enlevé avec une fraiseuse WIRTGEN est généralement soit traité immédiatement après avoir été fraisé, soit stocké en tas pour une plus longue période. À partir de ce matériau de départ, le mélangeur à froid mobile WIRTGEN KMA 220 produit « in plant » un enrobé à froid qui sera ensuite remis en place par un finisseur VÖGELE.

Matériau abattu et nouveau matériau

Les matériaux abattus, recyclés et nouveaux font l’objet des opérations de concassage et de criblage appropriées et peuvent ensuite être mélangés à de la mousse de bitume dans le mélangeur à froid mobile KMA 220. Tout matériau de construction routière présentant une distribution granulométrique appropriée peut être traité à la mousse de bitume.

Un coût total moins élevé

En raison des faibles quantités de liant nécessaires, de l’utilisation d’enrobé fraisé et de l’important gain de temps, ces méthodes de construction sont particulièrement rentables du point de vue des coûts de réalisation. Le total des coûts baisse en outre considérablement du fait de la moindre quantité d’enrobé nécessaire pour le revêtement final. Mais les coûts d’entretien sont eux aussi extrêmement faibles. En effet, au cours de leur vieillissement, les couches en MSB n’ont pas tendance à se fissurer comme c’est le cas des couches en enrobé traditionnelles. D’où un avantage indéniable : il suffit de rénover la mince couche d’enrobé supérieure, ce qui évite le remplacement coûteux de l’ensemble du corps de chaussée. Les avantages de cette méthode ainsi que les propriétés exceptionnelles du MSB font que ce matériau est de plus en plus utilisé, également dans le cadre de projets de partenariat public-privé (PPP).

Recyclage à 100 %

Offrant de multiples avantages, la mousse de bitume prend une place prépondérante parmi les liants. Avec la mousse de bitume, les granulats d’enrobé peuvent être recyclés à 100 % - qu’ils soient froids ou non. Le fait que les matériaux de départ ne soient pas chauffés permet de réduire considérablement les émissions de CO2. Les faibles quantités d’adjuvants, représentant seulement 1,5 % à 2,5 % de la quantité totale, engendrent des coûts réduits. Le bitume est un matériau répandu dans le monde entier et peut être utilisé sans retraitement particulier. Une couche réalisée à partir d’un matériau mélangé à de la mousse de bitume peut être immédiatement posée, compactée et rouverte à la circulation. La durée des chantiers et les entraves à la circulation sont donc minimes.

Une réfection routière écologique

Rentabilité et protection de l’environnement ne sont pas forcément contradictoires. Ménageant les ressources, la technologie de la mousse de bitume combinée à la technique respectueuse de l’environnement des machines WIRTGEN vient confirmer notre devise. Ce procédé utilise des matériaux recyclés - seuls des liants y sont ajoutés. En outre, en comparaison avec l’étendue des travaux de construction neuve, il rend superflu les transports polluants par camion.