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RÉSUMÉ
Le terme liant signifie « colle » et l’adjectif « hydrocarboné » indique un produit renfermant des atomes de carbone et d’hydorgène. Un liant hydrocarboné est ainsi un liant organique. Cet article propose de passer en revue les liants plus communément appelés bitumes : bitume naturel, asphalte naturel et bitume de pétrole. La constitution du bitume et les principales caractéristiques des bitumes routiers sont passées en revue : pénétrabilité, point de ramolissement bille et anneau, exigences essentielles, classification et spécifications. Les bitumes fluidifiés et fluxés, les émulsions de bitume, les bitumes modifiés et les bitumes spéciaux sont également présentés.
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Bernard LOMBARDI : Ingénieur ENSCL, Directeur général du GPB - Président de la Commission de normalisation des liants hydrocarbonés du BNPé
INTRODUCTION
Un ouvrage, daté de juin 1866 de Léon Malo, apporte la preuve que l'asphalte et les bitumes naturels jouaient un rôle important dans les travaux publics, sans pour autant faire l'objet d'articles de référence, à l'exception de quelques communications dans les annales des Ponts et Chaussées ou dans celles des Mines.
L'auteur affirme que, depuis trente ans, l'asphalte a pris sa place immédiatement à côté des chaux et ciments. La voirie des villes ne saurait plus s'en passer !
Cette plaidoirie en faveur de l'asphalte coulé est très séduisante mais renforce ce que toute bibliographie met en évidence, à savoir que ce matériau hydrocarboné, connu depuis la plus haute antiquité, était utilisé en quantité limitée et, essentiellement, pour réaliser l'étanchéité de bâtiments de qualité et de réservoir d'eau destinée à la consommation humaine.
Les chapitres qui suivent doivent aider le lecteur à replacer les liants hydrocarbonés dans le temps et dans l'espace. Ces produits organiques accompagnent certainement le développement des hommes depuis la nuit des temps et, dans l'état actuel des connaissances, les réserves de « bitume » sont suffisantes pour les cent prochaines années.
Afin de repousser cette limite, il faudra systématiquement recycler les matériaux bitumineux. L'aptitude au recyclage est une des grandes qualités du bitume.
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Bitumes modifiés
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7. Émulsions de bitume
Comme cela a été signalé précédemment, un moyen de réduire fortement la viscosité du bitume à une température d'utilisation comprise entre 80 oC et l'ambiante est la mise en émulsion du bitume.
La norme française T 73-000 définit une émulsion comme un système hétérogène à deux ou plusieurs phases liquides, constitué par une phase liquide continue et, au moins, une deuxième phase liquide dispersée dans la première sous forme de fines gouttelettes.
La phase continue est appelée « phase dispersante » et l'autre « phase dispersée ».
Il faut noter que le système est thermodynamiquement instable. Pour assurer sa stabilité, il est nécessaire d'utiliser un agent tensio-actif.
Dans la très grande majorité des émulsions de bitume, la phase dispersante est de l'eau renfermant une partie du tensio-actif et la phase dispersée est le bitume ou le liant bitumineux. Il s'agit alors d'émulsions directes dites « huile » dans « eau ».
Inversement, si l'eau est dispersée dans la phase bitumineuse, l'émulsion est appelée « inverse » et dite « eau » dans « huile ». Ce cas se rencontre rarement au niveau de la fabrication. Mais, sur la chaussée, au cours du processus de rupture qui conduit à la reconstitution du film continu de bitume, le passage par la forme émulsion inverse est quasi inévitable mais ne doit pas durer plus de quelques minutes, surtout dans des conditions météorologiques peu favorables.
En ce qui concerne la taille des gouttelettes, les techniciens considèrent que, dans le cas général d'une émulsion normale, cette taille est comprise entre 0,1 et 20 µm. La nature très particulière du bitume fait que la taille des gouttelettes de liant, dans une émulsion de bitume, est comprise entre 1 et 20 µm, voire plus dans certaines circonstances.
Le tensio-actif joue un rôle très important car il permet, d'une part, d'abaisser la tension inter-faciale eau-bitume et, d'autre part, de charger électriquement les gouttelettes de bitume, créant ainsi un effet de répulsion électrostatique qui assure la stabilité du système.
En théorie, il existe trois familles de tensio-actifs présentés dans l'ordre chronologique de leur utilisation industrielle : les anioniques, les cationiques...
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