L’objectif du projet : définir des techniques pour le recyclage des mélanges bitumineux
Le réseau routier français (1 million de km) représente potentiellement un gisement de plusieurs milliards de tonnes d’agrégats d’enrobés, terme consacré par la normalisation européenne pour désigner les matériaux granulaires provenant du fraisage ou de la démolition des mélanges bitumineux en fin de vie. Ces agrégats d’enrobés recèlent un potentiel de matière première qu’il est important de valoriser.
Leur réutilisation pour la fabrication de nouveaux enrobés représente une démarche environnementale attractive qui permet à la fois de diminuer la quantité de produit mis en décharge tout en assurant une économie importante de bitume et de granulats de carrière, ressource naturelle qui commence à faire défaut dans certaines régions.
Dans le souci de limiter les nuisances environnementales, l’industrie routière a développé de nouveaux procédés qui permettent une fabrication à des températures plus basses. Ces procédés communément appelés « tièdes » permettent de limiter l’exposition des travailleurs aux fumées lors de la mise en œuvre tout en permettant une réduction de la consommation de combustible et des émissions de gaz lors de la fabrication. Ils représentent donc une réelle opportunité vis à vis des enjeux actuels. Pourtant, elles tardent à se généraliser avec une frilosité plus ou moins forte des Maitres d’Ouvrages et Maitres d’Œuvre.
Un des objectifs du projet MURE (Multi Recyclage et Enrobés tièdes), qui a débuté en 2014 et prendra fin en 2018 est, dans un contexte de développement durable, d’identifier et de lever les verrous scientifiques et technologiques qui limitent actuellement l’emploi des agrégats d’enrobés, plus particulièrement dans les couches de roulement, tout en considérant les nouveaux procédés de fabrication avec un abaissement de température.
Ce projet de recherche collaboratif permettra de déterminer comment les mélanges bitumineux à base de produits recyclés peuvent être réutilisés.
35 partenaires ont rejoint le projet : l’ENTPE, l’IFSTTAR, des écoles d’ingénieurs, des collectivités territoriales, des entreprises et fédérations d’entreprises dans le domaine des travaux publics et des infrastructures[1].
Des chantiers expérimentaux suivis par le Cerema
De nombreuses actions de valorisation des résultats de recherche du projet MURE sont menées, via des publications scientifiques ou dans la presse, des journées techniques ou d’information. La dernière journée d’information avait pour thème le « recyclage à fort taux : du laboratoire au chantier », et a eu lieu le 21 novembre 2017.
A cette occasion, le pilote du projet au Cerema a présenté un bilan de la qualité de mise en oeuvre des chantiers expérimentaux, dans le cadre du projet MURE.
Un chantier expérimental type du projet MURE fait 400 m de longueur et est constitué de quatre planches différentes, une planche témoin sans agrégats d’enrobés et trois planches avec agrégats d’enrobés ayant subi un, deux ou trois cycles de vie. Les chantiers sont conçus avec différentes techniques de fabrication : traditionnelle dite « à chaud », abaissement de température par moussage ou additivation et emploi d’un additif de régénération, et à des taux de recyclage de 40, 55 ou 70%. Les deuxièmes et troisièmes cycles de vie sont obtenus par un procédé industriel de vieillissement mis au point lors du projet.
Les mélanges bitumineux ont été fabriqués par des partenaires du projet, et le Cerema effectue le suivi de ces chantiers expérimentaux afin d’observer le comportement dans le temps des mélanges bitumineux recyclés et de le comparer avec le témoin. En complément de ces suivis in situ, des échantillons sont prélevés et analysés par différents laboratoires, dont ceux du Cerema Méditerranée.
Ces expérimentations en conditions réelles apporteront des connaissances sur :
- la validation des conclusions tirées des études de laboratoire par la comparaison entre les propriétés des mélanges bitumineux confectionnés en laboratoire avec celles des mélanges bitumineux produits industriellement sur chantier ;
- l’applicabilité d’un procédé de vieillissement accéléré à l’échelle industrielle à des chantiers ;
- les données qualifiées et quantifiées qui seront autant d’éléments de réponse aux questions de nature technique, environnementale et sanitaires posées par la problématique.
Publication
Le projet IMPROVMURE
IMPROVMURE (Innovation en Matériaux et PROcédés pour la Valorisation du MUlti-Recyclage des Enrobés) est la partie traitant des aspects recherche du projet MURE, financée par l’Agence Nationale de la Recherche.
L’objectif d’IMPROVMURE est de traiter en laboratoire les aspects scientifiques pointus du projet MURE, et de sécuriser les savoir-faire par l’amélioration des connaissances (propriétés physico-chimiques et thermomécaniques des enrobés multi-recyclés, propriétés de surface de la chaussée, simulation du vieillissement, caractérisation des agrégats et granulats, impact sanitaire et environnemental…).
Les différentes actions envisagées au sein de ce projet mettent l’accent sur comment évaluer l’impact du recyclage successif d’agrégats d’enrobés bitumineux non seulement sur les propriétés thermomécaniques et les performances d’usage de ces matériaux mais également sur les aspects chimiques et environnementaux de leur utilisation.
Ce projet permettra ainsi de déterminer, au cours du cycle de vie des matériaux de chaussée, l’impact de recyclages successifs sur les matériaux, aussi bien du point de vue mécanique qu’environnemental.
Le Cerema est l’un des partenaires du projet et pilote deux groupes de travail, dont le premier vise à mieux comprendre les évolutions physico-chimiques des liants en présence lors du multi-recyclage et le deuxième a pour but d’évaluer l’impact environnemental de l’utilisation des agrégats d’enrobés.
En association avec le laboratoire MIT de l’IFSTTAR de Nantes, le Cerema a également co-encadré une thèse financée par ce projet qui a permis de mieux comprendre les phases de mouillage du bitume sur un substrat enrobé ainsi que d’appréhender la miscibilité des liants neufs/vieillis et la remobilisation du liant vieilli. Cette thèse a été soutenue le 27 novembre 2017 et a fait l’objet de 2 publications internationales (voir ci-dessous).
Publication
Le site web du projet
[1] Cerema, ENTPE, ESITC Cachan, ESTP, Ifsttar (Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l’Aménagement et des Réseaux), ATMB, Cofiroute, Conseil Général du Puy de Dôme, Département de Gironde Département des Hauts-de-Seine, DGITM (Direction générale des infrastructures, des transports et de la mer), le Grand Lyon, Le Muretain Agglo, SANEF, INDURA (INfrastructures DUrables Rhône-Alpes), Pôle CREAHd (Pôle Construction Ressources Environnement Aménagement & Habitat Durables), Colas, EIFFAGE Infrastructures, Eurovia, FNTP (Fédération Nationale des Travaux Publics), Malet, Roger Martin, Siorat, USIRF (Union des Syndicats de l’Industrie Routière de France), Arizona Chemical, Cargil, Famaro, Ingevity, Labotech, Nynas, Total, UNPG, Epsilon, Groupe CEBTP, Ingerop.