WO2012038658A1 - Liant à base de bitume et de caoutchouc pour revêtement de chaussée ou analogue, son procédé de fabrication et ses utilisations - Google Patents
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- WO2012038658A1 WO2012038658A1 PCT/FR2011/052164 FR2011052164W WO2012038658A1 WO 2012038658 A1 WO2012038658 A1 WO 2012038658A1 FR 2011052164 W FR2011052164 W FR 2011052164W WO 2012038658 A1 WO2012038658 A1 WO 2012038658A1
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- C08L19/003—Precrosslinked rubber; Scrap rubber; Used vulcanised rubber
Definitions
- the present invention relates to a binder based on bitumen and crumb rubber recovery, especially derived from used tires, for pavement or the like, consisting of:
- bitumen between 65 and 98%, by weight, of a bitumen
- the present invention relates to a binder based on bitumen and rubber, for pavement or the like, to a process for producing this binder, and to uses of such a binder.
- FR-A-1,557,193 provides for the use of synthetic elastomers of the polymer and copolymer type with ethylenic unsaturation.
- FR-A-2 512 827 has highlighted a particular type of additive, formed of crumb of used tires from both trucks and light cars.
- EP-A-0 305 225 has proposed an additional type of binder which, while having qualities similar to those of the previous binders, can be stored for several days without substantially degrading its performance.
- This document provides for the use of a binder based on rubber powder and bitumen, which further comprises 4 to 6% heavy oil and 2 to 3% ethylenically unsaturated polymers or copolymers as a catalyst. .
- This binder is manufactured using successive stages of intimate mixing, heating with stirring, lowering of temperature, storage in an oven, and finally pumping and then terminal heating.
- this binder involves many steps, which makes it complex. Moreover this binder incorporates, besides the bitumen and the rubber, a not insignificant quantity of heavy oil. This makes it unprofitable in terms of environmental respect. It will be noted that these different limits are found in most of the previous solutions presented above.
- Patent document EP 0 493 732 furthermore discloses a bio-treatment of salvaged rubber crumb, especially from used tires, which makes it possible to "devulcanise” the rubber.
- the present invention aims to remedy the various disadvantages of the prior art mentioned above. It aims in particular to provide a binder which, while having similar performance to that disclosed by EP-A-0 305 225, is freed from the massive use of expensive compounds, non-renewable or harmful to the environment.
- the invention also relates to such a binder, which can be prepared relatively simply.
- the subject of the invention is a binder based on bitumen and crumb rubber recovery, especially derived from used tires, for pavement or the like, consisting of:
- bitumen between 65 and 98%, by weight, of a bitumen
- said rubber crumb is microbiologically and / or enzymatically treated so that the surface of said rubber is covered by a bio-film formed by said microorganism and / or said enzyme of said bioprocessing.
- the crumb used in the invention is defined with reference to the ENTS 14243 standard.
- the constituent rubber of this crumb can be natural and / or synthetic.
- the bitumen used in the binder, according to the invention is for example obtained by direct distillation, atmospheric or vacuum, crude oil. However, it is possible to use all or part of oxidized bitumen after distillation.
- the recovery rubber, used in the binder of the invention is more particularly, but not exclusively, derived from non-used tires. reusable, or PUNR. This rubber is bio-treated, namely that it has undergone microbiological treatment, by means of at least one bacterium and / or at least one fungus, and / or an enzymatic treatment by the action enzymes. The latter can for example be released by lysis of bacteria and / or fungi, as known from the US patent application US-A1 -2007 / 0009997. It is known from the state of the art that such a microbiological and / or enzymatic action is likely to modify the surface of the rubber.
- such a modification may consist of a devulcanization, namely a rupture of the sulfur bonds, initially present in the rubber. This phenomenon is for example described in EP-B1 -1 620 498.
- this modification may be linked to a biodegradation, which induces an increase in the roughness, as disclosed in particular in US-B-7 344 777, or a decrease in the size of the crumb particles.
- the Applicants have found that, surprisingly, the fact of using a bio-treated rubber improves the dispersion of the latter in the bitumen component of the binder according to the invention.
- the binder according to the invention has performance and storage qualities which are comparable to those of the binder of EP-A-0 305 225.
- the invention makes it possible to reduce or even eliminate the amount of additives from petrochemicals.
- the rubber is not rinsed after the bio-treatment in order to preserve on the surface of the rubber a bio-film helping to disperse the rubber in the bitumen.
- any other components of the binder of the invention present in a smaller amount than in the binders of the prior art including heavy oils. It may be, inter alia, new or recycled polymers, acids, in particular polyphosphoric acids which improve the hardness of the binder, or oils, fluxes or esters of vegetable origin.
- the untreated bitumen obtained from direct distillation is present, by weight, between 75 and 95%, in particular between 83 and 92%.
- the crumb of a bio-treated rubber is present, by weight, between 5 and 15%, especially between 8 and 12%.
- the other component or components are present, by weight, less than 10%, especially less than 5%.
- the invention also relates to a process for manufacturing a binder based on bitumen and crumb rubber recovery, especially from used tires for pavement or the like, according to which is mixed between 65 and 98%, by weight, of a bitumen, between 2 and 20%, by weight, of said recovery rubber crumb and less than 15%, by weight, of at least one other optional component, characterized in that, prior to said mixture said rubber crumb is treated in a microbiological and / or enzymatic manner so as to obtain bio-treated rubber, the biotreatment comprising the step of contacting said rubber crumb with at least one microorganism and / or less an enzyme in a wet medium to cover the surface of said rubber with a bio-film formed by said microorganism and / or said enzyme of said bioprocessing.
- the crumb powder is dispersed in a liquid medium containing at least one microorganism and / or at least one enzyme, in a proportion of 1 to 900 grams, in particular from 50 to 200 grams, of crumb for each liter of liquid medium, this liquid medium having a microorganism density of between 105 and 10 12, in particular between 10 10 and 10 10 microorganisms per milliliter and / or an oxidase or hydroxylase type enzymatic activity of between 5 and 50,000 U / L, in particular between 50 and 1,000 U / L.
- this crumb is dried by any appropriate means, but is however not subjected to rinsing. This makes it possible to preserve, on the surface of the rubber, a possible bio-film formed by the microorganisms, which is beneficial for a good dispersion of this rubber in the bitumen.
- the mixture of the bio-treated rubber and the bitumen is made at a temperature of between 50 and 200 ° C., in particular between 130 and 180 ° C., for a period of between 30 minutes and 3 hours, in particular between 1 and 2 hours. hours.
- the bio-treated rubber is mixed with the bitumen, after having added the other possible component to this bitumen, in particular when this other component is a fluxing agent.
- this rubber can be added at the very last moment, namely immediately before use of the binder on the site.
- provision can be made to store this binder, after addition of the bio-treated rubber.
- the invention finally relates to a use of the binder above, for the manufacture of asphalt and surface coatings for road surfaces, for the production of sealing layers, crack sealants, or road joints.
- a crumb P2 is also prepared from this basic crumb P1.
- this P1 powder is treated with sulpho-oxidizing bacteria of the Acidithiobacillus thiooxidans DSM 504 and Acidithiobacillus ferrooxidans DSM 583 type. 10% by weight ofdungtte is dispersed in a liquid medium containing 4 ⁇ 10 8 of such bacteria per milliliter, and then incubation for 2 months at 30 ° C.
- a powder P3 is prepared from the basic powder P1.
- this powder P1 is brought into contact with a white rot fungus.
- Each binder is made by mixing, at 160 ° C. and for one hour, 5% by weight of a respective crumb powder with a bitumen 160/220 whose viscosity at 150 ° C. is 1.1 po, the softening temperature is 41, 8 ° C and the penetrability at 25 ° C is 160 1/10 mm.
- the binders L2 and L3 according to the invention have a higher viscosity and a softening temperature, and conversely a lower penetrability, than the conventional binder L1. These binders L2 and L3 therefore have superior performance to those of the L1 binder, which means that the bioprocessing of the crumb can improve the performance of the binder. There is also an improvement in the interaction between crumb and bitumen, which is materialized by the increase in viscosity.
- a binder L4 consists of a bitumen 160/220 whose viscosity at 150 ° C is 1.1 Po, the softening temperature 41.8 ° C and the penetrability at 25 ° C 160 1/10 mm.
- a typical P5 crumb of used tires VL / PL 70% / 30% by weight, the particle size of which is less than 800 micrometers is prepared.
- a L5 binder is manufactured by mixing, at 160 ° C and for one hour, 5% by weight of this powder P5 with a bitumen 160/220 whose viscosity at 150 ° C is 1.1 Po, the softening temperature 41, 8 ° C and penetrability at 25 ° C 160 1/10 mm.
- a P6 powder is also prepared by treating the above P5 powder with sulfooxidizing bacteria of the Acidiphilium Acidophilum DSM 700 type. 10% by weight of powdered material is dispersed in a liquid medium containing 3 ⁇ 10 8 such bacteria per milliliter, then incubates for 2 months at 30 ° C. L6 binder is then made by mixing at 160 ° C. and for hour, 5% by weight of the crumb P6 with a bitumen 160/220 whose viscosity at 150 ° C is 1.1 Po, the softening temperature 41.8 ° C and the penetrability at 25 ° C 160 1/10 mm.
- FRAASS temperature characteristic of cold fragility in ° C
- the binder L6 according to the invention has a viscosity and a softening temperature higher than the conventional binder L5.
- the plasticity range defined as the upper bound by the ring ball temperature and as a lower bound by the FRAASS temperature is greater for the L6 binder than for L5. This therefore means that the bioprocessing of the crumb allows to widen the range of temperatures of use of the binder.
- these three binders L4 to L6 undergo a rheology test with a dynamic shear rheometer, in a manner known per se.
- the corresponding results are reported in the graph of the appended FIG. 1, in which the ordinate axis corresponds to the complex modulus of rigidity G * of each binder.
- the abscissa axis corresponds to the phase angle, the value of this angle decreasing towards the right of this axis.
- the curve C4 formed by triangles is relative to the binder L4
- the curve C5 formed by squares is relative to the binder L5
- the curve C6 formed by diamonds is relative to the binder L6. Note that the C4 curve does not show a significant elastic return.
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Abstract
Ce liant à base de bitume et de poudrette de caoutchouc de récupération, issu notamment de pneumatiques usagés, pour revêtement de chaussée ou analogue, est constitué de; entre 65 et 98%, en poids, d'un bitume, entre 2 et 20%, en poids, de poudrette de caoutchouc, moins de 15%, en poids, d'au moins un autre composant éventuel. La poudrette de caoutchouc est bio-traitée de façon microbiologique et/ou enzymatique de sorte que la surface du caoutchouc est recouverte par un bio- film formé par le microorganisme et/ou l'enzyme du bio-traitement.
Description
Liant à base de bitume et de caoutchouc pour revêtement de chaussée ou analogue, son procédé de fabrication et ses utilisations
Domaine technique
La présente invention concerne un liant à base de bitume et de poudrette de caoutchouc de récupération, issu notamment de pneumatiques usagés, pour revêtement de chaussée ou analogue, constitué de:
- entre 65 et 98%, en poids, d'un bitume,
- entre 2 et 20%, en poids, de poudrette d'un caoutchouc,
- moins de 15%, en poids, d'au moins un autre composant éventuel.
La présente invention concerne en particulier un liant à base de bitume et de caoutchouc, pour revêtement de chaussée ou analogue, un procédé de fabrication de ce liant, ainsi que des utilisations d'un tel liant. Technique antérieure
Il est connu d'incorporer aux bitumes, afin notamment d'améliorer leurs propriétés mécaniques, différents adjuvants. Ainsi, FR-A-1 557 193 prévoit d'utiliser des élastomères synthétiques, de type polymères et copolymères à insaturation éthylénique.
Par ailleurs, on a déjà préconisé de modifier les propriétés des bitumes, en y incorporant des débris ou déchets de caoutchouc, provenant en particulier de pneumatiques usagés. A cet égard, on se référera par exemple aux brevets américains 3,844,663 et 4,068,023. De plus, FR-A-2 512 827 a mis en lumière un type particulier d'additif, formé de poudrette de pneus usagés issus à la fois de camions et de voitures légères.
Puis on s'est aperçu, notamment selon l'enseignement de FR-A-2 580 658, qu'il est possible d'améliorer les propriétés rhéologiques de ces liants, afin d'assurer en particulier une dispersion satisfaisante du caoutchouc dans le bitume. Ce document prévoit d'ajouter des huiles lourdes à caractère naphténo- aromatique, ainsi que des élastomères synthétiques à insaturation oléfinique de poids moléculaire supérieur à 100 000, agissant en tant que catalyseurs de la réaction d'incorporation du caoutchouc dans le bitume.
Quand bien même de tels liants présentent de bonnes performances, ils se heurtent à des problèmes de stabilité. En effet, ils doivent être utilisés au plus tard dans les six heures qui suivent leur préparation. Si tel n'est pas le cas, leurs propriétés se dégradent de façon sensible.
Afin de remédier à cet inconvénient, EP-A-0 305 225 a proposé un type supplémentaire de liant qui, tout en possédant des qualités similaires à celles des liants antérieurs, peut être stocké pendant plusieurs jours sans dégradation substantielle de ses performances. Ce document prévoit d'utiliser un liant à base de poudre de caoutchouc et de bitume, qui comprend en outre de 4 à 6% d'une huile lourde et de 2 à 3% de polymères ou copolymères à insaturation éthylénique, en tant que catalyseur. Ce liant est fabriqué en utilisant des étapes successives de mélange intime, de chauffage sous agitation, d'abaissement de température, de stockage en étuve, et enfin de pompage puis de chauffage terminal.
L'enseignement de ce dernier document apporte effectivement une solution satisfaisante, en ce qui concerne le problème précité de stabilité. En revanche, il s'accompagne d'inconvénients supplémentaires.
Ainsi, comme cela ressort de ce qui précède, le procédé de fabrication de ce liant fait intervenir bon nombre d'étapes, ce qui le rend complexe. De plus ce liant incorpore, outre le bitume et le caoutchouc, une quantité non négligeable d'huile lourde. Ceci le rend peu avantageux, en termes de respect environnemental. On notera d'ailleurs qu'on retrouve ces différentes limites dans la plupart des solutions antérieures, présentées ci-dessus.
On connaît par ailleurs du document de brevet DE 19728036 un liant à base de bitume et de poudrette de caoutchouc de récupération issu de pneumatiques usagés et bio-traité par un traitement microbien, enzymatique ou biochimique du caoutchouc mis en suspension. Cependant, un tel traitement du caoutchouc nécessite d'éliminer les sels et les produits de réaction par rinçage à l'eau ou à l'acide dilué, puis séchage.
On connaît aussi du document de brevet WO 01/59 008 un liant à base de bitume et de poudrette de caoutchouc de récupération de pneumatiques usagés, pour revêtement de chaussée, constitué d'asphalte, de caoutchouc
broyé et d'autres composants, en particulier un produit issu de la liquéfaction de farine de bois.
On connaît en outre du document de brevet EP 0 493 732 un bio-traitement de poudrette de caoutchouc de récupération, issu notamment de pneumatiques usagés, permettant une « dévulcanisation » du caoutchouc.
Exposé de l'invention
Ceci étant précisé, la présente invention vise à remédier aux différents inconvénients de l'art antérieur évoqués ci-dessus. Elle vise en particulier à proposer un liant qui, tout en présentant des performances similaires à celui divulgué par EP-A-0 305 225, s'affranchit de l'utilisation massive de composés coûteux, non renouvelables ou encore nuisibles à l'environnement. L'invention vise également un tel liant, qui peut être préparé de manière relativement simple.
A cet effet, l'invention a pour objet un liant à base de bitume et de poudrette de caoutchouc de récupération, issu notamment de pneumatiques usagés, pour revêtement de chaussée ou analogue, constitué de:
- entre 65 et 98%, en poids, d'un bitume,
- entre 2 et 20%, en poids, de poudrette d'un caoutchouc,
- moins de 15%, en poids, d'au moins un autre composant éventuel caractérisé en ce que ladite poudrette de caoutchouc est bio-traitée de façon microbiologique et/ou enzymatique de sorte que la surface dudit caoutchouc est recouvert par un bio-film formé par ledit microorganisme et/ou ladite enzyme dudit bio-traitement.
La poudrette utilisée dans l'invention est définie en référence à la norme ENTS 14243. Le caoutchouc constitutif de cette poudrette peut être naturel et/ou de synthèse.
Le bitume utilisé dans le liant, conforme à l'invention, est par exemple obtenu par distillation directe, atmosphérique ou sous vide, de pétrole brut. On peut cependant prévoir d'utiliser, en tout ou partie, du bitume oxydé après distillation. Le caoutchouc de récupération, utilisé dans le liant de l'invention, est plus particulièrement, mais non exclusivement, issu de pneumatiques usagés non
réutilisables, ou PUNR. Ce caoutchouc est bio-traité, à savoir qu'il a subi un traitement de type microbiologique, au moyen d'au moins une bactérie et/ou d'au moins un champignon, et/ou un traitement de type enzymatique par l'action d'enzymes. Ces dernières peuvent par exemple être libérées par lyse de bactéries et/ou de champignons, comme cela est connu de la demande de brevet américain US-A1 -2007/0009997. Il est connu, de l'état de la technique, qu'une telle action microbiologique et/ou enzymatique est de nature à modifier la surface du caoutchouc.
De façon plus précise, une telle modification peut consister en une dévulcanisation, à savoir une rupture des liaisons soufre, initialement présentes dans le caoutchouc. Ce phénomène est par exemple décrit dans EP-B1 -1 620 498. Dans certains cas, il arrive que cette modification soit liée à une biodégradation, qui induit une augmentation de la rugosité, comme divulgué notamment dans US-B-7 344 777, ou une diminution de la taille des particules de poudrette.
Les Demanderesses ont constaté que, de façon surprenante, le fait d'utiliser un caoutchouc bio-traité permet d'améliorer la dispersion de ce dernier dans le bitume, composant le liant conforme à l'invention. De plus, le liant conforme à l'invention présente des performances et des qualités de stockage, qui sont comparables à celles du liant objet de EP-A-0 305 225. Enfin, l'invention permet de réduire, voire de supprimer, la quantité d'additifs issus de la pétrochimie. Avantageusement, dans le procédé selon l'invention, le caoutchouc n'est pas rincé après le bio-traitement afin de conserver à la surface du caoutchouc un bio-film aidant à la dispersion du caoutchouc dans le bitume.
On va maintenant préciser la nature des éventuels autres composants du liant de l'invention, présents en une quantité plus faible que dans les liants de l'art antérieur utilisant notamment les huiles lourdes. Il peut s'agir entre autres de polymères neufs ou recyclés, d'acides, en particulier d'acides polyphosphoriques améliorant la dureté du liant, ou encore d'huiles, de fluxants ou d'esters d'origine végétale.
Selon d'autres caractéristiques du liant de l'invention:
- le bitume non traité issu de distillation directe est présent, en poids, entre 75 et 95%, notamment entre 83 et 92%.
- la poudrette d'un caoutchouc bio-traité est présente, en poids, entre 5 et 15%, notamment entre 8 et 12%.
- le ou les autres composants éventuels sont présents, en poids, à moins de 10%, notamment moins de 5%.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un liant à base de bitume et de poudrette de caoutchouc de récupération, issu notamment de pneumatiques usagés, pour revêtement de chaussée ou analogue, selon lequel on mélange entre 65 et 98%, en poids, d'un bitume, entre 2 et 20%, en poids, de ladite poudrette de caoutchouc de récupération et moins de 15%, en poids, d'au moins un autre composant éventuel, caractérisé en ce que, préalablement audit mélange, on traite de façon microbiologique et/ou enzymatique ladite poudrette de caoutchouc de façon à obtenir du caoutchouc bio-traité, le bio- traitement comprenant l'étape consistant à mettre en contact ladite poudrette de caoutchouc avec au moins un microorganisme et/ou au moins une enzyme en milieu humide pour recouvrir la surface dudit caoutchouc par un bio-film formé par ledit microorganisme et/ou ladite enzyme dudit bio-traitement.
De façon avantageuse, on utilise une poudrette de caoutchouc dont la granulométrie est comprise entre 100 et 800 micromètres.
Selon un mode de réalisation, on disperse la poudrette dans un milieu liquide contenant au moins un microorganisme et/ou au moins une enzyme, à raison de 1 à 900 grammes, notamment de 50 à 200 grammes, de poudrette par litre de milieu liquide, ce milieu liquide possédant une densité de microorganismes comprise entre 105 et 1012, notamment entre 108 et 1010 microorganismes par millilitre et/ou une activité enzymatique type oxydase ou hydroxylase comprise entre 5 et 50 000 U/L, notamment entre 50 et 1 000 U/L.
A titre de variante, il est possible de ne pas disperser la poudrette dans un milieu liquide, mais de réaliser le bio-traitement en milieu humide, en particulier par une aspersion de cette poudrette au moyen d'un liquide. Ce dernier, renfermant des microorganismes et/ou des enzymes, est alors pulvérisé directement sur les particules de caoutchouc formant cette poudrette.
Au terme de l'une ou l'autre de ces étapes, les caractéristiques de la poudrette sont modifiées. Puis la poudrette bio-traitée, selon l'une ou l'autre des étapes ci-dessus, est mélangée au bitume en vue de l'obtention du liant proprement dit. De manière avantageuse, cette poudrette est séchée par tout moyen approprié, mais n'est en revanche pas soumise à un rinçage. Ceci permet de conserver, à la surface du caoutchouc, un éventuel bio-film formé par les microorganismes, lequel est bénéfique en vue d'une bonne dispersion de ce caoutchouc dans le bitume.
De façon avantageuse on réalise le mélange du caoutchouc bio-traité et du bitume à une température comprise entre 50 et 200°C, notamment entre 130 et 180°C, pendant une durée comprise entre 30 minutes et 3 heures, notamment entre 1 et 2 heures.
De façon avantageuse on mélange le caoutchouc bio-traité au bitume, après avoir ajouté l'autre composant éventuel à ce bitume, en particulier quand cet autre composant est un fluxant. En d'autres termes, ce caoutchouc peut être ajouté au tout dernier moment, à savoir immédiatement avant utilisation du liant sur le site. Cependant, à titre de variante, on peut prévoir de stocker ce liant, après ajout du caoutchouc bio-traité.
A cet égard, on identifie clairement un des avantages de l'invention, concernant la simplicité du procédé de fabrication qui en fait l'objet. En effet, dans l'art antérieur, l'utilisateur doit mélanger un grand nombre de composants différents, en des quantités relativement substantielles. En revanche, conformément à l'invention, on peut disposer d'une poudrette de caoutchouc traitée au préalable, de manipulation aisée, que l'on peut ajouter de façon très simple au bitume, le ou les autre(s) composant(s) éventuel(s) étant présent(s) en faible quantité.
L'invention a enfin pour objet une utilisation du liant ci-dessus, pour la fabrication d'enrobés et d'enduits superficiels pour revêtements de chaussée, pour la réalisation de couches d'étanchéité, de produits de colmatage de fissures, ou encore de joints de chaussée.
Description sommaire des dessins
L'invention va être illustrée par les exemples suivants, donnés à titre non limitatif. Ces exemples sont décrits en référence à la figure unique, qui est un graphe représentant les variations du module complexe de rigidité de différents liants, en fonction de l'angle de phase.
Description des modes de réalisation
EXEMPLE 1
On prépare une poudrette P1 issue de pneumatiques usagés VL/PL à 70%/30% en poids, dont la granulométrie est inférieure à 800 micromètres.
On prépare également une poudrette P2, à partir de cette poudrette de base P1 . Pour ce faire, on traite cette poudrette P1 avec des bactéries sulfo- oxydantes de type Acidithiobacillus thiooxidans DSM 504 et Acidithiobacillus ferrooxidans DSM 583. On disperse 10% en poids de poudrette dans un milieu liquide contenant 4.108 de telles bactéries par millilitre, puis on réalise une incubation pendant 2 mois à 30°C.
On prépare enfin une poudrette P3, à partir de la poudrette de base P1 . Pour ce faire, on met en contact cette poudrette P1 avec un champignon de pourriture blanche. On disperse 10% en poids de poudrette dans un milieu liquide contenant ce champignon, puis on réalise une incubation pendant 2 mois à 30°C.
A partir de chacune de ces poudrettes P1 à P3, on fabrique trois liants L1 à L3. Chaque liant est réalisé en mélangeant, à 160°C et pendant une heure, 5% en poids d'une poudrette respective avec un bitume 160/220 dont la viscosité à 150°C est de 1 ,1 Po, la température de ramollissement est 41 ,8°C et la pénétrabilité à 25°C est 160 1/10 mm.
Le tableau ci-dessous résume, pour chaque liant L1 à L3, les valeurs respectives de :
Viscosité à 150°C Rhéomat (en Poises)
TBA (Température Bille Anneau) en °C
Pénétrabilité en 1/10 de mm
Viscosité TBA Pénétrabilité
L1 1 ,5 44.0 120
L2 1 ,9 45.4 105
L3 1 ,6 44.8 1 10
Les liants L2 et L3 conformes à l'invention présentent une viscosité et une température de ramollissement plus élevées, et au contraire une pénétrabilité plus faible, que le liant classique L1 . Ces liants L2 et L3 présentent donc des performances supérieures à celles du liant L1 , ce qui signifie que le biotraitement de la poudrette permet d'améliorer les performances du liant. On note également une amélioration de l'interaction entre poudrette et bitume, qui est matérialisée par l'augmentation de la viscosité.
EXEMPLE 2
Un liant L4 est constitué d'un bitume 160/220 dont la viscosité à 150°C est de 1 ,1 Po, la température de ramollissement 41 ,8°C et la pénétrabilité à 25°C 160 1/10 mm.
Par ailleurs, on prépare une poudrette P5 typique de pneumatiques usagés VL/PL à 70%/30% en poids, dont la granulométrie est inférieure à 800 micromètres. Puis on fabrique un liant L5 en mélangeant, à 160°C et pendant une heure, 5% en poids de cette poudrette P5 avec un bitume 160/220 dont la viscosité à 150°C est de 1 ,1 Po, la température de ramollissement 41 ,8°C et la pénétrabilité à 25°C 160 1/10 mm.
On prépare également une poudrette P6, en traitant la poudrette P5 ci-dessus avec des bactéries sulfo-oxydantes de type Acidiphilium Acidophilum DSM 700. On disperse 10% en poids de poudrette dans un milieu liquide contenant 3.108 de telles bactéries par millilitre, puis on réalise une incubation pendant 2 mois à 30°C. On fabrique alors un liant L6 en mélangeant, à 160°C et pendant une
heure, 5% en poids de la poudrette P6 avec un bitume 160/220 dont la viscosité à 150°C est de 1 ,1 Po, la température de ramollissement 41 ,8°C et la pénétrabilité à 25°C 160 1/10 mm.
Le tableau ci-dessous résume, pour chaque liant L4 à L6, les valeurs respectives de :
Viscosité à 150°C Rhéomat (en Poises)
TBA (Température Bille Anneau) en °C
Température de FRAASS (caractéristique de la fragilité à froid) en °C
Pénétrabilité en 1/10 de mm
Le liant L6 conforme à l'invention présente une viscosité et une température de ramollissement plus élevées que le liant classique L5. De plus, on note que l'intervalle de plasticité défini, en tant que borne supérieure, par la température bille anneau et, en tant que borne inférieure, par la température de FRAASS, est plus grand pour le liant L6 que pour L5. Ceci signifie par conséquent que le biotraitement de la poudrette permet d'élargir la plage de températures d'usage du liant.
On fait par ailleurs subir, à ces trois liants L4 à L6, un test de rhéologie avec un rhéomètre à cisaillement dynamique, de manière connue en soi. Les résultats correspondants sont reportés sur le graphe de la figure 1 annexée, sur laquelle l'axe des ordonnées correspond au module complexe de rigidité G* de chaque liant. De plus, l'axe des abscisses correspond à l'angle de phase , la valeur de cet angle diminuant en allant vers la droite de cet axe. La courbe C4 formée par des triangles est relative au liant L4, la courbe C5 formée par des carrés est relative au liant L5, alors que la courbe C6 formée par des losanges est relative au liant L6.
On note que la courbe C4 ne fait pas apparaître de retour élastique sensible. Ce retour est présent dans le cas du liant L5, où il est référencé R5 sur la courbe C5, alors que la courbe C6 fait apparaître un retour élastique R6 de plus grande amplitude que celui R5. Ceci montre par conséquent que, dans le cas du liant L6 conforme à l'invention, la poudrette bio-traitée apporte davantage d'élasticité au liant ce qui lui permet de résister davantage aux sollicitations.
Claims
1 . Liant à base de bitume et de poudrette de caoutchouc de récupération, issu notamment de pneumatiques usagés, pour revêtement de chaussée ou analogue, constitué de:
- entre 65 et 98%, en poids, d'un bitume,
- entre 2 et 20%, en poids, de poudrette d'un caoutchouc,
- moins de 15%, en poids, d'au moins un autre composant éventuel, caractérisé en ce que ladite poudrette de caoutchouc est bio-traitée de façon microbiologique et/ou enzymatique de sorte que la surface dudit caoutchouc est recouvert par un bio-film formé par ledit microorganisme et/ou ladite enzyme dudit bio-traitement.
2. Liant selon la revendication 1 , dans lequel le bitume non traité issu de distillation directe est présent, en poids, entre 75 et 95%, notamment entre 83 et 92%.
3. Liant selon la revendication 2, dans lequel la poudrette d'un caoutchouc biotraité est présente, en poids, entre 5 et 15%, notamment entre 8 et 12%.
4. Liant selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le ou les autres composants éventuels sont présents, en poids, à moins de 10%, notamment moins de 5%.
5. Procédé de fabrication d'un liant à base de bitume et de poudrette de caoutchouc de récupération, issu notamment de pneumatiques usagés, pour revêtement de chaussée ou analogue, selon lequel on mélange entre 65 et 98%, en poids, d'un bitume, entre 2 et 20%, en poids, de ladite poudrette de caoutchouc de récupération et moins de 15%, en poids, d'au moins un autre composant éventuel, caractérisé en ce que, préalablement audit mélange, on traite de façon microbiologique et/ou enzymatique ladite poudrette de caoutchouc de façon à obtenir du caoutchouc bio-traité, le bio-traitement comprenant l'étape consistant à mettre en contact ladite poudrette de caoutchouc avec au moins un microorganisme et/ou au moins une enzyme en milieu humide pour recouvrir la surface dudit caoutchouc par un bio-film formé par ledit microorganisme et/ou ladite enzyme dudit bio-traitement.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel on utilise une poudrette de caoutchouc dont la granulométrie est comprise entre 100 et 800 micromètres.
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, dans lequel on disperse la poudrette dans un milieu liquide contenant au moins un microorganisme et/ou au moins une enzyme, à raison de 1 à 900 grammes, notamment de 50 à 200 grammes, de poudrette par litre de milieu liquide, ce milieu liquide possédant une densité de microorganismes comprise entre 105 et 1012, notamment entre 108 et 1010 microorganismes par millilitre et/ou une activité enzymatique type oxydase ou hydroxylase comprise entre 5 et 50 000 U/L, notamment entre 50 et 1 000 U/L.
8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, dans lequel on réalise le mélange du caoutchouc bio-traité et du bitume à une température comprise entre 50 et 200°C, notamment entre 130 et 180°C, pendant une durée comprise entre 30 minutes et 3 heures, notamment entre 1 et 2 heures.
9. Procédé selon l'une des revendications 5 à 8, dans lequel on mélange le caoutchouc bio-traité au bitume, après avoir ajouté l'autre composant éventuel à ce bitume.
10. Utilisation du liant conforme à l'une des revendications 1 à 4, pour la fabrication d'enrobés et d'enduits superficiels pour revêtements de chaussée, pour la réalisation de couches d'étanchéité, de produits de colmatage de fissures, ou encore de joints de chaussée.
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