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AGENTS FLUXANTS POUR ENDUITS SUPERFICIELS A CHAUD
La présente invention a trait au domaine des produits bitumineux utilisables
pour la
réalisation de revêtement routiers, et plus particulièrement aux revêtements
de type
enduits superficiels. Plus précisément, l'invention concerne des composés qui
se révèlent
bien adaptés à titre d'agents fluxants du liant hydrocarboné lors de la
préparation
d'enduits superficiels à chaud.
Les revêtements de type enduit superficiel ( surface dressing en anglais)
constituent une famille particulière des produits dits bitumineux ,
utilisables entre autres
pour les applications routières, qui contiennent des particules minérales
(désignées aussi
par granulats ) solidarisées entre elles par un liant hydrocarboné, qui
peut notamment
être un bitume, d'où le terme générique de produit bitumineux employé au
sens large,
y compris lorsque le liant n'est pas un bitume.
La solidarisation des particules dans les produits dits bitumineux est
typiquement
obtenue en noyant les particules dans le liant hydrocarboné, ce par quoi on
obtient ce
qu'on appelle un enrobé bitumineux. Dans les enduits superficiels dont il est
question
dans la présente description, la solidarisation est obtenue par une mise en
contact moins
intime des particules minérales et du liant. Au sens de la présent
description, l'expression
enduit superficiel s'entend dans son acception commune dans le domaine des
revêtements routiers, à savoir qu'elle désigne un produit bitumineux
comprenant au moins
une couche formée par (i) une première strate incluant un liant hydrocarboné
(souvent
avec des additifs tels que des polymères ou des fluxants), sur laquelle est
déposée (ii)
une seconde strate comprenant des particules solides minérales (granulats).
Cette
couche à deux strates est typiquement une couche de roulement, avec la strate
de
granulats destinée à être en contact avec le trafic. Dans certains cas
particulier, un
.. revêtement de type enduit superficiel peut optionnellement être revêtu, par
exemple par
une nouvelle couche d'enduit superficiel. La notion d'enduit superficiel
au sens de la
présente description ne se borne pas aux seules couches de roulement et inclut
aussi les
enduits qui sont destinées à être recouverts ultérieurement.
Un enduit superficiel est typiquement obtenu en réalisant une couche de liant
hydrocarboné (typiquement par pulvérisation), puis en épandant sur ce liant
des particules
solides minérales, en une ou plusieurs couches. En général, l'ensemble est
ensuite
compacté.
La présente invention s'intéresse plus spécifiquement aux enduits superficiels
dits
à chaud , par opposition aux enduits superficiels à froid qui emploient
un liant
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hydrocarboné sous forme d'émulsion et peuvent de ce fait être employés à
relativement
basse température. Dans les enduits dits à chaud , le liant hydrocarboné
n'étant pas
sous forme d'émulsion, il doit être employé à une température suffisante pour
permettre
l'application de la couche où seront ensuite déposés les granulats. Pour ce
faire, dans un
enduit superficiel à chaud au sens de la présente description, le liant
hydrocarboné
est typiquement appliqué à une température d'au moins 120 C et en général
inférieure à
200 C, en général entre 120 et 180 C, notamment entre 130 et 160 C
Les techniques de réalisation d'enduits superficiels, notamment à chaud, sont
bien
connues et largement utilisées. Elles se révèlent notamment utiles pour
l'entretien des
.. chaussées.
Une problématique centrale avec les enduits superficiels, notamment à chaud,
est
d'assurer une adhésivité satisfaisante entre le liant hydrocarboné et les
granulats.
L'adhésivité doit en effet être suffisante pour solidariser les granulats sur
la couche de
liant hydrocarboné, ce qui est particulièrement critique avec les enduits où
le liant
n'emprisonne pas totalement les granulats, contrairement au cas des enrobés.
Un enduit superficiel nécessite par conséquent l'emploi d'un liant qui doit à
la fois :
- être suffisamment fluide pour pouvoir être appliqué, notamment par
pulvérisation ; et
- permettre un accrochage efficace des granulats.
Les liants hydrocarbonés qui sont employés dans les produits bitumineux sont
des
produits très visqueux, qui, notamment lorsqu'ils ne sont pas mis en oeuvre
sous forme
d'émulsion, nécessitent le plus souvent l'emploi d'additifs en plus de leur
chauffage. On a
proposé par le passé différents additifs de ce type, dits fluxants ,
d'origine pétrolière,
pétrochimique, carbochimique voire végétale, qui permettent, entre autres, de
réduire la
viscosité des liants hydrocarbonés.
Les fluxants ajoutés au liant hydrocarboné dans le cas particulier d'un enduit
superficiel à chaud doit, schématiquement, permettre de ramollir
suffisamment le liant
pour permettre son application, mais ni trop, ni trop peu, de façon à ne pas
pénaliser
ensuite l'accroche des granulats par le liant :
- dans le cas d'une couche de liant trop fluide : les granulats qui sont
déposés
sont seulement mouillés par le liant fluidifié, mais ils ne sont pas retenus
car le
liant n'est pas assez visqueux ;
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-
à l'inverse, dans le cas d'une couche de liant trop peu fluidifié : les
particules ne
parviennent pas à pénétrer la couche de liant et ne sont donc pas suffisamment
solidarisées, ce qui conduit à des propriétés d'adhésion non satisfaisantes,
voire
inacceptables.
Le caractère plus ou moins fluide d'un liant hydrocarboné peut être
quantifié par
ce qu'on désigne par la pseudo-viscosité STV du liant hydrocarboné. Cette
pseudo-
viscosité, exprimée en secondes, correspond au temps d'écoulement de 50 mL du
liant
hydrocarboné considéré (qui peut contenir des additifs comme des polymères ou
des
fluxants) à une température de 40 C à travers un orifice de 10mm, mesuré dans
les
conditions définies dans la norme NF EN 12846-2 (avril 2011). Typiquement,
pour un liant
hydrocarboné employé pour réaliser un enduit superficiel, on emploie de
préférence un
liant ayant une pseudo-viscosité STV entre 300 secondes (généralement trop
fluide si la
pseudo-viscosité STV est plus faible) et 500 secondes (généralement pas assez
fluide au-
delà de cette valeur) au moment de la mise en contact du liant et des
granulats.
Par ailleurs, l'affinité entre liant et granulats dans un produit bitumineux
de type
enduit superficiel peut être quantifiée par la possibilité de mouillage des
particules solides
minérales par le liant et par la capacité du liant à retenir les granulats,
selon la méthode
de détermination de l'adhésivité liants-granulats par mesure de la cohésion
Vialit telle que
définie dans la norme NF EN 12272-3 (juillet 2003).
La méthode de mesure de la cohésion Vialit (désigné ici à des fins de
concision par
test Vialit ), est décrite en détails dans la norme précitée, dans sa version
de juillet
2003, à laquelle on pourra se reporter au besoin notamment pour le détail des
conditions
précises, calibrées, à mettre en oeuvre pour réaliser le test. Ce test Vialit
consiste en
résumé à:
- appliquer uniformément sur une plaque d'acier le liant hydrocarboné à
tester, à
la température de pulvérisation (répandage) employé pour effectuer l'enduit ;
puis ;
- répartir 100 gravillons calibrés correspondant aux particules minérales
(granulats) à tester sur la couche de liant obtenue, et cylindrer ; puis
- retourner la plaque ainsi préparée sur un support à trois pointes et lâcher
par
trois fois en 10 secondes une bille d'acier sur la plaque.
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A l'issue du test Vialit (à savoir à l'issu du troisième et dernier choc de la
bille sur la
plaque retournée), on observe les 100 gravillons (le plus souvent certains
sont tombés de
la plaque et les autres y sont restés accrochés), et on les répartit comme
suit :
= les gravillons tombés qui ne présentent pas de marque de liant
hydrocarboné, dits tombés et non tachés ( fallen chipping unstained
dans la norme NF EN 12272-3).
On désigne par a le nombre de ces gravillons tombés et non tachés
= les gravillons tombés qui présentent au moins une marque de liant
hydrocarboné, dits tombés et tachés ( fallen chippings stained dans la
lo norme NF EN 12272-3).
On désigne par b le nombre de ces gravillons tombés et tachés
= les gravillons qui restent accrochés à la plaque, dits collés (
chippings
bonded dans la norme).
On désigne par c le nombre de ces gravillons collés ;
La somme a+b+c vaut donc 100 par définition.
Les inventeurs considèrent qu'un liant hydrocarboné (incluant ou non des
additifs)
est satisfaisant pour réaliser un enduit superficiel si, en effectuant le test
Vialit à une
température de 5 C (+1- 1 C) on obtient un nombre c de gravillons collés
supérieur ou
égal à 50.
A noter à ce sujet que la norme NF EN 12272-3 s'intéresse au nombre b+c
(désigné
par adhesivity value dans la norme) qui reflète en fait surtout les
capacités de
mouillage des granulats par le bitume. Cela étant, en pratique, le nombre c de
particules
qui restent liées à la plaque est plus pertinent, dans la mesure où il reflète
la capacité de
tenue du revêtement dans les conditions d'applications.
A noter par ailleurs qu'on teste généralement les liant hydrocarbonés selon le
test
Vialit avec une température de mise en oeuvre du test Vialit de 5 C (+1- 1 C)
de façon à
assurer que le liant testé sera utilisable dans les conditions météorologiques
les plus
draconiennes. Cela étant, en pratique, sauf s'il est spécifiquement destiné à
un emploi à
des températures extérieures extrêmement basses, un liant hydrocarboné peut
s'avérer
tout à fait satisfaisant même s'il ne permet pas d'atteindre un nombre c
supérieur ou égal
à 50 pour un test Vialit à 5 C. C'est le cas s'il peut permettre d'atteindre
ce nombre de
gravillons collés c supérieur ou égal à 50 pour une température de mise en
oeuvre du test
légèrement supérieure, par exemple à 10 C. La température de mise en oeuvre du
test
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Vialit à laquelle il est fait référence ici, désignée ci-après par
température du test Vialit ,
correspond à la température de l'enceinte climatique où le test Vialit est
effectué, qui est à
distinguer par exemple de la température du liant, qui est plus élevée.
Pour un couple de liant et de granulats donné, on peut en général définir une
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température du test Vialit limite pour laquelle on obtient une adhésion
adaptée entre le
liant et les granulats. Au sens de la présente description, on définira par
T50 la
température minimale du test Vialit pour laquelle on obtient un nombre de
gravillons collés
c d'au moins 50 dans les conditions définies dans la norme NF EN 12272. Comme
indiqué dans le paragraphe précédent, on préconise en général, pour des
granulats
donnés, l'emploi d'un liant pour lequel la T50 du couple liant-granulats
considéré est d'au
plus 5 C. Cela étant, ce critère est assez restrictif et il s'avère bien
souvent suffisant que
cette T50 soit inférieure ou égale à 10 C (voire inférieure ou égale à 15 C)
en fonction
des conditions qu'on envisage pour réaliser des enduits superficiels.
De façon plus générale, dans le cadre particulier de la présente demande de
brevet,
on désigne par TN, où N est un entier supérieur à 50 (par exemple N=60
,correspondant à
T60), la température minimale du test Vialit pour laquelle on obtient un
nombre de
gravillons collés c supérieur ou égal à N dans les conditions définies dans la
norme NF
EN 12272.
Dans le cadre des travaux qui ont conduit à la présente invention, les
inventeurs ont
établi que, pour la réalisation d'enduits superficiels à chaud, on peut par
exemple (mais
non nécessairement) employer des associations de liant et des granulats pour
lesquelles :
- la T50 est inférieure ou égale à 15 C, plus préférentiellement inférieure
ou
égale à 10 C, et idéalement inférieure à 5 C ;
- indépendamment, la T60 est de préférence inférieure ou égale à 20 C, plus
préférentiellement inférieure ou égale à 15 C, et idéalement inférieure à
10 C;
- indépendamment, la T70 est de préférence inférieure ou égale à 25 C, plus
préférentiellement inférieure ou égale à 20 C, et idéalement inférieure à
15 C, voire à 10 C
Pour ce faire, le plus souvent, le liant doit contenir un agent fluxant.
Un but de la présente invention est de fournir une méthode permettant de
modifier
les propriétés des liants hydrocarbonés, notamment de façon à abaisser leur
T50 dans des
gammes adaptées à la réalisation d'enduits superficiels à chaud.
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A cet effet, la présente invention propose l'emploi de nouveaux additifs à
titre
d'agents fluxants dans les compositions de liants hydrocarbonés.
Il a été décrit par le passé différents type de fluxants, parmi lesquels on
peut
notamment citer les fluxants d'origine pétrolière qui incluent :
- les
fluxants pétroliers (issus de la distillation de pétrole brut (fraction(s)
légère(s)), avec une opération d'hydrotraitement optionnelle, comme les
produits
de type Greenflux@ 2000 ou Greenflux@ SD commercialisés par la société
Total ; et
-
les fluxant pétrochimiques , issus de la distillation du pétrole brut
(fraction(s)
légère(s)), avec un craquage thermique et/ou de distillation complémentaire,
comme par exemple les agents fluxants de type Adheflux commercialisés par
VFT France.
Ces fluxants d'origine pétrolière permettent d'abaisser ponctuellement la
viscosité
des liants hydrocarbonés car il s'agit de produits volatils : après leur
incorporation dans le
liant hydrocarboné où ils assurent la diminution souhaitée de la viscosité,
ils s'évaporent.
Ce qui présente un avantage, à savoir que le liant retrouve sensiblement ses
caractéristiques premières après l'évaporation, mais aussi et surtout des
inconvénients :
les fluxants libérés ont cependant de nombreux impacts négatifs sur
l'environnement et
sur les utilisateurs (vapeurs nocives et désagréables ; risque
d'inflammabilité...).
D'autres agents fluxants volatils sont les fluxants d'origine carbochimique,
issus de
la pyrolyse du charbon et d'au moins une opération de distillation. Ils
présentent eux
l'inconvénient majeur d'être reconnus cancérigènes.
Pour remplacer ces agents fluxants, il a été proposé des fluxants d'origine
naturelle
non fossile (origine végétale ou animale), qui permettent d'éviter le
dégagement de
composés organiques volatils nocifs. Un fluxant d'origine naturelle non
fossile est une
huile naturelle non fossile, un de ses dérivés tels que les esters d'acide
gras, ou un
mélange de deux ou plus de ces huiles et/ou dérivés d'huile. On peut en
particulier citer
les huiles végétales telles que les huiles de tournesol, de colza, d'arachide,
de coprah, de
lin, de palme, de soja, d'olive, de ricin, de maïs, de courge, de pépins de
raisin, de jojoba,
de sésame, de noix, de noisette, de bois de chine, le tall oil (huile de
tall), leurs dérivés,
ainsi que leur mélanges. La plupart de ces huiles comprennent majoritairement
des
acides gras au moins en 016 insaturés. De tels fluxants sont par exemple
décrits dans les
demandes FR 2 910 477, EP 0 900 822, FR 2 721 043 ou FR 2 891 838.
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Avec les fluxants non volatils du type des huiles précitées, l'augmentation de
consistance du liant dans le produit final (après répandage ou après enrobage)
ne se fait
pas par évaporation contrairement au cas des fluxants volatils, mais plutôt
par réticulation,
typiquement suite à des réactions radicalaires, les chaînes grasses insaturées
réagissant
en présence de l'oxygène de l'air. Ces réactions, qui peuvent être catalysées
par ajout
d'agents siccatifs tels que des sels métalliques, comprennent la formation de
ponts
peroxyde ¨0-0- sur les chaînes insaturées. Ces ponts sont instables et
conduisent à la
formation de radicaux libres qui eux même vont réagir avec d'autres
insaturations d'autres
chaînes. Cette technique de réticulation du fluxant s'applique ainsi
uniquement aux
composés insaturés. La sélection du fluxant s'effectue à partir de l'indice
d'iode qui
caractérise le taux d'insaturations d'un composé et donc sa capacité à réagir
par
siccativation.
S'ils ont moins de retombée sur l'environnement et sur le bien-être et la
santé des
manipulateurs, les fluxants non volatils d'origine naturelle non fossile sont
cependant
moins satisfaisants que les fluxants d'origine pétrolière en termes de
résultats. En effet,
les résultats de montée en cohésion sont moins bons. Ils conduisent le plus
souvent à des
désordres en cas d'averses, chaleurs ou trafics trop denses, des problèmes de
ressuages, collés notamment à une mauvaise adhésion du liant hydrocarboné
fluxé sur
les particules solides minérales.
La présente invention propose de mettre en oeuvre des composés particuliers,
que
les inventeurs ont maintenant identifiés comme étant : (1) des composés qui se
comportent comme des fluxants volatils, intéressants en ce qu'ils permettent,
une fois
incorporés dans des compositions comprenant un liant hydrocarboné et avant
leur
évaporation, de diminuer la viscosité du liant hydrocarboné, mais sans
présenter les
inconvénients des fluxants volatils usuels ; et (2) des composés adaptés à la
préparation
d'enduits superficiels à chaud.
Dans le cadre des travaux qui ont conduit à la présente invention, les
inventeurs
ont identifié une famille de composés qui s'avère particulièrement
intéressante à titre de
fluxants volatils généralement sans répercussions négatives en termes de
retombées sur
l'environnement et de toxicité pour leur manipulateur. Il s'agit de la famille
des composés
de répondant à la formule générale (A) suivante :
R1-X-R-Y-R2
dans laquelle :
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R1 et R2, identiques ou différents, sont des chaînes hydrocarbonées en 01-
011, linéaires ou ramifiées;
chacun de -X- et -Y-, est un groupe -0-(C=0)- ; -(0=0)-0- ; -NR'-(C=0)- ou
(0=0)-N R'-
avec R' représentant un hydrogène ou un radical alkyle en 01-04,
le groupe -R- est une chaîne hydrocarbonée divalente, en 01-010, linéaire
ou ramifiée, et éventuellement interrompue par un ou plusieurs atomes
d'oxygène.
Les travaux des inventeurs ont permis de mettre en évidence que les composés
de formule R1-X-R-Y-R2 tels que définis ci-dessus sont systématiquement des
fluxants
intéressants lorsque leurs groupements R1 et R2, identiques ou différents,
comprennent
au moins deux atomes de carbone. Typiquement, dans la majeure partie des cas,
ces
fluxants avec des groupes R1 et R2 en 02-011 permettent d'obtenir des T50
inférieures de
5 C ou moins.
En revanche, les inventeurs ont mis en évidence dans le cadre des travaux qui
ont
conduit à la présente invention que, pour les autres composés de la famille,
on n'obtient
pas des résultats aussi intéressants, et, en particulier, que les composés de
formule (A)
où R1=-0H3 (dits ci-après composés méthylés ) ne sont pas tous adaptés à
titre
d'agents fluxants notamment pour des liants hydrocarbonés destinés à la
réalisation
d'enduits superficiels à chaud.
Cela étant, les inventeurs ont découvert un moyen efficace d'identifier, parmi
les
composés de formule (A) où R1=-0H3, ceux qui se révèlent adaptés pour la
réalisation
d'enduits superficiels. A cet effet, il s'avère que pour identifier si un
composé méthylé de
formule (A) où R1=-0H3 est adapté à la réalisation d'un enduit superficiel à
chaud, un test
très simple suffit : on ajoute le composé méthylé à tester à hauteur de 10% en
masse
dans le liant hydrocarboné souhaité pour réaliser l'enduit superficiel à chaud
et on mesure
la pseudo-viscosité STV du liant ainsi additivé. Les inventeurs ont maintenant
découvert
que si la pseudo-viscosité STV mesurée est inférieure ou égale à 500 secondes,
alors le
composé méthylé s'avère adapté à une utilisation comme fluxant pour la
réalisation
d'enduits superficiels à chaud. A l'inverse, les composés méthylés de formule
(A) où R1=-
0H3 pour lesquels une incorporation à hauteur de 10% en masse dans un liant
hydrocarboné conduisent à une pseudo-viscosité STV supérieure à 500 secondes
ne
peuvent pas être employés pour la réalisation d'enduits superficiels à chaud
avec le liant
considéré.
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A noter que la concentration de 10% en masse est celle employé pour le test.
Dans
le liant hydrocarboné employé concrètement pour réaliser l'enduit superficiel
à chaud
selon l'invention, la concentration en agent méthylé est en général bien
inférieure.
Sur cette base, la présente invention a pour objet l'utilisation à titre de
fluxant dans
un liant hydrocarboné employé pour la réalisation d'un enduit superficiel à
chaud, d'un
additif pour liant hydrocarboné comprenant au moins un composé répondant à la
formule
(I) ci-dessous :
CH3-X-R-Y-R2 (I)
où:
R2 est une chaîne hydrocarbonée (typiquement un alkyle), linéaire ou
ramifiée, en Ci-Cii, de préférence en Cl-09;
chacun de -X- et -Y-, identiques ou différents, est un groupe -0-(C=0)- ; ou
un groupe -(0=0)-0- ; ou un groupe -NR'-(C=0)- ; ou un groupe -(0=0)-
N R'-
avec R' représentant un atome d'hydrogène ou bien un radical alkyle en
Cl-04; et
le groupe -R- est une chaîne hydrocarbonée divalente, en Cl-010, linéaire
ou ramifiée, et éventuellement interrompue par un ou plusieurs atomes
d'oxygène.
et où la pseudo-viscosité STV mesurée pour ledit liant hydrocarboné additivé
de
10% en masse (en masse par rapport à la masse de liant hydrocarboné) dudit
additif est inférieure à 500 secondes. La pseudo-viscosité à laquelle il est
fait
référence ici est celle telle que mesurée dans les conditions définies dans la
norme NF EN 12846-2 (avril 2011).
L'additif employé dans le cadre de la présente invention peut contenir :
-soit un unique composé de formule CH3-X-R-Y-R2 avec les groupements R2, X,
Y et R répondant aux définitions ci-dessus,
- soit un mélange de plusieurs composés de formule CH3-X-R-Y-R2 avec
plusieurs type de groupements R2, X, Y et R répondant aux définitions ci-
dessus.
Un additif pour bitume selon l'invention consiste en général uniquement en un
ou
plusieurs composé(s) de formule (I).
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La famille de composés de formule (I) à laquelle il est fait référence ici
correspond
aux composés méthylés décrits plus haut dans la présente description.
L'invention
porte spécifiquement sur les composés de formule (I) ou mélange de composés de
formule (I) de cette famille qui passent en outre avec succès le test de
mesure de la
5 pseudo-viscosité STV.
Lorsqu'un additif comprenant un composé de formule (I) ou un mélange de
composés de formule (I) est tel que son incorporation à hauteur de 10% en
masse dans le
liant hydrocarboné (en masse par rapport à la masse de liant hydrocarboné)
conduit à
une pseudo-viscosité STV inférieure à 500 secondes, les inventeurs ont
maintenant mis
10 en évidence qu'il existe pour ce composé au moins une concentration (et
en général toute
une gamme de concentration), en général bien inférieure à 10% en masse, à
laquelle
l'additif peut être utilisé avec succès pour la réalisation d'enduits
superficiels, typiquement
avec des T50 inférieures ou égales à 15 C, et le plus souvent avec une T50
inférieure ou
égale à 10 C, voire inférieure ou égale à 5 C (c'est-à-dire que pour un test
Vialit effectué
à 5 C-FI-1 c dans les conditions de la norme, on obtient en général au moins
50 gravillons
restant collés à la plaque). Très souvent, la température T60 reste inférieure
ou égale à
C et la température T70 inférieure ou égale à 25 C.
Selon un mode de réalisation particulier, on utilise selon l'invention un
additif pour
lequel l'addition dudit additif à hauteur de 10% au sein du liant hydrocarboné
conduit à
20 une pseudo-viscosité STV (toujours telle que mesurée dans les conditions
définies dans
la norme NF EN 12846-2 précitée), dite ici STV à 10% d'additif est bien
inférieure à
500 secondes, par exemple inférieure ou égale à 450 secondes. Selon un mode
plus
particulier, on utilise un additif pour lequel la STV à 10% d'additif est
inférieure ou égale à
400 secondes, par exemple inférieure ou égale à 350 secondes.
La gamme de concentration à mettre en oeuvre est facile à déterminer au cas
par
cas pour un composé donné, par exemple par balayage de concentration et en
effectuant
le test vialit à ces différentes concentrations. Typiquement, l'additif
employé selon
l'invention est introduit en une quantité telle que la concentration totale en
composés de
formule (I) ajoutés dans le liant hydrocarboné est compris entre 1 et 8%, le
plus souvent
entre 2 et 7%, par exemple entre 3 et 6% (typiquement de l'ordre de 4 à 6%) en
masse
par rapport à la masse du liant hydrocarboné.
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De façon générale, la famille des composés de formule (I) visée ici contient
les
composé ou mélanges de composés de formule CH3-X-R-Y-R2 , où les groupements
R2, -
X- , -Y-, et ¨R- ont les significations précitées.
Les composés de formule (I) ont avantageusement une masse moléculaire
comprise entre 130 g/mol et 290 g/mol, plus avantageusement comprise entre 140
g/mol
et 250 g/mol, encore plus avantageusement comprise entre 150 g/mol et 200
g/mol.
Dans les composés de formule (I), le nombre total d'atomes de carbone est de
préférence compris entre 5 et 12 Selon un mode de réalisation, le nombre total
d'atome
de carbone est supérieur ou égal à 6. Par ailleurs, on préfère en général que
le nombre
total d'atomes de carbone soit inférieur ou égal à 11, par exemple inférieur
ou égal à 10.
Ainsi, par exemple, le nombre total d'atome de carbone peut être compris entre
6 et 11,
par exemple entre 6 et 8.
Le nombre total d'atome de carbone défini dans le paragraphe précédent est en
particulier valable lorsque les groupes R, R1 et R2 sont des groupes saturés,
linéaires ou
ramifiés
Le groupe R2, représente avantageusement un groupe alkyle, aryle, alkylaryle,
ou
arylalkyle, linéaire ou branché, cyclique ou non cyclique, saturé ou insaturé
et le plus
souvent saturé, en Ci-C, typiquement en Cl-09.
Le groupe R2 peut notamment être un groupe méthyle, éthyle, n-propyle,
isopropyle,
benzyle, phényle, n-butyle, isobutyle, n-pentyle, isoamyle, cyclohexyle,
hexyle, n-hexyle,
heptyle, isooctyle, 2-éthylhexyle, 2-propylhexyle.
Avantageusement, (notamment pour des raisons de facilité de synthèse) R2 est
un
radical méthyle et le composé de formule (I) est alors un composé qui répond
alors à la
formule (la) suivante :
0H3-X-R-Y-0H3 (la)
où les groupements -X- , -Y-, et -R- ont les significations précitées.
Selon un mode de réalisation le composé de formule (I) peut être un diester de
diacide répondant à la formule suivante (lb) :
0H3-0-(C=0)-R-(C=0)-0-R1 (lb),
où R et R1 ont les significations précitées
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Le composé de formule (I) peut alors être par exemple un diester diméthylique
de
formule (lab) :
CH3-0-C(=0)-R-C(=0)-0-CH3 (lab),
où R est tel que défini précédemment.
Altenativement, le composé de formule (I) peut être un diester de diol
répondant à la
formule suivante (1c) :
CH3-C(=0)-0-R-0-(C=0)-R1 (1c),
où R et R1 ont les significations précitées
Le composé de formule (I) peut alors être notamment un diacétate de formule
(lac) :
CH3-(C=0)-0-R-0-(C=0)- CH3 (lac)
où R est tel que défini précédemment.
Parmi les composes de formule (I) qui passent avec succès le test de la mesure
de
pseudio-viscosité STV et qui se révèlent bien adaptés pour la préparation
d'enduits
superficiels à chaud selon l'invention, on peut notamment citer les composés
suivants :
= Les composé de formule (lab) choisis parmi le diméthyle adipate, le
diméthyle
glutarate, le diméthyle succinate, et leur mélanges.
Un mélange tout particulièrement adapté selon cette variante peut par
exemple comprendre, en poids par rapport au poids total du mélange
(mesurable par exemple par Chromatographie en Phase Gazeuse), un
mélange de diméthyle adipate (par exemple de 4 à 22% en poids), par, de
diméthyle glutarate (par exemple de 55 à 77 % en poids), et de diméthyle
succinate (par exemple de 12 à 32 % en poids).
On peut utiliser à titre de composé (I) selon la première variante, le solvant
commercialisé par Solvay sous la dénomination Rhodiasolv RPDE.
Plus avantageusement, on pourra utiliser l'additif disponible auprès de
Solvay sous le nom commercial de INNROADSOOST.
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= Les composé de formule (la), et notamment (lab), où
le groupe R est choisi parmi les groupes suivants :
- le groupe RmG de formule ¨CH(CH3)-CH2-CH2-,
- le groupe REs de formule ¨CH(02H5)-CH2-, et
- leurs mélanges.
-X- et -Y- sont avantageusement des esters,
de préférence des esters de diacides (-X- = -0-(C=0)- ; et ¨Y- = -(0=0)-0-)
ou des esters de diols (-X- = -(0=0)-0- et ¨Y- = -0-(0=0)-).
Selon cette deuxième variante, on peut utiliser par exemple le solvant
commercialisé par
Solvay sous la dénomination RHODIASOLV IRIS.
A l'inverse, on peut citer des composés de formule (I) qui ne se révèlent pas
adaptés selon l'invention.
A titre d'exemple, on peut notamment mentionner le malonate de diméthyle de
formule 0H3-0-0(=0)-0H2-0(=0)-0-0H3 qui est illustré dans les exemples donnés
ci-
après. Pour ce composé, la pseudo-viscosité STV mesurée à 10% reste supérieure
à 500
secondes.
Différents aspects de l'invention et modes de réalisation envisageables de
l'invention sont décrits plus en détails ci-après
Le liant hydrocarboné
Au sens de la présente description, on entend par liant hydrocarboné
(désigné
aussi de façon plus concise par liant ) tout composé hydrocarboné d'origine
fossile ou
végétale utilisable pour la réalisation de produits bitumineux, ce liant
hydrocarboné
pouvant par exemple être un bitume, un liant végétal ou un liant de synthèse
d'origine
pétrolière, et pouvant, indépendamment de sa nature, être pur ou modifié,
notamment par
ajout de dopes ou de polymère(s). Selon un mode de réalisation un liant
hydrocarboné
peut contenir un mélange de différentes origines, par exemple un mélange de
liant
d'origine végétale et de liant de synthèse d'origine pétrolière.
Le liant employé selon la présente invention peut par ailleurs être un liant
mou à
dur, par exemple d'un grade allant de 35/50 à 160/220, de préférence entre
50/70 et
160/220 ou entre 70/100 et 160/220.
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Selon un mode intéressant, le liant est un bitume, pur ou modifié par des
polymères. Le polymère modifiant le bitume auquel il est fait référence
ici, peut être
choisi parmi les polymères naturels ou synthétiques. Il s'agit par exemple
d'un polymère
de la famille des élastomères, synthétiques ou naturels, et de manière
indicative et non
limitative :
- les copolymères statistiques, multi-séquencés ou en étoile, de styrène et
de
butadiène ou d'isoprène en toutes proportions (en particulier copolymères
blocs de
styrène-butadiène-styrène (SBS), de styrène-butadiène (SB, dit aussi SBR
pour l'anglais styrene-butadiene rubber ), de styrène-isoprène-styrène
(SIS)) ou
les copolymères de même famille chimique (isoprène, caoutchouc naturel, ...),
éventuellement réticulés in-situ,
- les copolymères d'acétate de vinyle et d'éthylène en toutes proportions,
- les copolymères de l'éthylène et d'esters de l'acide acrylique,
méthacrylique ou
de l'anhydride maléique, les copolymères et terpolymères d'éthylène et de
méthacrylate de glycidyle-) et les polyoléfines.
Le polymère modifiant le bitume peut être choisi parmi les polymères de
récupération, par exemple des poudrettes de caoutchouc ou autres
compositions à
base de caoutchouc réduits en morceaux ou en poudre, par exemple obtenues à
partir de
pneus usagés ou d'autres déchets à base de polymères (câbles, emballage,
agricoles ...)
ou encore tout autre polymère couramment utilisé pour la modification des
bitumes tels
que ceux cités dans le Guide Technique écrit par l'Association Internationale
de la Route
(AIPCR) et édité par le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées "Use of
Modified
Bituminous Binders, Special Bitumens and Bitumens with Additives in Road
Pavements"
(Paris, LCPC, 1999), ainsi que tout mélange en toute proportion de ces
polymères.
Les particules minérales (granulats)
Les particules minérales employées pour la réalisation d'un enduit superficiel
à
chaud selon l'invention sont des particules solides qui peuvent être choisies
parmi toutes
celles utilisables pour la réalisation d'enduits superficiels, notamment ceux
usuellement
employés pour réaliser des revêtements routiers de ce type.
A titre d'exemple de particules minérales utilisables selon l'invention, on
peut
notamment citer les granulats minéraux naturels (gravillons, sable, fines)
issus de
carrières ou de gravières, les laitiers en particulier les scories, les
schistes en particulier la
bauxite ou le corindon, les granulats artificiels de toute origine et
provenant par exemple
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de mâchefers d'incinération des ordures ménagères (MIOM) ou éventuellement de
recyclage, ainsi que leurs mélanges en toutes proportions.
Les granulats minéraux naturels comprennent typiquement :
- des éléments inférieurs à 0,063 mm (filler ou fines)
5 - du sable dont les éléments sont compris entre 0,063 mm et 2
mm;
- des gravillons, dont les éléments ont des dimensions
o comprises entre 2 mm et 6 mm;
o supérieures à 6 mm;
La taille des granulats minéraux est mesurée par les essais décrits dans la
norme
10 .. NF EN 933-2 (version mai 1996).
On désigne également les particules minérales employées dans un enduit
selon l'invention par les termes fraction minérale 0/D . Cette fraction
minérale 0/D peut
être séparée en deux granulométries : la fraction minérale 0/d et la fraction
minérale d/D.
Les éléments les plus fins (la fraction minérale 0/d) seront ceux compris dans
la
15 plage comprise entre 0 et un diamètre maximal que l'on peut fixer entre
2 et 6 mm (de 0/2
à 0/6), avantageusement entre 2 et 4 mm. Les autres éléments (diamètre minimal
supérieur à 2, 3, 4, 5 ou 6 mm ; et environ jusqu'à 31,5 mm) constituent la
fraction
minérale d/D.
L'invention est illustrée par les exemples donnés ci-après à titre indicatif.
Dans ces
exemples, certains tests sont effectués avec des granulats soumis à un lavage
et
tamisage et ne concernent donc que la farction minérale d/D. L'invention n'est
pas limité à
ce mode de réalisation, comme le montre les autres exemples, effectués sans
lavage ni
tamisage.
EXEMPLES
On a effectué le test Vialit à 5 C (+/-1 C) tel que défini dans la norme NF EN
12272-
3 précitée, en utilisant :
= un bitume (grade 70/100 ¨ Fournisseur :Total)
dans lesquels on a introduit en outre l'un ou l'autre des additifs suivants,
employés à
différentes teneurs selon le test :
- INNROAD BOOST (Solvay) ; ou
- RHODIASOLV9RIS (Solvay)
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= deux types de granulats, selon le test effectué à savoir :
- Diorite (La Meilleraie) ; ou
- Quartzite (Chailloué)
Selon le test effectué, les 100 gravillons testés sont employés tels quels, ou
bien
préalablement lavés et tamisés pour en retirer les fines.
Les résultats obtenus sont reportés dans le Tableau ci-dessous où la teneur en
additif est donnée en pourcentage en masse par rapport à la masse du bitume
sans
additif. On observe systématiquement un nombre c de particules liées qui reste
au-dessus
de 50 dans ce test à 5 C.
A titre comparatif, on a effectué les mêmes tests avec le malonate de
diméthyle.
Bien qu'il s'agisse d'un composé de formule (I), il s'avère clairement
inefficace (la valeur
de c est quasi nulle même en augmentation la teneur jusqu'à 7,5%).
Répartition des gravillons en fin de
Additif granulats test
lavés et
nature Teneur nature a b c
tamisés
non 0 28 72
diorite
IN NROADO oui 0 24 76
5%
BOOST non 0 31 69
quartzite
oui 1 24 75
5% oui 1 30 69
RHODIASOLV
6,1% Diorite non 0 40 60
IRIS
6,1% oui 0 20 80
Malonate de
7,5% Diorite oui 0 99 1
diméthyle
Tableau : test Vialit à 5 C
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Par ailleurs que l'additif INNROAD BOOST a été soumis au test Vialit à une
température de 10 C, où il conduit à des résultats améliorés par rapport à
ceux obtenus
dans les conditions ci-dessus à 5 C. Cette amélioration peut être mise à
profit pour
maintenir sensiblement les propriétés en réduisant la teneur en additif.
On a par exemple testé l'INNROAD BOOST à une teneur de 4,5% dans un bitume
7/100 en utilisant des gravillons de diorite et on a obtenu la répartition
Vialit suivante :
a =1 ; b = 21 ; c=78
Ce qui montre qu'avec une teneur en additif de 4,5%, on obtient des résultats
du même
ordre qu'a 5 C avec 5% (présentées dans le tableau ci-dessus):
