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COMPOSITION BITUMINEUSE THERMOREVERSIBLE
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention appartient au domaine des bitumes. Un premier aspect de
l'invention concerne de nouvelles compositions bitumineuses comprenant de
nouvelles
molécules. Ces compositions bitumineuses sont dures et présentent une bonne
consistance aux
températures d'usage et une viscosité similaire à celle de bitumes classiques
de même grade
aux températures d'application. En particulier, l'invention concerne lesdites
compositions
solides et sous forme divisée à température ambiante
L'invention concerne également un procédé de préparation de ces compositions
bitumineuses, notamment lorsqu'elles sont solides et sous forme divisée à
température
ambiante, et leur utilisation dans les domaines des applications routières,
notamment dans la
fabrication de liants routiers, des enrobés et de chaussées en général, et
dans les domaines des
applications industrielles.
La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'enrobés à
partir
des compositions bitumineuses selon l'invention, ainsi qu'un procédé de
transport et/ou de
stockage et/ou de manipulation desdites compositions bitumineuses, notamment à
température
ambiante élevée.
L'invention concerne également de nouvelles molécules utilisables notamment
dans la
formulation des compositions bitumineuses, de préférence sous forme de
compositions
bitumineuses solides et sous forme divisée à température ambiante.
CONTEXTE TECHNIQUE
Le bitume ou liant bitumeux est le principal liant hydrocarboné utilisé dans
le domaine
de la construction routière ou du génie civil. Pour pouvoir être utilisé comme
liant dans ces
différentes applications, le bitume doit présenter certaines propriétés
physico-chimiques et
mécaniques. Il doit notamment être suffisamment dur et avoir une bonne
consistance aux
températures d'usage pour éviter par exemple la formation d'ornières
provoquées par le trafic.
Le bitume doit aussi être élastique pour résister aux déformations imposées
par le trafic et/ou
les changements de température, phénomènes qui conduisent à la fissuration des
enrobés ou à
l'arrachement des granulats superficiels. Enfin, le bitume doit être
suffisamment fluide à des
températures d'application les moins élevées possibles pour permettre par
exemple un bon
enrobage des granulats et la mise en place de l'enrobé sur la route. La mise
en oeuvre d'un liant
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bitumineux nécessite donc de conjuguer à la fois la dureté, la consistance,
voire aussi l'élasticité
du bitume aux températures d'usage et une faible viscosité aux températures
d'application.
Le bitume seul n'étant en général pas assez élastique, on ajoute au bitume des
polymères
qui peuvent être éventuellement réticulés. Ces polymères réticulés apportent
aux compositions
bitumineuses des propriétés élastiques nettement améliorées. Cependant, la
réticulation est
généralement irréversible : une fois la réticulation effectuée, il n'est pas
possible de revenir à
l'état initial existant avant la réaction de réticulation. Les compositions
bitumineuses réticulées
ont ainsi de bonnes propriétés élastiques, mais la viscosité de celles-ci est
très élevée. Un des
inconvénients liés à cette viscosité élevée, est la nécessité de chauffer le
bitume réticulé à une
température d'application supérieure à celle d'un bitume non réticulé, ce qui
accroît les
dépenses énergétiques et nécessite l'usage de protections supplémentaires pour
les opérateurs.
Suivant les applications visées, il est nécessaire de trouver le bon compromis
entre les
propriétés mécaniques dont l'élasticité, la dureté, la consistance, la
fluidité et la viscosité,
notamment la viscosité à chaud du liant.
Une autre problématique dans l'utilisation du bitume est liée à son transport,
sa
manipulation et son stockage. De manière générale, le bitume est stocké et
transporté à chaud,
en vrac, dans des camions-citernes ou par bateaux à des températures élevées
de l'ordre de
120 C à 180 C. Or, le stockage et le transport du bitume à chaud présente
certains
inconvénients. Le transport du bitume à chaud sous forme liquide est considéré
comme
dangereux et il est très encadré d'un point de vue réglementaire. Ce mode de
transport ne
présente pas de difficultés particulières lorsque les équipements et les
infrastructures de
transport sont en bon état. Dans le cas contraire, il peut devenir
problématique : si le camion-
citerne n'est pas suffisamment calorifugé, la viscosité du bitume pourra
augmenter durant un
trajet trop long. Les distances de livraison du bitume sont donc limitées.
D'autre part, le
maintien du bitume à des températures élevées dans les cuves ou dans les
camions-citernes
consomme de l'énergie. En outre, le maintien du bitume à des températures
élevées pendant
une longue période peut affecter les propriétés du bitume et ainsi changer les
performances
finales de l'enrobé.
Pour pallier les problèmes du transport et du stockage du bitume à chaud, des
conditionnements permettant le transport et le stockage des bitumes à
température ambiante ont
été développés. Ce mode de transport du bitume en conditionnement à
température ambiante
ne représente qu'une fraction minime des quantités transportées dans le monde,
mais il
correspond à des besoins bien réels pour les régions géographiques d'accès
difficile et coûteux
par les moyens de transport traditionnels.
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US 3 026 568 décrit des granules de bitume recouverts d'un matériau poudreux,
tel que
de la poudre de calcaire. Néanmoins, ce type de bitume en granules n'empêche
pas le fluage du
bitume, notamment à température ambiante élevée.
La demande WO 2008107551 décrit un mode de réticulation réversible des
compositions bitumineuses basé sur l'utilisation d'additifs organogélateurs.
Les compositions
bitumineuses réticulées de manière thermoréversible ainsi obtenues sont dures
aux
températures d'usage et présentent une viscosité réduite aux températures
d'application.
La demande WO 2009/153324 décrit des granules de bitume enrobés par un composé
antiagglomérant polymérique, en particulier du polyéthylène. L'inconvénient de
cet enrobage
est qu'il modifie les propriétés du bitume lors de son application routière.
La demande WO 2016/016318 décrit des granules de bitume comprenant un additif
chimique. Ces granules de bitume permettent le transport et/ou le stockage
et/ou la manipulation
du bitume à température ambiante sans que celui-ci ne flue, ainsi que la
réduction de leur
adhésion et agglomération entre eux.
La demande US 2987515 décrit des dérivés uréthane comprenant des groupements
amidine cycliques ainsi que leur procédé de préparation.
Dans la continuité de ses travaux, la Demanderesse a découvert de manière
surprenante
une nouvelle composition bitumineuse comprenant au moins un bitume et le
mélange d'au
moins une molécule de formule générale (I) et d'au moins une molécule de
formule générale
(II) et/ou (III). Les compositions bitumineuses ainsi développées ont ceci
d'avantageux qu'elles
présentent une bonne dureté et une bonne consistance aux températures d'usage,
des propriétés
mécaniques satisfaisantes, notamment une bonne élasticité, et qu'elles
présentent, aux
températures d'application, une viscosité similaire à celle de bitumes
classiques de même grade.
Les compositions bitumineuses selon l'invention ont ceci d'avantageux qu'elles
sont
solides à température ambiante et permettent la mise en forme du bitume sous
forme divisée,
notamment sous forme de granules ou de pains. Ces compositions bitumineuses
solides à
température ambiante et sous forme divisée permettent également d'éviter, de
réduire et/ou de
retarder l'adhésion et l'agglomération des granules ou des pains lors de leur
transport et/ou
stockage et/ou manipulation à température ambiante, notamment à température
ambiante
élevée, sur des longues périodes, comparativement aux matériaux à base de
bitume de l'art
antérieur. Ces compositions bitumineuses solides à température ambiante et
sous forme divisée
conservent leurs propriétés au cours du temps.
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OBJECTIFS DE L'INVENTION
Dans ces circonstances, l'objectif de la présente invention est de proposer de
nouvelles
compositions bitumineuses comprenant l'association des molécules de formule
générale (I) et
des molécules de formule générale (II) et/ou (III) selon l'invention.
Un autre objectif de l'invention est de proposer des compositions bitumineuses
présentant aux températures d'usage de bonnes propriétés physico-chimiques et
mécaniques,
notamment en termes de dureté, de consistance, voire aussi d'élasticité, mais
également
présentant aux températures d'application, de préférence une viscosité
réduite, voire
équivalente à celle d'un bitume non additivé.
Un autre objectif de l'invention est de proposer un procédé simple de
préparation de
compositions bitumineuses comprenant le mélange de molécules selon
l'invention.
Un autre objectif de l'invention est de proposer des compositions bitumineuses
solides
à température ambiante et qui permettent la mise en forme du bitume sous forme
divisée,
notamment sous forme de granules ou de pains.
Un autre objectif de l'invention est de proposer des compositions bitumineuses
solides
à température ambiante et sous forme divisée présentant une bonne dureté et
une bonne
consistance aux températures d'usage sans dégrader les propriétés mécaniques
du bitume.
Notamment on vise à obtenir des compositions présentant une viscosité
similaire à celle de
bitumes standards de même grade aux températures d'application.
Un autre objectif de l'invention est de proposer des compositions bitumineuses
solides
à température ambiante et sous forme divisée, permettant d'éviter et de
réduire et/ou de retarder
l'adhésion et l'agglomération des granules ou des pains lors de leur transport
et/ou stockage
et/ou manipulation à température ambiante, notamment à température ambiante
élevée, sur des
longues périodes tout en conservant leurs propriétés au cours du temps.
Un autre objectif de l'invention est de proposer de nouvelles molécules aptes
en
particulier à former un réseau thermoréversible dans les compositions
bitumineuses.
BREVE DESCRIPTION
L'invention vise une composition bitumineuse comprenant au moins un bitume et
le mélange
- d'au moins une molécule de formule générale (I) :
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RAiNN
Rc1 RB1
Ver
Xi X'1
(I)
- et d'au moins une molécule de formule générale (II) et/ou (III) :
RA2 Rr2 P2
N. NN
X2 X', A
5
(II)
Rc
RA3X37 Rc3 X'sV P3NN X3,7 3N Ve RB3
X'3
\.= n
(III)
où:
- Rc 1 , RC2, RC3, identiques ou différents, représentent indépendamment l'un
de l'autre une
chaîne hydrocarbonée, comprenant de 2 à 26 atomes de carbone, et comprenant
éventuellement
un ou plusieurs hétéroatomes,
- RAi, RA2, RA3, RB1, RB3, identiques ou différents, représentent
indépendamment l'un de l'autre
un groupement hydrocarboné comprenant de 4 à 200 atomes de carbone, et
comprenant
éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- X1, X'1, X2, X'2, X3, X'3, identiques ou différents, représentent
indépendamment l'un de
l'autre une fonction chimique choisie parmi les fonctions uréthane, urée,
amide, hydrazide ou
oxamide,
- P2, P3, identiques ou différents, représentent indépendamment l'un de
l'autre un groupement
hydrocarboné comprenant de 10 à 400 atomes de carbone, de préférence de 20 à
250 atomes de
carbone, de manière plus préférée de 20 à 200 atomes de carbone, et comprenant
éventuellement
un ou plusieurs hétéroatomes,
- A est le résidu d'un agent de couplage multifonctionnel, de préférence di-
, tri- ou quadri-
fonctionnel,
- n et m sont des nombres entiers compris entre 1 et 20, de préférence entre 1
et 10, de manière
plus préférée entre 1 et 8, de manière encore plus préférée entre 1 et 5.
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De préférence, Rci, RC2, RC3, identiques ou différents, représentent
indépendamment
l'un de l'autre une chaîne hydrocarbonée, aliphatique, linéaire, saturée.
De préférence, RC1, RC29 RC3, identiques ou différents, représentent une
chaine
hydrocarbonée comprenant de 4 à 18 atomes de carbone, de préférence de 4 à 14
atomes de
carbone, de préférence de 4 à 12 atomes de carbone, préférentiellement de 4 à
10 atomes de
carbone, préférentiellement de 4 à 8 atomes de carbone.
Dans une variante selon l'invention, RA1, RA2, RA3, RB1, RB3, identiques ou
différents
représentent une chaîne hydrocarbonée comprenant de 4 à 150 atomes de carbone
ou un
oligomère soluble dans le bitume choisi parmi les polyoléfines, les
polyétheroxides, les
polyacrylates, les polyméthacrylates, les polysulfides, les polystyréniques,
les polybutadiènes,
les polyisobutènes, les polyisoprènes, les polyesters, les polyamides, les
polysiloxanes, les
polychlorures de vinyle (PVC), les polytétrafluoroéthylènes (PTFE).
Avantageusement, RAi, RA2, RA3, RBi, RB3, identiques ou différents,
représentent une
chaîne hydrocarbonée choisie parmi l'octadécyle, l'oléyle, l'hexadécyle, le
tétradécyle, le
pentadécyle, l'heptadécyle, l'eicosyle, le dodécyle, le tridécyle, l'undécyle.
De préférence, X1, X'1, X2, X'2, X3, X'3, identiques ou différents,
représentent
indépendamment l'un de l'autre une fonction uréthane ou urée. De préférence,
P2, P3, identiques
ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée linéaire et saturée.
La composition bitumineuse selon l'invention comprend avantageusement de 0,1 à
30%
en masse du mélange de la molécule de formule générale (I) et de la molécule
de formule
générale (II) et/ou (III), de préférence de 0,5 à 20%, de manière préférée de
1 à 10%, de manière
plus préférée de 2 à 10%, de manière encore plus préférée de 2 à 5% en masse
par rapport à la
masse totale de la composition bitumineuse.
L'invention concerne également l'utilisation du mélange de la molécule de
formule
générale (I) et de la molécule de formule générale (II) et/ou (III), pour
préparer des
compositions bitumineuses, avantageusement des compositions bitumineuses sous
forme solide
à température ambiante et sous forme divisée.
L'invention vise en particulier un procédé pour préparer une composition
bitumineuse
qui comprend les étapes suivantes :
- la fourniture d'un liant bitumineux comprenant au moins un bitume,
- la mise en contact de la molécule de formule générale (I) et de la molécule
de formule générale
(II) et/ou (III), à une température comprise entre 70 et 220 C, de préférence
entre 90 à 180 C,
de préférence entre 110 et 180 C avec le liant bitumineux, puis éventuellement
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- la mise en forme de la composition bitumineuse sous forme divisée, et en
particulier sous
forme de pains ou de granules.
De préférence, le bitume est choisi parmi les bitumes d'origine naturelle,
parmi les
bitumes issus du raffinage du pétrole brut tels que les résidus de
distillation atmosphérique, les
résidus de distillation sous vide, les résidus viscoréduits, les résidus
soufflés, leurs mélanges et
leurs combinaisons ou parmi les bitumes synthétiques.
L'invention vise également une composition bitumineuse solide à température
ambiante
et sous forme divisée.
Selon un mode de réalisation préféré, ladite composition bitumineuse est sous
forme de
granules ou de pains.
Un autre aspect de l'invention vise un procédé de transport et/ou de stockage
et/ou de
manipulation de la composition bitumineuse, ladite composition bitumineuse
étant transportée
et/ou stockée et/ou manipulée à température ambiante sous forme divisée et
solide, notamment
sous forme de pains ou de granules solides.
L'invention concerne également l'utilisation de la composition bitumineuse
solide à
température ambiante et de préférence sous forme divisée dans les domaines des
applications
routières, notamment dans la fabrication de liants routiers, des enrobés et
des chaussées en
général, et dans les domaines des applications industrielles.
L'invention vise également un mélange de molécules comprenant :
- au moins une molécule de formule générale (I) :
RAI R
RB1
ci
N'NN
Xi
(I)
- et au moins une molécule de formule générale (II) et/ou (III) :
RA2N{
2 2
we'Ff
X2 >C2 m A
(II)
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8
Rc3
RA3 R,3*N. Ve P3 X37X'37 RB3
X3 X3
n
(III)
où:
- R1, Rc2, Rc3, identiques ou différents, représentent indépendamment l'un
de l'autre une
.. chaîne hydrocarbonée, comprenant de 2 à 26 atomes de carbone, et comprenant
éventuellement
un ou plusieurs hétéroatomes,
-RAi, RA2, RA3, RB1, RB3, identiques ou différents, représentent
indépendamment l'un de l'autre
un groupement hydrocarboné comprenant de 4 à 200 atomes de carbone, et
comprenant
éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
.. - X1, X'1, X2, X'2, X3, X'3, identiques ou différents, représentent
indépendamment l'un de
l'autre une fonction chimique choisie parmi les fonctions uréthane, urée,
amide, hydrazide ou
oxamide,
- P2, P3, identiques ou différents, représentent indépendamment l'un de
l'autre un groupement
hydrocarboné comprenant de 10 à 400 atomes de carbone, de préférence de 20 à
250 atomes de
carbone, de manière plus préférée de 20 à 200 atomes de carbone, et comprenant
éventuellement
un ou plusieurs hétéroatomes,
- A est le résidu d'un agent de couplage multifonctionnel, de préférence di-
, tri- ou quadri-
fonctionnel,
- n et m sont des nombres entiers compris entre 1 et 20, de préférence
entre 1 et 10, de manière
plus préférée entre 1 et 8, de manière encore plus préférée entre 1 et 5.
L'invention vise enfin un kit comprenant dans au moins deux logements
distincts d'un
même conditionnement :
- au moins une molécule de formule générale (I) :
RAI Rci Rgi
Xi X>
(I)
- et au moins une molécule de formule générale (II) et/ou (III) :
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RA2
Rc2
"N[
X,
2 X>2 2 A
(II)
RA3NN R,3 X'3 RB3 P3 X3,7 N.X'3
X3
\.= ."4 n
(III)
telles que définies ci-dessus et de façon détaillée ci-dessous,
- et éventuellement une base bitume.
L'invention concerne encore l'utilisation des compositions bitumineuses et des
kits tels
que définis ci-dessus et de façon détaillée ci-dessous, dans les domaines des
applications
routières, éventuellement en mélange avec des granulats ou des agrégats
d'enrobés bitumineux
recyclés, notamment pour fabriquer un enduit superficiel, un enrobé à chaud,
un enrobé à froid,
un enrobé coulé à froid, une grave émulsion, une couche de base, une couche de
liaison, une
couche d'accrochage, une couche de roulement, une couche anti-orniérante, un
enrobé drainant,
ou un asphalte, et dans les domaines des applications industrielles, notamment
pour préparer
un revêtement d'étanchéité, une membrane ou une couche d'imprégnation.
DESCRIPTION DETAILLEE
L'expression compris entre X et Y inclut les bornes, sauf mention
contraire explicite.
Cette expression signifie donc que l'intervalle visé comprend les valeurs X, Y
et toutes les
valeurs allant de X à Y.
Par oligomère , on entend une macromolécule constituée d'un nombre limité
d'unités
de répétitions. Ces unités de répétitions peuvent être toutes identiques ou un
oligomère peut
comprendre des unités de répétitions différentes. Généralement un oligomère
comprend de 2 à
100 unités de répétition et une masse molaire moyenne supérieure ou égale à
200 g/mol et
inférieure ou égale à 20 000 g/mol, de préférence inférieure ou égale à 10 000
g/mol.
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La composition bitumineuse selon l'invention et son procédé de préparation
La composition bitumineuse
Les compositions bitumineuses selon l'invention comprennent au moins un bitume
et le
mélange :
5 - d'au moins une molécule de formule générale (I) :
RAi RB1
Rci
NN .7?
Xi X'
(I)
- et d'au moins une molécule de formule générale (II) et/ou (III) :
P2 ... µ
FFee. V N'=A
X2
seril
(II)
RA3 7R3 X'377 X3VeRc3NN RB3
X.3
n
(III)
où:
- Rcl, Rc2, Rc3, identiques ou différents, représentent indépendamment l'un de
l'autre une
chaîne hydrocarbonée, comprenant de 2 à 26 atomes de carbone, et comprenant
éventuellement
un ou plusieurs hétéroatomes,
- RAi, RA2, RA3, RB1, RB3, identiques ou différents, représentent
indépendamment l'un de l'autre
un groupement hydrocarboné comprenant de 4 à 200 atomes de carbone, et
comprenant
éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
- X1, X'1, X2, X'2, X3, X'3, identiques ou différents, représentent
indépendamment l'un de
l'autre une fonction chimique choisie parmi les fonctions uréthane -0-(C0)-NH-
, urée -FIN-
(C0)-NH-, amide ¨(C0)-NH-, hydrazide -(C0)-NH-NH- ou oxamide -HN-(C0)-(C0)-NH-
,
- P2, P3, identiques ou différents, représentent indépendamment l'un de
l'autre un groupement
hydrocarboné comprenant de 10 à 400 atomes de carbone, de préférence de 20 à
250 atomes de
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carbone, de manière plus préférée de 20 à 200 atomes de carbone, et comprenant
éventuellement
un ou plusieurs hétéroatomes,
- A est le résidu d'un agent de couplage multifonctionnel, de préférence di-,
tri- ou quadri-
fonctionnel,
- n et m sont des nombres entiers compris entre 1 et 20, de préférence entre 1
et 10, de manière
plus préférée entre 1 et 8, de manière encore plus préférée entre 1 et 5.
Par le mélange , on entend selon l'invention les mélanges des molécules (I)
et des
molécules (II) et/ou (III) en toutes proportions.
Lorsque Rci et/ou Rc2 et/ou Rc3 comprennent un ou plusieurs hétéroatomes,
avantageusement ceux-ci sont choisis parmi 0, N et S.
De préférence, Rci, RC2; RC3, identiques ou différents, représentent
indépendamment
l'un de l'autre une chaîne hydrocarbonée, aliphatique, linéaire, saturée.
De préférence, RC1; RC2; RC3, identiques ou différents, représentent une
chaine
hydrocarbonée comprenant de 4 à 18 atomes de carbone, de préférence de 4 à 14
atomes de
carbone, de préférence de 4 à 12 atomes de carbone, préférentiellement de 4 à
10 atomes de
carbone, préférentiellement de 4 à 8 atomes de carbone. Par exemple, Rci, Rc2,
Rc3, identiques
ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée comprenant 4, 5, 6, 7 ou
8 atomes de
carbones.
Dans un mode particulier selon l'invention, Rcl, Rc2, Rc3, sont choisis
indépendamment
.. parmi les groupements -C4I-18-, -05I-110-, -C61112-, -C7H14-, C81116 , -
C9H18-, C10H20 9
C 111122 , C 12H24 , C131126 , C141128 , C151130 ; C161132 ; C171134 ; C181136
=
Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, Rcl, Rc2, Rc3, sont
choisis
indépendamment parmi les groupements -C4E18-, -C6H12-, -C8E116-, -C10H20-, -
C12E124-,
C14H28 , C161132 ; C181136 =
Dans un autre mode particulier selon l'invention, RC1; RC2; RC3, sont choisis
indépendamment parmi les groupements -C6H12-, -C8H16-, -C10H20-, -C 12H24-, -
C14E128- ;
de préférence parmi les groupements -C6H12-, -C8E116-, -C10H20-, -C12E124- ;
de manière plus
préférée parmi les groupements -C6H12-, -C8E116-, -C10E120-.
Les groupements hydrocarbonés RA1, RA2; RA3; RB1; RB3, identiques ou
différents sont
avantageusement choisis parmi :
- les chaînes hydrocarbonées, aliphatiques ou aromatiques, linéaires ou
ramifiées,
saturées ou insaturées, acycliques ou cycliques, comprenant de 4 à 200 atomes
de carbone et
comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes,
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- les oligomères solubles dans le bitume comprenant de 4 à 200 atomes de
carbone et
comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes.
Lorsque l'un ou plusieurs des groupements RAi, RA2, RA3, RB1, RB3 comprennent
un ou
plusieurs hétéroatomes, avantageusement ceux-ci sont choisis parmi 0, N, S,
Si, et les
halogènes, notamment F et Cl.
Dans une variante selon l'invention, RAi, RA2, RA3, RB1, RB3, identiques ou
différents,
représentent une chaîne hydrocarbonée, aliphatique ou aromatique, linéaire ou
ramifiée, saturée
ou insaturée, acyclique ou cyclique, comprenant de 4 à 150 atomes de carbone,
de préférence
de 4 à 100 atomes de carbone, de préférence de 4 à 68 atomes de carbone, de
préférence de 10
à 54 atomes de carbone, préférentiellement de 10 à 36 atomes de carbone.
De préférence, selon cette variante, RAi, RA2, RA3, RB1, RB3, identiques ou
différents,
comprennent de 10 à 36 atomes de carbone, plus préférentiellement de 16 à 20
atomes de
carbone.
Avantageusement, selon cette variante, RAi, RA2, RA3, RB1, RB3, identiques ou
différents,
.. représentent une chaîne hydrocarbonée choisie parmi l'octadécyle, l'oléyle,
l'hexadécyle, le
tétradécyle, le pentadécyle, l'heptadécyle, l'eicosyle, le dodécyle, le
tridécyle, l'undécyle.
Avantageusement, selon une autre variante, RAi, RA2, RA3, RB1, RB3, identiques
ou
différents, représentent un oligomère soluble dans le bitume. Avantageusement,
selon cette
variante, RAi, RA2, RA3, RB1, RB3, identiques ou différents, sont choisis
parmi les
polyoléfines tels que le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le
polyéthylène butylène
(PEB), polyisobutène ; les polyétheroxides tels que le polyéthylène glycol
(PEG), le
polypropylène glycol (PPG), le polytétraméthyloxide (PTMO); les polyacrylates
et les
polyméthacrylates tels que le polyméthacrylate de méthyle (PMMA), le
polyacrylate de butyle
(PABu); les polysulfides ; les polystyréniques tels que le polystyrène (PS) ;
les polybutadiènes
et les polyisoprènes ; les polyesters tels que le poly-c-caprolactone (PCL),
l'acide polylactique
(PLA) ; les polyamides ; les polysiloxanes et les polymères halogénés tels que
le polychlorure
de vinyle (PVC), le polytétrafluoroéthylène (PTFE).
De préférence, Xi, X'1, X2, X'2, X3, X'3, identiques ou différents,
représentent
indépendamment l'un de l'autre une fonction uréthane ou urée.
Avantageusement, dans la molécule de formule générale (I), Xi et X' i , sont
identiques
et représentent une fonction urée.
Avantageusement, dans la molécule de formule générale (II), X2 et X'2 sont
identiques
et représentent une fonction urée ou une fonction uréthane.
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Avantageusement, dans la molécule de formule générale (III), X3 et X'3 sont
identiques
et représentent une fonction urée ou une fonction uréthane.
Les groupements hydrocarbonés P2, P3 des molécules de formules générale (II)
ou (III)
sont avantageusement une chaine hydrocarbonée comprenant de 10 à 400 atomes de
carbone,
de préférence de 20 à 250 atomes de carbone, de manière plus préférée de 20 à
200 atomes de
carbone, de manière encore plus préférée de 20 à 50 atomes de carbone, et
comprenant
éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes.
Lorsque P2 et/ou P3 comprennent un ou plusieurs hétéroatomes, avantageusement
ceux-
ci sont choisis parmi 0, N et S.
Le résidu fonctionnel A est un résidu d'agent de couplage. On peut utiliser
tout agent
de couplage de polymères connu de l'homme du métier et apte à lier les
groupements P2, P3 aux
blocs cohésifs. On peut citer à titre d'exemples l'éthylène glycol, le
glycérol, le pentaérythritol,
le triéthylènetetramine.... Le résidu fonctionnel A est de préférence un
résidu trifonctionnel ou
quadrifonctionnel, de préférence un résidu trifonctionnel.
La molécule de formule (I) selon l'invention peut être décrite comme
comprenant un
segment central et des deux segments externes (RA1, RA2, RA3, RB1, RB3) reliés
au segment
central par une fonction chimique (X1, X'i, X2, X'2, X3, X'3). Dans la
présente description, le
segment central comprenant les fonctions chimiques X1, X'1, X2, X'2, X3, X'3
peut être
également appelé bloc cohésif.
Les molécules de formule (II) ou (III) comprennent des blocs cohésifs reliés
par le
groupement P2, P3.
Pour une meilleure compréhension de la description des molécules de formule
générale
(I) et des molécules de formule (II) ou (III), celles-ci peuvent être
illustrées par un formalisme
schématique simplifié. La légende de ce formalisme se présente comme suit :
= représente la fonction X1, X'1, X2, X'2, X3 OU X'3
représente le groupement RC19 Rc2 Ou RC3
représente le groupement RA1, RA2, R - -A3, RB1 OU R-B3
....."/N/
représente P2 OU P3
Ainsi, la molécule de formule (I) peut être représentée de la manière suivante
:
_____________________________________ i=le ___________
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Dans la molécule de formule (III), le nombre entier n peut varier entre 1 et
20, de
préférence entre 1 et 10, de manière plus préférée entre 1 et 8, de manière
encore plus préférée
entre 1 et 5. Lorsque n=1, la molécule formule (III) peut ainsi être
représentée de la manière
suivante :
Dans la molécule de formule (III), lorsque n=2, la molécule formule (III) peut
ainsi être
représentée de la manière suivante :
-0/= /V\elE=IVVVII=le _____________________________________________
Dans la molécule de formule (III), lorsque n=3, la molécule formule (III) peut
ainsi être
représentée de la manière suivante :
Dans la molécule de formule (II), lorsque A est un est résidu d'agent de
couplage
trifonctionnel, le nombre entier m peut varier entre 1 et 20, de préférence
entre 1 et 10, de
manière plus préférée entre 1 et 8, de manière encore plus préférée entre 1 et
5.
Dans le cas où A est un est résidu d'agent de couplage trifonctionnel, et
lorsque m=1, la
molécule formule (II) peut ainsi être représentée de la manière suivante :
A
Dans le cas où A est un est résidu d'agent de couplage trifonctionnel, et
lorsque m=2, la
molécule de formule (II) peut ainsi être schématisée de la manière suivante :
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A
Dans le cas des deux dernières molécules, le résidu trifonctionnel A sert
d'agent de
couplage d'au moins trois parties du groupement P2 OU P3.
Selon un mode de réalisation, la molécule de formule (I) selon l'invention
présente une
5 masse molaire inférieure à 20000 g.mo1-1, de préférence comprise entre
100 et 10000 g.mo1-1.
De préférence, la molécule de formule (I) selon l'invention présente une masse
molaire
comprise entre 100 et 2000 g.mo1-1, de préférence comprise entre 100 et 1000
g.mo1-1, de
manière plus préférée comprise entre 100 et 500 g.mo1-1.
Selon un autre mode de réalisation, la molécule de formule (II) ou (III) selon
l'invention
10 présente une masse molaire inférieure à 200000 g.mo1-1, de préférence
comprise entre 100 et
100000 g.mo1-1. De préférence, la molécule de formule (II) ou (III) selon
l'invention présente
une masse molaire comprise entre 500 et 50000 g.mo1-1, de préférence comprise
entre 500 et
20000 g.mo1-1.
Les mélanges de molécules de formule (I), et de molécules (II) et/ou (III)
selon
15 l'invention présentent l'intérêt d'avoir des propriétés
organogélatrices. Par organogélateur
ou molécule organogélatrice , au sens de l'invention, on entend un composé
capable d'établir
une association entre plusieurs molécules de structures chimiques identiques
ou différentes pour
former un réseau supramoléculaire. Dans le bitume, ces molécules dites
organogélatrices sont
capables d'établir entre elles des interactions physiques conduisant à une
auto-agrégation avec
formation d'un réseau supramoléculaire 3D qui est responsable de la
gélification du bitume.
L'empilement des molécules permet la formation d'un réseau de fibrilles,
immobilisant les
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molécules du bitume. La formation de fibrilles peut être observée par exemple
par microscopie
optique polarisée, par microscopie électronique à balayage (MEB)...
Les molécules de formule (I), (II) et (III) selon l'invention comprennent un
segment
central comprenant des fonctions aptes à créer des liaisons hydrogène. Ledit
segment central
est lié à des segments externes (RA1, RA2, RA3, RB1 ou RB3) permettant de
favoriser la solubilité
de la molécule (I), (II) ou (III) dans le bitume. Aux températures d'usage,
allant de -20 à 80 C,
les molécules de formule (I), (II) ou (III) se lient entre elles de manière
non-covalente,
notamment par des liaisons hydrogène. Ces liaisons hydrogène sont fragilisées
lorsque le
bitume est chauffé à haute température. Ainsi aux températures d'usage,
l'ensemble constitué
d'un grand nombre de molécules de formule (I), (II) ou (III) peut être
assimilé à un polymère
supramoléculaire et confère au bitume ainsi modifié des propriétés
améliorées. Aux
températures d'usage, la gélification due à l'agrégation des molécules selon
l'invention
provoque un épaississement du milieu bitumineux, conduisant à une augmentation
de la dureté,
ce qui permet que les compositions bitumineuses selon l'invention soient
solides à température
ambiante. La dureté de ces compositions bitumineuses additivées, aux
températures d'usage,
est accrue par rapport au bitume de départ non additivé. Lorsque la
composition bitumineuse
est chauffée, les interactions entre les molécules (I), (II) et/ou (III) sont
fragilisées, et le bitume
retrouve les propriétés d'un bitume non additivé, la viscosité de la
composition bitumineuse à
chaud redevient celle du bitume de départ. Ce phénomène est également décrit
dans la présente
invention par la terminologie réseau thermoréversible .
De préférence, les compositions de bitume selon l'invention sont
essentiellement
constituées :
a) de bitume,
b) d'un mélange comprenant au moins un composé de formule (I) et au moins
un
composé choisi parmi ceux de formules (II) et/ou (III) telles que définies ci-
dessus.
Selon une première variante avantageuse, les granules selon l'invention
comprennent, de
préférence sont essentiellement constitués de :
a) 70 % à 99,9 % de bitume,
b) 0,1 % à 30 % d'un mélange comprenant au moins un composé de formule (I)
et
au moins un composé choisi parmi ceux de formules (II) et/ou (III) telles que
définies ci-dessus.
Selon une seconde variante avantageuse, les granules selon l'invention
comprennent, de
préférence sont essentiellement constitués de :
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a) 70 à 99 % de bitume,
b) 0,1 % à 30 % d'un mélange comprenant au moins un composé de formule (I) et
au
moins un composé choisi parmi ceux de formules (II) et/ou (III) telles que
définies ci-
dessus,
c) un ou plusieurs agents antiagglomérants tels que définis ci-dessous,
d) un ou plusieurs adjuvants polymère oléfiniques tels que définis ci-dessous.
Procédé de préparation de la composition bitumineuse
Les compositions bitumineuses selon l'invention comprennent au moins un
bitume, et
le mélange d'au moins une molécule de formule générale (I) et d'au moins une
molécule de
formule générale (II) et/ou (III).
Les compositions bitumineuses selon l'invention comprennent avantageusement de
0,1
à 30% en masse du mélange de la molécule de formule générale (I) et de la
molécule de formule
générale (II) et/ou (III), de préférence de 0,5 à 20%, de manière préférée de
1 à 10%, de manière
plus préférée de 2 à 10%, de manière encore plus préférée de 2 à 5% en masse
par rapport à la
masse totale de la composition bitumineuse.
Avantageusement, le rapport massique de la molécule de formule générale (I)
sur la
molécule de formule générale (II) et/ou (III) est d'au moins 1 :1, de
préférence d'au moins
1,5:1, de préférence d'au moins 1,7:1, de préférence d'au moins 2 :1.
Le procédé de préparation de la composition bitumineuse selon l'invention
comprend
avantageusement les étapes suivantes :
- la fourniture d'un liant bitumineux comprenant au moins un bitume,
- la mise en contact de la molécule de formule générale (I) et de la
molécule de formule générale
(II) et/ou (III), à une température comprise entre 70 et 220 C, de préférence
entre 90 et 180 C,
de préférence entre 110 et 180 C avec le liant bitumineux, puis éventuellement
- la mise en forme de la composition bitumineuse sous forme divisée, et en
particulier sous
forme de pains ou de granules.
On entend par liant bitumineux un bitume seul, et comprenant
éventuellement des
additifs tels qu'un polymère et/ou un fluxant. Le liant bitumineux peut être
sous forme sous
forme anhydre ou sous forme d'émulsion.
Dans un mode de réalisation, le procédé de préparation des compositions
bitumineuses
selon l'invention comprend les étapes suivantes :
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a) on introduit un bitume dans un récipient équipé de moyens de mélange, et on
porte le
bitume à une température entre 70 et 220 C, de préférence entre 90 et 180 C,
de préférence
entre 110 et 180 C,
b) on introduit les molécules de formule générale (I), (II) et/ou (III) et
éventuellement
des additifs,
c) on chauffe la composition bitumineuse issue de l'étape b) à une température
comprise
entre 70 et 220 C, de préférence entre 90 et 180 C, de préférence entre 110 et
180 C, sous
agitation, jusqu'à l'obtention d'une composition bitumineuse, avantageusement
homogène,
d) éventuellement on met en forme la composition bitumineuse issue de l'étape
c) sous
forme divisée, et en particulier sous forme de pains ou de granules.
La base bitume
Les compositions bitumineuses selon l'invention peuvent contenir des bitumes
issus de
différentes origines. Parmi les bitumes utilisables selon l'invention, on peut
citer tout d'abord
les bitumes d'origine naturelle, ceux contenus dans des gisements de bitume
naturel, d'asphalte
naturel ou les sables bitumineux et les bitumes provenant du raffinage du
pétrole brut. Les
bitumes selon l'invention sont avantageusement choisis parmi les bitumes
provenant du
raffinage du pétrole brut. Les bitumes peuvent être choisis parmi les bitumes
ou mélanges de
bitumes provenant du raffinage du pétrole brut, en particulier des bitumes
contenant des
asphaltènes ou des brais. Les bitumes peuvent être obtenus par des procédés
conventionnels de
fabrication des bitumes en raffinerie, en particulier par distillation directe
et/ou distillation sous
vide du pétrole. Ces bitumes peuvent être éventuellement viscoréduits et/ou
désasphaltés et/ou
rectifiés à l'air. Il est courant de procéder à la distillation sous vide des
résidus atmosphériques
provenant de la distillation atmosphérique de pétrole brut. Ce procédé de
fabrication
correspond, par conséquent, à la succession d'une distillation atmosphérique
et d'une
distillation sous vide, la charge alimentant la distillation sous vide
correspondant aux résidus
atmosphériques. Ces résidus sous vide issus de la tour de distillation sous
vide peuvent être
également utilisés comme bitumes. Il est également courant d'injecter de l'air
dans une charge
composée habituellement de distillats et de produits lourds provenant de la
distillation sous vide
de résidus atmosphériques provenant de la distillation du pétrole. Ce procédé
permet d'obtenir
une base soufflée, ou semi-soufflée ou oxydée ou rectifiée à l'air ou
rectifiée partiellement à
l'air. Les différents bitumes ou bases bitumes obtenus par les procédés de
raffinage peuvent
être combinés entre eux pour obtenir le meilleur compromis technique. Le
bitume peut aussi
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être un bitume de recyclage. Les bitumes peuvent être des bitumes de grade dur
ou de grade
mou.
Avantageusement, le bitume est choisi parmi les bitumes d'origine naturelle,
parmi les
bitumes issus du raffinage du pétrole brut tels que les résidus de
distillation atmosphérique, les
résidus de distillation sous vide, les résidus viscoréduits, les résidus
soufflés, leurs mélanges et
leurs combinaisons ou parmi les bitumes synthétiques autrement appelés liants
clairs.
Dans un mode particulier selon l'invention, le bitume peut comprendre en outre
au
moins un polymère et/ou un fluxant.
A titre d'exemples de polymères pour bitume, on peut citer les élastomères
tels que les
copolymères SB, SBS, SIS, SBS*, SBR, EPDM, polychloroprène, polynorbornène et
éventuellement les polyoléfines tels que les polyéthylènes PE, PEHD, le
polypropylène PP, les
plastomères tels que les EVA, EMA, les copolymères d'oléfines et d'esters
carboxyliques
insaturés EBA, les copolymères polyoléfines élastomères, les polyoléfines du
type polybutène,
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, les
copolymères éthylène-propylène, les caoutchoucs, les polyisobutylènes, les
SEBS, les ABS.
D'autres additifs peuvent encore être ajoutés au bitume selon l'invention. Il
s'agit par
exemple d'agents de vulcanisation et/ou d'agents de réticulation susceptibles
de réagir avec un
polymère, lorsqu'il s'agit d'un élastomère et/ou d'un plastomère, pouvant être
fonctionnalisés
et/ou pouvant comporter des sites réactifs.
Parmi les agents de vulcanisation, on peut citer ceux à base de soufre et ses
dérivés,
utilisés pour réticuler un élastomère à des teneurs de 0,01% à 30% en masse
par rapport à la
masse d'élastomère.
Parmi les agents de réticulation, on peut citer les agents de réticulation
cationiques tels
que les mono ou polyacides, ou les anhydrides carboxyliques, les esters
d'acides carboxyliques,
les acides sulfoniques, sulfuriques, phosphoriques, voire les chlorures
d'acides, les phénols, à
des teneurs de 0,01% à 30% en masse par rapport à la masse de polymère. Ces
agents sont
susceptibles de réagir avec l'élastomère et/ou le plastomère fonctionnalisé.
Ils peuvent être
utilisés en complément ou en remplacement des agents de vulcanisation.
Selon un mode de réalisation, la composition bitumineuse selon l'invention
peut en outre
comprendre un adjuvant polymère oléfinique.
L'adjuvant polymère oléfinique est choisi, de préférence, dans le groupe
consistant en (a)
les copolymères éthylène/(méth)acrylate de glycidyle et (b) les terpolymères
éthylène/monomère A/monomère B:
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(a) Les copolymères éthylène/(méth)acrylate de glycidyle sont,
avantageusement, choisis
parmi les copolymères statistiques ou séquencés, de préférence statistiques,
d'éthylène et d'un
monomère choisi parmi l'acrylate de glycidyle et le méthacrylate de glycidyle,
comprenant de
50% à 99,7% en masse, de préférence de 60% à 95% en masse, plus
préférentiellement de 60%
5 à 90% en masse d'éthylène,
(b) Les terpolymères sont, avantageusement, choisis parmi les terpolymères
statistiques
ou séquencés, de préférence statistiques, d'éthylène, d'un monomère A et d'un
monomère B.
Le monomère A est choisi parmi l'acétate de vinyle et les acrylates ou
méthacrylates
d'alkyle en Cl à C6.
10 Le monomère B est choisi parmi l'acrylate de glycidyle et le
méthacrylate de glycidyle.
Les terpolymères éthylène/monomère A/monomère B comprennent avantageusement de
0,5% à 40% en masse, de préférence de 5% à 35% masse, plus préférentiellement
de 10% à
30% en masse de motifs issus du monomère A et, de 0,5% à 15% en masse, de
préférence de
2,5% à 15% en masse de motifs issus du monomère B, le reste étant formé de
motifs issus de
15 l'éthylène.
Avantageusement, l'adjuvant polymère oléfinique est choisi parmi les
terpolymères
statistiques d'éthylène (b), d'un monomère A choisi parmi les acrylates ou
méthacrylates
d'alkyle en Cl à C6 et d'un monomère B choisi parmi l'acrylate de glycidyle et
le méthacrylate
de glycidyle, comprenant de 0,5% à 40% en masse, de préférence de 5% à 35% en
masse, plus
20 préférentiellement de 10% à 30% en masse de motifs issus du monomère A
et, de 0,5% à 15%
en masse, de préférence de 2,5% à 15% en masse de motifs issus du monomère B,
le reste étant
formé de motifs issus de l'éthylène.
Selon un mode de réalisation, la composition bitumineuse solide à température
ambiante
et de préférence sous forme divisée peut comprendre de 0,05% à 15% en masse,
de préférence
de 0,1% à 10% en masse, plus préférentiellement de 0,5% à 6% en masse de
l'adjuvant
polymère oléfinique par rapport à la masse totale de la composition
bitumineuse selon
l'invention.
Selon un mode de réalisation particulier, la composition bitumineuse solide à
température ambiante et de préférence sous forme divisée peut comprendre en
outre entre 0,5%
et 20% en masse, de préférence entre 2% et 20% en masse, plus
préférentiellement entre 4% et
15% en masse d'antiagglomérant par rapport à la masse totale desdites granules
ou desdits pains
selon l'invention.
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Par antiagglomérant ou composé antiagglomérant , on entend tout composé
qui
limite, réduit, inhibe, retarde, l'agglomération et/ou l'adhésion des granules
entre eux lors de
leur transport et/ou de leur stockage à température ambiante et qui assure
leur fluidité lors de
leur manipulation.
De préférence, le composé antiagglomérant est choisi parmi : le talc ; les
fines
généralement de diamètre inférieur à 125 ium, telles que les fines siliceuses,
à l'exception des
fines calcaires ; le sable tel que le sable de fontainebleau ; le ciment ; le
carbone ; les résidus de
bois tels que la lignine, le lignosulfonate, les poudres d'aiguilles de
conifères, les poudres de
cônes de conifères, notamment de pin ; les cendres de balles de riz ; la
poudre de verre ; les
argiles telles que le kaolin, la bentonite, la vermiculite ; l'alumine telle
que les hydrates
d'alumine ; la silice ; les dérivés de silice tels que les fumées de silice,
les fumées de silice
fonctionnalisées, notamment les fumées de silice hydrophobe ou hydrophile, les
silices
pyrogénées, notamment les silices pyrogénées hydrophobes ou hydrophiles, les
silicates, les
hydroxydes de silicium et les oxydes de silicium ; la poudre de matière
plastique; la chaux ; la
chaux hydratée ; le plâtre ; la poudrette de caoutchouc ; la poudre de
polymères, tels que les
copolymères styrène-butadiène (SB), les copolymères styrène-butadiène-styrène
(SBS), et les
mélanges de ces matériaux.
Avantageusement, l'antiagglomérant est choisi parmi le talc ; les fines
généralement de
diamètre inférieur à 125 ium à l'exception des fines calcaires, telles que les
fines siliceuses ; les
résidus du bois tels que la lignine, la lignosulfonate, les poudres
d'aiguilles de conifères, les
poudres de cônes de conifères, notamment de pin; la poudre de verre ; le sable
tel que le sable
de fontainebleau ; les fumées de silice, notamment les fumées de silice
hydrophobe ou
hydrophile ; les silices pyrogénées, notamment les silices pyrogénées
hydrophobes ou
hydrophiles ; et leurs mélanges.
Mise en forme des compositions bitumineuses selon l'invention
Selon un mode de réalisation particulier, la composition bitumineuse selon
l'invention est
solide à température ambiante et sous forme divisée. Selon un mode de
réalisation préféré, la
composition bitumineuse selon l'invention est sous forme de granules ou de
pains.
Les granules selon l'invention sont obtenus par mise en forme de la
composition
bitumineuse selon l'invention tel que décrit ci-dessus selon tout procédé
connu, par exemple
selon le procédé de fabrication décrit dans le document US 3 026 568, le
document WO
2009/153324 ou le document WO 2012/168380. Notamment, on peut utiliser les
méthodes
décrites dans la demande W02018/104660.
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Selon un mode de réalisation particulier, la mise en forme des granules peut
être réalisée
par égouttage, en particulier à l'aide d'un tambour.
D'autres techniques peuvent être utilisées dans le procédé de fabrication des
granules,
en particulier le moulage, l'extrusion...
Le pain selon l'invention peut être fabriqué selon tout procédé connu, par
exemple selon
le procédé de fabrication décrit dans le document U52011/0290695.
Composition solide à température ambiante et sous forme de granules selon
l'invention
Selon un mode de réalisation, la composition bitumineuse selon l'invention est
sous
forme de granules.
Les granules selon l'invention peuvent avoir au sein d'une même population de
granules, une ou plusieurs formes choisies parmi une forme cylindrique,
sphérique ou ovoïde.
Les granules selon l'invention ont de préférence une forme cylindrique ou
sphérique.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la taille des granules selon
l'invention est
telle que la dimension moyenne la plus longue est de préférence inférieure ou
égale à 50 mm,
plus préférentiellement de 3 à 30 mm, encore plus préférentiellement comprise
de 5 à 20 mm.
Par exemple, l'utilisation d'une filière permet de contrôler la fabrication de
granules d'une taille
choisie. Un tamisage permet de sélectionner des granules en fonction de leur
taille.
De préférence, les granules selon l'invention présentent un poids compris
entre 0,1 g et
50 g, de préférence entre 0,2 g et 10 g, plus préférentiellement entre 0,2 g
et 5 g.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la taille des granules
selon l'invention
est telle que la dimension moyenne la plus longue est de préférence inférieure
ou égale à 20
mm, plus préférentiellement inférieure ou égale à 10 mm, encore plus
préférentiellement
inférieure ou égale à 5 mm.
Selon un mode de réalisation particulier, la composition bitumineuse solide à
température ambiante et sous forme divisée selon l'invention, de préférence
sous forme de
granules est recouverte sur au moins une partie de sa surface, voire la
totalité de sa surface d'un
antiagglomérant, de préférence d'origine minérale ou organique, plus
préférentiellement
d'origine minérale.
Dans un tel cas, la masse de l'antiagglomérant recouvrant au moins une partie
de la
surface des granules est avantageusement comprise entre 0,2% et 10% en masse,
de préférence
entre 0,5% et 8% en masse, plus préférentiellement entre 0,5% et 5% par
rapport à la masse
totale desdites granules selon l'invention.
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De préférence, selon ce mode de réalisation, le composé antiagglomérant
recouvre au
moins 50% de la surface des granules, de préférence au moins 60%,
préférentiellement au moins
70%, plus préférentiellement au moins 80% et encore plus préférentiellement au
moins 90%.
L'antiagglomérant est tel que défini ci-dessus dans la description. Selon une
variante, le
composé antiagglomérant utilisé pour recouvrir au moins une partie de la
surface des granules
est choisi parmi le mélange des molécules de formules (I) et des molécules de
formules (II)
et/ou (III) défini ci-dessus, avantageusement sous forme de poudre.
De préférence également, l'épaisseur moyenne de la couche d' antiagglomérant
est, de
préférence, supérieure ou égale à 20 ium, plus préférentiellement comprise
entre 20 et 100 m.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'antiagglomérant compris dans
les granules
peut être identique ou différent de l'antiagglomérant recouvrant au moins une
partie de la
surface desdites granules.
Composition solide à température ambiante et sous forme de pains selon
l'invention
Selon un mode de réalisation, la composition bitumineuse selon l'invention est
sous
forme de pain. On entend par pain, un bloc de la composition bitumineuse ayant
une masse
comprise entre 0,1 kg et 1000 kg, de préférence, entre 1 kg et 200 kg, plus
préférentiellement
entre 1 kg et 50 kg, encore plus préférentiellement entre 5 kg et 35 kg,
encore plus
préférentiellement entre 10 kg et 30 kg, ledit bloc étant avantageusement
parallélépipédique, de
préférence étant un pavé.
Le pain selon l'invention a, de préférence, un volume compris entre 100 cm3 et
50000
cm3, de préférence entre 5000 cm3 et 25000 cm3, plus préférentiellement entre
10000 cm3 et
30000 cm3, encore plus préférentiellement entre 14000 cm3 et 25000 cm3.
Lorsque le pain selon l'invention est manipulé manuellement par une personne,
la masse
dudit pain peut varier de 1 à 20 kg, et de 20 à 50 kg dans le cas d'une
manutention par deux
personnes. Lorsque la manutention est réalisée par des équipements mécaniques,
la masse du
pain peut varier de 50 à 1000 kg.
Le pain selon l'invention peut être fabriqué selon tout procédé connu, par
exemple selon
le procédé de fabrication décrit dans le document U52011/0290695.
Le pain selon l'invention est avantageusement emballé d'un film thermofusible
mis en
place selon tout procédé connu, de préférence par un film en polypropylène, en
polyéthylène
ou un mélange de polyéthylène et de polypropylène. La composition bitumineuse
conditionnée
en pain de bitume emballé d'un film thermofusible présente l'avantage d'être
prête à l'emploi,
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c'est-à-dire que le pain de bitume peut être directement chauffé dans le
fondoir ou
éventuellement introduit directement dans l'unité d'enrobage de fabrication
des enrobés
routiers, sans déballage préalable. Le film thermofusible qui fond avec la
composition
bitumineuse selon l'invention n'affecte pas ses propriétés.
Selon un mode de réalisation, le pain selon l'invention peut également être
conditionné
dans un carton selon tout procédé connu.
En particulier, le pain selon l'invention est conditionné dans un carton en
faisant couler
à chaud la composition bitumineuse selon l'invention dans un carton dont la
paroi de la face
interne est siliconée puis refroidie, les dimensions du carton étant adaptées
au poids et/ou au
volume du pain selon l'invention souhaité.
Lorsque le pain selon l'invention est emballé d'un film thermofusible ou est
conditionné
dans un carton, la Demanderesse a démontré que la détérioration dudit film
thermofusible ou
dudit carton lors du transport et/ou du stockage à température ambiante et
même à température
ambiante élevée dudit pain n'entrainait pas le fluage du pain selon
l'invention. Par conséquent,
les pains selon l'invention conservent leur forme initiale et ne collent pas
entre eux lors de leur
transport et/ou stockage à température ambiante élevée malgré le fait que le
film thermofusible
ou le carton soit endommagé.
Sans vouloir être liée à une quelconque théorie, la Demanderesse estime que
l'absence
de fluage de la composition bitumineuse solide à température ambiante et sous
forme de
granules ou de pains lors de son transport et/ou stockage à température
ambiante, en particulier
élevée est due à la formulation de la composition bitumineuse selon
l'invention et notamment
à la synergie d'action de l'association d'au moins une molécule de formule
générale (I) et d'au
moins une molécule de formule générale (II) et/ou (II) selon l'invention au
sein de la
composition bitumineuse.
Procédé de transport et/ou de stockage et/ou de manipulation de la composition
bitumineuse solide à température ambiante et sous forme divisée selon
l'invention
L'invention concerne également un procédé de transport et/ou de stockage et/ou
de
manipulation de la composition bitumineuse, ladite composition bitumineuse
étant transportée
et/ou stockée et/ou manipulée à température ambiante sous forme divisée et
solide, notamment
sous forme de pains ou de granules solides.
De préférence, ladite composition bitumineuse solide à température ambiante et
sous
forme divisée selon l'invention est transportée et/ou stockée et/ou manipulée
à une température
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ambiante, notamment à une température ambiante élevée pendant une durée
supérieure ou égale
à 2 mois, préférence à 3 mois.
On entend par température ambiante, la température d'usage du bitume, étant
entendu
que la température ambiante implique qu'aucun apport de chaleur n'est apporté
autre que celui
5 résultant des conditions climatiques.
Ainsi, la température ambiante peut atteindre des valeurs élevées, inférieures
à 100 C
durant les périodes estivales, en particulier dans les régions géographiques à
climat chaud.
De préférence, la température ambiante est inférieure à 100 C.
Avantageusement, la
température ambiante est de 20 C à 50 C, de préférence de 25 C à 50 C, de
préférence de 25 C
10 à 40 C.
Avantageusement, la température ambiante élevée est de 40 C à 90 C, de
préférence de
50 C à 85 C encore plus préférentiellement de 50 C à 75 C, encore plus
préférentiellement de
50 C à 60 C.
Les compositions bitumineuses solides à température ambiante et sous forme
divisée
15 selon la présente invention sont remarquables en ce qu'elles sont
solides à température ambiante
et donc facilement manipulables, même à des températures ambiantes élevées.
Les
compositions bitumineuses solides à température ambiante et sous forme divisée
selon la
présente invention permettent également le transport et/ou le stockage et/ou
la manipulation
desdits granules ou pains à température ambiante dans des conditions
optimales, en particulier
20 sans qu'il y ait fluage desdits granules ou pains lors de leur transport
et/ou leur stockage et/ou
leur manipulation, même lorsque la température ambiante est élevée et sans
dégrader les
propriétés de ladite composition bitumineuse, voire en les améliorant.
Utilisation des compositions bitumineuses selon l'invention
Diverses utilisations des compositions bitumineuses selon l'invention sont
envisagées
25 dans les domaines des applications routières, notamment dans la
fabrication de liants routiers,
des enrobés et des chaussées en général, et dans les domaines des applications
industrielles.
On peut envisager l'utilisation de la composition bitumineuse solide à
température
ambiante, notamment sous forme divisée, selon l'invention dans diverses
applications routières,
éventuellement en mélange avec des granulats pour fabriquer un enduit
superficiel, un enrobé
à chaud, un enrobé à froid, un enrobé coulé à froid, une grave émulsion, une
couche de base,
une couche de liaison, une couche d'accrochage ou une couche de roulement. Ces
applications
visent notamment des enrobés bitumineux comme matériaux pour la construction
et l'entretien
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des corps de chaussée et de leur revêtement, ainsi que pour la réalisation de
tous travaux de
voiries. On peut citer d'autres associations de la composition bitumineuse et
du granulat
possédant des propriétés particulières, telles que les couches anti-
orniérantes, les enrobés
drainants, ou les asphaltes (mélange entre un liant bitumineux et des
granulats du type du sable).
On peut envisager l'utilisation de la composition bitumineuse solide à
température
ambiante, notamment sous forme divisée selon l'invention dans diverses
applications
industrielles. Dans les applications industrielles, on peut citer son
utilisation pour préparer un
revêtement d'étanchéité, une membrane ou une couche d'imprégnation.
Les granules de bitumes selon l'invention sont particulièrement adaptés à la
fabrication
de membranes d'étanchéité, de membranes anti-bruit, de membranes d'isolation,
de
revêtements de surface, de dalles de moquette ou encore de couches
d'imprégnation.
Procédé de fabrication d'enrobés
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'enrobés comprenant
au
moins la composition bitumineuse solide à température ambiante, notamment sous
forme
divisée selon l'invention et des granulats, ou des agrégats d'enrobés
bitumineux recyclés, ce
procédé comprenant au moins les étapes de :
- chauffage des granulats à une température allant de 100 C à 180 C, de
préférence de
120 C à 180 C,
- mélange des granulats ou des agrégats avec ladite composition bitumineuse
dans une
cuve telle qu'un malaxeur ou un tambour malaxeur,
- obtention d'enrobés.
Le procédé de fabrication d'enrobés selon l'invention ne requiert
avantageusement pas
d'étape de chauffage de la composition bitumineuse selon l'invention avant
mélange avec les
agrégats d'enrobés recyclés ou les granulats car au contact du mélange
d'agrégats chaud ou au
contact du mélange de granulats chaud, la composition bitumineuse selon
l'invention solide à
température ambiante fond.
Molécules de formule générale (I), (II) et (III) et leur préparation
L'invention porte également sur le mélange comprenant :
- au moins une molécule de formule générale (I) :
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RAI R RB1
N c
Xi X'
(I)
- et au moins une molécule de formule générale (II) et/ou (III) :
RA2
X2 X>2 A
(II)
RA3 .NNR,3NNs. X3erRc3NN RB3
X3 X3
n
(III)
où Rci, RC2, RC3, RA1, RA2, RA3, RB 1 , RB3, X1, X'1, X2, X'2, X3, X'3, P2,
P3, A, n et m
répondent aux spécifications selon l'invention définies plus haut dans la
présente description.
Les choix préférentiels pour les molécules de formule (I), (II) et (III) sont
les mêmes
que pour la composition bitumineuse.
Avantageusement, dans le mélange selon l'invention, le rapport massique de la
molécule
de formule générale (I) sur la molécule de formule générale (II) et/ou (III)
est d'au moins 1 :1,
de préférence d'au moins 1,5:1, de préférence d'au moins 1,7:1, de préférence
d'au moins 2 :1.
Les molécules de formule générale (I), (II) et (III) peuvent être synthétisées
par toute
méthode connue de l'homme du métier.
Pour les molécules de formule générale (I), on peut mettre en contact un
diisocyanate et
un précurseur des chaînes externes dans des conditions permettant une réaction
d'addition ou
de polycondensation entre les réactifs pour former la molécule de formule (I).
Pour les molécules de formule générale (II) ou (III), on peut mettre en
contact un
diisocyanate, les précurseurs des chaînes externes (RAi, RA2, RA3, RBi, RB3),
l'agent de couplage
A et les groupements P2, P3 dans des conditions permettant une réaction
d'addition ou de
polycondensation entre les réactifs pour former la molécule de formule (II) ou
(III) ou leur
mélange.
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Le précurseur de chaîne externe et les groupements P2, P3 peuvent être
fonctionnalisés
par une fonction choisie parmi les fonctions alcool, thiol, ou amine, de
préférence alcool ou
amine.
Par exemple, le précurseur de chaîne externe peut être un composé de formule
RAi-OH,
RAi-NH2, RBJ-OH, RBJ-NH2, (i=1, 2, 3,j= 1, 3) ou un mélange de ces composés.
En particulier, la préparation de la molécule de formule (III) peut
s'effectuer en deux
étapes. La première consiste à lier une chaîne externe (RA3) à une seule
extrémité d'un
diisocyanate. On obtient la mono-fonctionnalisation de l'isocyanate à une
seule extrémité par
la chaîne externe (motif 1). Pour la première étape, un excès de diisocyanate
est
avantageusement utilisé pour s'assurer de la mono-fonctionnalisation. La
seconde étape
consiste à faire réagir le motif 1 sur le groupement P3 difonctionnalisé. Le
groupement P3 est
difonctionnalisé par une amine ou un alcool, de préférence par une amine. Le
groupement P3
réagit avec la fonction isocyanate du motif 1 n'ayant pas réagi pour former
par l'intermédiaire
de la fonction X3, X'3 la molécule de formule générale (III).
Avantageusement, la synthèse est réalisée en présence d'un solvant. Le solvant
peut
être choisi parmi les solvants organiques. On préférera les solvants
organiques aprotiques. On
peut citer le tétrahydrofurane (THF), le diméthylformamide (DMF), le
dichlorométhane, le
chloroforme...
La synthèse peut être réalisée à une température comprise entre 20 et 200 C,
plus
préférentiellement entre 20 et 100 C, plus préférentiellement entre 20 et 60 C
pendant un temps
pouvant aller de 5 minutes à 24 heures, de préférence entre 2 heures et 8
heures.
Les rapports molaires entre les réactifs et l'ordre d'ajout desdits réactifs
sont contrôlés
pour obtenir les molécules souhaitées de formules (I), (II) et (III). La
nature du précurseur de
la chaine externe peut être également contrôlée, ainsi que sa
fonctionnalisation pour obtenir les
fonctions X1, X'1, X2, X'2, X3, X'3 souhaitées.
Les différents modes de réalisation, variantes, les préférences et les
avantages décrits
ci-dessus pour chacun des objets de l'invention s'appliquent à tous les objets
de l'invention et
peuvent être pris séparément ou en combinaison.
Kit
L'invention concerne encore un kit comprenant dans au moins deux logements
distincts
d'un même conditionnement :
- au moins une molécule de formule générale (I),
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et
- au moins une molécule de formule générale (II) et/ou (III),
et éventuellement
- au moins une base bitume.
Avantageusement, dans le kit selon l'invention, le rapport massique de la
molécule de
formule générale (I) sur la molécule de formule générale (II) et/ou (III) est
d'au moins 1 :1, de
préférence d'au moins 1,5:1, de préférence d'au moins 1,7:1, de préférence
d'au moins 2:1.
Avantageusement dans le kit selon l'invention, le mélange de la molécule de
formule
générale (I) et de la molécule de formule générale (II) et/ou (III) est
présent en quantités et
proportions respectives permettant de réaliser la production d'une composition
bitumineuse
additivée pour une quantité déterminée de base bitume, sans qu'il soit
nécessaire de peser les
composants avant leur mélange.
Le kit peut comprendre dans le même conditionnement, éventuellement dans des
logements distincts, un ou plusieurs autres composés utilisés pour formuler la
composition
bitumineuse. Un tel kit facilite pour les utilisateurs la préparation des
compositions
bitumineuses additivées en simplifiant les opérations de pesées et/ou dosage.
Analyses et méthodes
Les analyses et méthodes suivantes sont utilisées pour la caractérisation des
molécules
et des compositions bitumineuses selon l'invention.
Spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) : Les spectres
infrarouges sont
enregistrés à l'aide d'un spectromètre Avatar FTIR 320 Is 10, société
Nicolet. Ce dernier est
équipé d'un module ATR (Attenuated Total Reflectance) pour les analyses des
échantillons à
l'état solide. Lorsque le spectre d'une solution est effectué, le mode
transmission est utilisé
ainsi qu'une cuve en KBr de 0,5 mm de chemin optique.
Résonnance Magnétique Nucléaire (RMN) : Les spectres 1F1 et 13C sont acquis
sur les
spectromètres, société Bruker Avance 300 (300 MHz) et Ultrashield 400 (400
MHz). Les
calibrations internes sont effectuées à l'aide du signal résiduel du solvant.
Calorimétrie différentielle à balayage (DSC) : Les échantillons sont analysés
dans des capsules
Tzero en aluminium. Les mesures de DSC sont conduites sur un appareil DSC Auto
Q2000
de chez TA Instruments, sous flux d'azote à 50 mL/min.
L'invention est illustrée par les exemples suivants donnés à titre non
limitatif
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EXEMPLES
Matériel et méthodes
5 Les caractéristiques rhéologiques et mécaniques des bitumes ou des
compositions
bitume- molécules auxquelles on fait référence dans ces exemples sont mesurées
suivant les
méthodes indiquées dans le tableau 1.
Tableau 1
Propriété Abréviation Unité Norme de mesure
Pénétrabilité à l'aiguille à 25 C P25 1/10mm NF EN 1426
Température de ramollissement TBA C NF EN 1427
bille et anneau
10 Base bitume
On choisit une base bitume de grade 70/100, notée Bo, ayant une pénétrabilité
P25 de 82
1/10 mm et une TBA de 46 C et disponible commercialement auprès de Total
Marketing
Services.
Molécules
15 Ao : acide sébacique
A1 - Synthèse de la molécule de formule (I) Al:
Dans un ballon Schlenck de 500 mL, sont ajoutés successivement les réactifs
suivants :
250 mL de dichlorométhane puis 4,77 mL (5,0 g, 29,7 mmol, 1 eq)
d'hexaméthylène
diisocyanate et enfin au goutte à goutte, 24,4 mL (19,9 g, 74,3 mmol, 2,5 eq)
d'oléylamine.
20 Lors de l'ajout de cette dernière, une réaction exothermique a lieu et
un précipité se forme.
Après 6 h d'agitation à 40 C, le mélange est concentré puis précipité dans 1,2
L d'acétate
d'éthyle. Le solide blanc formé est filtré sur fritté (m = 21 g, rendement¨
98%). La molécule
A1 est caractérisée par RMN, DSC et FTIR-ATR.
RMN 1FI (400 MHz, Chloroforme-d) : O 5,35 (m, 4H), 3,21 (q, J = 6,7 Hz, 8H),
2,02 (m,
25 8H), 1,74 ¨ 1,48 (m, 8H), 1,27 (s, 52H), 0,88 (t, J = 6,7 Hz, 6H).
FTIR ¨ ATR (cm-) : 3328, 2925, 2851, 1611, 1579.
DSC 20 C/min, de -90 à 175 C) : fusion à 161 C (80 J/g).
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H H
0 H H
(I) : RAi = RB1= oléyl; Rci = hexyl ; Xi =X'1= urée.
A2 - Synthèse de la molécule de formule (III) A2
Dans un ballon, sous atmosphère inerte, une solution d'oléylamine (4,06 g, 5,0
mL, 14,9
mmol, 1 eq) dans 60 mL de THF, est ajoutée dans une solution d'hexaméthylène
diisocyanate
(HDI) (10,0 g, 9,55 mL, 59,5 mmol, 4 eq) préalablement dilué dans 100 mL de
THF. Une fois
l'addition terminée, le mélange est agité pendant 2h30 à température ambiante.
Le mélange est
ensuite concentré sous pression réduite et est précipité dans 1,5L d'hexane.
Le solide est filtré
et conservé sous argon dans de la verrerie sèche. Après 1 jour à température
ambiante, le filtrat
est de nouveau filtré. Les solides sont rassemblés et dispersés dans 120 mL de
THF sec.
Le polybutadiène hydrogéné, nommé G12000 (Mi, = 2400 g/mol), disponible
commercialement chez Nippon Soda co, et préalablement fonctionnalisé en
diamine (17,9 g,
7,45 mmol, 0,5 eq) est dilué dans 60 mL de THF. Cette solution est ajoutée, au
goutte à goutte,
à la dispersion du solide, précédemment filtrée. Une fois l'addition terminée,
la solution est
agitée 1h à température ambiante puis 3h30 à 50 C. Le mélange est concentré
sous pression
réduite puis précipité dans 1,75L de pentane. Après 20 min d'agitation, le
mélange est laissé au
repos. Le surnageant est prélevé, laissant le solide au fond du récipient. 500
mL de pentane sont
ajoutés sous agitation puis de nouveau ôtés lorsque le mélange est au repos.
Le solide blanc est
ensuite filtré et séché sous vide (17,6 g, rendement = 72 %).
(III) A2: RA3 = RB3= oléyle; Rc3 = hexyle ; X3=X'3= urée,
P3=GI2000, n=1
Exemple 1: Préparation des compositions bitumineuses additivées
On prépare les compositions bitumineuses additivées en introduisant dans un
réacteur
sous agitation et à 170 C la base bitume Bo et la ou les molécules dans les
proportions rapportées
dans le tableau 2 ci-dessous. Les mélanges sont agités et chauffés à 170 C
pendant environ 30
minutes.
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Tableau 2
Composition Ao A1 A2
(% masse) (% masse) (% masse)
To (*) -- -- --
Tl(*) 5 __ --
C1 -- 4 1
C2 -- 3 2
C3 -- 2 3
CT (A1) (*) -- 5 --
CT (A2) (*) ¨ ¨ 5
(*) compositions comparatives
Résultats
Le Tableau 3 ci-après présente les caractéristiques physiques des compositions
bitumineuses selon l'invention C1, C2 et C3 et des compositions comparatives
To, T1, CT(m) et
CT(Ap=
Tableau 3
Composition P25 TBA
(1/10 mm) (oc)
To (Bo seul) 82 46
T1 41 102
C1 40 >150
C2 38,5 >150
C3 42 >150
CT (A1) 40 >150
CT (A2) 52 106
Les compositions selon l'invention C1, C2 et C3 présentent des propriétés
supérieures à
celles du bitume seul To, mais également supérieures à celles de la
composition T1 additivée
avec l'acide sébacique à 5% en masse par rapport à la masse totale de la
composition
bitumineuse. Les compositions selon l'invention C1, C2 et C3 présentent
également des
propriétés supérieures à celles de la composition CT (A2) additivée avec
seulement la molécule
A2 de formule (III) à une teneur de 5% masse par rapport à la masse totale de
la composition
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bitumineuse. On note que les compositions selon l'invention Ci, C2 et C3
présentent des
propriétés comparables à celles de la composition CT (A2) additivée avec
seulement la molécule
Ai de formule (I) à une teneur de 5% masse par rapport à la masse totale de la
composition
bitumineuse.
On note pour les compositions Ci, C2 et C3 selon l'invention une augmentation
de la
TBA à une valeur allant au-delà de 150 C. Cette valeur de TBA est nettement
supérieure aux
valeurs de TBA des compositions comparatives Ti et CT (A2) qui sont
respectivement de 102 C
et 106 C. Ceci traduit une consistance plus élevée des compositions selon
l'invention.
Les compositions selon l'invention ont donc une bonne consistance aux
températures
d'usage.
Exemple 2 : Préparation des pains le bitume PT Pri, %(Ai), PI(A/), Pi, Plet
Des pains de bitume PTO, PT19 PT(A1), PT(A2), Pl, P2 et P3 sont préparés
respectivement
à partir des compositions témoins To, Ti, CT (Al), CT (A2) et les compositions
selon l'invention
Ci, C2 et C3. La préparation est réalisée selon la méthode suivante : une
masse d'environ 0,5 kg
de bitume est coulée à 160 C dans un moule rectangulaire en acier couvert d'un
film
thermofusible en polyéthylène. Le moule est ensuite refroidi à température
ambiante puis
démoulé.
Essai de fluage
Un essai de fluage est préalablement réalisé. L'essai est réalisé à une
température de
70 C et avec une contrainte de cisaillement de 100 Pa avec un rhéomètre à
cisaillement de type
MCR3010 de la marque Anton Paar. Un module de géométrie plan-plan de 25 mm de
diamètre
est utilisé. L'analyse se déroule de la façon suivante : l'échantillon est
écrasé à 70 C entre les
deux plateaux jusqu'à un entrefer de 1,025 mm, l'excédent est arasé puis
l'entrefer est ajusté à
1 mm (valeur utilisée pour l'analyse). Un temps d'attente de 10 min permet à
l'échantillon
d'être homogène en température puis la mesure débute. La figure 1 répertorie
les résultats de la
déformation en fonction du temps obtenus pour les différents pains de bitume.
Sur la figure 1, la déformation (sans unité) est rapportée sur l'axe Y et le
temps en
secondes est rapporté sur l'axe X. La courbe en trait continu représente celle
du pain PT . La
courbe en trait pointillé (---) représente celle du pain PTi ; la courbe avec
les cercles (-0-)
représente celle du pain PT(A2) ; la courbe avec les triangles (-A-)
représente celle du pain
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PT(Ai) ; la courbe avec les losanges (-0-) représente celle du pain Pi, la
courbe avec les étoiles
(-+ -) représente celle du pain P2.
On constate une nette amélioration de la résistance au fluage des pains de
bitume Pl, P2
selon l'invention par rapport aux pains de bitume PTO, PT1 additivés à l'acide
sébacique, et
PT(A2) additivé seulement avec la molécule de formule (III). Cette
amélioration de la résistance
au fluage est également constatée par rapport aux pains PT(Ai) additivés
seulement avec la
molécule de formule (I). On note que les pains selon l'invention présentent
une résistance au
fluage plus de 20 fois plus importante que celle des pains PT(Ai) et plus de
10000 fois plus
importante que celle des pains PT(A2). On observe un effet synergique de
l'association des
molécules de formule (I) et des molécules de formule (III) sur la résistance
au fluage des pains
selon l'invention.
Essai de tenue mécanique sous contrainte de compression
Cet essai est mis en oeuvre afin d'évaluer la résistance à la compression de
chaque pain
PTO, PT1, PT(A1), PT(A2), Pl, P2 et P3 lorsque celui-ci est soumis à une
charge et à une
température de 50 C.
L'essai de résistance à la compression proprement dit est réalisé à l'aide
d'un analyseur
de texture commercialisé sous le nom LF Plus par la société LLOYD Instruments
et équipé
d'une enceinte thermique. Pour ce faire, on place une boîte métallique et
cylindrique contenant
une masse de 60 g de pain de bitume à l'intérieur de l'enceinte thermique
réglée à une
température de 50 C. Le piston de l'analyseur de texture est un cylindre de
diamètre égal à 20
mm et de hauteur 60 mm. Le piston cylindrique est au départ placé au contact
de la surface
supérieure du pain de bitume. Ensuite, il se déplace verticalement vers le
bas, à une vitesse
constante de 1 mm/min, sur une distance calibrée de 10 mm de manière à exercer
une force de
compression sur la surface supérieure du pain de bitume. L'analyseur de
texture mesure la force
maximale de compression appliquée par le piston sur le pain de bitume à 50 C.
La mesure de
la force maximale de compression permet d'évaluer la capacité du pain de
bitume à résister à
la déformation. Ainsi, plus cette force est importante, meilleure sera la
résistance à la
déformation du pain de bitume. Les résultats sont répertoriés dans le tableau
4 ci-dessous.
CA 03109559 2021-02-12
WO 2020/039140 PCT/FR2019/051932
Tableau 4
Pain de
PTO PT1 PT (A1) PT (A2) P1 P2 P3
bitume
Force
maximale de
1 23 37 4 39 42 33
compression
(N)
Les pains P1, P2 et P3 selon l'invention sont particulièrement résistants à la
compression
comparativement aux pains de bitume témoins Pro à base de bitume seul Bo, aux
pains de
5 bitume PT2 à base de bitume additivés par l'acide sébacique, et aux pains
de bitume PT(A2) à
base de bitume additivés seulement par la molécule de formulé (III).
Les pains de bitumes PT(Ai) à base de bitume additivés seulement par la
molécule de
formulé (I) présentent une résistance à la compression comparable à celle des
pains selon
l'invention, mais présentent une résistance au fluage 20 fois moins importante
que celle des
10 pains selon l'invention (essai de fluage).
Ainsi, les pains de bitume selon l'invention ne collent pas entre eux et
gardent leur forme
et leur consistance même à température ambiante élevée. Ainsi, le transport
et/ou le stockage
sont optimisés pour les pains de bitume selon l'invention, avec une
manipulation facilitée,
sécurisée et des pertes de bitume minimisées.
