Brevet FR2680806A1 — publié le 19930305

"Procédé de contrôle de la rupture d'une émulsion de bitume, ainsi que dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé" La présente invention se rapporte à un procédé de contrôle de la rupture d'une émulsion de bitume, notamment destinée à faire office de film de liaison entre différentes couches constitutives d'une chaussée. Dans différents domaines de la technique routière, notamment les enduits superficiels constitués par un film de liant bitumeux sur lequel est répartie une couche de granulats ou encore les films adhésifs qui servent à relier les différentes couches constitutives d'une chaussée, on a pris l'habitude depuis plusieurs années, d'utiliser des émulsions de bitume ; celles-ci présentent l'avantage d'être particulièrement simples à utiliser, d'avoir une bonne tenue au stockage, même à des températures très basses, et d'être relativement fluides, ce qui est notamment particulièrement avantageux lorsqu'elles sont utilisées pour la fabrication d'enduits superficiels étant donné qu'elles peuvent ainsi garantir un bon mouillage des granulats. De telles émulsions consistent en une phase aqueuse continue constituée par de l'eau et un agent émulsifiant dans laquelle est dispersée une phase hydrocarbonée constituée par du bitume pur, fluidifié ou fluxé, voire même modifié, pour répondre aux exigences de la technique de mise en oeuvre, des contraintes du trafic et des données climatiques. Depuis plusieurs dizaines d'années, on utilise de préférence des émulsions de type cationique qui présentent l'avantage d'avoir une affinité chimique avec tous les types d'agrégats, et pas seulement avec les agrégats calcaires, ce qui est le cas pour les émulsions anioniques. Dans les émulsions de ce type, l'émulsifiant le plus employé est un produit chimique de la classe des amines provenant de l'action d'un acide fort (HC1) sur une base faible (amine grasse de formule R-NH3). Les caractéristiques de telles émulsions dépendent, bien entendu, de différents paramètres tels que, par exemple, la nature et la quantité d'émulsifiant, le pH de la phase aqueuse, l'origine et la classe du bitume mis en oeuvre, ainsi que linstal- lation utilisée pour homogénéiser le mélange, c'est-àdire lui apporter l'énergie mécanique de dispersion nécessaire, et de la durée du stockage. Les qualités d'une émulsion de bitume sont, par ailleurs, liées à sa vitesse de rupture, c'est-àdire au temps que met l'émulsion pour faire prise avec la chaussée, la rupture étant la séparation irréversible des phases aqueuse et hydrocarbonée. Cette rupture est en fait un phénomène complexe très important étant donné que de sa nature dépend la qualité du produit final et par voie de conséquence l'adhésivité de l'émulsion et la qualité du film ou revêtement. La vitesse de rupture est fonction de plusieurs paramètres parmi lesquels on peut mentionner la formule d'émulsification, le choix et le dosage de l'émulsifiant, la température d'application de l'émulsion, la température du support ou encore le taux d'humidité de celui-ci ; cette vitesse de rupture est déterminée par l'indice de rupture (norme NF T 66017) ; elle est d'autant plus grande que cet indice est faible. Une émulsion cationique est considérée comme étant à rupture rapide si son indice de rupture est inférieur à 100. Dans le cas particulier de la fabrication des enduits superficiels il est avantageux d'utiliser des émulsions à rupture rapide dans lesquelles la rupture se produit pendant le compactage des granulats ; il est ainsi possible d'obtenir l'adhésivité le plus rapidement possible après la distribution des granulats. Lorsque l'émulsion de bitume est utilisée en tant que film de liaison ou d"'accrochage" entre différentes couches constitutives d'une chaussée, on se heurte à des exigences quelque peu différentes : en effet, de telles couches sont généralement fabriquées en répandant l'émulsion en la pulvérisant sur la chaussée au moyen d'un engin de répandage équipé d'une rampe de pulvérisation, de préférence au travers de gicleurs calibrés ; il est ainsi possible d'obtenir une couche homogène et précise, l'énergie et la dosage étant fournis par une pompe doseuse asservie aux paramètres de dosage : vitesse et largeur de répandage, dosage au m2, densité du liant Il est usuel de répandre préalablement ces couches d"'accrochage" en émulsion de bitume et d'attendre ensuite un temps suffisant pour que l'émul- sion ait eu le temps de se rompre pour poursuivre la fabrication de la chaussée. Un tel procédé n'est toutefois pas sans présenter des inconvénients compte tenu du fait que les matériels d'approvisionnement et de mise en oeuvre des bétons bitumeux qui recouvrent ces couches d'accrochage viennent "polluer" la couche de liant préalablement répandue. L'idée à la base de l'invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un procédé permettant de contrôler la rupture d'une émulsion de bitume notamment destinée à faire office de film de liaison entre différentes couches constitutives d'une chaussée. Ce procédé est caractérisé en ce que l'on canalise sur la chaussée un jet d'air chaud en amont et/ou en aval de la zone recouverte par la rampe de pulvérisation. I1 est particulièrement avantageux de prévoir parallèlement un chauffage du support sur lequel est pulvérisée l'émulsion et de la zone située directement en aval de la rampe de pulvérisation, nouvellement recouv.erte de liant ; on a pu en effet constater de manière surprenante qu'il est ainsi possible d'obtenir une rupture quasi instantanée de l'émulsion. Le jet d'air chaud peut, bien entendu, être obtenu de manière quelconque sans pour cela sortir du cadre de l'invention ; cependant, dans le cas très fréquent dans lequel l'engin de répandage est équipé d'un moteur thermique, il est particulièrement avantageux, pour des raisons d'économie d'énergie, de récupérer dans ce but les gaz d'échappement chauds produits par ce moteur. L'invention se rapporte également à un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé sus-mentionné. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il est constitué par un système de conduites associé à l'engin de répandage et dont l'une des extrémités ou première extrémité est reliée à une source d'air chaud, tandis que l'extrémité opposée se subdivise en deux branches respectivement reliées à une rampe de chauffage située en amont/en aval de la rampe de pulvérisation. Dans le cas sus-mentionné dans lequel l'engin de répandage est équipé d'un moteur thermique, celui-ci constitue préférentiellement la source d'air chaud, et sa conduite d'évacuation des gaz d'échappement est dans ce but reliée à la première extrémité du système de conduites. En l'absence d'un tel moteur thermique, il est possible selon une autre caractéristique de l'invention, d'opter en tant que source d'air chaud pour un compresseur dépourvu de refroidisseur mais coopérant avec des organes de réchauffage de l'air, notamment électriques ou hydrauliques ; à titre d'exemple, le compresseur peut alimenter le système en forçant l'air au travers d'une boîte équipée d'une résistance électrique susceptible de porter l'air à quelques centaines de degrés. Dans certains cas particuliers, il peut également être avantageux d'associer un compresseur au moteur thermique, notamment pour pouvoir obtenir de l'air à température plus élevée. Selon une autre caractéristique de l'invention chacune des branches est équipée d'un volet notamment actionné par une servo moteur de façon à régler le débit d'air chaud dans les rampes de chauffage. Les caractéristiques du procédé ainsi que du dispositif qui font l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est un schéma représentant la rampe de pulvérisation d'un engin de répandage d'une émulsion de bitume, - la figure la est une vue de dessus du bitume pulvérisé sur la chaussée, - la figure 2 est une vue latérale explicative du procédé conforme à l'invention, - la figure 3 représente une première variante de dispositif, - la figure 4 représente une seconde variante de dispositif. Selon la figure 1, l'émulsion de bitume est projetée sur la chaussée non représentée à partir de buses 1 réparties sur une rampe 2 alimentée en bitume selon la flèche a à partir d'un réservoir 3. La configuration et la disposition des buses 1 sont conçues de manière à obtenir un triple recouvrement selon des cônes 5 représentés sur la figure la, dans laquelle le flèche A représente le sens d'avancement de la rampe 2. Selon la figure 1, le réservoir 3 est associé à une pompe doseuse 4 coopérant avec un calculateur 6 et un capteur de vitesse 7 de façon à asservir la distribution d'émulsion à un certain nombre de paramètres tels la vitesse et la largeur de répandage, le dosage au m2 sélectionné, la densité du liant Selon la figure 2 le procédé conforme à l'invention consiste à canaliser sur la chaussée X, X' un jet d'air chaud selon les flèches b et c en amont et en aval de la zone recouverte par la rampe de pulvérisation 2 afin de provoquer une rupture pratiquement instantanée de l'émulsion. Selon les figures 3 et 4, l'installation susceptible de mettre en oeuvre ce procédé est constituée par un système de conduites 8 associé à l'engin de répandage non représenté et dont l'une des extrémités 9 ou première extrémité est reliée à une source d'air chaud 10 (figure 3) ou 11 (figure 4) tandis que l'extrémité opposée se subdivise en deux branches 12, 12' respectivement reliées à une rampe de chauffage 13, 13' susceptible de canaliser selon les flèches b et c un jet d'air chaud en amont et en aval de la zone recouverte par la rampe de pulvérisation 2 (non représentée sur les figures 3 et 4. Chacune des branches 12, 12' est équipée d'un volet 14 actionné par un servo moteur non représenté de façon à règler le débit d'air chaud parvenant dans les rampes de chauffage 13, 13' selon les flèches b et c. Selon une première variante de l'invention représentée sur la figure 3 la source d'air chaud est constituée par le moteur thermique 10 de l'engin de répandage dont la conduite d'évacuation des gaz d'échappement 15 est reliée à la première extrémité 9 du système de conduites 8. Selon une seconde variante de l'invention représentée sur la figure 4 la source d'air chaud est constituée par un compresseur d'air 10 dépourvu de refroidisseur mais coopèrant avec une résistance électrique ou thermofluide 16 susceptible d'effectuer un réchauffage de l'air envoyé par le compresseur 11. REVENDICATIONS 1") Procédé de contrôle de la rupture d'une émulsion de bitume notamment destinée à faire office de film de liaison entre différentes couches constitutives d'une chaussée, procédé par lequel on répand l'émulsion en la pulvérisant sur la chaussée on moyen d'un engin de répandage équipé d'une rampe de pulvérisation (2) de préférence au travers de gicleurs calibrés (1), procédé caractérisé en ce que l'on canalise sur la chaussée (X, x') un jet d'air chaud (b, c) en amont et/ou en aval de la zone recouverte par la rampe de pulvérisation (2). 2") Procédé selon la revendication 1, par lequel on répand l'émulsion sur la chaussée (X, X') en la pulvérisant au moyen d'un engin de répandage équipé d'un moteur thermique (10) caractérisé en ce que l'on récupère les gaz chauds produits par ce moteur (10) et on les canalise sur la chaussée (X, X') en amont et/ou en aval de la zone recouverte par la rampe de pulvérisation (2). 3") Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est constitué par un système de conduites (8) associé à l'engin de répandage et dont l'une des extrémités (9) ou première extrémité est reliée à une source d'air chaud (10, 11) tandis que l'extrémité opposée se subdivise en deux branches (12, 12') respectivement reliées à une rampe de chauffage (13, 13') située en amont et/ou en aval de la rampe de pulvérisation (2). 4") Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacune des branches (12, 12') est équipée d'un volet (14) notamment actionné par un servo moteur de façon à régler le débit d'air chaud dans les rampes de chauffage (13,13'). 5") Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la source d'air chaud est le moteur thermique (10) de l'engin de répandage dont la conduite d'évacuation des gaz d'échappement (15) est reliée à la première extrémité (9) du système de conduites (8). 6") Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la source d'air chaud est constituée par un compresseur (11) coopérant avec des organes (16) de réchauffage de l'air notamment électriques ou hydrauliques.