Brevet FR2729161A1 — publié le 19960712

Procédé de traitement à froid de matériaux constitutifs de sols La présente invention a pour objet un procédé de traitement à froid de matériaux constitutifs de sols en vue de la réalisation de terrassements ou de remblais pour chaussées ou voies de chemin de fer ou encore de couches de chaussée. Il existe actuellement dans les pays industrialisés de très gros stocks de pneumatiques usagés mis au rebut qui posent des problèmes d'environnement considérables vu qu'ils ne sont pas biodégradables et peuvent même être la cause de catastrophes écologiques en cas d'incendie. Pour remédier à ces problèmes et diminuer la pollution de l'environnement causée par ces déchets, on a déjà cherché à les valoriser. Dans ce but, il a été proposé de les incorporer dans des parois creuses pour la réalisation d'écrans antibruit (isolation acoustique). Une autre voie, conçue par le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, a consisté à attacher les uns aux autres des pneumatiques entiers et à les utiliser en tant qu'armature de remblais (technique dite * pneu-sol ). On a également déjà proposé conformément au document FR-A-87 il 982, de broyer finement du caoutchouc de récupération provenant de vieux pneumatiques et d'incorporer la poudrette ainsi obtenue dans du bitume (à une température d'environ 1800C) pour réaliser des revêtements de chaussées. Les moyens susmentionnés présentent tous, pris individuellement, des avantages certains, mais ne peuvent être développés à suffisamment grande échelle pour supprimer ou tout au moins diminuer dans une large mesure les stocks de vieux pneumatiques existants. L'objet de l'invention est de remédier à ce problème en proposant un mode de valorisation apte à utiliser de très grandes quantités de ces déchets. A cet effet, l'invention concerne un procédé de traitement de matériaux constitutifs de sols en vue de la réalisation de terrassements ou de remblais pour chaussées ou voies de chemin de fer, ou encore de couches de chaussée, caractérisé en ce que l'on incorpore aux matériaux à traiter 2,5 à 25 % en poids de pneumatiques usagés déchiquetés ou broyés. Conformément à l'invention, ces déchets peuvent, à titre d'exemple, aller d'éléments déchiquetés grossièrement ayant des dimensions moyennes de l'ordre 10/15 cm x 5/10 cm jusqu'à des éléments broyés ayant un diamètre moyen de l'ordre de 5 à 20 mm, tels qu'ils sont connus par les professionnels sous la dénomination de e chips . Il est à noter que l'invention propose ainsi un débouché très prometteur des pneumatiques usagés compte tenu du nombre d'autoroutes et de voies de T.G.V. qui sont actuellement en projet. I1 est, en outre, à noter que les débris de pneumatiques découpés en morceaux, mis en oeuvre conformément à l'invention, ont une densité apparente très faible, de l'ordre de 0,4, et que par suite le volume incorporé aux matériaux à traiter est, en fait, relativement important. Le procédé de traitement de matériaux constitutifs de sols, objet de l'invention, peut essentiellement être mis en oeuvre conformément à deux variantes distinctes. Selon la première de ces variantes, on incorpore les pneumatiques usagés déchiquetés ou broyés aux matériaux à traiter dans une centrale de malaxage à froid de grande capacité, puis on transfère le mélange ainsi obtenu dans des camions avant de le répandre sur le chantier. De telles centrales de malaxage qui peuvent avoir des capacités de l'ordre de 800 à 900 tonnes par heure, sont couramment utilisées dans le cadre de la technique routière (sables et graves traités aux liants hydrauliques tels le ciment ou encore pour traiter à la chaux des limons argileux dans les terrassements) : il s'agit là de machines mobiles équipées d'un silo de dosage de la chaux, de trémies permettant l'introduction des matériaux à traiter (granulats ou déchets de pneumatiques) ainsi que d'organes de malaxage et d'un tapis transporteur permettant de transférer le mélange obtenu dans des camions susceptibles de l'amener sur le chantier ou dans des trémies de stockage en vue d'une utilisation ultérieure. Selon la seconde variante de l'invention, on répand en couche les pneumatiques usagés déchiquetés ou broyés sur le chantier avec une niveleuse et on les incorpore in situ aux matériaux à traiter à l'aide d'une machine mobile de traitement en place équipée d'un rotor de malaxage. De telles machines de traitement en place, sont elles aussi couramment utilisées dans le cadre de la technique routière ; à titre d'exemple, on peut citer la machine de type RACCO 450 CV. Bien entendu, conformément à l'une ou l'autre des variantes de l'invention, il est nécessaire de soumettre le mélange matériaux/pneumatiques usagés répandu à un traitement complémentaire à l'aide d'organes de réglage et de compactage. Le procédé conforme à l'invention peut, à titre d'exemple, être mis en oeuvre pour la réalisation d'assises ou de couches constitutives de chaussées (couche de forme, de fondation ou de base) ; il peut être appliqué à des matériaux quelconques, le cas échéant concassés : sable, graviers, graves, soit naturels dans le cas de remblais ou de terrassements, soit le cas échéant traités (liant hydraulique tel que chaux ou ciment ou liant hydrocarboné tel qu'émulsion de bitume) dans le cas de couches constitutives de chaussées. Pour vérifier la * faisabilité du procédé conforme à l'invention, on a effectué les essais suivants à partir d'un limon argileux prétraité à la chaux vive ESSAI 1 : Limon seul Epaisseur : 0,35 m Largeur : 7 m Longueur : 15 m ESSAI 2 : Mélange obtenu en centrale de malaxage constitué en proportion pondérale par 85 % de limon et 15 6 de pneumatiques déchiquetés de dimension moyenne 12 cm x 6 cm. Epaisseur : 0,35 m Largeur : 7 m Longueur : 15 m ESSAI 3 : Mélange obtenu in situ constitué en proportion pondérale par 90 % de limon et 10 w de pneumati ques déchiquetés de dimension moyenne 12 cm x 6 cm. Epaisseur : 0,35 m Largeur : 7 m Longueur : 15 m ESSAI 4 : Mélange préparé en centrale et constitué en pro portion pondérale par 85 % de limon et 15 % de pneus broyés plus finement à un diamètre moyen de 16 mm. Epaisseur : 0,35 m Largeur : 7 m Longueur : 5 m Une fois répandues, les planches ainsi obtenues ont été densifiées à l'aide de compacteurs vibrants puis soumises aux intempéries et à la circulation de gros camions de chantier sans interposition de couches de protection. Les résultats obtenus se sont révélés totalement satisfaisants pour les deux variantes de l'invention : en effet, on ne s'est heurté à des problèmes ni au niveau des mélanges ni au niveau de leur mise en oeuvre, et le comportement mécanique du matériau traité à l'aide de déchets de pneumatiques s'est révélé un peu meilleur que celui du limon seul uniquement traité à la chaux compte tenu, en particulier, d'une moindre sensibilité à l'eau ; bien entendu on a à terme observé une dégradation d'ensemble, compte tenu de l'agressivité extrême du trafic et de la non protection des couches en surface. En outre, le matériau traité s'est révélé d'une grande souplesse et présente un comportement pouvant être assimilé à celui d'une moquette. Compte tenu de cette observation, on a eu l'idée, conformément à l'invention, de mettre en oeuvre le procédé susmentionné pour la réalisation de terrassements ou de remblais pour voies de chemin de fer, et en particulier pour voies de T.G.V.. Les voies de chemin de fer sont classiquement constituées par un remblai ou terrassement surmonté par le ballast qui maintient les traverses de la voie ferrée proprement dite. Or, pour diminuer les problèmes consécutifs aux vibrations, il est essentiel que les voies reposent sur une structure souple non traitée par des liants. Malgré cet impératif, les problèmes de vibrations n'ont pas encore pu être totalement maîtrisés en particulier dans le cas des T.G.V. très rapides devant avoir une vitesse de croisière égale ou supérieure à 350 km/h, et il en résulte de nombreuses nuisances au niveau du bruit et des désagréments en particulier liés aux entrées de tunnel. Pour remédier à ces inconvénients, et conformément à une caractéristique préférentielle de l'invention, on traite la partie supérieure des matériaux existants, destinée à être située immédiatement au-dessous du ballast sur une épaisseur d'environ 30 à 40 cm en y incorporant 2,5 à 25 % en poids de pneumatiques usagés, déchiquetés ou broyés. On a pu vérifier que l'on obtient ainsi un effet d'amortissement largement de nature à remédier aux inconvénients susmentionnés. REVENDICATIONS 10) Procédé de traitement à froid de matériaux constitutifs de sols en vue de la réalisation de terrassements ou de remblais pour chaussées ou voies de chemin de fer ou encore de couches de chaussée, caractérisé en ce que l'on incorpore aux matériaux à traiter 2,5 à 25 % en poids de pneumatiques usagés déchiquetés ou broyés. 20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on incorpore les pneumatiques usagés déchiquetés ou broyés aux matériaux à traiter dans une centrale de malaxage à froid de grande capacité, puis on transfère le mélange ainsi obtenu dans des camions avant de le répandre sur le chantier. 30) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on répand en couche les pneumatiques usagés déchiquetés ou broyés sur le chantier avec une niveleuse et on les incorpore in situ aux matériaux à traiter à l'aide d'une machine mobile de traitement en place équipée d'un rotor de malaxage. 40) Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, plus spécialement adapté à la réalisation de couches constitutives de chaussées routières, caractérisé en ce que l'on incorpore aux matériaux à traiter et aux pneumatiques usagés déchiquetés ou broyés un liant hydraulique tel que du ciment ou encore un liant hydrocarboné. 50) Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que, dans une étape complémentaire, on densifie le mélange matériaux/pneumatiques usagés déchiquetés ou broyés répandu sur le chantier à l'aide d'un compacteur vibrant. 60) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, plus spécialement adapté à la réalisation de terrassements ou de remblais pour voies de chemin de fer, caractérisé en ce que l'on traite la partie supérieure des matériaux existants, destinée à être située immédiatement au-dessous du ballast sur une épaisseur d'environ 30 à 40 cm. 70) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre des déchets de pneumatiques usagés déchiquetés grossièrement ayant des dimensions moyennes de l'ordre de 10/15 cm x 5/10 cm. 80) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre des déchets de pneumatiques usagés broyés ayant un diamètre moyen de l'ordre de 5 à 20 mm.