Brevet FR2774088A1 — publié le 19990730

Utilisation de verre en technique routière La présente invention a pour objet une utilisation d'au moins un déchet comme granulat dans les différentes techniques routières. Les chaussées sont des structures comprenant plusieurs couches superposées de natures différentes. Ces différentes couches reposent sur le sol servant de support. Ces couches sont constituées d'une couche de forme, de couches d'assise et d'une couche de surface. Les couches d'assise et la couche de surface constituent le corps de chaussée. La couche de forme qui est une couche intermédiaire entre le sol et le corps de chaussée a une double fonction. D'une part, elle protège le sol pendant la phase de travaux, et d'autre part elle homogénéise et/ou elle améliore les caractéristiques physiques des matériaux de remblai, ou des matériaux constituants le sol. Les couches d'assise ont pour rôle d'améliorer la résistance mécanique de la chaussée par rapport aux charges verticales existant avec le trafic routier. Cette amélioration est réalisée grâce à une répartition correcte des pressions exercées sur la chaussée. L'épaisseur des couches d'assise est fonction de l'importance du trafic routier. La couche de surface assure l'étanchéité des couches d'assise par rapport aux eaux de ruissellement. Les couches d'assise pouvant avoir une épaisseur allant de 15 à 70 cm, sont essentiellement constituées de grave bitume et/ou de grave hydraulique et/ou de sable hydraulique et/ou de sable ciment. La grave bitume comprend essentiellement un mélange de granulats de nature chimique et de granulométrie différentes, de filler et de bitume. La grave hydraulique comprend essentiellement de la grave et au moins un liant hydraulique. Le sable hydraulique comprend essentiellement du sable et au moins un liant hydraulique. Le sable ciment comprend essentiellement du sable et du ciment. Aussi, il existe un besoin d'utiliser un composant pouvant remplacer partiellement ou entièrement, au moins un constituant du grave bitume, et au moins un constituant du grave hydraulique et/ou du sable hydraulique et/ou du sable ciment, tout en conservant de bonnes propriétés mécaniques. L'invention a donc pour objet une utilisation d'au moins un déchet comme granulat dans la fabrication d'assises de chaussée. La présente invention présente l'avantage de diminuer la quantité de granulats, classiquement utilisés dans l'état de la technique, et qui sont habituellement extraits de gisements naturels. Cette diminution permet d'économiser les ressources naturelles. La présente invention a encore pour objet des assises de chaussée constituées de grave bitume et/ou de grave hydraulique et/ou de sable hydraulique et/ou de sable ciment, caractérisées en ce que le grave bitume et/ou la grave hydraulique et/ou le sable hydraulique et/ou le sable ciment comprennent, chacun, des granulats constitués d'au moins un déchet. Selon l'invention, le déchet peut être utilisé comme granulat dans la fabrication de grave bitume. Il peut l'être également dans la fabrication de grave hydraulique et/ou de sable hydraulique et/ou de sable ciment. Le déchet peut être un produit à base d'oxyde formateur et peut comprendre au moins 50 % de silice. Le déchet peut comprendre en outre au moins un oxyde d'un élément choisi parmi l'aluminium, les alcalins, les alcalino-terreux, le plomb, le zirconium, le cérium, le titane, l'antimoine, l'arsenic, les éléments colorants choisis parmi Cr203, Co304, NiO, Fe203, Nd203, et leurs mélanges. Le déchet peut être issu du verre provenant de tube cathodique, ou de verre, défectueux ou non, destiné ou non à la fabrication des tubes cathodiques, tels que des produits électroniques en fin de vie, des produits électroniques défectueux. Les tubes cathodiques peuvent être ceux de produits électroniques. Par produits électroniques on entend les téléviseurs, les Minitels, les ordinateurs, les écrans de contrôle. Le verre provenant de tube cathodique peut être issu de différents constituants présents dans les tubes cathodiques. Ces constituants sont les suivants: - le col qui est l'extrémité du tube cathodique et qui abrite le canon à électrons; - le cône qui est la partie arrière du tube sur laquelle est soudé le col; - la dalle qui reste visible de l'extérieur, et - la fritte qui est une soudure entre la dalle et le cône du tube pour des tubes cathodiques en couleur. Le tableau I ci-après rassemble les concentrations de chaque élément chimique constituant le verre issu du cône et/ou de la dalle. Ces résultats sont donnés en pourcentage massique. TABLEAU I 8io2 50-70 A1203 1-6 MgO 0-4 BaO 0-14 CaO 0-6 K20 5-11 Sb2O3 0-1 SrO 0-12 Na2O 5-10 PbO 0-24 ZnO 0-1 ZrO2 0-3 Fe203 0-1 As203 0-1 TiO2 0-2 CeO2 0-2 Le verre utilisé dans l'invention peut être compris en une quantité allant de 0,1 à 50 % en poids, et de préférence de 10 à 20 % en poids par rapport au poids total de la grave bitume. Le verre utilisé dans l'invention peut être compris en une quantité allant de 0,1 à 80 % en poids, et de préférence de 10 à 70 % en poids par rapport au poids total de la grave hydraulique. Le verre utilisé dans l'invention peut être compris en une quantité allant de 0,1 à 80 % en poids, et de préférence de 10 à 70 % en poids par rapport au poids total du sable hydraulique. Le verre utilisé dans l'invention peut être compris en une quantité allant de 0,1 à 80 % en poids, et de préférence de 10 à 70 % en poids par rapport au poids total du sable ciment. Le verre selon l'invention peut être broyé en des particules ayant une dimension moyenne allant de 1 pm à cm et de préférence de 1 Mm à 6,3mm. La grave bitume et/ou la grave hydraulique et/ou le sable hydraulique et/ou le sable ciment peuvent comprendre chacun au moins un additif choisi parmi les sablons, les graves, les fines, les gravillons, le filler, le bitume, le sable, les liants hydrauliques, les liants hydrocarbonés. L'additif selon l'invention peut être présent en une quantité allant de 0,01 à 90 % en poids par rapport au poids total de la grave bitume. L'additif peut également être présent en une quantité allant de 0,01 à 90 % en poids par rapport au poids total du sable hydraulique. L'additif peut également être présent en une quantité allant de 0,01 à 90 % en poids par rapport au poids total de la grave hydraulique. L'additif peut également être présent en une quantité allant de 0,01 à 90 % en poids par rapport au poids total du sable ciment. L'invention va maintenant être décrite à l'aide des exemples qui suivent et qui ne sont nullement limitatifs. Exemple 1: Grave bitume Deux compositions de grave bitume selon l'invention sont résumées dans le tableau II ci-après. Les valeurs numériques, sans unité, sont données en pourcentage massique. TABLEAU II Composition Composition Composition témoin 2 3 Granulats naturels - 10/14 33 33 33 - 6/10 13 12 12 - 4/6 7 8 8 - 0/4 45 35 25 Verre de tube cathodique - 0/4 -1 20 - 0/1 Filler calcaire 2 2 2 Bitume 35/50 3,9 ppc 4,1 ppc 4,1 ppc (partie pour cent) La composition témoin est celle de l'état de la technique. Les différents constituants des compositions 2 et 3 de l'invention sont présents sous forme de particules ayant une granulométrie différente. Le verre 0/4 signifie qu'il comprend des particules ayant une dimension comprise entre O et 4 mm. Le verre 0/1 signifie qu'il comprend des particules ayant une dimension comprise entre 0 et 1 mm. De même pour les granulats naturels, les références /14, 6/10, 4/6 et 0/4 correspondent aux intervalles des dimensions des particules, en millimètre. Un bitume 35/50 est un bitume ayant une pénétrabilité comprise entre 35 et 50 mm. C'est donc un bitume dur. Différents essais physico-chimiques ont été réalisés sur ces compositions, tels que des essais de compactage à la presse à cisaillement giratoire (Essai PCG), ou des essais d'enrobage à chaud (Essai DURIEZ). L'essai PCG s'effectue selon les Normes NFP 98-250- 1 et NFP 98-252. L'objectif de cet essai, est de caractériser, à une température donnée, l'évolution de la compacité d'un enrobé au cours du compactage qui associe une force axiale à un cisaillement giratoire. L'essai DURIEZ s'effectue selon les normes NFP 98- 250, NFP 98-251-1 et NFP 98-251-4. L'objectif de cet essai est de déterminer la tenue à l'eau, d'un enrobé à chaud, pour une température et un mode de compactage donnés. Cet essai permet d'évaluer la compacité de l'enrobé dans des conditions de compactage définies. Un enrobé est défini comme étant un mélange de granulats, de fillers et de bitumes. Les résultats de ces essais peuvent être rassemblés dans le tableau III ci-après. TABLEAU III Essais Composition Composition Composition témoin 2 3 DURIEZ - % de vide 10,3 8,2 8,4 PCG - % de vide 10,6 7,2 7,4 Pour l'essai DURIEZ, les valeurs de pourcentage de vide répondent à la formule 100 - C o C est la compacité, et est définie comme étant cent fois le rapport de la masse volumique apparente hydrostatique de l'éprouvette par rapport à la masse volumique réelle. L'éprouvette correspond à un échantillon prélevé dans un lot et destiné à être soumis à des essais. Pour l'essai PCG, les valeurs de pourcentage de vide répondent à la formule (100 - C) o C est cent fois le rapport de la masse volumique, avant et après compactage de l'enrobé. Les résultats obtenus avec les compositions 2 et 3 de l'invention montrent des résultats conformes aux caractéristiques de la norme NFP 98- 138 et, en plus présentent une amélioration de la maniabilité et de la compactibilité par rapport à la composition témoin. Ceci facilite la mise en oeuvre du matériau. Exemple 2: Sable hydraulique Les compositions 1 à 4 sont celles de l'invention. Ces compositions sont rassemblées dans le tableau IV ciaprès. TABLEAU IV Composants Composition C omposition Composition Composition 1 2 3 4 Sablon 60 58 35 35 Verre de tube cathodique - 0/4 0 0 60 58 - 0/1 35 35 0 0 Filler de tube cathodique 0 2 0 2 Liant routier 5 5 5 5 Optimum Proctor Normal 1,82 1,97 Teneur en eau (%) 10,5 9 Le sablon est un mélange constitué de 70 % de sable de Fontainebleau et 30 % de sable fillérisé. Un sable fillérisé est un sable comprenant des particules de très petites dimensions. Les caractéristiques mécaniques des différentes compositions ont été mesurées en fonction du temps. L'optimum Proctor Normal est un essai obtenu selon les normes P 94-093 et P 98 -231-1 qui a pour but de déterminer pour un compactage normalisé d'intensité donnée, la teneur en eau optimale correspondant à la densité sèche maximale d'un matériau: sol, grave non traitée, grave ou sable traités aux liants hydrauliques. L'essai consiste à mesurer pour des teneurs en eau croissantes, les masses volumiques sèches successivement obtenues en compactant dans un moule chaque fois le matériau dans les mêmes conditions. Les résultats sont rassemblés dans le tableau V ci- après. TABLEAU V Composition Composition Composition Composition TEMPS 1 2 3 4 7 jours - RT 0,2 0,17 0,37 0,34 - E 3600 5200 7250 6480 28 jours - RT 0,41 0,37 0,62 0,65 - E 7090 8040 12930 14760 jours - RT 0,59 0,63 0,87 0,83 - E 12560 13130 16320 15660 jours - RT 0,62 0,65 0,91 0,85 - E 13050 14200 16980 16230 RT désigne la résistance à la traction (unité MPa), et E désigne le module élastique (unité 103 MPa). Les résultats de ce tableau permettent de conclure que les compositions selon l'invention présentent des caractéristiques identiques, voire supérieures, à celles du sable hydraulique classiquement utilisé. REVENDICATIONS 1. Utilisation d'au moins un déchet comme granulat dans la fabrication d'assises de chaussée. 2. Utilisation selon la revendication 1, d'un déchet comme granulat dans la fabrication de grave bitume. 3. Utilisation selon la revendication 1, d'un déchet comme granulat dans la fabrication de grave hydraulique et/ou de sable hydraulique et/ou de sable ciment. 4. Utilisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le déchet comprend au moins 50 % de silice. 5. Utilisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le déchet comprend en outre au moins un oxyde d'un élément choisi parmi l'aluminium, les alcalins, les alcalino-terreux, le plomb, le zirconium, le cérium, le titane, l'antimoine, l'arsenic, les éléments colorants choisis parmi Cr203, Co304, NiO, Fe203, Nd203, et leurs mélanges. 6. Utilisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le verre est présent en une quantité allant de 0,1 à 50 % en poids, et de préférence de 10 à 20 % en poids par rapport au poids total de la grave bitume. 7. Utilisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le verre est présent en une quantité allant de 0,1 à 80 % en poids, et de préférence de 10 à 70 % en poids par rapport au poids total de la grave hydraulique. 8. Utilisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le verre est présent en une quantité allant de 0,1 à 80 % en poids, et de préférence de 10 à 70 % en poids par rapport au poids total du sable hydraulique. 9. Utilisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le déchet est un verre provenant de tubes cathodiques. 10. Utilisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le verre est broyée, et présente une dimension de particules allant de 1 gm à 10 cm, et de préférence de 1 gm à 6,3 mm. il. Utilisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'on utilise, en outre au moins un additif choisi parmi les sablons, les gravillons, le filler, le bitume, les liants hydrauliques, les liants hydrocarbonés. 12. Assises de chaussée constituées de grave bitume, de grave hydraulique, de sable ciment et de sable hydraulique, caractérisées en ce que la grave hydraulique et/ou le sable hydraulique et/ou le sable ciment et/ou la grave bitume comprennent, chacun, des granulats constitués d'au moins un déchet. 13. Assises de chaussée selon la revendication 12, caractérisées en ce que le déchet est un produit à base d'oxyde formateur. 14. Assises de chaussée selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisées en ce que le déchet comprend au moins 50 % de silice. 15. Assises de chaussée selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisées en ce que la grave bitume, le sable hydraulique, le sable ciment et la grave hydraulique comprennent, chacun, en outre, au moins un additif choisi parmi les sablons, les graves, les fines, les gravillons, le filler, le bitume, les liants hydrauliques, les liants hydrocarbonés. 16. Assises de chaussée selon la revendication 15, caractérisées en ce que l'additif est présent en une quantité allant de 0,01 à 90 % en poids par rapport au poids total de la grave hydraulique. 17. Assises de chaussée selon la revendication 15, caractérisées en ce que l'additif est présent en une quantité allant de 0,01 à 90 % en poids par rapport au poids total du sable hydraulique. 18. Assises de chaussée selon la revendication 15, caractérisées en ce que l'additif est présent en une quantité allant de 0,01 à 90 % en poids par rapport au poids total de la grave bitume. 19. Assises de chaussée selon la revendication 15, caractérisées en ce que l'additif est présent en une quantité allant de 0,01 à 90 % en poids par rapport au poids total du sable ciment.