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Des chercheurs chinois ont désormais mis au point une méthode qui permettrait aux routes asphaltées de rester exemptes de glace et de neige, et qui pourrait peut-être être appliquée dans certains endroits de l’Arctique.
Des microcapsules remplies d’un mélange de sel sans chlorure et mélangées à l’asphalte avant que celui-ci ne soit utilisé pour la construction des routes, telle est la solution proposée et testée par une équipe de recherche chinoise de l’Université du Hebei et du Ministère chinois des transports. Les résultats des tests montrent que le mélange réduit le point de congélation de l’eau à -21°C, et que la durée de vie et l’efficacité de la distribution durable du mélange s’étendraient de sept à huit ans. Ce travail a été publié et présenté dans la revue de l’American Chemical Society ACS Omega.
Un système dans lequel la glace et la neige fondent sur l’asphalte est connu depuis longtemps. Mais les systèmes utilisés jusqu’à présent étaient soit trop peu efficaces en termes de durée de vie, soit trop peu respectueux de l’environnement, comme l’indique le groupe dans leur travail. Yarong Peng et Quansheng Zhao, les premiers auteurs, ainsi que Xiaomeng Chu, ont développé un nouveau système basé sur des matériaux plus durables et plus respectueux de l’environnement, ainsi que des méthodes plus simples et moins coûteuses. La base est ici le mélange de sels sans chlorure composé d’acétate de sodium, qui provient des déchets de pyrolyse des usines de biomasse, et de carbonate de sodium simple. Les chercheurs l’ont intégré dans un squelette en matériau poreux, qui peut être fabriqué à partir de cendres volantes issues de la production d’acier, et l’ont enrobé d’un copolymère styrène-acrylique-acrylate, fabriqué à partir de matériaux simples. Cette enveloppe forme des canaux d’eau qui veillent à ce que l’agent de dégivrage ne soit libéré que lentement à l’intérieur, ce qui porte la durée de vie du dégivrage de la couche d’asphalte à sept ou huit ans. Testé dans des conditions réelles, le groupe a pu démontrer qu’une couche d’asphalte de 5 centimètres d’épaisseur suffisait déjà pour que le point de congélation de l’eau sur l’asphalte soit abaissé à moins de -20°C. Le groupe a également pu démontrer que le point de congélation de l’eau sur l’asphalte pouvait être encore abaissé au-delà des -20°C. « Cette étude a fourni une nouvelle idée et une nouvelle perspective pour le développement de l’agent de fonte de neige pour le revêtement bitumineux antigivre. Le produit obtenu a des perspectives prometteuses pour des applications pratiques », écrit le groupe d’auteurs à propos de leurs résultats.
La méthode et les matériaux du système mis au point par Peng et ses collègues pourraient permettre de sortir du dilemme auquel sont confrontés de nombreux endroits dans les régions arctiques. En effet, dans les communautés très septentrionales du Nunavut, du Groenland, du Svalbard et de l’Alaska en particulier, les routes sont assez vulnérables aux conditions environnementales difficiles. Les routes sont rarement asphaltées, en particulier dans les petites communes, notamment parce que l’eau qui gèle et les méthodes mécaniques de déneigement, qui sont de toute façon peu efficaces, causent des dommages à l’infrastructure elle-même, ce qui entraîne des coûts d’entretien élevés. Pour la même raison, les principaux aérodromes ne sont souvent que des pistes de terre. Les routes asphaltées et les aérodromes se trouvent généralement dans les grandes villes comme Iqaluit, Nuuk, Ilulissat ou Longyearbyen, ou alors plus au sud en Alaska, au Canada et dans le nord de la Scandinavie. Mais là encore, les problèmes sont les mêmes. A cela s’ajoutent les dégâts environnementaux importants causés par les mélanges de sel qui sont épandus, le plus souvent à cause de l’ajout de chlorure. Selon l’équipe d’auteurs de l’étude, tous ces problèmes pourraient être réduits grâce au potentiel de la nouvelle méthode de dégivrage et un moyen économique, plus respectueux de l’environnement et surtout plus facile à produire, pourrait être développé.
Dr. Michael Wenger, PolarJournal
Lien vers l’étude : Zhao et al. (2023) ACS Omega 8 (5) Preparation of a Green Sustained-Release Microcapsule-Type Anti-Icing Agent for Asphalt Pavement and Its Application Demonstration Project; https://doi.org/10.1021/acsomega.2c07212
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