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Recyclage

L'adaptation de l'ordonnance sur l'évitement et l'élimination des déchets (VVEA; SR 814.600, 2015) limite de plus en plus les possibilités de mise en décharge pour l'asphalte de démolition. Ce développement législatif favorise l'utilisation de l'asphalte recyclé (Reclaimed Asphalt Pavement, RAP) et contribue à la fermeture des cycles de matériaux, à la réduction des déchets et à la préservation des ressources dans la construction routière. Parallèlement, un trend clair vers des taux de recyclage plus élevés dans les mélanges d'asphalte est observable en Suisse et à l'étranger. Alors que les normes en vigueur autorisent actuellement des proportions de RAP de 20 à 80 % selon le type de couche et la classe de charge, les développements récents visent une extension jusqu'à 100 % pour les couches inférieures et intermédiaires (VSS, 2022a).

Le recyclage des revêtements SDA prend de plus en plus d'importance en Suisse, notamment en raison du grand nombre de revêtements ayant atteint leur durée de vie. Bien que les premières expériences pratiques, comme à Le Landeron, soient prometteuses, il manque encore des procédures et des stratégies standardisées pour la gestion des SDA-RAP. La composition granulaire spécifique et les exigences élevées en matière de durabilité représentent des défis centraux.
À long terme, un plan structuré pour la collecte, le traitement et la réutilisation des SDA-RAP est nécessaire pour exploiter pleinement les potentiels écologiques et techniques existants et permettre la transition vers une économie circulaire de l'asphalte.

Évaluation écologique de l'utilisation du RAP

Plusieurs études d'évaluation écologique démontrent l'avantage écologique significatif de l'utilisation du RAP. Kytzia et Pohl (2021) montrent que l'utilisation de 50 % de RAP dans la couche de surface et de 60 % dans la couche de liaison peut réduire l'impact environnemental (exprimé en points d'impact environnemental, UBP) de 20 à 35 % par rapport à une construction neuve sans RAP. Cette réduction englobe les phases de construction, de démolition et d'entretien. Comparé à d'autres mesures environnementales pertinentes – comme la réduction de la température de fabrication (asphaltes à basse température) ou l'ajout de matériaux alternatifs tels que des pneus usagés ou des scories – le RAP a un impact écologique nettement plus élevé (Poulikakos et al., 20191 ; Mikhailenko et al., 20202 ; Piao et al., 20223 ).

L'impact environnemental essentiel provient de la réutilisation de la fraction contenant du bitume, qui est particulièrement intensive en ressources. Liechti et al. (2016)4 ont également pris en compte dans leur analyse du cycle de vie (ACV) une charge potentiellement accrue due aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dans les anciens revêtements. Même dans cette hypothèse, les avantages écologiques de l'utilisation du RAP l'emportent sur les risques environnementaux potentiels.

Développements technologiques et procédés

Pour maximiser la proportion de RAP dans le mélange, de nombreuses usines de mélange optimisent continuellement leurs processus de fabrication. En plus du traitement en usine, le recyclage in situ, où l'asphalte démoli est directement traité et réutilisé sur place, prend de l'importance. Ce procédé, qui implique souvent l'ajout d'agents de rajeunissement, est déjà appliqué avec succès à l'étranger (Hafeez, Ozer et Al-Qadi, 2014)5 .

Exigences et défis pour les revêtements SDA

L'application de RAP dans des revêtements à porosité ouverte réduisant le bruit pose des exigences particulières en matière de qualité des matériaux et de distribution des tailles de grains. En particulier, les courbes de tamisage étroites, la faible taille maximale des grains (par exemple, pour SDA 4) ainsi que la faible proportion de filler compliquent l'ajout de RAP. Par conséquent, une mise en œuvre de haute qualité dans les revêtements SDA nécessite un démantèlement pur, couche par couche, ainsi qu'un stockage et un traitement optimisés dans l'usine de mélange.

Si le RAP obtenu ne répond pas aux exigences d'une couche de surface SDA, il peut être réutilisé – en particulier dans des formulations contenant du PmB – dans la couche de liaison. En Suisse, le recyclage des revêtements SDA en est encore à ses débuts. Bien que l'avantage potentiel soit scientifiquement prouvé, il manque encore des expériences pratiques étendues et des procédures standardisées.

Exemples de recherche et de pratique actuels

Un exemple central en Suisse est le tronçon d'essai réalisé en 2022 à Le Landeron (canton de Neuchâtel), où un SDA 4-16 avec 10 % de RAP a été produit. Trois variantes ont été examinées : un mélange avec du bitume conventionnel, un avec du PmB et un avec du granulé de caoutchouc (RmA). Les résultats du test de sensibilité à l'eau selon EN 12697-12 ont montré que les mélanges contenant du RAP avaient des valeurs ITSR équivalentes ou légèrement améliorées par rapport au revêtement de référence. Seule la proportion de vide Marshall (HR %) était plus faible dans les mélanges avec ajout de caoutchouc, ce qui peut être attribué à l'effet de remplissage des particules de caoutchouc ou à une surcompensation de la teneur en bitume.

Les mesures CPX au cours de la première année d'exploitation ont révélé que les sections SDA conventionnelles et celles contenant du RAP présentaient de bonnes performances acoustiques. Seules les variantes avec ajout de caoutchouc n'ont pas atteint les ≤ 6 dB(A) typiques pour le SDA 4-16, ce qui pourrait être corrélé avec les différentes teneurs en vides. Dans l'ensemble, il a été constaté qu'une proportion de RAP de 10 % n'avait pas d'influence négative significative sur la performance mécanique ou acoustique.

Matériaux de substitution alternatifs et aspects d'évaluation écologique

En plus du RAP, d'autres matériaux secondaires ont été étudiés dans des études récentes sur le SDA. L'utilisation de caoutchouc (0,7–1,0 % en poids) dans le procédé à sec a conduit à des propriétés mécaniques comparables à celles des SDA conventionnels et permet potentiellement de se passer de bitume modifié par des polymères (Bueno et al., 20216 ). Des granulats de béton recyclés (RCA) et des scories de four à arc électrique (EAFS) ont également été testés avec succès (Mikhailenko et al., 20227 ; Mikhailenko, Piao et Poulikakos, 2023)8 . Avec un taux de substitution allant jusqu'à 15 % en volume, la performance mécanique et la durabilité sont restées inchangées. Cependant, d'un point de vue écologique, il a été constaté que le RCA et le caoutchouc n'apportent que peu d'améliorations, tandis que l'utilisation de l'EAFS offre le plus grand potentiel écologique en raison de la réduction de la mise en décharge (Piao et al., 2023)9 .

BioBitume et BioAsphalte

Fiche d'information sur le BioBitume et le BioAsphalte Weibel AG

Le bitume, traditionnellement obtenu à partir de pétrole, génère de fortes émissions de CO₂ et nécessite beaucoup d'énergie lors de sa fabrication et de son traitement. Pour décarboniser la construction routière, des alternatives d'origine biologique sont en cours de développement.

Le BioBitume est composé de résidus végétaux tels que des coques de noix de cajou et des résines naturelles. Il ne génère qu'environ un tiers des émissions du bitume pétrolier et peut être climatiquement neutre ou même négatif en CO₂ grâce au stockage de CO₂ d'origine biologique.

Des tests de Weibel AG montrent que le BioBitume peut être traité, recyclé et mieux compacté à des températures plus basses avec les installations existantes. Les principaux inconvénients sont actuellement des coûts plus élevés et une disponibilité limitée des matières premières. Néanmoins, le BioBitume est considéré comme une étape importante vers une construction routière respectueuse de l'environnement et durable.

1 Poulikakos, L. et al. (2019) ‘Use of waste and marginal materials for silent roads’, in 23rd International Congress on Acoustics.
2 Mikhailenko, P., Rafiq Kakar, M., et al. (2020) ‘Incorporation of recycled concrete aggregate (RCA) fractions in semi-dense asphalt (SDA) pavements: Volumetrics, durability and mechanical properties’, Construction and Building Materials, 264, p. 120166. Available at: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120166
3 Piao, Z., Mikhailenko, P., et al. (2022) ‘Analysis of Environmental Burden Shift for Using Recycled Concrete Aggregates in Low-Noise Asphalt Pavement’, in Transportation Research Board 101st Annual Meeting. Transportation Research Board 101st Annual Meeting, Washington, DC.
4 Liechti, J. et al. (2016) Forschungspaket PLANET EP2: Ökobilanz von Niedertemperaturasphalten. Schweizer Verband der Strassen- und Verkehrsfachleute (VSS).
5 Hafeez, I., Ozer, H. and Al-Qadi, I.L. (2014) ‘Performance Characterization of Hot In-Place Recycled Asphalt Mixtures’, Journal of Transportation Engineering, 140(8), p. 04014029. Available at: https://doi.org/10.1061/(ASCE)TE.1943-5436.0000679.
6 Bueno, M. et al. (2021) ‘Functional and environmental performance of plant-produced crumb rubber asphalt mixtures using the dry process’, Materials and Structures, 54(5), p. 194. Available at: https://doi.org/10.1617/s11527-021-01790-y
7 Mikhailenko, P. et al. (2022) ‘Multiscale Laboratory Mechanical Performance of [[SDA]] Mixtures with Construction and Demolition Waste Filler’, Journal of Materials in Civil Engineering, 34(6), p. 04022106. Available at: https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0004244.
8 Mikhailenko, P., Piao, Z. and Poulikakos, L.D. (2023) ‘Electric arc furnace slag as aggregates in semi-dense asphalt’, Case Studies in Construction Materials, 18, p. e02049. Available at: https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e02049.
9 Piao, Z. et al. (2023) ‘Comparative Environmental Analysis for Using Waste Polyethylene and Steel Slag in Semi-dense Asphalt Pavements’, Journal of Testing and Evaluation, 51(4), p. 20220273. Available at: https://doi.org/10.1520/JTE20220273
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