Introduction
Les enrobés bitumineux sont des matériaux essentiels pour la construction et l’entretien des routes. Leur formulation repose sur un équilibre entre les performances mécaniques, la durabilité et l’économie des matériaux. Cet article présente les principes fondamentaux de la formulation des enrobés bitumineux, les matériaux utilisés, ainsi que les principales méthodes employées.
1. Constituants des Enrobés Bitumineux
a. Granulats
Les granulats constituent l’ossature des enrobés et représentent environ 90 % du poids total du mélange. Ils doivent répondre à plusieurs critères de qualité :
- Bonne résistance mécanique (Los Angeles, MDE, CPA)
- Forme et granulométrie adaptées (Analyse granulométrique, coefficient d’aplatissement)
- Bonne adhérence au bitume (essais d’adhésivité)
- Faible sensibilité à l’eau (MDE)
b. Bitume
Le bitume est le liant des enrobés et assure leur cohésion. Il est classé selon sa viscosité et sa dureté (pénétrabilité, échelle PG). Les principaux types de bitume utilisés sont :
- Bitume pur (20/30, 35/50 et 50/70, 70/100 peu utilisés au Maroc…)
- Bitume modifié aux polymères
- Emulsion de bitume pour les enrobés à froid
c. Adjuvants et Additifs
Des additifs peuvent être ajoutés pour améliorer certaines propriétés des enrobés :
- Fibres (amélioration de la cohésion)
- Dopes d’adhésivité (contre le décollage des granulats)
- Polymères (amélioration de la résistance aux déformations)
- Filler (charge minérale fine améliorant la compacité)
2. Principes de Formulation des Enrobés Bitumineux
L’objectif de la formulation est de déterminer les proportions optimales des constituants afin d’obtenir un enrobé performant et durable. Les critères essentiels à respecter sont :
- Une granulométrie continue et homogène
- Un taux de bitume optimal assurant une bonne cohésion
- Une porosité et une densité contrôlées
- Une résistance aux déformations plastiques et aux fissurations
3. Niveaux des Études de Formulation des Enrobés Bitumineux
La formulation des enrobés bitumineux se déroule en plusieurs niveaux d’étude afin d’optimiser le mélange en fonction des besoins spécifiques du projet.
| Niveau | Essais | Utilisation |
|---|---|---|
| 1 | Pourcentage de vides à la presse à cisaillement giratoire (P.C.G.) Tenue à l’eau du mélange (DURIEZ) | Pour les trafics faibles. Permet de contrôler l’évolution dans le temps d’une formule. |
| 2 | Niveau 1 + Essai d’orniérage | Chaussée à trafic élevé, chaussée à forte épaisseur. |
| 3 | Niveau 2 + Module de Rigidité ou Traction Direct | – |
| 4 | Niveau 3 + Résistance à la fatigue | Utilisé lors du dimensionnement d’une chaussée. |
Il est à rappeler que les performances des enrobés bitumineux peuvent aussi être mesurés in-situ avec les essais de déflexion.
4. Méthodes de Formulation des Enrobés Bitumineux
a. Méthode Marshall
La méthode Marshall est l’une des plus utilisées pour la formulation des enrobés à chaud. Elle repose sur :
- La détermination du taux de bitume optimal par essais de compacité
- La mesure de la stabilité et du fluage des éprouvettes compactées
- L’analyse des performances mécaniques (module de rigidité, résistance à l’orniérage…)
b. Méthode SUPERPAVE
La méthode SUPERPAVE (Superior Performing Asphalt Pavements) est un système de conception et de sélection des enrobés bitumineux développé aux États-Unis dans les années 1990 dans le cadre du programme stratégique de recherche sur les autoroutes (SHRP). Elle vise à améliorer les performances des chaussées en tenant compte des conditions climatiques, du trafic et des matériaux disponibles. Elle prend en compte :
- Les conditions climatiques et de trafic
- La classification des bitumes selon la performance (PG)
- Des tests mécaniques plus rigoureux (module dynamique, fatigue, fluage)
5. Types d’Enrobés Bitumineux et leurs Applications
- Enrobés à chaud : Utilisés pour les couches de roulement, de base ou d’assise (EME, GB, BBME, BBSG, BBTM…)
- Enrobés à froid : Adaptés aux réparations et aux zones à faible trafic
- Enrobés drainants : Permettent l’évacuation de l’eau et réduisent l’aquaplaning
Conclusion
La formulation des enrobés bitumineux est une étape cruciale garantissant la qualité et la durabilité des chaussées. Elle repose sur un choix judicieux des matériaux et des techniques d’optimisation afin de répondre aux exigences mécaniques et environnementales. L’utilisation des méthodes de conception adaptées permet d’améliorer la résistance des chaussées et d’assurer la sécurité des usagers.