→ Les matières plastiques sont constituées :

Chapitre I : Généralités sur les matières plastiques

- d’une matière de base (résine organique) : mélanges demacromolécules organiques (polymères), obtenues parréaction de polymérisation par addition ou parcondensation de molécules plus petites, les monomères,dont le noyau est essentiellement constitué d'atomes de C.

- d’une charge : a surtout pour rôle de faire du volume àbas prix mais n’est utilisable que lorsque la transparencen’est pas exigée.

- d’additifs : ajouts qui remplissent certaines fonctions :- les plastifiants : modifient le comportement rhéologique

et mécanique (souplesse) de la résine,- les stabilisants : augmentent la résistance au

vieillissement- les colorants : améliorent l'esthétique des objets,- les renforts : améliorent les performances mécaniques

des polymères qui servent alors de matrice (verre,carbone, mica, kevlar → matériaux composites).

→ Les polymères sont constitués de très grossesmolécules pouvant elles mêmes compter plusieurscentaines de milliers d’atomes.→ Dans une même chaîne, les macromolécules sont liéespar des liaisons simples de covalence, d'énergies trèsélevées (liaison C - C : 71 kcal/mole ; liaison C - H : 120kcal/mole).→ Entre chaînes, la cohésion intermoléculaire n'estassurée que par des liaisons de faibles énergies (Van derWaals et/ou liaisons hydrogéne).

→ Un polymère peut être amorphe si les chaînesmoléculaires sont disposées au hasard.Si les chaînes sont alignées et présentent un certain ordre,on peut parler de structure cristalline.

I. Liaisons chimiques et structure des polymères

Fig. I.1 : Chaînes moléculaires dans une structure amorphe (a) ou cristalline (b)

→ Pour les polymères amorphes, il existe une certainetempérature (différente pour chaque polymère) appeléetempérature de transition vitreuse (Tg).

→ Les plastiques durs (polystyrène, polyméthacrylate deméthyle) sont utilisés au-dessous de leur température detransition vitreuse (Tg= 100°C). Ils sont à l’état vitreux.

→ Les caoutchoucs et les plastiques souples (polyéthylène(-110°C), polypropylène (10°C)) sont utilisés au-dessus deleur température de transition vitreuse (état caoutchouteux,mous et flexibles).

→ Polymérisation par addition :Le polymère résulte de plusieurs groupements demonomères obtenus par ouverture de la double liaison parl'intermédiaire d'un réactif chimique, appelé initiateur.

II. Réactions de polymérisation

→ La polymérisation par addition est une réaction enchaîne dont la cinétique peut être très rapide.→ Elle ne se produit pas forcément qu'avec desmonomères du même type et des monomères de naturesdifférentes peuvent s'assembler et donner lieu à unecopolymérisation par addition.

Ex : éthylène CH2 = CH2 + peroxyde organique→ polyéthylène : -CH2-CH2-(CH2-CH2)n-CH2-CH2-

→ Polymérisation par condensation :Elle implique des réactions chimiques complexes entreplusieurs réactifs.

→ Degré de polymérisation :Les propriétés physiques et mécaniques des polymèresdépendent de leur masse moléculaire moyenne et dudegré moyen de polymérisation (nombre moyen demonomères par polymère pouvant varier de 1000 à10000).

→ Les matières plastiques ont des masses volumiquesfaibles. Elle varie de 0.9 g/cm3 (polyéthylène (PE),polystyrène (PS)) à plus de 2 g/cm3 (téflon (PTFE)).

→ Pour un même matériau et selon le mode de fabrication,on peut obtenir des masses volumiques différentes :

- 0.02 à 0.06 g/cm3 pour le polystyrène expansé- 0.9 g/cm3 pour le polystyrène normal.

III. Propriétés physiques et mécaniques générales

1) La masse volumique

2) Les propriétés thermiques

→ Les coefficients de dilatation linéique des matièresplastiques sont bien plus importants que ceux des métauxou céramiques (problème de compatibilité lorsd'assemblages ou pour les matériaux composites).

→ La conductivité thermique des polymères estgénéralement faible, surtout lorsqu'ils sont utilisés sousforme de mousse (0.035 W/(m.°C)) pour les mousses depolyuréthane ou de polystyrène).

Fig. I.2 : Ordre de grandeur de la conductivité thermique et de la masse volumique des matières plastiques en comparaison

d’autres matériaux

→ Les matières plastiques ont une résistivité très élevée(1015 à 1018 Ω.cm) et constituent d'excellents isolantsélectriques (gaines de fils électriques, interrupteurs, …).

3) Les propriétés électriques

4) Les propriétés optiques

→ Les polymères à l'état amorphe transmettent la lumière.→ Exemples :

• le polyméthacrylate de méthyle (plexiglas) utilisé pourvitrage,• les polycarbonates, plus durs, utilisés dans lafabrication de lentilles de système optique, de visières,de boucliers, …).

5) Les propriétés mécaniques

→ Module d’élasticité :Le module d’élasticité E des polymères est faible.

Fig. I.3 : Module d’élasticité de différents types matériaux

→ Le module d’élasticité E des polymères est très sensibleaux variations de température (diminue quand latempérature augmente).

Fig. I.4 : Variation de E en fonction de la température

→ Ductilité des polymères :

Fig. I.5 : Ductilité des polymères

En théorie, les polymères devraient être des matériauxfragiles puisque les macromolécules sont liées par desliaisons covalentes.

En pratique, à température ambiante, les polymères sontdes matériaux ductiles. Cette ductilité est liée à la flexibilitéde la chaîne et à la liberté de rotation des atomes decarbone.

→ Limite d’élasticité :

Fig. I.6 : Limite d’élasticité de différents types matériaux

→ Le comportement mécanique (ductilité, résistancemaximale à la traction, limite d’élasticité) des matièresplastiques est très sensible aux variations de température.

Fig. I.7 : Essai de traction sur un échantillon d’acétate de cellulose (scotch) en fonction de la température

→ Ténacité :La ténacité des polymères peut être très élevée(thermoplastiques utilisés comme pare choc de voiture).

→ Fluage et relaxation :Le comportement des matières plastiques estgénéralement visco-élastique (module d'élasticité estfonction de la vitesse de mise en charge et de la durée dumaintien de la contrainte).

Le comportement viscoélastique est caractérisé par :- la relaxation de contrainte (a)- le fluage (b).

→ Pour les polymères, le comportement viscoplastique(déformations irréversibles) se manifeste au voisinage dela température ambiante.

→ De plus le changement de comportement(viscoélastique à viscoplastique) peut se produire pour defaibles variations de température.

Fig. I.8 : Relaxation (a) et fluage (b)

Chapitre II : Les principales matières plastiques employées en GC

I. Les thermoplastiques

→ Polymères linéaires ou ramifiés obtenus par addition(groupements de monomères).

→ Macromolécules filiformes.

1) Les polyoléfines

→ Ce sont les polymères dérivés des carburesaliphatiques à double liaison.→→→→ Le polyéthylène :- Plastique le plus utilisé- Polymérisation de l’éthylène CH2=CH2 ⇒ -CH2-CH2-CH2-CH2- ou (C2H4)n avec n compris entre 103 et 106

→ Résine: durcissement ramollissement :REV.

refroidissement

chaleur

- Caractéristiques :• solide incolore, translucide, à toucher gras,• souple et flexible à température ordinaire,• bon isolant électrique, insoluble dans l’eau,• inflammable

- Applications :• sacs, sachets,…• feuilles, plaques, tuyaux,• films utilisés pour la fabrication des dalles.

→→→→ Le polypropylène :- Polymérisation du propylène : n( )

- Applications :• thermoplastique (boîtes à aliments qui résistent aulave-vaisselle),• fibres (revêtements de sol intérieur et extérieur facileà colorer et imperméable à l'eau, fibres pour béton ).

2) Les polyvinyliques

→→→→ Le polybutène ou polybutylène (PB) :- Résiste au fluage à chaud (tuyaux pour circulationd'eau chaude (chauffage au sol), isolation de câblesélectriques ) ;- Résiste aux chocs, à l'abrasion et à la fissuration(emballage de produits agressifs).

→ Ils sont caractérisés par le radical vinyle CH2=CH - R.

→→→→ Le chlorure de polyvinyle (PVC) : (R:Cl)- Plastique le plus connu.- Facile à coller, il résiste à l'eau et au feu.- Caractéristiques :

• rigide ou souple selon sa teneur en plastifiant,• autoextinguible,• fragile à basse température (< -10°C) et sensible auxUV.

- Applications :• imperméables, rideaux de douche, tuyaux d'eau ,• revêtements de sol, menuiseries, fibres .

→→→→ Le polystyrène (PS) : (R: groupe styrène)- Thermoplastique dur bon marché (boîtier d’ordinateur,jouets, emballage).

→→→→ L’acétate de polyvinyle (PVA) : (R:COOCH3)- Applications :

• vernis pour bois, peintures,• colles.

3) Les polymères acryliques

→→→→ Le polyméthacrylate de méthyle (PMMA) :- Plus connu sous le nom de Plexiglas.

- La forme expansée (PSE) est la plus utilisée (billes pourl’isolation thermique et acoustique ).

- Caractéristiques :• facile à coller et à souder à chaud,• inflammable.

- Caractéristiques :• transparent (transmission de la lumière de 92%,supérieure au verre (aquariums en 250 mm !),• bon comportement aux UV,• assez facile à coller,• inflammable.

→→→→ Les autres :le polyacrylonitrile (tissus acryliques, fabrication desfibres de carbone) et les fibres de carbone (filamentsacryliques pyrolisés).

4) Autres thermoplastiques :

→→→→ Les dérivés cellulosiques (vernis, explosif, pelliculephoto, …)→→→→ Les polyamides (le nylon)→→→→ Les polymères fluorés (le polytétrafluoroéthylène(PTFE) (plus connu sous le nom de Téflon) pour les poêlesanti-adhésives et les traitements anti-tâches de moquetteset de tissus).→→→→ Les polyesters saturés (les polycarbonates (vitresincassables, couvertures de véranda).

→ Polymères obtenus par polycondensation.

→ Durcissement avec la chaleur: IRREV : lorsque latempérature augmente, le polymère ne devient pasvisqueux et conserve sa rigidité jusqu'à sa dégradation parcombustion.

→ Macromolécules tridimensionnelles.

II. Les thermodurcissables

1) Les résines epoxy

→ Se présentent sous forme de 2 produits à mélanger :• une résine : polymère liquide caractérisé par sesgroupements époxy,• un durcisseur : (peut être une polyamine) a pourfonction de provoquer le durcissement de la résine.

→ Caractéristiques:• adhésivité élevée,• très bonne résistance au cisaillement,• résistance chimique élevée,• bonne stabilité dimensionnelle,• difficilement inflammable.

→ Applications:• fabrication des composites avec ajout de fibres quiaugmentent leur résistance mécanique,• colles à chaud ou à froid (adhérence à l’acier, aubois et au béton) ,• peinture et vernis : revêtement de piscine, deciternes, de bétons en milieux hyperagressifs, ...

2) Les polyesters insaturés → Résines qui résultent de la réaction entre despolyacides et des glycols en présence d’un catalyseur(peroxydes).

→ Applications :• colles,• revêtements de sols coulés (parkings, solsindustriels),• revêtements de pièces moulées (bateaux,baignoires, piscines) ou extrudées (tuyaux).

3) Les phénoplastes

→ Résines obtenues par polycondensation du phénol et duformol.

→ Applications:• colles pour les charpentes en lamellé-collé,• résine pour imprégnation (stratifiés résistants à lachaleur comme le Formica),

4) Autres thermodurcissables

→ Les aminoplastes : Obtenus par polycondensationd’amines (mélamine, urée) et de formol (ou phénol).

→ Les polyuréthane réticulés : Obtenus en faisant réagirdes isocyanates (R-N=C=O) avec des polyols (alcools) →uréthanne.

Utilisations :sirop pour colles à contreplaqué et panneauxde particules, résines pour la fabrication de panneauxlaminés utilisés en revêtement de façade.

Utilisations : mousses rigides alvéolaires pour isolation deplancher.

III. Les autres matières plastiques

→ Polymères inorganiques (pas de C) composés d'atomesde silicium et d'oxygène.

1) Le polysiloxane (le silicone)

→ Utilisations : mastics pour salle de bain, lubrifiant,…

→→→→ Le polyisoprène (ou caoutchouc naturel, ou latex)Utilisé après réticulation au soufre dans les pneus.

2) Les élastomères

→→→→ Le polybutadiène : 1er élastomère synthétique inventé(similaire au caoutchouc naturel) entre dans la fabricationdes pneus.

→→→→ Le polychloroprèneVendu sous le nom "Néoprène« utilisé dans des colles etdans les joints et appareils d'appuis (ponts).

Chapitre III : Les liants noirs (ou hydrocarbonés)

→ = produits thermoplastiques issus des hydrocarbureslourds :

- insolubles à l'eau (imperméables),- mais émulsionnables,- très bonne adhérence avec les roches.

→ Chauffés : fluides ils peuvent mouiller les surfaces descailloux. En refroidissant, ils se figent et "collent" lescailloux entre eux.

→ Existent à l'état naturel (asphalte ou bitume) maissurtout ils sont issus des produits de distillation de lahouille (goudron) ou du pétrole (bitume).

→ L’asphalte est une roche calcaire brune, poreuse,imprégnée de bitume naturel (5 à 9 %).

I. Les différents liants hydrocarbonés

1) L’asphalte

→ Utilisations :• coulé à chaud (210 à 270°C) pour étanchéité (pur ouavec fillers),• certains travaux de voirie,• peut servir aussi de constituant secondaire pour lesenrobés bitumineux (sert de liant et de filler).

2) Le bitume

→ Le bitume existe à l’état naturel dans les roches. Ilprovient de la décomposition de débris animaux etvégétaux (matières carbonées) dans des conditionsanaérobies et de fortes pressions (fond d’anciennes mers).

→ Les bitumes peuvent être obtenus à partir de ladistillation du pétrole (la distillation d’un pétrole à baseasphaltique donne, selon sa provenance, de 20 à 70% debitume).→ Ils ont supplanté les goudrons dans la plupart desdomaines (enrobés). ≠ essentielles entre bitumes etgoudrons :

- les bitumes vieillissent moins vite que les goudrons,- les bitumes sont légèrement solubles dans l’essenceet les huiles légères de pétrole.

3) Le goudron

→ Le goudron est un liquide noir et visqueux, decomposition chimique très complexe, obtenu pardistillation de la houille (1000 à 1300°C).

→ Peu employés en voirie :- soit à cause de leur susceptibilité thermique,- soit à cause de leur vieillissement rapide(durcissement progressif qui le rend fragile et cassant).

→ Goudrons modifiés (addition de polymères ex: legoudron–styrène) : confection d’enduits résistant auxhuiles, essence, kérosène (les liants bitumineux n’yrésistant pas).

II. Principales caractéristiques des bitumes

1) La température de ramollissement bille/anneau→ Consiste à déterminer la température pour laquelle unanneau de bitume supportant une bille d’acier se déformeen s’allongeant d’une certaine distance.

→ Sert à classer les bitumes en fonction de leurconsistance.

2) La pénétrabilité

→ La pénétrabilité est l’enfoncement d’une aiguille dediamètre normalisé dans un échantillon de bitume.→ Elle s’exprime en dixième de millimètre.

Fig. III.1 : Schéma du test de TBA

Fig. III.2 : Schéma de principe de l’essai de pénétrabilité

3) Le comportement à basse température - Fraass→ Essai qui fournit la température pour laquelle un filmmince de bitume atteint une rigidité critique à laquelle il se« rompt » sous l’effet d’une flexion.

→ La température pour laquelle apparaît la premièrefissure est prise comme température de fragilité Fraass .

4) Les spécifications des bitumes routiers (EN 12591)

Fig. III.3 : Classes les plus appropriées en France (NF EN 12591)

→ Résistance au durcissement :

→ Point éclair:

→ Solubilité:

→ Teneur en paraffines:

• Caractéristique importante du point de vue de lasécurité d’utilisation du bitume.• Correspond à la température à partir de laquelle lebitume devient explosif.

• Bitumes purs > 230°C, bitumes fluidifiés : peut êtreinférieur à 55°C ⇒ produits considérés comme desliquides inflammables

• Le bitume a une solubilité forte dans un grand nombrede solvants.• Solubilité au tétrachloéthyléne > 99% ⇒ assure lafaible proportion de matière minérale dans le bitume

• Caractéristiques jouant sur les propriétés de fragilité àbasse température, sur les propriétés de mise enœuvre voir d’orniérage.

• Essai RTFOT (Rolling thin film oven test): chauffagedu bitume a l’air pendant 75 minutes à 163°C.• Essai qui reproduit assez bien l’oxydation et les pertesde matières volatiles qui apparaissent en centraled’enrobés ou lors de la mise en œuvre.

III. Les modes d’utilisation des bitumes

1) Bitumes purs

→ A T°C ordinaire : se présentent sous la forme d’unsolide.

→ Ils sont donc mis en œuvre à des températuresrelativement élevées (120-140°C).

→ Les bitumes modifiés par ajout de polymères:

• Liants modifiés élastomères

- le plus répandu : ajout SBS (Styrène-Butadiène-Styrène)(~ 3%)

- améliore les propriétés élastiques du matériau = capacitéd’allongement et résistance à la fissuration

- augmente la résistance aux déformations permanentesdu matériau en diminuant sa susceptibilité thermique.

• Liants modifiés plastomères

- le plus répandu : ajout EVA (Ethylène-Vinyle-Acétate) (~3%)- augmente la consistance à température élevée- diminue la susceptibilité thermique du bitume.

→ Bitume fluxé :- obtenu par addition d’un fluxant (huiles de houilleprovenant de la distillation du goudron brut)- solvants assez peu volatils donc les bitumes fluxéssont souvent utilisés à des températures supérieures à100°C.

→ La prise des bitumes fluides se fait par évaporation dusolvant.

2) Bitumes fluidifiés et fluxés

→ Bitume fluidifié :- obtenu par addition de kérosène- le solvant étant assez volatils, ils sont utilisés à basetempérature (<100°C)

3) Émulsions de Bitume

→ Émulsion : dispersion stable de bitume dans l'eau(globules de 1 µm) obtenue par énergie mécanique decisaillement et avec l'aide d'un émulsif tensioactif.

→ Les émulsions de bitume sont mises en œuvre à froid(ou à tiède) à 1 température inférieure ou égale à 60°C.

a) Type d’émulsions

→ Émulsions anioniques (ou alcalines) :- très peu employées en France.- sel organique de sodium : RCOONa

→ Émulsions cationiques (ou acides) :- émulsions les plus employées.- chlorure d’amine : RNH3Cl

b) Rupture des émulsions→ Rupture par évaporation :Évaporation ⇒ concentration des globules de bitumeaugmente.⇒ favorisent la rupture de l’émulsion.

Cependant, ces phénomènes à eux seuls n’expliquent :- ni la rupture,- ni l’adhésivité bitume-granulat,- ni les ≠ de réaction selon la nature minéralogique desagrégats.

→ Rupture par réaction chimique :Les granulats en présence d’eau s’ionisent :- granulats à charge positive = “ basiques ” : calcaires,- granulats à charge négative = “ acides ” : siliceux.

→ Émulsions anioniques :+ roches calcaires :

sel de calcium insoluble dans l’eau ⇒⇒⇒⇒ liaison

durable : ADHESIVITE

Granulat

CO3-- Ca++

Bitume R - COO- Na+ Ca++

CO3--

R - COO- Na+

1 : Ionisation du granulat

Granulat

CO3-- Ca++

Bitume R - COO- Na+

R - COO- Na+ Ca++

CO3--

2 : Formation de nouveaux composés

Granulat

R - COOBitume Ca CO3

R - COO

3 : Formation d'un savon insoluble

+ roches siliceuses :Granulat

R - COO- Na+ H+

Bitume R - COO- Na+SiO4

4- H+

R - COO- Na+ H+

R - COO- Na+ H+

1 : Rupture

silicate de sodium soluble dans l’eau

Granulat

R - COO - H+

Bitume R - COO - H+

R - COO - H+

R - COO - H+

2 : Pas d'adhésivité (acide gras inactif)

acide organique soluble dans l’eau

⇒⇒⇒⇒ PAS D’ADHESIVITE

→ Émulsions cationiques :+ roches calcaires :

Granulat

Bitume R - NH3+ Cl- Ca++CO3

2-

R - NH3+ Cl-

1 : Ca++ passe en solution (émulsion acide)

CaCl2 Granulat

R - NH3+

Bitume CO32-

R - NH3+

2 : Rupture de l'émulsion

CaCl2 Granulat

R - NH3

Bitume CO3

R - NH3

3 : Adhésivité : carbonate d'amine insoluble

le chlorure de calcium soluble s’en va

le carbonate d’amine est insoluble : ADHESIVITE

+ roches siliceuses :

→ Les émulsions cationiques sont des émulsionsbivalentes (conviennent pour des granulats silico-calcaires).

silicate d’amine insoluble : ADHESIVITE

Granulat

H+

Bitume R - NH3+ Cl- H+SiO4

4-

H+

H+

1 : H+ passe en solution : SiO2 + H2O SiO44- + 4H+

GranulatHCl

Bitume R - NH3+ SiO4

4-

2 : Rupture de l'émulsion

HCl Granulat

R - NH3

Bitume R - NH3 SiO4

R - NH3

R - NH3

3 : Adhésivité : silicate d'amine insoluble

Chapitre IV : Utilisations des liants noirs

Rappels : structure des chaussées :Plusieurs couches dont la qualité va en croissant jusqu’à lacouche de roulement :

→ La partie “ terrassement” :- la partie supérieure du terrassement “ P.S.T. ”

(épaisseur ≈ 1m)- la couche de forme

Matériaux : sol traité, sol en place ou graves non traitées.

→ La partie “assises de chaussée” :- la couche de fondation- la couche de base

Matériaux : graves non traitées, graves traitées aux liantshydrauliques ou graves bitumineuses

→ La partie “ couche de surface ” :- la couche de liaison- la couche de roulement.

Matériaux : enrobés bitumineux, béton parfois.

I. Couches d’assises

→ Ces mélanges hydrocarbonés à chaud sont élaborés encentrale d’enrobage.

1) Enrobés à chaud

→ Grave-Bitume (GB):• Granularité : 0/14 ou 0/20

• Teneur en bitume : 4 à 5%

• Bitume utilisé plutôt dur : 35/50 ou 50/70 en général

→ Sable-Bitume (SB):• Granularité : 0/4 ou 0/6• Teneur en bitume : 3 à 4%• Bitume dur : 20/30• Peu utilisé (applications spéciales comme lescouches anti-remontée de fissures).

→ Enrobés à module élevés (EME):

• Granularité : 0/10, 0/14 ou 0/20

• Teneur en bitume : 4 à 6%

• Bitume dur : 20/30

• Enrobés de rigidité élevée : intérêt = réduire lesépaisseurs de chaussée

• Bon comportement à la fatigue et bonne résistance à l’orniérage

→ Les GB et les EME sont employés sous tout trafic, encouche de base et de fondation, en couches d’épaisseurvariant de 8 à 15 cm.

→ Types de structures:• Chaussées bitumineuse épaisses : de 15 à 40 cmd’épaisseur constituée d’une à 3 couches de GB oud’EME.

2) Graves émulsion

→ Malaxage à froid dans des centrales fixes ou mobiles→ En général, émulsion de type cationique à rupture lente

→ Émulsion composée d’un bitume de grade assez moudosé à 60% en masse environ.→ Granularité : 0/10 à 0/20

• Chaussées à structure mixte : couchebitumineuse=couche de base collée sur la couche defondation en matériaux traités aux liants hydrauliques.

• Chaussées à structure inverse : idem mais une couchede GNT est intercalé entre les deux couches.

II. Couches de surface

1) Les bétons bitumineux semi-grenus (BBSG)

→ Couches épaisses : 5 à 8 cm

→ Objectifs : couche épaisse pour protéger les couches debases (infiltration d’eau, sels de déverglaçage, ..) tout enayant une bonne résistance à l’orniérage.→ Utilisation de gravillons concassés (0/10 ou 0/14),teneur en filler (6 à 7%) et en bitume (5 à 6.5%) (bitume degrade assez dur).→ Cas particulier : utilisation de bitume durs ⇒ BétonBitumineux à Module Élevé (BBME) qui ont une rigiditéplus élevée.

2) Les bétons bitumineux minces (BBM)

→ Couches minces : 3 à 5 cm→ Objectif: entretien des couches de roulement : pas derenforcement structurel mais redonner des caractéristiquesde surface suffisantes

3) Les bétons bitumineux drainant (BBDr)

→ Teneur en bitume : 5 à 6%

→ Matériaux ouverts (porosité au moins égale à 20%) pourpermettre à l’eau de s’infiltrer.→ Granularité : 0/10, 0/14 ou 0/20 présentant une fortediscontinuité (moins de 20% de sable).→ Teneur en bitume : 4 à 6%

→ Couches minces : 3 à 5 cm

4) Les bétons bitumineux très minces (BBTM) et ultraminces (BBUM)

→ BBTM : évolution des BBM (années 80)→ Les plus employés : 0/10 discontinus 4/6 et 0/6discontinus 2/4

→ S’emploient sur des supports en bon état.

→ BBUM : évolution des BBTM (1991) : couche de 1.5 cmd’épaisseur avec un finisheur adapté.

→ Plusieurs structures d’enduits peuvent être mises enœuvre : le monocouche, le monocouche doublegravillonnage, le bicouche et le “sandwich”.

5) Les enduits superficiels

→ L’enduit superficiel est une couche de roulement defaible épaisseur constituée de couches superposées d’unliant hydrocarboné et de gravillons.

III Matériaux d’étanchéité et de protection

→ Ces matériaux ont pour rôle d’assurerl’imperméabilisation de certaines parties d’ouvragesenterrées (fondations) ou aériennes (tablier de ponts,toitures terrasses).

→ Ils doivent donc être imperméables à l’eau mais ilsdoivent aussi être souples et ductiles pour résister à lafissuration.

→ Dans le commerce, on trouve ces produits sousdifférentes formes :

• les matériaux en feuilles, livrés en rouleaux sur lechantier. Les feuilles sont soudées entre elles etcollées au support par chauffage;

• les matériaux livrés en bidon étanche utilisés à chaudou à froid.

Chapitre V : Dégradation et recyclage des matériaux organiques

I. Dégradation des polymères

1) Dégradation physique

2) Dégradation naturelle (photodégradation et oxydation)

→ Migration des plastifiants : les plastifiants sontincorporés aux matières plastiques pour diminuer leurrigidité. Au cours du temps, ils peuvent migrer ous’évaporer ⇒ perte de souplesse.

→ L’oxygène de l’air vient alors se fixer sur les carbonescréant ainsi des ponts entre les molécules ⇒ rigidificationdes matières plastiques (⇔ deviennent cassantes).

→ Les UV ont une énergie suffisante pour rompre desliaisons (double liaison sur l’exemple).

→ Action des solvants (dont l’eau) : le solvant pénètredans les chaînes moléculaires du polymère ⇒ gonflements⇒ fissures.

Fig. V.1 : Photodégradation du caoutchouc

→ L’utilisation de stabilisants permet de limiter lephénomène.

3) Dégradation sous température

→ Une élévation de température peut :• rompre les chaînes (PE),• provoquer des réactions (formation de HCl lors de lapyrolyse du PVC).

→ A la limite, la dégradation thermique provoque unecombustion qui peut :

• se propager spontanément (inflammables),• s’arrêter (auto extinguibles (PVC)).

II. Valorisation - recyclage des matières plastiques

→→→→ L’incinération :• récupération d’énergie (chaudières)• non polluante : traitement des fumées (PVC → acidechlorhydrique).

• quelques rares polymères redonnent spontanémentle monomère dont ils sont issus lorsqu’ils sontchauffés. C’est le cas du PMMA (plexiglas).

→→→→ Le recyclage chimique : complexe

• difficultés pour le recyclage chimique : propreté desdéchets et présence de PVC qui diminue la qualité desproduits obtenus.

→→→→ Le recyclage matière :• réemplois de pièces ayant déjà servi (emballagesconsignés),• nettoyage et tri des déchets (souvent par différencede densité) ⇒ réutilisation de polymères « purs ».

Applications de polymères triés :• traitement des bouteilles en PVC pour la fabricationde sacs poubelles, de tuyaux d’arrosage ou de fibrestextiles.• automobile : ex.: recyclage de polypropylène despares-chocs qui donnent naissance à de nouveaupare-chocs.

III. Pathologies des liants hydrocarbonés→ Trafic + intempéries ⇒ la surface et le corps deschaussées se dégradent.

→ Principaux désordres :• arrachement des gravillons (en hiver (fragilité duliant), en été (susceptibilité du liant)),• décollement de l’enduit (mauvaise préparation dusupport),• ressuage par temps chaud (remontée du liant),• fissuration.

→ Conséquences :- orniérage,- fissures,- nid de poule.

Fig. V.2 : Types de dégradation des couches de roulement

« Nid de poule »

IV. Recyclage des liants hydrocarbonés

→ Les enrobés à recycler sont obtenus soit par fraisage,soit par concassage de plaques de relevage.→ L’utilisation de ces “ déchets ” peut s’effectuer en placeou en centrale et permet la réalisation de couche de base,de liaison ou de roulement.

→ Cette technique, qui permet de réduire les coûts etl’impact environnemental, est adaptée à la plupart deschaussées.