Technique et chantier

TP Le recyclage tient la route

Mots clés : Démarche environnementale - Développement durable - Maîtrise d'ouvrage - Marché de lénergie - Matériel - Equipement de chantier - Produits et matériaux - Réseau routier - Travail

Dans le sillage du Grenelle de l’environnement, pouvoirs publics et entreprises se sont engagés, début 2009, à développer et généraliser le recyclage des routes. Des engagements rendus possibles par l’arrivée à maturité des techniques de recyclage des enrobés. En centrale ou sur le site, à chaud ou à froid, elles conjuguent économie de matériaux et d’énergie par rapport aux techniques traditionnelles. Parallèlement, des axes forts de recherche sont lancés, en France et en Europe, pour augmenter le taux de recyclage des agrégats d’enrobés et associer le recyclage à d’autres techniques environnementales performantes.

Le recyclage des routes serait-il enfin en passe de prendre son envol ? Ces trente dernières années, les techniques se sont fortement développées pour arriver à un niveau de maturité que personne ne conteste plus. Pourtant, durant cette période, hormis dans quelques régions pauvres en granulats, la commande par les maîtres d’ouvrage n’a jamais reflété cet état de l’art. Mais deux initiatives fortes ont été prises coup sur coup début 2009 afin de donner une impulsion salutaire.

Le 9 février, une circulaire du MEEDDM (ministère de l’Ecologie, de l’Energie, du Développement durable et de la Mer) demandait à l’ensemble des maîtrises d’ouvrage de l’Etat d’autoriser un minimum de 10 % d’agrégats d’enrobés recyclés dans les formulations, et d’ouvrir systématiquement les appels d’offres aux variantes, en établissant un critère de notation lié au taux de recyclage. Un mois plus tard, les professionnels de la route, représentés notamment par l’Usirf (Union des syndicats de l’industrie routière française) et la FNTP, s’engageaient avec le ministère et les départements (représentés par l’Assemblée des départements de France) à recycler, d’ici à 2012, 60 % des fraisats issus de la déconstruction routière. Soit près du triple des quantités actuellement recyclées : on estime à 23 % le taux d’agrégats d’enrobés (ou fraisats) issus de la déconstruction routière réutilisés dans des enrobés.

« Les agrégats sont trop souvent réutilisés en remblais, explique Jean-Louis Marchand, président de l’ATR (Association technique de la route) et de la commission développement durable de la FNTP, alors qu’ils pourraient l’être dans les couches supérieures des chaussées. Un gâchis, puisque les propriétés du bitume (qui coûte plus de 300 euros la tonne !) ne sont pas mises à profit, alors qu’on sait les réactiver. Notre engagement à recycler 4 millions de tonnes d’agrégats en 2012 conduira à une économie de 200 000 tonnes de bitume dans l’année, ce qui correspond à la production annuelle d’une raffinerie de taille moyenne ! Ce n’est pas rien ! » D’autant qu’avec la raréfaction de la ressource pétrole, le prix du bitume « neuf » est inexorablement voué à augmenter, les pétroliers le « craquant » de plus en plus souvent pour le transformer en pétrole.

Un choix de techniques selon les spécificités du chantier

Circulaire ou convention d’engagement, ces initiatives sont avant tout rendues possibles par l’épanouissement des techniques. Normes françaises et européennes sur les agrégats, guides CFTR/Sétra, un ensemble de corpus technique détaillant les produits et les process de mise en œuvre des techniques de recyclage encadre en effet aujourd’hui la profession (voir « En savoir plus »). Les techniques existantes et éprouvées sont nombreuses : recyclage in situ ou en centrale d’enrobage, à chaud ou à froid ; ce large panel permet de faire son choix en fonction des spécificités du chantier. En centrale d’enrobage, fixe ou mobile, ce sont les techniques à chaud avec recyclés qui sont les plus utilisées. Et aucune couche de chaussée n’échappe désormais à cette technique.

La couche de roulement, longtemps considérée comme la couche « noble » et à ce titre exempte de recyclés, incorpore désormais classiquement 10 % de recyclés pour les chantiers importants. Dans les couches d’assise, ce taux monte couramment à 30 %. Un précepte est en tout cas maintenant établi de manière sûre : « L’incorporation de 10 % d’agrégats recyclés dans les formules d’enrobés ne pose aucun problème, quelles que soient la provenance et la qualité des agrégats », assure Christine Leroy, directrice technique de l’Usirf, confirmant les prescriptions de la circulaire du 9 février.

A ce très faible taux, la centrale d’enrobage ne nécessite que quelques aménagements légers, comme l’ajout d’un organe de pesage ou une vitesse adaptée de malaxage. Au-delà, l’insertion d’un anneau de recyclage dans la partie médiane du tambour sécheur, l’ajout d’un tambour à contre-flux ou mieux encore d’un second tambour tiédisseur dédié aux recyclés, permettent de ne pas endommager le bitume des agrégats en l’exposant à une température trop élevée.

Meilleures performances avec des enrobés recyclés

Paradoxalement, les enrobés avec recyclés peuvent avoir de meilleures performances mécaniques que des enrobés « neufs », notamment pour les couches d’assises. « Chimiquement, le bitume vieux  » colle  » très bien au bitume d’apport », explique François Olard, de la direction R & D d’Eiffage Travaux publics. Une affinité qui améliore également l’aptitude au compactage. En revanche, une teneur en eau élevée dans les agrégats peut affecter les caractéristiques des granulats et diminuer le rendement de la centrale. C’est pour cela « qu’il faut surveiller de près les taux d’humidité des stocks d’agrégats ». Si toutes les couches de chaussées incorporent des recyclés, toutes les catégories de routes peuvent également être recyclées : des chaussées à fort trafic comme les autoroutes sont même particulièrement adaptées. « Souvent l’historique des structures de chaussées d’autoroutes est très bien connu, explique François Olard. Ceci permet de réaliser un fraisage couche par couche qui donne une grande homogénéité aux agrégats et permet d’incorporer de forts taux de recyclés dans la nouvelle route. L’idéal étant de pouvoir recycler une couche de roulement en une autre couche de roulement, ou une couche d’assise en une autre couche d’assise, les caractéristiques recherchées étant similaires ».

Bien que mûres, les techniques s’affinent et de nombreux travaux de recherche, lancés aussi bien par les entreprises que par les laboratoires de recherche du Réseau scientifique et technique (RST) sont menés de front. Le recyclage à très fort taux (au-delà de 50 %) est mis en œuvre en France par une entreprise comme Eiffage travaux publics, qui a pu atteindre des taux maximums de 70 %. Améliorant encore l’économie d’énergie générée, la production d’enrobés recyclés « tièdes » est un axe fort de recherche, qui trouve déjà des applications de terrain (voir page suivante).

Enfin, des recherches actuelles visent à répondre à la question : « Combien de fois une route peut-elle être recyclée en elle-même ? » Tout dépend en fait de la perte de qualité des bitumes et des agrégats liée au vieillissement de la chaussée (voir encadré ci-dessus).

100 % des fraisats sont recyclés sur le site

In situ, ce sont les techniques à froid, à l’émulsion ou à la mousse de bitume, qui ont la faveur des professionnels. Schématiquement, les étapes de ce recyclage sont les suivantes : une fraiseuse ou une raboteuse fragmente et décohésionne les matériaux de l’ancienne chaussée sur 5 à 20 cm en moyenne. Puis de l’émulsion, de la mousse de bitume ou un liant hydraulique est ajouté. Le tout est malaxé puis est répandu au finisseur. Le compactage vient achever le processus. Après une période de stabilisation de quelques jours, la couche de roulement peut venir couronner le tout. Toutes ces fonctions peuvent être regroupées au sein d’une même machine sophistiquée (Novacol de Colas par exemple). « L’avantage du recyclage in situ est que 100 % des couches fraisées sont réutilisées en place », explique Michel Ducasse, directeur des ressources techniques d’Eurovia.

Si la méthode encombre la voie publique pendant un temps limité, se rapprochant des conditions d’un chantier furtif, elle demande une auscultation et un diagnostic préalables approfondis de la chaussée, afin de s’assurer de la qualité du gisement des matériaux en place (liant et granulats). « Il ne faut pas faire l’impasse sur cette étape, alerte Michel Ducasse, car c’est là qu’on va pouvoir réduire les risques ». C’est dans cet esprit que les entreprises suggèrent aux maîtres d’ouvrage de leur laisser plus de temps pour répondre aux appels d’offres, ou au moins d’augmenter le poids des critères environnementaux lors de la notation des offres. Si la technique est efficace et permet d’économiser énergie et ressources naturelles, elle peut s’avérer plus coûteuse qu’une technique traditionnelle.

Là, le maître d’ouvrage a encore un rôle primordial à jouer. « Afin d’amortir le coût des études préalables et de la technologie utilisée, il faut que le maître d’ouvrage constitue un marché suffisamment important, en réunissant trois ou quatre chantiers initialement prévus pour être décalés dans le temps par exemple », suggère Patrick Diény, président de l’Association des directeurs de services techniques départementaux (ATSTD).

Vaincre la frilosité des maîtres d’ouvrage

Bien qu’ambitieux, le recyclage en 2012 de 60 % de « déchets » d’enrobés promis par la profession reste pourtant en deçà des taux pratiqués par nos voisins européens (voir encadré p. 66). Les CCTP français font encore trop souvent figurer des alinéas du type « Aucun recyclage n’est autorisé ». Mais alors comment faire pour vaincre les réticences et la frilosité de certains maîtres d’ouvrage, qui considèrent – à tort – la route recyclée comme une route de moindre qualité ? Pour Patrick Diény, « ce n’est qu’en fédérant les maîtres d’ouvrage routiers que le recyclage pourra se diffuser et s’implanter durablement ». Ainsi, aux côtés des engagements forts des parties publiques et privées pris à travers la convention d’engagement volontaire et la circulaire du 9 février, deux instances pourraient permettre de renouer le dialogue interprofessionnel qui s’est tari depuis la décentralisation : les Cotita (Conférences techniques interdépartementales des transports et de l’aménagement), créées en 2007, et le futur Institut français de la route et des infrastructures de transport (Ifrit) (voir encadré p. 64).

Parallèlement, la création d’un écocomparateur commun à toutes les entreprises routières (voir ci-contre) permettra aux maîtres d’ouvrage d’y voir plus clair dans les variantes présentées par les entreprises. Par ailleurs, plusieurs acteurs plaident pour le renchérissement de la mise en décharge des agrégats de la route (voir l’avis de l’expert Jean-Louis Marchand p. 61), qui permettrait de passer d’une économie linéaire à une économie circulaire. Une mesure qui s’avérerait d’autant plus pertinente qu’il est devenu très difficile d’ouvrir une carrière, comme le rappelle Chantal de la Roche, directrice de la division SMIT du LCPC (Laboratoire central des ponts et chaussées), et qu’il le sera encore plus dans le futur.

Les experts ont fait leur travail. L’heure est aux choix politiques. Et, résume Michel Ducasse , « le jour où l’on considérera une formule d’enrobé uniquement sur ses performances et non plus sur ce qu’on y a mis, à l’instar des produits en acier, ce jour-là, le recyclage aura gagné son pari ».

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L'EXPERT Jean-Louis Marchand, président de l'Association technique de la route et de la commission développement durable de la FNTP.

« Aujourd’hui, recycler les routes, ce n’est plus de l’innovation, ni même du développement »

« C’est pour donner une impulsion que les entreprises routières se sont engagées via la convention d’engagement de mars 2009 à recycler 60 % des fraisats issus de la déconstruction routière d’ici à 2012. Car la France est en retard ! Alors que nos voisins néerlandais, allemands ou américains les recyclent à 80 % dans les routes, nous n’atteignons aujourd’hui que 23 %. Pourtant la France est à la pointe. Aujourd’hui, recycler les routes, ce n’est plus de l’innovation, ni même du développement : les techniques sont maîtrisées. Nous essayons donc de faire évoluer les mentalités. La Directive déchets 2008-98 CE nous permettra d’ailleurs de définir les spécifications des produits utilisant des agrégats d’enrobés ; les maîtres d’ouvrage, parfois réticents devant les matériaux recyclés, pourront être rassurés, puisque l’équivalence de ces produits avec ceux utilisant des matériaux dits naturels pourra leur être garantie.

Nous travaillons aussi avec les services de l’Administration à la rédaction d’un guide d’utilisation des matériaux recyclés destiné à tous les acteurs de la route. Enfin, pour accélérer la pratique du recyclage, il faut créer des observatoires régionaux de suivi des flux de déchets ; c’est un préalable, comme l’est le renforcement de la lutte contre les décharges sauvages, à la mise en place d’une taxe éventuelle sur les matériaux entrant dans les installations de stockage de déchets inertes. Pour mettre en place ces observatoires régionaux, et pour définir une stratégie du recyclage, nous demandons la création, au sein du Conseil national des déchets, d’un groupe spécialisé dans les déchets du BTP. »

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Chiffres clés

40 millions de tonnes d’enrobés sont produites par an en France

6,5 millions de tonnes de fraisats, de croûtes d’enrobés et de rebuts de fabrication récupérées par an. Sur cette quantité, 23 % sont recyclées en centrale (soit 1,5 million de tonnes). L’objectif est de porter ce taux à 60 % (soit 4 millions de tonnes) d’ici à 2012.

Avec 980 000 km,la route représente un extraordinaire gisement de matériaux bitumineux.

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Recherche En route vers la chaussée multirecyclable ?

Le bitume est-il indéfiniment recyclable ? Le LRPC d’Aix-en-Provence (Cete Méditerranée), partenaire du programme Optimirr mené par le LCPC, entreprend de répondre à cette question ardue. Un agrégat d’enrobé est constitué de granulats noyés au sein d’un liant bitumineux vieilli. Lorsqu’on incorpore des agrégats d’enrobé dans la fabrication des enrobés neufs, le bitume « vieux » des agrégats, rendu cassant par son oxydation au contact de l’air tout au long de la vie de la chaussée, se mélange avec le bitume d’apport « neuf » sous l’effet du chauffage. Il est essentiel que ce mélange soit homogène pour garantir de bonnes performances au produit fini.

Le bitume vieilli est remobilisé…partiellement

Pour observer les mécanismes de mélanges des deux liants, les chercheurs devaient pénétrer au cœur de la matière. Ils ont pour cela fait appel à deux technologies de pointe, jamais utilisées jusque-là dans le domaine routier : la micro-spectroscopie par rayonnement synchrotron, pour l’utilisation de laquelle les portes du Synchrotron de Grenoble leur ont été ouvertes (grâce au Cerege), et la micro-spectroscopie infrarouge ! Par cette dernière technique, des molécules oxydées (les fonctions carbonyles) caractéristiques du bitume vieilli ont pu être minutieusement observées à l’échelle du micron. Et ce à chacune des étapes de la vie d’un enrobé modèle de laboratoire : l’enrobage initial à partir des matériaux neufs, le vieillissement du matériau, et enfin le recyclage de l’échantillon. Les conclusions d’étapes de l’étude sont pour l’instant qualitatives : lors du recyclage, le bitume vieilli est bien re-mobilisé par le bitume neuf d’apport. Mais le bitume vieilli s’accumule par endroits (voir illustration ci-dessus) : l’homogénéité du mélange n’est que partielle. Il reste donc à savoir quelle quantité de liant vieilli peut effectivement être considérée comme re-mobilisable lors d’un recyclage. Les essais en laboratoire terminés, la prochaine étape de l’étude consistera à tester un échantillon d’agrégat, mais prélevé cette fois in situ.

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Expérimentation Les enrobés semi-tièdes à fort taux de recyclés testés sur un chantier

Fusionner les techniques de fabrication des enrobés semi-tièdes et de recyclage à fort taux. Tel est le challenge environnemental que s’est proposé de relever Eiffage travaux publics grâce à son procédé Efeme (pour « enrobés à forte économie de matériaux et d’énergie »). Cette technique innovante, sélectionnée lors de l’appel à projets d’innovation routière relancé en 2007, a pu être expérimentée sur la RD 817, aux portes de Toulouse, dans le cadre d’un protocole technique co-signé par le conseil général de Haute-Garonne et le LRPC de Toulouse.

Route très fréquentée

Disposant d’une section d’un kilomètre de chaussée sur cette route fortement circulée (trafic T0), l’entreprise a pu tester les impacts respectifs du taux d’incorporation d’agrégats dans le mélange et de la température de fabrication. Différentes planches d’essais ont ainsi été mises en œuvre. En couche de roulement, trois formulations d’un BBSG 0/10 classe 3 ont été mises en œuvre : une à chaud avec 10 % d’agrégats, et deux en semi-tiède (procédé EBT d’Eiffage travaux publics) avec respectivement 10 % et 40 % d’agrégats. En couche de base, là encore trois formulations ont été expérimentées, mais cette fois à partir d’une grave-bitume 0/14 classe 3 : deux à chaud avec respectivement 10 % et 50 % d’agrégats, et une en semi-tiède avec 50 % d’agrégats. Toutes formules confondues, le tonnage global mis en œuvre est de 8 000 tonnes.

Alors que la mise en œuvre des enrobés en octobre 2008 s’est parfaitement déroulée, un suivi sur trois ans assuré par le LRPC permettra de constater la durabilité d’un tel procédé. Le LCPC de Nantes a pu profiter de l’occasion pour effectuer des mesures environnementales sur la centrale de fabrication des enrobés et sur le chantier de mise en œuvre afin d’établir un inventaire du cycle de vie propre à cette technique.

Parallèlement à ce chantier, une expérimentation se déroulant dans le cadre de la procédure nationale de relance de l’innovation est menée. Mais le lieu et le contenu exacts de ce projet font l’objet d’une convention confidentielle. Il faudra attendre quelques années avant que le Sétra puisse en tirer un avis définitif.

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Deux initiatives pour renforcer le dialogue interprofessionnel

Pour développer le recyclage des routes, les expériences doivent être diffusées. C’est la mission des Conférences techniques interdépartementales des transports et de l’aménagement et du futur Ifrit.

Dans la convention d’engagement volontaire des entreprises, il est inscrit qu’un Institut français de la route et des infrastructures de transports (Ifrit) serait créé d’ici à 2012. Conçu comme un CFTR (Comité français pour les techniques routières) aux missions élargies, il sera composé autour de ce dernier et du comité français de l’AIPCR (Association mondiale de la route). Les départements et les bureaux d’ingénierie compléteront la représentativité des membres. En regroupant tous les acteurs au niveau national, l’institut restaurera l’équivalent de la doctrine unique qui émanait du RST (Réseau scientifique et technique) avant la décentralisation. Ce lieu d’échanges doit être un terreau fertile en innovations.

Les Cotita (Conférences techniques interdépartementales des transports et de l’aménagement) permettent aux nouveaux maîtres d’ouvrage « départements » de dialoguer avec le RST, notamment par le biais des Cete (Centres d’études techniques de l’équipement). Créées en 2007, elles répondent à un besoin de terrain. A travers des clubs-métiers et des journées techniques, ce sont des lieux d’échanges nourris, où les expériences sont partagées et où les maîtres d’ouvrage expriment leurs besoins auprès du RST qui les écoute. Les compétences n’étant pas réparties homogènement en France, les Cotita opèrent un transfert de connaissances salvateur. Elles abordent aussi les problématiques de l’aménagement et du bâtiment.

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EN SAVOIR PLUS

Convention d’engagement volontaire consultable sur http://www.usirf.com/actua.php

Guides Sétra : « Retraitement en place à froid des anciennes chaussées » (2003), « Retraitement des chaussées et recyclage des matériaux bitumineux de chaussées » (2004), « Utilisation des normes enrobés à chaud (2008).

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A l'étranger, nos voisins recyclent 80 % de leurs agrégats

Si la France est en pointe techniquement sur la fabrication d’enrobés à très forts taux de recyclage (jusqu’à 70 %), notre pays pèche par la proportion d’agrégats effectivement réemployés. En ce domaine, les exemples à suivre se situent notamment en Hollande (voir avis d’expert ci-contre), en Allemagne, ou encore aux Etats-Unis, pays qui réemploient plus de 80 % des agrégats issus de la déconstruction des routes. Côté recherche, le Réseau scientifique français est associé à de nombreuses opérations européennes comme Reroad ou Direct-Mat. Le projet Reroad, démarré en février 2009, considère la route comme un gisement de matériaux. Le seuil visé de réutilisation des matériaux bitumineux est ainsi porté à 99 %, tout en cherchant à maximiser le taux d’agrégats dans les couches neuves. Le projet Direct-Mat, qui commence tout juste, entreprend de constituer une base de données européenne sur les pratiques du recyclage dans tous les pays, avec, à terme, l’élaboration d’un guide technique.

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L'EXPERT Martin Van de Ven, université de Delft

«En Hollande, la mise en décharge coûte cher»

« En Hollande, le recyclage des enrobés est extrêmement courant. C’est que, contrairement à la France qui dispose historiquement de nombreuses carrières, la Hollande a dû s’adapter très vite à une pénurie structurelle de granulats. Ainsi nous recyclons 80 % des agrégats issus de la déconstruction routière. Il n’y a pas d’obligation de recyclage, mais des mesures incitatives comme un prix prohibitif de mise en décharge ont été instaurées. Au total, 30 % de la production d’enrobés à chaud est constituée d’agrégats. En revanche, nous limitons le taux d’agrégats en assise à 50 %, par méconnaissance de la tenue en fatigue des couches à plus forts taux. »

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Logiciels Un écocomparateur unique pour le calcul des performances environnementales

«Ecologiciel », « Gaïa », ou « calculette CO2 », les noms de ces logiciels de calcul de bilans environnementaux développés respectivement par Colas, Eurovia et Eiffage travaux publics appartiendront bientôt au passé. L’Usirf a, en effet, eu la judicieuse idée de fusionner ces trois logiciels en un seul, dénommé « Eco-variantes ».

Maîtres d’ouvrage et maîtres d’œuvre seront ainsi plus à même de juger de la pertinence environnementale de la proposition d’une entreprise. Les bases de calcul pour les émissions de gaz à effet de serre étant les mêmes pour l’ensemble des candidats, les variantes environnementales proposées pour un même appel d’offres pourront en effet être comparées point par point. Trois critères seront pris en compte : l’énergie et les ressources naturelles économisées, ainsi que le CO2 émis. Le logiciel calculera les trois critères pour les étapes de production, de transport et de mise en œuvre des enrobés. En mutualisant les bases de données des logiciels existants, il sera plus performant que chacun d’eux. Actuellement en projet, sa mise en place est programmée pour début 2010. Une certification par l’Ademe est prévue pour donner des gages de qualité aux donneurs d’ordres.

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Filières de recyclage des agrégats d'enrobés

Recycler la route en elle-même. Cette belle idée est actuellement loin d’être acquise puisque 77 % des agrégatsd’enrobés issus de la déconstruction routière sont perdus pour la route. En revanche, les taux de recyclés dans les nouvelles couches de chaussée sont parfois très importants (jusqu’à 70 %) : ces taux élevés peuvent être atteints grâce à un fraisage couche par couche de l’ancienne chaussée, qui permet de constituer des stocks d’agrégats homogènes, et à une centrale d’enrobage performante.Chiffres Usirf 2007 sauf chiffre 2003 (*).

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