L’origine et l’impact des liants hydrocarbonés sur l’environnement

Qu’est-ce qu’un liant hydrocarboné ?

Les liants hydrocarbonés sont des produits issus de la distillation de la houille (charbon minéral) et du pétrole, utilisés traditionnellement dans les Travaux publics pour la confection de couches de roulement comme les enrobés ou les enduits routiers.
Les principaux liants hydrocarbonés sont :

• le goudron
• le bitume

Le goudron est issu de la distillation de la houille. Sa fabrication étant jugée trop polluante, et son utilisation risquée pour la santé, ce liant n’est plus utilisé ni fabriqué de nos jours.

Le bitume est issu de la distillation du pétrole, c’est aujourd’hui la seule gamme de liants utilisée dans les Travaux publics. En chauffant le pétrole à 400 °C, celui-ci se sépare en différents composants gazeux et liquides (gaz, essence, diesel, huiles…). Le bitume fait partie des éléments lourds, résidus de la colonne de distillation.

La production du bitume est directement corrélée à la production de pétrole, elle-même liée à :

• la capacité de production mondiale
• la quantité de ressources restantes et exploitables

Le pic pétrolier (Peak Oil), c’est-à-dire le moment où la production arrive à son maximum, est attendu pour 2025. Cette date dépassée, les réserves les plus accessibles étant épuisées, l’extraction du pétrole est de plus en plus difficile et coûteuse, ce qui remet en cause sa rentabilité et nous oblige à nous tourner vers d’autres sources d’énergies fossiles ou renouvelables.

Afin d’anticiper la décroissance de la production de pétrole, et son impact sur la production de bitumes, les entreprises de Travaux publics, et en particulier les producteurs d’enrobés développent des alternatives de liants bio-sourcés, issus de résidus végétaux (déchets de la sylviculture et de l’industrie papetière).
Avec un succès croissant et des expérimentations sur le terrain, des entreprises comme Colas, Eiffage ou Avantium ont breveté des solutions techniques vertes utilisant 0 % de pétrole. D’autres solutions mixtes ont permis de réduire de 50 % la part du pétrole dans les formulations de liants.

Quels liants hydrocarbonés utilise-t-on dans les TP ?

Le bitume utilisé dans les Travaux publics peut prendre plusieurs formes, et provenir d’origines diverses. Dans un grand nombre de cas, le bitume est mélangé à des additifs pour en contrôler ou en améliorer les caractéristiques et en particulier la viscosité.

On rencontre le :

• bitume pur : c’est l’utilisation la plus fréquente pour une utilisation « à chaud »
• bitume fluidifié : on y ajoute des produits comme du kérosène (essence très légère) pour le rendre plus ouvrable à froid
• bitume fluxé : on ajoute des huiles au bitume pour faciliter l’utilisation à froid ; des recherches sont en cours pour utiliser des huiles végétales de colza ou de tournesol
• émulsions de bitume : on ajoute de l’eau pour créer une émulsion et faciliter l’ouvrabilité et l’utilisation à froid
• bitume spécial : des additifs sont ajoutés au bitume pour lui apporter des propriétés particulières (bitumes clairs, bitumes pigmentés, etc.)

Quels liants hydrocarbonés pour quels matériaux ?

Les matériaux bitumineux utilisés en Travaux publics désignent des mélanges de granulats et de bitume, appelés :

• enrobés bitumineux, lorsque granulats et liants sont mélangés avant application
• enduits routiers, lorsque granulats et liants sont mis en œuvre séparément par couches successives

Ces matériaux possèdent de nombreuses propriétés :

• drainant, pour évacuer les eaux de ruissellement lors d’intempéries
• rétro-réfléchissant, pour être vu de nuit
• coloré, pour s’intégrer dans des aménagements esthétiques
• acoustique pour limiter les bruits de roulement, etc.

En fonction des travaux envisagés, on utilise les matériaux suivants :

• Entretien de voirie
  • enduits superficiels monocouche, bicouche ou sandwich
  • bétons bitumineux à froid
• Sur les couches de surface (liaison ou roulement)
  • enrobés épais : bétons bitumineux semi-grenus (BBSG), à module élevé (BBME) ou souples (BBS) pour des épaisseurs de 5 à 10 cm
  • bétons bitumineux minces (BBM) ou drainants (BBDr) pour des couches de 4 à 5 cm
  • bétons bitumineux très minces (BBTM) ou ultra minces (BBUM) pour des couches de roulement de 1,5 à 2,5 cm d’épaisseur
• Pour les couches d’assise
  • grave-bitume utilisant peu de bitume
  • enrobés à module élevé un peu plus riche en bitume
  • grave-mousse obtenu en incorporant du bitume chaud en mousse à des granulats froids pour des couches entre 7 et 15 cm

Les couches inférieures de la chaussée dites « de forme » constituent le « blanc » et ne contiennent pas de liant hydrocarboné.