PowerPoint Template · 2016. 1. 22. · Title: PowerPoint Template Author: Daniel Bissonnette Created Date: 1/22/2016 10:00:33 AM

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Groupe Conseil SCT Formulation des enrobés pour recyclage en centrale

Par : D. Bissonnette

Services techniques spécialisés pour les entrepreneurs – Bétons / Enrobés / Matériaux / Litiges Impartition technique – Services de laboratoires

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Sujets qui seront discutés

Les sujets

Matières premières;

Limitations et considérations;

Formulation;

Enjeux de laboratoire;

Enjeux lors de la production;

Conclusion


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Introduction

Le recyclage

L’utilisation des matériaux recyclés comporte son lot d’avantages techniques et commerciaux

dont, entre autre :

Réduit le besoin en matières premières (bitume, granulats, combustibles, etc);

Peut donner un avantage compétitif;

Peut améliorer les caractéristiques des produits finis;

Peut réduire l’empreinte écologique


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Introduction

Le recyclage

L’utilisation des matériaux recyclés comporte aussi des enjeux dont, entre autre :

Équipements, dosages, techniques, philosophie des équipes;

Limites imposées;

Propension au recyclage de la clientèle;

Contre-performances.

Ces aspects seront parcourus puisqu’ils ont un impact sur la formulation.


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Matières premières

Nature

La nature des matériaux recyclés dicte les techniques requises:

• Granulats bitumineux recyclés (GBR);

• Résidus de plannage

• Bardeaux;

• Verre/amiante/béton;

• Caoutchouc.

Il est essentiel de bien connaître la nature des matériaux et s’assurer qu’elle est compatible aux

besoins commerciaux


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Caractérisation

Il n’est pas possible d’envisager d’avoir une formule fiable ou une production homogène sans un

bon contrôle. Le contrôle requis est constitué entre autre de :

• Une caractérisation fiable :

• Tri à la réception;

• Homogénéité;

• Stratégie de produits.

• Cadences de contrôle adéquates ;

• Contrôle en production.


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Considérations

La préparation et la mise en réserve sont des étapes cruciales pour maintenir une qualité et une

consistance au niveau des enrobés:

La gestion des matières premières n’est pas une question de moyenne;

Planification du produit doit être fait en fonction des besoins;

Établissement des calibres en fonction des formules et objectifs;

Considération environnementale;

Constance des produits;


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Considérations

Défi : Bon contrôle à la réception et en production;

Éviter les accumulations;

Contrôler l’humidité;

% de bitume et granulométrie;

Ajouter à votre CA une clause de gestion de produit recyclable;

Les matériaux recyclés ne doivent pas être contaminé par la suite – c’est un matériau contrôlé

au même titre que les autres granulats.

UNE RÉSERVE DE MATIÈRES RECYCLÉES CONTRÔLÉES N’EST PAS UN FOURRE-TOUT !


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Considérations

L’idéal est de contrôler au maximum l’humidité des matériaux recyclés:

Suivant le calibre, conserve autant l’eau qu’une criblure;

Plus l’humidité est élevée, plus il faut chauffer et moins la production est bonne;

Problème de moussage;

Problème de dosage;

Plusieurs entreposent les matériaux recyclés sous un abris.


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Limitations et considérations

Règles

Plusieurs limitations sont à considérer pour qu’une formulation soit réaliste et bien planifiée:

• Limitations normatives;

• Type de liant

• Type de client et sa propension au recyclage (nature des devis);

• Règles environnementales:

• Entreposage plus complexe des GBR;

Enjeux sur l’utilisation des bardeaux BPF/C avec fibre de verre;

Plainte pour l’émanation provenant des bitumes HRD.


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Règles

Les donneurs d’ouvrages se fient en général au MTQ. Certains exclus encore l’utilisation des

matériaux recyclés ou les techniques de recyclages dans leurs travaux, ce qui est dommage.

MTQ :

Ailleurs, certains autorisent 40% de GBR, il y a même des projets avec plus de 50 %;

Cette limite peut-être plus élevée dans les enrobés tièdes et semi-tièdes;

On vise un rapport 50/50 dans les mélanges recyclés à froid en place.

GBR Bardeaux Post -Fabrication (BPF) et Post-

Consommation (BPC)

Surface autoroute 10 % max

Autres usages 20 % max

Surface autoroute = Non

5% en couche de base

3% en couche de surface


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Centrale

La formulation est aussi limitée par la centrale. Il faut donc considérer les éléments suivants :

Équipement disponible;

Capacité d’introduction/mode;

Entreposage/disponibilité;

Dosage/contrôle.


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Formulation

Technique

La meilleure technique?

Plusieurs techniques de formulation peuvent être utilisées ou combinées de celles-ci:

• Méthode Marshall

• Méthode Marshall modifiée (méthode Illinoise)

Méthodes volumétriques :

• Bailey

• Superpave

• Hveem

• LC

La technique dépend du mélange visé et de la technique de production.


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Formulation

Importance de la

caractérisation

Au point de départ, il est essentiel que les matériaux soient adéquatement caractérisés:

• Bitume;

• Densité;

• Granulométrie;

• Nature des matériaux.

À partir des réserves disponibles, il faut établir les quantités suffisantes et représentatives au

laboratoire pour éviter de travailler avec des matériaux différents en cours de réalisation.

« Soyez toujours en mesure d’établir une relation entre vos données »


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Formulation

Paramètres

Lorsque nous planifions la formulation avec matériaux recyclés et la prépartion des matériaux, il

faut tenir en compte les paramètres suivants :

• Plus nous voulons utiliser du recyclé, plus il faut contrôler la constance du produit et son

processus de fabrication;

• GBR durcit le bitume – effet sur le grade du bitume;

• Considération du bitume actif lors de la mise en oeuvre;

• Bitume considéré mobilisable


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Formulation

Paramètres

Au Québec, le MTQ considère qu’un enrobé contenant moins de 20% n’a pas d’effet significatif sur

le grade de bitume.

Selon l’AASHTO:

• < 15% - Pas d’effet

• 15% - 25% - demande de prendre un PG d’un grade inférieur

• > 25% - suivre les recommandations de combinés de la norme M323

« Le bitume provenant du recyclé ne se comporte pas comme un bitume neuf »


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Formulation

Paramètres

Bien établir les paramètres de formulation:

• Combien de mélanges recyclés / la gamme / politique / BESOINS;

• Dosages acceptés vs. capacité de l’équipement;

• Mode d’introduction à l’usine vs. laboratoire;

• Type de liant;

• Technique de recyclage;

• Méthodes de formulation exigées.


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Enjeux au laboratoire

Objectifs

Lorsque l’on lance en laboratoire une formulation, il faut viser entre autre, ces objectifs :

1. S’assurer de travailler avec des données réalistes peu importe les valeurs obtenues;

2. Établir les paramètres de travail pour l’ensemble des formules devant être réalisées;

3. Utiliser une méthode de travail qui sera la plus représentative de ce qui se passera à l’usine;

4. S’assurer que le mélange sera reproductible;

5. Tenter de se conformer aux exigences.


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Enjeux de laboratoire

Formulation

Il faut ensuite :

Déterminer la marge de manoeuvre – optimisation des carcatéristiques en fonction des

variantes;

Valider les résultats;

Optimiser la granulométrie;

La formule doit être répétable;

Établir les paramètres de contrôle et essayer la formule selon les paramètres de contrôle.


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Formulation

Pour travailler en laboratoire :

Il faut avant tout bien connaître les paramètres volumétriques ;

Travailler avec des matériaux identiques;

Établir des relations entre les mélanges d’une même famille;

Fabriquer les mélanges selon les mêmes séquences et mêmes prémisses de base;

FAIRE les essais, il est possible de passer n’importe quelle courbe par un seul point;

Ne pas rejeter un point marginal sans se poser de questions


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Formulation

Les densités : Il faut faire les vérifications de rigueur.

1- L’établissement d’une densité maximum à une teneur en bitume fixe vous révèle la vraie

densité de votre combiné granulaire.

2- Pour les bardeaux, la densité des bardeaux est considérée égale à la densité brute du combiné

granulaire.


0,00; 2,700

4,30; 2,544

4,80; 2,526 5,30; 2,508

2,4 2,44 2,48 2,52 2,56

2,6 2,64 2,68 2,72 2,76

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00

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Formulation

La granulométrie : Il faut obtenir un combiné granulaire permettant :

1- Obtenir une bonne proportion de mastic bitumineux en fonction de la pierre dans le mélange;

2- Une masse volumique adéquate pour accepter les variations normales en bitume.


0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

100

0 2 4 6

% P

assan

t

Dimension des particules (0.45)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

100

0,01 0,1 1 10 100

% p

assan

t

Dimension des particules (mm)

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Formulation

Sur la base des densités - Établir les dosages en bitume

1- En tenant compte du bitume du GBR ou le bitume mobilisable selon le bardeau d’asphalte.

2- En tenant compte de la constitution du recyclé

3- En tenant compte de la variation statistique potentielle de la centrale et des matériaux recyclés.

4- Établir le comportement du mélange et sa sensibilité aux variations


Bardeaux post-fabrication Bardeaux post-consommation

40 % du bitume considéré mobilisable 25 % du bitume considéré mobilisable

GBR Bardeaux

95-97 % de granulats

3-5 % de bitume oxydé

70-80 % de granulats fins

20-30 % de bitume oxydé

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Formulation

Essais selon les exigences locales:

Québec - MTQ → Norme 4202 → Méthodes LC;

Villes → Normes 4202 et 4201 → Méthodes LC.

Établir les essais de performance requis:

Tenue à l’eau;

Orniéreur;

Fatigue, susceptibilité à la fissuration thermique, Etc.

PCG → courbe de l’aptitude au compactage donne de l’information très précieuse.

Une formule est « bonne » pas seulement si les résultats d’origines sont bons et que les

calculs fonctionnent … elle est bonne si elle est reproductible !


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Enjeux lors de la production

Centrale

d’enrobage

Étalonnage;

Simulation de productions;

Vérification des granulométries, teneurs en bitume, densités;

Suivi de l’inventaire physique des matières premières;

Formation des travailleurs.


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Enjeux de production

Suivi

Sur la base d’une formule adéquatement réalisée en laboratoire:

• Procéder à l’aide d’une centrale dont les bennes froides et balances sont adéquatement

calibrées;

• Simuler ou du moins bien connaître les précisions du système de dosage de l’usine;

• Limiter les variations des matériaux en cours de production, principalement lors des premiers

essais;

• S’assurer que le recyclé atteint une température adéquate au malaxage et que son taux

d’humidité est bien contrôlé.


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Contrôle

• Il faut bien contrôler l’alimentation pour maintenir une quantité connue et précise du recyclé:

• Ex: 20% de GBR → 0,6 % de bitume

Balance à bitume ± 1 kg

• Pas difficile de causer un écart important sur le bitume, si on ne contrôle pas

l’approvisionnement et tous les paramètres à l’usine.

• Il est simple de causer un désordre si les procédures de production ne sont pas respectées


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Impacts sur la

mise en oeuvre

• Un enrobé recyclé à chaud ne bénéficie pas du bitume total;

• Un enrobé recyclé tiède ou semi-tiède permet une plus grande marge de manœuvre;

• Une mauvaise formule ou une formule que l’usine ne peut produire de manière adéquate cause

des désordres:

• Problème de pose;

• Problème de compactage;

• Thermographie.


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Conclusion

En résumé

Il est démontré que les enrobés avec GBR performent aussi bien que les enrobés sans recyclés

dans la mesure où le mélange est bien conçu, bien produit et bien posé.

La formulation est une étape importante car :

Elle relève d’un contrôle adéquats

Arrivage et tri des matières devant être recyclées

Planification des produits pour la confection des enrobés;

Critères de suivi garant d’un meilleur contrôle de production.

Elle amène des opportunités techniques

Enrobés performants – Taux et techniques de recyclages en évolution ;

Donneurs d’ouvrages qui souhaitent faire leur part pour l’environnement;

Réduire votre empreinte écologique.

Avantages économiques et compétitives


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