Auteur: Vincent Bellin ,crédit anticipé.


Introduction

  • Les qualités physiques et chimiques du bitumes qui en ont fait un matériau de première importance sont;
    • Il adhère à la majorité des matériaux usuels (pierre, béton, bois, métal, verre,..)
    • C'est un excellent isolant thermique et diélectrique.
    • Il est léger, ductile et souple et se comporte comme un matériau plastique ou élastique du point de vue mécanique.
    • Il est insoluble dans l’eau et pratiquement inerte vis-à-vis de la plupart des agents chimiques usuels.
  • Les deux caractéristiques fondamentales qui permettent de définir un bitume sont:
    • la pénétrabilité : mesure de dureté
    • Le point de ramollissement : température maximale d’usage de bitume sur la route.

Spécifications européennes des bitumes

Exigence essentielleCaractéristique évaluée
Résistance à la température normale de servicePénétrabilité
Résistance à haute température de servicePoint de ramollissement
DurabilitéRésistance au durcissement

Les 3 principaux essais qui permettent de classer les bitumes

1. L'essai de pénétration (EN 1426)

Cet essai détermine l’enfoncement d’une aiguille normalisée de 1 mm de diamètre sur un échantillon de bitume maintenu à 25 oC sous une charge de 100 g appliquée pendant 5 secondes. Cet essai est exprimé en dixièmes de millimètre.

Plus le bitume est mou plus la valeur absolue de la pénétrabilité est grande.

En Europe, les bitumes sont définis par leur classe de pénétrabilité qui correspond à sa borne inférieure et à sa borne supérieure. (Exemple : 20/30 – 35/50 – 50/70 – 70/100 – 160/220)

Il est possible de tracer l'évolution de la pénétrabilité en fonction de la température et de calculer un indice de pénétrabilité très utile pour apprécier la susceptibilité thermique du bitume en faisant varier la température mais en gardant tous les autre paramètres.


2. Point de ramollissement bille et anneau (EN 1427)

Cet essai consiste à donner une indication de la température à laquelle le bitume acquiert une plasticité donnée.

Les bitumes ne sont pas des corps purs et n'ont pas de point de fusion franc et leur consistance évolue avec la température. C’est pourquoi, pour chaque classe de bitume, un intervalle de TBA de 8 oC est imposé, c’est le repère de changement de consistance des bitumes dans des conditions parfaitement définies.

Une petite bille en acier de 3,5 g et de 9,5 mm de diamètre est posée sur un disque de bitume préalablement coulé dans un anneau de 19,8 mm de diamètre intérieur, lui-même placé sur un support normalisé. Le tout est installé dans un bain d'eau dont la température initiale et stabilisée est de 5 oC. La face inférieure de l'anneau de bitume se trouve à 25,4 mm de la surface supérieure de la plaque du dessous du support, ce qui correspond à la distance de chute de la bille au cours de l'essai. Le bain est chauffé à une vitesse constante de 5 oC/min, sous agitation. Le point de ramollissement bille et anneau (souvent noté TBA) est la température à laquelle la poche de bitume, formée pendant la chute de la bille, touche la plaque de référence.

Dans cet essai, plus le point de ramollissement est élevé plus le bitume est dur.


3 Détermination de la résistance au durcissement sous l'effet de la chaleur et de l'air (EN 12607-1)

Le RTFOT (Rolling Thin Film Oven Test ) est un essai d’une durée de 75 minutes qui permet de mesurer les effets combinés de la chaleur et de l'air sur un mince film de bitume qui est continuellement renouvelé.

On coule une petite quantité de bitume dans un flacon à ouverture réduite placé horizontalement sur un disque rotatif disposé verticalement au fond d'une étuve ventilée. La température est régulée à 163 oC et à chaque tour (c.à.d. toutes les 4 secondes), l'ouverture du flacon passe devant un jet d'air chaud.

Le point de rupture selon FRASS donne une indication sur le comportement du bitume à basse température.

Annexe française de la norme EN 12591

CaractéristiqueUnitéMéthodeDésignation des classes appropriées
   20/3035/5050/7070/100160/220
Pénétrabilité à 25 oC, 100 g, 5 s0,1 mmEN 142620-3035-5050-7070-100160-220
Point de ramollissement B&A (TBA)°CEN 142755/6350/5846/5443/5135/43
Résistance au durcissement RTFOT à 163 °C EN 12607-1     
Variation de masse (maximum, +/–)%EN 12607-10,50,50,50,81
Pénétrabilité restante (minimum)%EN 14265553504637
TBA après durcissement (minimum)°CEN 14275752484537
Augmentation de la TBA après durcissement (maximum)°CEN 1427888911
Point d'éclair°CEN ISO 2592240240230230220
Solubilité (minimum, en masse)%EN 125929999999999

Mes sources

Technique de l'ingénieur

Wikipédia

Planète énergies

Total-Sénégal