FR2922215A1 - Procede de preparation d'une mousse bitumeuse, mousse bitumineuse, et utilisation de cette mousse bitumineuse - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de préparation d'une mousse bitumineuse comprenant le mélange sous pression atmosphérique d'une composition hydrolipidique placée à une température inférieure à 100 degres C, contenant une phase lipidique comprenant au moins un composé lipidique, choisi parmi le groupe des glycérides et une phase aqueuse, non miscible avec la phase lipidique avec une composition bitumineuse placée à une température supérieure à 140 degres C, le rapport massique composition hydrolipidique/composition bitumineuse étant inférieur à 50%, en présence d'une composition moussante, comprenant au moins un tensioactif moussant, apte à entraîner un moussage à l'air.L'invention concerne en outre une mousse bitumineuse obtenue selon un procédé conforme à l'invention et l'utilisation de cette mousse bitumineuse pour l'obtention d'un enrobé bitumineux.
Description
PROCÉDÉ DE PRÉPARATION D'UNE MOUSSE BITUMINEUSE, MOUSSE BITUMINEUSE, ET UTILISATION DE CETTE MOUSSE BITUMINEUSE L'invention concerne un procédé de préparation d'une mousse bitumineuse. Elle s'étend à une mousse bitumineuse obtenue par ce procédé et à l'utilisation de cette mousse bitumineuse pour l'obtention d'un enrobé bitumineux. Les liants hydrocarbonés composés essentiellement de bitume sont connus depuis la haute antiquité pour leurs propriétés agglomérantes des minéraux et pour leur imperméabilité à l'eau. A partir de la moitié du XIXème siècle, les bitumes extraits à partir du pétrole remplacent progressivement les goudrons de houille ainsi que les liants hydrauliques en raison de leurs propriétés d'étanchéité, de leur souplesse et de leur résistance à la fissuration. Les bitumes sont employés dans le domaine des travaux publics pour la réalisation des chaussées bitumineuses, mais aussi pour le revêtement étanche de divers types de surfaces comme le carton, le papier, les toitures. Dans le domaine particulier des techniques routières, les liants bitumineux sont associés en mélange à des granulats minéraux, pour réaliser des enrobés bitumineux.
Les procédés connus de préparation des enrobés bitumineux utilisés dans les réalisations routières s'appuient, tous, sur une étape permettant d'augmenter la maniabilité du bitume. En particulier, la maniabilité du bitume doit être suffisante pour obtenir une dispersion homogène du bitume dans la matrice granulaire, ainsi que l'enrobage de cette matrice granulaire par le bitume. De la qualité de ce mélange et de cet enrobage dépendent toutes les propriétés de résistance et de perméabilité de l'enrobé bitumineux ainsi obtenu. On connaît déjà les enrobés bitumineux obtenus par mélange, dans un malaxeur, de bitume chauffé à une température comprise entre 150°C et 180°C, avec un granulat calibré, préalablement séché par chauffage à cette même température. Ce mode de préparation d'enrobé bitumineux nécessite de l'énergie 2 pour chauffer le bitume et surtout pour sécher le granulat. Cette énergie provient, en général, de la combustion de ressources fossiles (pétrole, gaz). A ce titre, ce mode de préparation est d'une part coûteux, et d'autre part polluant en raison de l'émission de gaz à effet de serre lors de la combustion des ressources fossiles. De plus, ce mode de préparation d'enrobé bitumineux, par chauffage du bitume à haute température, entraîne la libération, dans l'atmosphère, de composés organiques volatils contenus dans le bitume. Par ailleurs, ces modes de réalisation d'enrobés bitumineux n'utilisent à titre de liant que du bitume qui est d'origine pétrolière, qui est donc une ressource non renouvelable et qui est amenée à s'épuiser.
On connaît aussi les enrobés bitumineux obtenus par mélange de granulats et d'une composition de bitume fluidifiée par des composés, dits fluxants . Ces fluxants sont soit d'origine pétrolière, mais sont aussi quelquefois à base d'huiles d'origine végétale. En tout état de cause, les compositions de bitume ainsi obtenues ne sont pas des mousses et ne peuvent pas prétendre à atteindre les capacités d'enrobage de celles-ci. De plus, la proportion de fluxant dans le liant bitumineux doit être suffisamment importante pour que ledit fluxant produise des effets significatifs sur la maniabilité du liant et de l'enrobé bitumineux. D'autre part, pour que l'enrobé bitumineux durcisse après son application sur le chantier et qu'il acquiert ses propriétés finales de résistance, d'élasticité, et de perméabilité à l'eau, il est nécessaire que le fluxant s'évapore de l'enrobé bitumineux, ou encore qu'il durcisse. En particulier, certaines huiles fluxantes présentent la propriété de se solidifier par polymérisation à l'air, cette polymérisation à l'air pouvant être, notamment, assistée par l'utilisation de produits catalyseurs de polymérisation et de réticulation des huiles, aussi appelés siccatifs . De tels siccatifs , utilisés lors de la réalisation de revêtements routiers, sont, eux aussi, des polluants de l'environnement. Ils contribuent enfin à l'augmentation significative du coût des enrobés bitumineux réalisés selon ce procédé. On connaît enfin les enrobés bitumineux, dits basse énergie , dans lesquels le bitume est souvent utilisé sous forme de mousse. La mousse de bitume est une dispersion de vapeur d'eau dans du bitume. La masse 3 volumique de la vapeur d'eau est environ 1000 fois moins importante que celle de l'eau liquide. Ainsi, la dispersion de vapeur d'eau dans le bitume permet d'augmenter le volume spécifique du bitume, de manière à ce que le volume occupé par la mousse de bitume soit supérieur au volume occupé par les granulats et cela malgré un rapport massique entre le granulat et la mousse qui est élevé, notamment compris entre 90/10 et 96/4. Cette mousse est obtenue soit par insufflation directe de vapeur d'eau dans le bitume soit par vaporisation, à une température supérieure à 100°C, d'eau liquide préalablement dispersée à l'intérieur même du bitume. Une variante de ce procédé permet de maîtriser le moussage d'une émulsion de bitume et d'eau liquide, dans laquelle un mélange de bitume et d'eau liquide est obtenu à haute température et sous une pression supérieure à la pression atmosphérique. La pression élevée permet le mélange du bitume et de l'eau sans que le moussage n'intervienne. Ultérieurement, la baisse de la pression conduit à la détente de l'eau liquide en vapeur d'eau et au déclanchement contrôlé du moussage du liant bitumineux. Ce procédé est cependant complexe dans sa mise en oeuvre, dangereux dans sa réalisation, présente des résultats insuffisants, et n'est pas exploitable à un niveau industriel. FR 2 862 653 (WO 05/052045) décrit un procédé de préparation d'une mousse de bitume et une installation pour la préparation d'une telle mousse. La mousse de bitume est obtenue en mélangeant une composition bitumineuse, chauffée à une température comprise entre 150°C et 170°C, avec une émulsion inverse d'eau dans du bitume, elle-même chauffée à une température comprise entre 85°C et 100°C. L'énergie apportée par la composition bitumineuse chaude provoque l'augmentation de la température de l'émulsion inverse d'eau dans du bitume et l'expansion de l'émulsion bitumineuse en mousse de bitume. L'émulsion inverse d'eau dans le bitume serait obtenue par addition successive de petites quantités d'eau, chauffée à une température comprise entre 85°C et 100°C, à du bitume, lui aussi chauffé à une température comprise entre 85°C et 100°C, et par mélange de l'eau et du bitume par fragmentation mécanique. La dispersion de l'eau dans le bitume serait assistée par la présence de composés tensioactifs constitutifs du bitume. L'obtention de cette émulsion inverse d'eau dans le bitume pose problème. En outre, ce procédé ne nécessite, pour la préparation de la mousse de bitume, que de l'eau et du bitume. Il ne permet donc pas d'utiliser une ressource renouvelable, -notamment issue de l'agriculture-, pour diminuer la quantité de bitume utilisé. Il ne permet pas, non plus, en diminuant la quantité de bitume utilisé, de diminuer les émissions de composés organiques volatils lors de la préparation, à chaud, de la mousse bitumineuse et de l'enrobé bitumineux. Ce procédé ne permet pas, non plus, d'utiliser des compositions bitumineuses de bas grade, qui ne peuvent pas être mélangées à de l'eau lorsque leur température est comprise entre 85°C et 100°C. Par ailleurs, différentes variantes des procédés connus de moussage de bitume ont été proposés avec l'utilisation de divers additifs, - notamment des composés siliconés, des acides gras polymérisés, des amines grasses-, permettant de moduler les propriétés physiques de la mousse de bitume ou de l'enrobé bitumineux final. Outre que l'adjonction de ces additifs augmente encore la complexité et le coût des procédés, elle ne pallie pas aux principaux inconvénients susmentionnés. L'invention vise à pallier l'ensemble de ces inconvénients.
L'invention vise à proposer un procédé de préparation d'une mousse bitumineuse maniable en particulier adaptée à la réalisation d'enrobés bitumineux pouvant être mis en oeuvre à basse température. L'invention vise plus particulièrement à proposer un procédé de préparation d'une mousse bitumineuse permettant de diminuer significativement la température de chauffage et de séchage des granulats lors de la préparation d'un enrobé bitumineux, à abaisser la quantité d'énergie consommée pour ledit chauffage et abaisser le niveau des émissions de gaz à effet de serre au cours dudit chauffage. L'invention vise aussi à proposer un procédé de préparation d'une mousse bitumineuse permettant de réduire les émissions de composés organiques volatils lors de la préparation d'un enrobé bitumineux en limitant la 4 quantité de bitume apporté pour la préparation d'un enrobé bitumineux. Ainsi, l'invention vise à proposer un procédé de préparation d'une mousse bitumineuse dans laquelle une partie dudit bitume est remplacée par des composés qui ne sont pas des hydrocarbures et qui n'émettent pas de composés organiques volatils. 5 L'invention vise aussi à proposer un procédé de préparation d'une mousse bitumineuse permettant l'incorporation de composés, notamment issus de l'agriculture, dans une mousse bitumineuse, en permettant, d'une part, de valoriser ces composés et en leur donnant de nouveaux débouchés applicatifs, tout en réduisant, d'autre part, la proportion des hydrocarbures d'origine pétrolière dans cette mousse bitumineuse. L'invention vise aussi à proposer un procédé de préparation d'une mousse bitumineuse permettant de réduire les émissions de composés organiques volatils en abaissant significativement, d'une part, la température à atteindre lors de la préparation de l'enrobé bitumineux dans la centrale d'enrobage, ainsi que, d'autre part, la température à maintenir lors de l'épandage de l'enrobé bitumineux sur le chantier. L'invention vise aussi à proposer un procédé de préparation d'une mousse bitumineuse permettant d'obtenir une mousse bitumineuse de très bonne qualité permettant la réalisation d'enrobés bitumineux dans lesquels les particules minérales constituant le granulat ne sont pas agglomérées entre elles, mais bien dispersées dans la totalité de la matrice bitumineuse. L'invention vise aussi à proposer un procédé permettant d'obtenir une mousse bitumineuse à forte expansion permettant, de façon générale, de diminuer la proportion de liant bitumineux nécessaire à la réalisation de l'enrobé et permettant, à terme, de diminuer la quantité de bitume consommé pour la réalisation de cet enrobé bitumineux. L'invention vise également à proposer un procédé permettant d'obtenir une mousse bitumineuse présentant une excellente capacité d'enrobage du granulat tout en laissant au bitume après refroidissement, ses propriétés de résistance, de viscosité et d'imperméabilité, sans avoir recours à l'utilisation 6 d'agents de durcissement ou d'agents de cohésion. L'invention vise aussi à proposer un procédé de préparation d'une mousse bitumineuse mis en oeuvre à pression atmosphérique. L'invention vise aussi à proposer un procédé de préparation 5 d'une mousse bitumineuse applicable notamment à la fabrication d'enrobés, en particulier pour les revêtements routiers. L'invention vise aussi à permettre l'utilisation de bitumes de faible grade, notamment pour la réalisation d'enrobés bitumineux à basse température. 10 Dans tout le texte, on adopte la terminologie suivante: - Emulsion : dispersion thermodynamiquement instable d'un liquide dans un autre liquide dans lequel il n'est pas miscible. Cette dispersion thermodynamiquement instable est souvent stabilisée par l'addition de composés amphiphiles émulsifiant, notamment des tensioactifs. 15 - Bitume : Mélange de composés hydrocarbonés issu du pétrole, solubles dans le sulfure de carbone et caractérisés par une viscosité élevée à température ambiante et des qualités d'adhésifs, notamment des granulats. La viscosité des bitumes varie des bitumes très durs, de grade 10/20 qui sont solides à température ambiante, jusqu'aux bitumes de grade 160/220, qui sont mous mais non 20 liquides à température ambiante. Huile végétale : composition extraite de plantes oléagineuses, ladite composition est hydrophobe et liquide à température ambiante, notamment à une température de l'ordre de 20°C. Chimiquement, les huiles végétales sont composées principalement de glycérides. La formule chimique des 25 glycérides comprend une molécule de propane-1,2,3-triol (glycérol) dans laquelle l'une, au moins, des fonctions hydroxyle du glycérol est engagée dans une liaison chimique, de type ester, avec un acide carboxylique aliphatique. - Tensioactif : agent bifonctionnel qui modifie la tension superficielle d'une interface qui peut être air/liquide ou liquide/liquide. S'agissant 30 d'une interface entre deux liquides non miscibles, notamment l'eau et l'huile, le 7 tensioactif stabilise l'émulsion des deux liquides. Le tensioactif rend hydrophile la surface des gouttelettes grasses dispersées dans l'eau d'une émulsion directe (huile dans eau). Il rend aussi hydrophobe la surface des gouttelettes aqueuses dispersées dans l'huile d'une émulsion inverse (eau dans huile). - Balance Hydrophile Lipophile (HLB) : La Balance Hydrophile Lipophile d'un tensioactif est la mesure des contributions relatives hydrophiles et lipophiles du tensioactif. L'invention concerne un procédé de préparation d'une mousse bitumineuse comprenant les étapes suivantes : - préparation d'une composition biphasique, dite composition hydrolipidique, comprenant : • une phase lipidique, comprenant au moins un composé, dit composé lipidique, choisi dans le groupe formé des esters, dits esters gras aliphatiques, comprenant au moins une chaîne aliphatique ayant un nombre d'atomes de carbone supérieur à 8, • une phase aqueuse, non miscible avec la phase lipidique, mélange sous pression atmosphérique de ladite 20 composition hydrolipidique préalablement placée à une température T1 inférieure à 100°C, avec une composition bitumineuse préalablement placée à une température T2 supérieure à 140°C, en présence d'une composition, dite composition de tensioactif(s) moussant(s), comprenant au moins un tensioactif, dit tensioactif moussant, apte à entraîner un moussage à l'air. 25 Contre toute attente, les inventeurs ont observé que l'incorporation d'une composition hydrolipidique selon l'invention portée à une température inférieure à 100°C, notamment comprise entre 50°C et 90°C, et comprenant une phase lipidique, de nature hydrophobe, et une phase aqueuse, de nature hydrophile, non miscibles entre elles, dans une composition bitumineuse 30 portée à une température supérieure à 140°C, en présence d'un ou de plusieurs 10 15 8 tensioactifs moussants, permet de faire mousser cette composition bitumineuse jusqu'à atteindre une valeur élevée de son coefficient d'expansion, notamment de l'ordre de 9, tout en conservant les qualités fonctionnelles propres à un liant bitumineux.
Il est remarquable que la température T1, inférieure à 100°C, à laquelle la composition hydrolipidique est placée préalablement au mélange de ladite composition hydrolipidique avec la composition bitumineuse est telle que la phase aqueuse de la composition hydrolipidique est sous forme liquide. Cependant, lors du mélange de la composition hydrolipidique, préparée à une température inférieure à 100°C, avec la composition bitumineuse placée à une température supérieure à 140°C, la température de la composition hydrolipidique augmente fortement, tandis que la température de la composition bitumineuse diminue légèrement, ou reste stable. La forte augmentation de la température de la composition hydrolipidique, conduit à la transformation de la phase aqueuse liquide de la composition hydrolipidique en vapeur, alors que, dans le même temps, la température de la composition bitumineuse décroit. Ainsi la composition bitumineuse reste à l'état liquide. Il est à noter qu'un tel effet de moussage de la composition bitumineuse est obtenu à une pression proche de la pression atmosphérique, notamment à la pression atmosphérique. Le procédé selon l'invention permet notamment de préparer une mousse bitumineuse dans des conditions optimales de sécurité. L'utilisation, pour la préparation d'une mousse bitumineuse, d'une phase lipidique comprenant, au moins un composé, dit composé lipidique, choisi dans le groupe formé des esters, dits esters gras aliphatiques, comprenant au moins une chaîne aliphatique ayant un nombre d'atomes de carbone supérieur à 8, permet, simultanément, de diminuer la quantité de composition bitumineuse destinée à la réalisation d'une mousse bitumineuse selon l'invention, mais aussi, de valoriser ledit composé lipidique.
Particulièrement selon l'invention, la phase lipidique 9 comprend au moins un composé, dit composé lipidique, choisi dans le groupe formé des mono-esters et des poly-esters, lesdits mono-esters et poly-esters comprenant au moins une chaîne aliphatique ayant un nombre d'atomes de carbone supérieur à 8. Particulièrement selon l'invention, la phase lipidique comprend au moins un composé, dit composé lipidique, choisi dans le groupe des esters, dits esters gras aliphatiques, et comprenant, une chaîne aliphatique ayant un nombre d'atomes de carbone supérieur à 8, et une chaîne aliphatique comprenant un nombre d'atomes de carbone compris entre 1 et 3. Plus particulièrement selon l'invention, la phase lipidique comprend au moins un composé choisi dans le groupe formé des esters méthyliques d'acide carboxylique aliphatique, des esters éthyliques d'acide carboxylique aliphatique et des esters propanoliques d'acide carboxylique aliphatique, et comprenant une chaîne aliphatique ayant un nombre d'atomes de carbone supérieur à 8. Encore plus particulièrement selon l'invention, la phase lipidique comprend au moins un composé choisi dans le groupe formé des esters alcooliques de l'acide formique, des esters alcooliques de l'acide acétique et des esters alcooliques de l'acide propanoïque, et comprenant une chaîne aliphatique ayant un nombre d'atomes de carbone supérieur à 8. Ainsi, la phase lipidique est constituée de composés organiques, chimiquement apolaires, de nature hydrophobe et miscibles entre eux.
Cette phase lipidique n'est, en revanche, pas miscible avec la phase aqueuse, qui est elle-même constituée de composés polaires liquides miscibles entre eux. Le mélange de la phase aqueuse et de la phase lipidique conduit soit à la dispersion, thermodynamiquement instable, de la phase lipidique, sous la forme de microgouttelettes, dans la phase aqueuse, soit à la dispersion, thermodynamiquement instable elle aussi, de la phase aqueuse, sous la forme de microgouttelettes, dans la phase lipidique. Pour que la phase lipidique soit sous une forme liquide lors de la préparation de la composition hydrolipidique, on chauffe avantageusement ladite phase lipidique à une température comprise entre 20°C et 90°C, notamment entre 20°C et 50°C. En parallèle, pour que la phase aqueuse soit sous une forme liquide Io lors de la préparation de la composition hydrolipidique, on chauffe avantageusement ladite phase aqueuse à une température comprise entre 20°C et 90°C, notamment entre 20°C et 50°C. Ainsi, dans ces conditions de réalisation de l'invention, le mélange de la phase aqueuse et de la phase lipidique conduit à une composition hydrolipidique dans laquelle les phases lipidique et aqueuse, non miscibles, sont dispersées sous la forme de deux liquides pour former la composition hydrolipidique. La composition de tensioactif(s) moussant(s) contient au moins un tensioactif, dit tensioactif moussant, apte à entraîner un moussage à l'air.
Ledit tensioactif moussant est un tensioactif qui présente la propriété de produire une mousse lorsque de l'air est insufflé dans le tensioactif liquide. Les inventeurs ont observé qu'une telle composition de tensioactif(s) moussant(s) permet le moussage de la composition bitumineuse, préalablement chauffée à une température supérieure à 140°C, lorsqu'elle est mélangée avec une composition hydrolipidique selon l'invention, elle-même chauffée à un température inférieure à 100°C. Un tel tensioactif moussant, peut être un tensioactif moussant entrant dans la composition de la composition bitumineuse et/ou un tensioactif moussant entrant dans la composition de la composition hydrolipidique. Selon un procédé conforme à l'invention, le tensioactif moussant peut aussi être ajouté au cours du mélange de la composition hydrolipidique et de la composition bitumineuse lors de la préparation de la mousse bitumineuse. Avantageusement et selon l'invention, le rapport massique composition hydrolipidique/composition bitumineuse est inférieur à 50%, -notamment compris entre 10% et 20%-. Selon un procédé conforme à l'invention, on obtient un mélange présentant un rapport massique composition hydrolipidique/composition bitumineuse égal à 50%, en mélangeant une unité massique de composition hydrolipidique avec deux unités massiques de composition bitumineuse. D'autres valeurs du rapport massique composition hydrolipidique/composition bitumineuse inférieures ou égales à 50% pouvant être utilisées dans un procédé selon l'invention, ainsi que leurs correspondances en 11 masses relatives de composition hydrolipidique et de composition bitumineuse, sont données à titre indicatif dans le tableau ci-dessous. Rapport 50% 40% 33% 25% 20% 17% 14% 11% 10% massique exprimé en % Masse relative 1 2 1 1 1 1 1 1 1 composition hydrolipidique Masse relative 2 5 3 4 5 6 7 9 10 composition bitumineuse Pourtant et contre toute attente, les inventeurs ont observé que, malgré la contribution massique largement minoritaire de la composition hydrolipidique par rapport à la masse de la composition bitumineuse, le volume de la mousse bitumineuse obtenue selon le procédé de l'invention est multiplié par un facteur, dit facteur d'expansion, important, notamment de l'ordre de 9, lors du mélange de la composition bitumineuse avec la composition hydrolipidique à une température supérieure à 140°C, en présence d'une composition, dite composition de tensioactif(s) moussant(s), comprenant au moins un tensioactif, dit tensioactif moussant, apte à entraîner un moussage à l'air. Avantageusement et selon l'invention, la phase aqueuse est choisie dans le groupe formé des solutions aqueuses et des solutions hydroalcooliques. Une solution aqueuse est composée majoritairement d'eau liquide comprenant des composés miscibles avec cette eau liquide et/ou des composés solubles dans cette même eau liquide. L'eau peut être une eau naturelle ou bien encore une eau traitée au moyen d'un agent chimique ou d'un procédé physique, notamment, distillée, filtrée, et/ou déminéralisée. L'eau dite naturelle, est une eau liquide existant dans la nature, sous la forme d'eau douce, ou encore sous la forme d'eau de mer. Parmi les composés miscibles dans l'eau liquide, on peut citer les composés à polarité élevée, notamment les alcools, présentant des groupements chimiques aptes à établir entre eux, et avec les molécules d'eau, des liaisons électrostatiques de faible énergie, -notamment des liaisons hydrogène-. Ces alcools sont choisis dans le groupe formé des alcanes linéaires hydroxylés dont le nombre d'atomes de carbone est inférieur à 5, -notamment le butanol-1, le butanol-2, le propanol-1, l'isopropanol-. Ces alcools, ajoutés en faible proportion dans la phase aqueuse, et dans la limite de leur solubilité dans l'eau, contribuent avantageusement à la préparation de la composition hydrolipidique en favorisant la dispersion de la composition de tensioactif(s) moussant(s) dans ladite composition hydrolipidique. L'utilisation de ces alcools ne conduit cependant pas à la réalisation d'un mélange homogène, à l'échelle moléculaire, de la phase aqueuse dans la phase lipidique dans la composition hydrolipidique, qui demeure une composition biphasique.
Parmi les composés qui sont solubles dans l'eau liquide, on choisi des sels de cations monovalents, -notamment le NaCl et le KC1- et de cations divalents, -notamment le CaC12, et du MgSO4-. Les sels en solution dans la phase aqueuse permettent de moduler les interactions électrostatiques entre les constituants de la phase aqueuse et de la phase lipidique. Ils permettent ainsi de stabiliser ces interactions et avantageusement de stabiliser la composition hydrolipidique selon l'invention. Avantageusement et selon l'invention, la phase lipidique comprend au moins un composé, dit composé lipidique présentant une température d'ébullition, à pression atmosphérique, supérieure à 180°C. Ainsi, lors de l'échauffement de la composition hydrolipidique, préalablement placée à une température Ti inférieure à 100°C, jusqu'à une température inférieure à la température T2 de chauffage de la composition bitumineuse, l'un au moins des composés lipidiques de la phase lipidique, ayant une température d'ébullition supérieure à 180°C, reste sous forme liquide dans la mousse bitumineuse.
Avantageusement et selon l'invention, la composition 12 13 hydrolipidique contient une proportion massique de phase lipidique comprise entre 20% et 80%, -notamment entre 25% et 60%-. Une proportion massique de phase lipidique dans la composition hydrolipidique comprise entre 20% et 80% est particulièrement adaptée pour permettre un moussage efficace du mélange de la composition bitumineuse et de la composition hydrolipidique, à une température supérieure à 140°C. Ce moussage efficace, conduisant à une expansion importante de la mousse bitumineuse, laquelle expansion est caractérisée par un coefficient d'expansion de l'ordre de 9, permet avantageusement d'obtenir un enrobé bitumineux dans lequel la proportion massique finale de phase lipidique dans cet enrobé est inférieure à 10%. Avantageusement et selon l'invention, la composition hydrolipidique est une émulsion de la phase lipidique et de la phase aqueuse comprenant au moins un tensioactif. Ainsi, selon un procédé conforme à l'invention, un tensioactif compris dans la composition hydrolipidique permet de réaliser une émulsion stable de l'une dans l'autre des deux phases aqueuse et lipidique, lesquelles deux phases ne peuvent pas former d'émulsion stable en l'absence dudit tensioactif. En l'absence de tensioactif, les deux phases aqueuse et lipidique, non miscibles, ne se mélangent pas entre elles et se distribuent, à l'équilibre, conformément à leurs densités respectives, sous la forme de deux phases superposées, qui ne permettent pas le moussage. Les inventeurs ont observé que la composition hydrolipidique, ainsi stabilisée sous la forme d'une émulsion par le tensioactif, permet l'obtention d'une mousse bitumineuse de grande homogénéité et de grande qualité. Avantageusement et selon l'invention, la composition hydrolipidique est une émulsion directe de la phase lipidique dans la phase aqueuse. Ainsi, selon un procédé conforme à l'invention, la composition hydrolipidique est une émulsion stable dans laquelle la phase lipidique est dispersée sous la forme de gouttelettes grasses, dans la phase aqueuse. Les inventeurs ont montré qu'une telle composition hydrolipidique conforme à l'invention, non seulement permet le moussage d'une composition bitumineuse lorsque ces deux compositions sont 14 mélangées, à une température supérieure à 140°C, mais aussi que ce moussage est d'excellente qualité. Cette mousse bitumineuse d'excellente qualité est une mousse dans laquelle le mélange de la composition bitumineuse et de la phase lipidique est un continuum dans lequel la phase aqueuse est une phase discontinue, dispersée, en majorité sous forme vapeur, dans le mélange formé de la composition bitumineuse et de la phase lipidique. Cette description suggère que la phase aqueuse est dispersée, sous la forme d'une émulsion inverse, dans le mélange formé de la composition bitumineuse et la phase lipidique. Or, on pouvait s'attendre à ce que le mélange, d'une émulsion directe d'une phase lipidique dans une phase aqueuse, dans une composition bitumineuse chauffée à une température supérieure à 140°C, ne permette pas d'obtenir une telle mousse, mais plutôt conduise à la fluidification de la composition bitumineuse en conformité avec un effet fluxant donné par la phase lipidique. De façon totalement surprenante, les inventeurs obtiennent ainsi une mousse bitumineuse dans laquelle le mélange de la composition hydrolipidique avec la composition bitumineuse entraîne la dispersion de la phase aqueuse dans le mélange formé de la composition bitumineuse et de la phase lipidique, sous la forme d'une émulsion inverse. Le sens de l'émulsion (directe ou inverse) et la stabilité de l'émulsion dépendent de l'adéquation entre la HLB globale de la composition de tensioactif(s) utilisé(s) et de la HLB requise de la phase lipidique. En aucun cas, le mélange de la phase lipidique avec la phase aqueuse ne permet l'obtention d'une solution vraie dans laquelle les constituants de la phase lipidique et ceux de la phase aqueuse sont mélangés de façon homogène à l'échelle moléculaire.
La vaporisation de la phase aqueuse, à une température supérieure à 140°C, permet très avantageusement selon l'invention, l'expansion du mélange et la formation d'une mousse bitumineuse. Avantageusement et selon l'invention, la composition hydrolipidique comprend une composition de tensioactif(s) moussant(s). La composition de tensioactif(s) moussant(s) comprend au moins un tensioactif 15 moussant, apte à entraîner un moussage à l'air. La composition de tensioactif(s) moussant(s) est ajoutée à la composition hydrolipidique au cours de la préparation de la composition hydrolipidique. Avantageusement, le tensioactif moussant permet d'une part de stabiliser la composition hydrolipidique sous la forme d'une émulsion, et d'autre part de réaliser le moussage de la composition bitumineuse lorsque celle-ci est mélangée avec la composition hydrolipidique à une température supérieure à 140°C. Avantageusement et selon l'invention, la composition hydrolipidique comprend une composition de tensioactif(s) moussant(s) dans la phase aqueuse. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, on ajoute la composition moussante dans la phase aqueuse préalablement chauffée à une température comprise entre 20°C et 90°C, -notamment entre 20°C et 50°C- et on agite le mélange jusqu'à dissolution complète de la composition moussante dans la phase aqueuse. Avantageusement et selon l'invention, la proportion massique de la composition de tensioactif(s) moussant(s) dans la composition hydrolipidique est : inférieure à 8 %, -notamment comprise entre 0,5% et 6%-, et apte à provoquer un moussage lors du mélange sous pression atmosphérique de la composition hydrolipidique et de la composition bitumineuse. Dans ces proportions pondérales, la quantité de composition de tensioactif(s) moussant(s) est suffisante, dans le mélange de la composition 25 bitumineuse et de la composition hydrolipidique, pour entraîner un moussage, mais n'est pas excessive et n'est donc pas apte à modifier les propriétés intrinsèques de cohésion, et d'enrobage de la mousse bitumineuse vis-à-vis d'un granulat minéral. Avantageusement et selon l'invention, la composition de tensioactif(s) moussant(s) comprend au moins un tensioactif moussant présentant un 30 coefficient HLB supérieur à 7, -notamment supérieur à 12-. 20 16 Avantageusement et selon l'invention, la composition de tensioactif(s) moussant(s) est obtenue par saponification d'au moins une huile d'origine végétale. Une telle saponification consiste à traiter l'huile d'origine végétale, à chaud, par une base forte dans l'eau pour produire un sel d'acide carboxylique aliphatique. Préférentiellement et selon l'invention, une composition à base d'oléate de sodium est obtenue par saponification de l'huile de colza par la soude. Avantageusement et selon l'invention, la composition de tensioactif(s) moussant(s) comprend une proportion massique d'au moins un oléate choisi dans le groupe des oléates alcalins, -notamment l'oléate de sodium et l'oléate de potassium-, comprise entre 10% et 90%, -notamment proche de 50%-. Avantageusement et selon l'invention, la composition hydrolipidique comprend au moins un tensioactif présentant un coefficient HLB inférieur à 7, -notamment inférieur à 5-. Particulièrement, la composition hydrolipidique comprend au moins un tensioactif présentant un coefficient HLB inférieur à 7, -notamment inférieur à 5-, choisi, notamment dans le groupe formé des tensioactifs non ioniques. Préférentiellement, la composition hydrolipidique comprend au moins un tensioactif choisi dans le groupe formé des tensioactifs osidiques, notamment glucosidique. Plus préférentiellement, la composition hydrolipidique comprend au moins un tensioactif choisi dans le groupe formé des carboxylates de sorbitan, -notamment le monooléate de sorbitan, le trioléate de sorbitan, le monostéarate de sorbitan- . Avantageusement et selon l'invention, la composition hydrolipidique comprend au moins un tensioactif dans la phase lipidique. Il est d'un intérêt particulier que soit présent dans la phase lipidique un tensioactif apte à favoriser la dispersion de la phase lipidique dans la phase aqueuse lors de la préparation de la composition hydrolipidique. En effet, un tel tensioactif soluble dans la phase lipidique est hydrophobe et bifonctionnel par nature. Un tel tensioactif est apte à stabiliser les interactions moléculaires des composés lipidiques de la phase lipidique avec les composés polaires de la phase aqueuse présents dans 17 l'émulsion de la composition hydrolipidique. Avantageusement et selon l'invention, la composition de tensioactif(s) moussant(s) comprend un agent, dit agent co-tensioactif, choisi dans le groupe formé des alcanes linéaires hydroxylés ayant un nombre d'atomes de carbone inférieur à 10. L'agent co-tensioactif est apte à augmenter l'efficacité du tensioactif moussant ainsi qu'à stabiliser l'émulsion. Il est d'un intérêt particulier de stabiliser l'émulsion formée lors de la préparation de la composition hydrolipidique de telle sorte que la dispersion de la phase lipidique sous la forme de gouttelettes dans la phase aqueuse soit conservée jusqu'au mélange de ladite composition hydrolipidique avec la composition bitumineuse chauffée à 140°C. Le co-tensioactif est choisi, préférentiellement, dans le groupe formé des alcanes linéaires hydroxylés ayant un nombre d'atomes de carbone inférieur à 10 et dans lesquels la fonction hydroxyle est une fonction hydroxyle primaire. Selon un mode préféré de l'invention, le co-tensioactif est 1'hexanol.
Il est à noter que l'agent co-tensioactif, alcane linéaire hydroxylé ayant un nombre d'atomes de carbone inférieur à 10, n'est pas un alcool éventuellement contenu dans la solution aqueuse, qui est miscible dans cette solution aqueuse, et dont le nombre d'atomes de carbone est nécessairement inférieur à 5.
Avantageusement et selon l'invention, la phase lipidique comprend, au moins un composé, dit composé lipidique, choisi dans le groupe formé des esters, dits esters gras aliphatiques, comprenant au moins une chaîne aliphatique ayant un nombre d'atomes de carbone supérieur à 8, la proportion massique dudit composé lipidique dans la phase lipidique étant supérieure à 5%, préférentiellement supérieure à 20%, notamment supérieure à 50%. Particulièrement, la phase lipidique est constituée principalement d'esters, dits esters gras aliphatiques. Plus particulièrement, la phase lipidique est constituée essentiellement d'esters gras aliphatiques, notamment exclusivement d'esters gras aliphatiques.
Avantageusement et selon l'invention, la phase lipidique 18 comprend au moins un composé choisi dans le groupe, dit groupe des glycérides, formé des composés présentant un poids moléculaire supérieur à 100 Da, et répondant à la formule générale CH2ORI-CHOR2-CH2OR3, dans laquelle RI, R2 et R3 sont choisis dans le groupe formé de l'hydrogène et des groupements acyles comprenant plus de 8 atomes de carbone, -notamment entre 10 et 22 atomes de carbone-. Préférentiellement, la phase lipidique comprend au moins un composé choisi dans le groupe, dit groupe des triglycérides, formé des composés présentant un poids moléculaire supérieur à 100 Da, et répondant à la formule générale CH2ORI-CHOR2-CH2OR3, dans laquelle RI, R2 et R3 sont choisis dans le groupe formé des groupements acyles comprenant plus de 8 atomes de carbone, -notamment entre 10 et 22 atomes de carbone-. Préférentiellement, la phase lipidique comprend au moins un composé choisi dans le groupe, dit groupe des triglycérides, formé des composés présentant un poids moléculaire supérieur à 100 Da, et répondant à la formule générale CH2ORI-CHOR2-CH2OR3, dans laquelle RI, R2 et R3 sont choisis dans le groupe formé des groupements acyles linéaires comprenant plus de 8 atomes de carbone, -notamment entre 10 et 22 atomes de carbone, des groupements acyles ramifiés comprenant plus de 8 atomes de carbone, -notamment entre 10 et 22 atomes de carbone-, des groupements acyles saturés comprenant plus de 8 atomes de carbone, -notamment entre 10 et 22 atomes de carbone-, et des groupements acyles insaturés comprenant plus de 8 atomes de carbone, -notamment entre 10 et 22 atomes de carbone-. Préférentiellement, le nombre d'insaturation des groupements acyles insaturés, comprenant plus de 8 atomes de carbone, -notamment entre 10 et 22 atomes de carbone est notamment compris entre 1 et 5. Préférentiellement, la phase lipidique comprend au moins un composé choisi dans le groupe des glycérides, dont la proportion massique dans la phase lipidique est supérieure à 5%, préférentiellement supérieure à 20%, notamment supérieure à 50%. Particulièrement, la phase lipidique est constituée principalement de glycérides. Plus particulièrement, la phase lipidique est constituée 19 essentiellement de glycérides, notamment exclusivement de glycérides. Préférentiellement, la phase lipidique comprend au moins un composé choisi dans le groupe des triglycérides, dont la proportion massique dans la phase lipidique est supérieure à 5%, préférentiellement supérieure à 20%, notamment supérieure à 50%. Particulièrement, la phase lipidique est constituée principalement de triglycérides. Plus particulièrement, la phase lipidique est constituée essentiellement de triglycérides, notamment exclusivement de triglycérides. Avantageusement et selon l'invention, la phase lipidique comprend au moins un composé, dit composé lipidique, extrait d'un végétal choisi dans le groupe formé des palmiers à huile, -notamment de Elaeis guineensis-, des cocotiers, -notamment de Cocos nucifera-, des avocatiers, -notamment de Perse - notamment de Olea europea-, du colza, -notamment de Brassica napus-, de l'arachide, -notamment de Arachis hypogaea-, du cacaoyer, -notamment Theobroma cacao-, du tournesol, -notamment -Helianthus annuus-, du riz, -notamment Oryza sativa-, du sésame, -notamment Sesamum indicum-, de la cameline, -notamment Camelina sativa-, de la moutarde, -notamment Sinapis alba-, de la coriandre, -notamment Coriandrum sativum-, de la citrouille, - notamment Cucurbita pepo-, de l'euphorbe, -notamment Euphorbia species-, du noisetier, -notamment Corylus species-, du lin, -notamment Linum species-, du caféier, -notamment Coffea arabica-, du soja, -notamment Glycine max-, du chanvre, -notamment Canabis sativa-, du coton, -notamment Gossypium species-, des soucis, - notamment Calendula species-, de l'hibiscus, -notamment Hibiscus species-, de l'hévéa, -notamment Hevea brasiliensis-, du palmier, -notamment Erythea salvadorensis-, de l'avoine, -notamment Avena sativa-, de l'anacardier, -notamment Anacardium occidentale-, du maïs, -notamment Zea mays-, et de Jatrapha curcas. La phase lipidique comprend au moins un composé, dit composé lipidique, extrait d'un végétal par trituration dudit végétal, suivie de la pression dudit produit de trituration à chaud ou à froid.
Préférentiellement, la phase lipidique comprend au moins un 20 composé, dit composé lipidique, extrait d'un végétal, -notamment des graines dudit végétal-. Avantageusement et selon l'invention, la phase lipidique comprend au moins un composé, dit composé lipidique, choisi dans le groupe formé des huiles d'origine végétale. Particulièrement, la phase lipidique comprend au moins un composé, dit composé lipidique, choisi dans le groupe formé des huiles d'origine végétale, dont la proportion massique dans la phase lipidique est supérieure à 5%, préférentiellement supérieure à 20%, notamment supérieure à 50%. Plus particulièrement, la phase lipidique est constituée principalement d'huile d'origine végétale. Plus particulièrement, la phase lipidique est constituée essentiellement d'huile d'origine végétale, notamment exclusivement d'huile d'origine végétale. Avantageusement et selon l'invention, la phase lipidique comprend au moins un composé, dit composé lipidique, choisi dans le groupe formé des huiles saponifiées d'origine végétale, des huiles oxydées d'origine végétale et des huiles siccatives d'origine végétale. Les huiles saponifiées sont des huiles ayant subit un traitement par saponification partielle visant à débarrasser l'huile d'une partie, et d'une partie seulement, des acides carboxyliques aliphatiques qui la constituent. Cette opération permet de modifier la viscosité de l'huile avant son utilisation dans un procédé de préparation d'une mousse bitumineuse selon l'invention. Les huiles oxydées sont des huiles ayant subit un traitement d'oxydation, notamment à l'air, et conduisant à la modification de leur viscosité. Selon un mode particulier de mise en oeuvre de l'invention, de telles modifications de ces huiles confèrent auxdites huiles des propriétés de fluidité particulièrement avantageuses pour la réalisation d'une mousse bitumineuse. Enfin, les huiles siccatives sont des huiles aptes à subir une polymérisation, notamment à l'air, conduisant à un séchage apparent sans évaporation de solvant. L'invention s'étend à une mousse bitumineuse susceptible d'être obtenue par un procédé selon l'invention, comprenant une phase aqueuse discontinue, au moins partiellement sous forme vapeur, dispersée dans un mélange 21 comprenant une composition bitumineuse, en présence d'au moins un tensioactif moussant, caractérisée en ce que ledit mélange comprend en outre au moins un composé, dit composé lipidique, choisi dans le groupe formé des esters, dits esters gras aliphatiques, comprenant une chaîne aliphatique ayant un nombre d'atomes de carbone supérieur à 8. Particulièrement, une mousse bitumineuse selon l'invention comprend au moins un composé, dit composé lipidique, choisi dans le groupe formé des mono-esters et des poly-esters, lesdits mono-esters et poly-esters comprenant au moins une chaîne aliphatique ayant un nombre d'atomes de carbone supérieur à 8.
Particulièrement, une mousse bitumineuse selon l'invention comprend au moins un composé, dit composé lipidique, choisi dans le groupe des esters, dits esters gras aliphatiques, et comprenant, une chaîne aliphatique ayant un nombre d'atomes de carbone supérieur à 8, et une chaîne aliphatique carbonée comprenant un nombre d'atomes de carbone compris entre 1 et 3.
Plus particulièrement, une mousse bitumineuse selon l'invention comprend au moins un composé choisi dans le groupe formé des esters méthyliques d'acide carboxylique aliphatique, des esters éthyliques d'acide carboxylique aliphatique et des esters propanoliques d'acide carboxylique aliphatique, ledit composé comprenant une chaîne aliphatique ayant un nombre d'atomes de carbone supérieur à 8. Plus particulièrement, une mousse bitumineuse selon l'invention comprend au moins un composé choisi dans le groupe formé des esters alcooliques de l'acide formique, des esters alcooliques de l'acide acétique et des esters alcooliques de l'acide propanoïque, et comprenant une chaîne aliphatique ayant un nombre d'atomes de carbone supérieur à 8. Préférentiellement, une mousse bitumineuse selon l'invention comprend au moins un composé choisi dans le groupe, dit groupe des glycérides, formé des composés présentant un poids moléculaire supérieur à 100 Da, et répondant à la formule générale CH2OR'-CHOR2-CH2OR3, dans laquelle R', R2 et R3 sont choisis dans le groupe formé de l'hydrogène et des groupements acyles 22 comprenant plus de 8 atomes de carbone, -notamment entre 10 et 22 atomes de carbone-. Préférentiellement, une mousse bitumineuse selon l'invention comprend au moins un composé choisi dans le groupe, dit groupe des triglycérides, formé des composés présentant un poids moléculaire supérieur à 100 Da, et répondant à la formule générale CH2OR1-CHOR2-CH2OR3, dans laquelle R1, R2 et R3 sont choisis dans le groupe formé des groupements acyles linéaires comprenant plus de 8 atomes de carbone, des groupements acyles ramifiés comprenant plus de 8 atomes de carbone, des groupements acyles saturés comprenant plus de 8 atomes de carbone, et des groupements acyles insaturés comprenant plus de 8 atomes de carbone. Préférentiellement, le nombre d'insaturation des groupements acyles insaturés, comprenant plus de 8 atomes de carbone, -notamment entre 10 et 22 atomes de carbone-, est compris entre 1 et 5. Plus particulièrement, une mousse bitumineuse selon l'invention comprend au moins un composé, dit composé lipidique, choisi dans le groupe formé des monoglycérides, des diglycérides et des triglycérides. Préférentiellement, une mousse bitumineuse selon l'invention comprend au moins un composé, dit composé lipidique, choisi dans le groupe des huiles d'origine végétale.
Préférentiellement, une mousse bitumineuse selon l'invention comprend au moins un composé, dit composé lipidique, choisi dans le groupe formé des huiles d'origine végétale, dont la proportion massique dudit composé, dans la mousse bitumineuse, est comprise entre 1% et 15%, préférentiellement comprise entre 2% et 10%, notamment entre 3% et 5%.
Préférentiellement, une mousse bitumineuse selon l'invention comprend au moins un composé, dit composé lipidique, extrait d'un végétal choisi dans le groupe formé des palmiers à huile, -notamment de Elaeis guineensis-, des cocotiers, -notamment de Cocos nucifera-, des avocatiers, -notamment de Persea americana-, du ricin commun, -notamment de Ricinus communis-, de l'olivier, -notamment de Olea europea-, du colza, - notamment de Brassica napus-, de 23 l'arachide, -notamment de Arachis hypogaea-, du cacaoyer, -notamment Theobroma cacao-, du tournesol, -notamment -Helianthus annuus-, du riz, -notamment Oryza sativa-, du sésame, -notamment Sesamum indicum-, de la cameline, -notamment Camelina sativa-, de la moutarde, -notamment Sinapis alba-, de la coriandre, -notamment Coriandrum sativum-, de la citrouille, -notamment Cucurbita pepo-, de l'euphorbe, -notamment Euphorbia species-, du noisetier, - notamment Corylus species-, du lin, -notamment Linum species-, du caféier, - notamment Coffea arabica-, du soja, -notamment Glycine max-, du chanvre, - notamment Canabis sativa-, du coton, -notamment Gossypium species-, des soucis, -notamment Calendula species-, de l'hibiscus, -notamment Hibiscus species, de l'hévéa, -notamment Hevea brasiliensis-, du palmier, -notamment Erythea salvadorensis-, de l'avoine, -notamment Avena sativa-, de l'anacardier, -notamment Anacardium occidentale-, du maïs, -notamment Zea mays-, et de Jatrapha curcas. L'invention s'étend également à l'utilisation d'une mousse bitumineuse conforme à l'invention, pour l'obtention d'un enrobé bitumineux. L'invention s'étend également à un procédé de préparation d'un enrobé bitumineux, dans lequel on mélange des granulats chauffés à une température inférieure à 110°C, -notamment de l'ordre de 105°C-, et une mousse bitumineuse selon l'invention, portée à une température comprise entre 100°C et 140°C. Avantageusement, on obtient un enrobé bitumineux selon l'invention, en enrobant des granulats chauffés à une température inférieure à 110°C, -notamment de l'ordre de 105°C-, avec une mousse bitumineuse selon l'invention, ladite mousse bitumineuse étant préparée par mélange d'une composition bitumineuse préalablement placée à une température supérieure à 140°C, avec une composition hydrolipidique préalablement placée à une température inférieure à 100°C, la température dudit mélange diminuant jusqu'à une température inférieure à 110°C, -notamment de l'ordre de 105°C-, juste avant l'enrobage des granulats avec ladite mousse bitumineuse.
L'invention concerne également un procédé de fabrication 24 d'une mousse bitumineuse, une mousse bitumineuse et l'utilisation de cette mousse bitumineuse pour l'obtention d'un enrobé bitumineux caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description des exemples suivants, présentés à titre illustratif et non limitatif de l'invention. Dans ces exemples, les pourcentages exprimés s'entendent en pourcentages massiques. EXEMPLE 1: Moussage d'un bitume mou 70/100 par une émulsion d'huile de tournesol.
On prépare une phase aqueuse en mélangeant de l'eau avec un savon obtenu par saponification d'huile de colza. On prépare une phase huileuse en mélangeant de l'huile de tournesol avec du monooléate de sorbitan. On réalise le mélange des phases aqueuse et huileuse contenant au final 47% d'eau, 47% d'huile, 2,4% d'un savon obtenu par saponification d'huile de colza et 3,6% de monooléate de sorbitan. Le mélange ainsi obtenu est émulsifié au moyen d'un homogénéiseur de marque Ultra-Turrax dont la vitesse de rotation est fixée à 1675 radis pendant une durée de 2 min. A 100 g de bitume 70/100 placés dans une enceinte métallique et porté à une température de 160°C, on ajoute 20 g de l'émulsion ci-dessus obtenue et portée à une température de 50°C. L'agitation est maintenue à une vitesse de 105 radis pendant 1 min. Le volume maximal atteint par la mousse est de IL, correspondant à un coefficient d'expansion supérieur à 8. Les inventeurs ont mesuré que la distribution en taille des inclusions d'eau liquide dans la mousse bitumineuse après refroidissement est d'une part très homogène et que cette taille est d'autre part comprise entre 0,5 m et 10 m. La densité de la mousse bitumineuse ainsi obtenue est comprise entre 0,03 et 0,3. EXEMPLE 2: Moussage d'un bitume mou 70/100 réticulé au soufre, par une émulsion d'huile de colza.
On prépare une phase aqueuse en mélangeant de l'eau avec un 25 savon obtenu par saponification d'huile de colza. On prépare une phase huileuse en mélangeant de l'huile de colza avec du monooléate de sorbitan. On réalise le mélange des phases aqueuse et huileuse contenant au final 66,2% d'eau, 28,3% d'huile, 2,2% d'un savon obtenu par saponification d'huile de colza et 3,3% de monooléate de sorbitan. Le mélange ainsi obtenu est émulsifié au moyen d'un homogénéiseur de marque Ultra-Turrax dont la vitesse de rotation est fixée à 1675 radis pendant une durée de 2 min. A 100 g de bitume 70/100 placé dans une enceinte métallique et porté à une température de 160°C, on ajoute 20 g de l'émulsion ci-dessus obtenue et portée à une température de 50°C. L'agitation est maintenue à une vitesse de 105 radis pendant 1 min. Le volume maximal de la mousse est de 1,1 L, correspondant à un coefficient d'expansion supérieur à 8,5. EXEMPLE 3: Moussage d'un bitume dur 20/30 par une émulsion d'huile de colza contenant 4% de tensioactif.
On prépare une phase aqueuse en mélangeant de l'eau avec un savon obtenu par saponification d'huile de colza. On prépare une phase huileuse en mélangeant de l'huile de tournesol avec du monooléate de sorbitan. On réalise le mélange des phases aqueuse et huileuse contenant au final 58% d'eau, 48% d'huile, 2% d'un savon obtenu par saponification d'huile de colza et 2% de monooléate de sorbitan. Le mélange ainsi obtenu est émulsifié au moyen d'un homogénéiseur de marque Ultra-Turrax dont la vitesse de rotation est fixée à 1675 radis pendant une durée de 2 min. A 100 g de bitume 20/30 placé dans une enceinte métallique et porté à une température de 160°C, on ajoute 20 g de l'émulsion ci-dessus obtenue et portée à une température de 50°C. L'agitation est maintenue à une vitesse de 105 radis pendant 1 min. Le volume maximal de la mousse est de 1,2 L, correspondant à un coefficient d'expansion de l'ordre de 9. EXEMPLE 4: Moussage d'un bitume de grade 20/30 par une émulsion d'huile de colza contenant 5,5% de tensioactif.
On prépare une phase aqueuse en mélangeant de l'eau avec un 26 savon obtenu par saponification d'huile de colza. On prépare une phase huileuse en mélangeant de l'huile de tournesol avec du monooléate de sorbitan. On réalise le mélange des phases aqueuse et huileuse contenant au final 47,2% d'eau, 47,2% d'huile, 2,75% d'un savon obtenu par saponification d'huile de colza et 2,75% de monooléate de sorbitan. Le mélange ainsi obtenu est émulsifié au moyen d'un homogénéiseur de marque Ultra-Turrax dont la vitesse de rotation est fixée à 1675 radis pendant une durée de 2 min. A 100 g de bitume 20/30 placé dans une enceinte métallique et porté à une température de 160°C, on ajoute 20 g de l'émulsion ci-dessus obtenue et portée à une température de 50°C. On maintient l'agitation à une vitesse de 105 radis pendant 1 min. Le volume maximal de la mousse est de 0,95 L, correspondant à un coefficient d'expansion supérieur à 7. EXEMPLE 5: Moussage d'un bitume mou 70/100 par une émulsion d'huile de colza contenant 1% de tensioactif.
On prépare une phase aqueuse en mélangeant de l'eau avec un savon obtenu par saponification d'huile de colza. On réalise le mélange de la phase aqueuse avec de l'huile de colza contenant au final 69,5% d'eau, 39,5% d'huile, 1% d'un savon obtenu par saponification d'huile de colza. Le mélange ainsi obtenu est émulsifié au moyen d'un homogénéiseur de marque Ultra-Turrax dont la vitesse de rotation est fixée à 1675 radis pendant une durée de 2 min. A 100 g de bitume 70/100 placé dans une enceinte métallique et porté à une température de 160°C, on ajoute 20 g de l'émulsion ci-dessus obtenue et portée à une température de 50°C. On maintient l'agitation à une vitesse de 105 radis pendant 1 min. Le volume maximal de la mousse est de 1,1 L, correspondant à un coefficient d'expansion supérieur à 8,5. EXEMPLE 6: Moussage d'un bitume dur 10/20 et d'une émulsion d'huile de colza contenant 5% de tensioactif, et enrobage d'un squelette granulaire. On prépare une phase aqueuse en mélangeant de l'eau avec un 30 savon obtenu par saponification d'huile de colza. On réalise le mélange de la phase 27 aqueuse avec de l'huile de colza contenant au final 50,5% d'eau, 44,5% d'huile, 5% d'un savon obtenu par saponification d'huile de colza. Le mélange ainsi obtenu est émulsifié au moyen d'un homogénéiseur de marque Ultra-Turrax dont la vitesse de rotation est fixée à 1675 radis pendant une durée de 2 min.
A 300 g de bitume 10/20 placé dans une enceinte métallique et porté à une température de 160°C, on ajoute 60 g de l'émulsion ci-dessus obtenue et portée à une température de 70°C. On maintient, dans l'enceinte métallique, une température supérieure à 100°C et une agitation mécanique à une vitesse de 105 radis. L'expansion de la mousse se produit pendant cette agitation mécanique.
A 310 g de cette mousse bitumineuse, on ajoute 1 kg de squelette granulaire composé de 40% de granulat 0/2, de 20% de granulat 2/6 et de 40% de granulat 6/10 et préalablement chauffé à 105°C. L'enrobage a lieu par agitation fractionnée pendant 2 périodes de 2 min chacune au moyen d'un agitateur mécanique. L'enrobage obtenu est d'excellente qualité, sans agglomérat du squelette granulaire. Les granulats sont parfaitement dispersés dans la matrice bitumineuse. L'enrobé est comparable à un enrobé chaud obtenu dans l'état de la technique avec un bitume 35/50 ou 50/70. Pour obtenir une telle qualité d'enrobé avec une mousse bitumineuse préparée conformément à un procédé décrit dans l'état de la technique, la température aurait du être augmentée jusqu'à une valeur comprise entre 160°C et 180°C. Or, cette même qualité de mousse est obtenue, par un procédé selon l'invention à une température bien plus basse, de l'ordre de 105°C. Les inventeurs ont, d'autre part, observé qu'une mousse bitumineuse selon l'invention peut être obtenue, par chauffage, à une température supérieure à 140°C d'une mousse bitumineuse subséquemment refroidie, à la seule condition qu'une quantité suffisante de la phase aqueuse reste dispersée dans le mélange de la phase lipidique et de la composition bitumineuse.
Claims (5)
1/ Procédé de préparation d'une mousse bitumineuse comprenant les étapes suivantes : - préparation d'une composition biphasique, dite composition 5 hydrolipidique, comprenant : • une phase lipidique, comprenant au moins un composé, dit composé lipidique, choisi dans le groupe formé des esters, dits esters gras aliphatiques, comprenant au moins une chaîne aliphatique ayant un nombre d'atomes de carbone 10 supérieur à 8, • une phase aqueuse, non miscible avec la phase lipidique, - mélange sous pression atmosphérique de ladite composition hydrolipidique préalablement placée à une température Tl inférieure à 100°C, avec une composition bitumineuse préalablement placée à une température T2 supérieure 15 à 140°C, en présence d'une composition, dite composition de tensioactif(s) moussant(s), comprenant au moins un tensioactif, dit tensioactif moussant, apte à entraîner un moussage à l'air.
2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport massique composition hydrolipidique/composition bitumineuse est inférieur 20 à 50%, -notamment compris entre 10% et 20%-.
3/ Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la phase aqueuse est choisie dans le groupe formé des solutions aqueuses et des solutions hydroalcooliques.
4/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé 25 en ce que la phase lipidique comprend au moins un composé, dit composé lipidique présentant une température d'ébullition, à pression atmosphérique, supérieure à 180°C.
5/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la composition hydrolipidique contient une proportion massique de phase 30 lipidique comprise entre 20 % et 80 %, -notamment entre 25% et 60%-. 29 6/ Procédé selon l'une des revendication 1 à 5, caractérisé en ce que la composition hydrolipidique est une émulsion de la phase lipidique et de la phase aqueuse comprenant au moins un tensioactif. 7/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la composition hydrolipidique est une émulsion directe de la phase lipidique dans la phase aqueuse. 8/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la composition hydrolipidique comprend une composition de tensioactif(s) moussant(s). 9/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la composition hydrolipidique comprend une composition de tensioactif(s) moussant(s) dans la phase aqueuse. 10/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la proportion massique de la composition de tensioactif(s) moussant(s) dans la composition hydrolipidique est : - inférieure à 8 %, -notamment comprise entre 0,5% et 6%-, et - apte à entraîner un moussage lors du mélange sous pression atmosphérique de la composition hydrolipidique et de la composition bitumineuse. 11/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la composition de tensioactif(s) moussant(s) comprend au moins un tensioactif moussant présentant un coefficient HLB supérieur à 7, - notamment supérieur à 12-. 12/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la composition de tensioactif(s) moussant(s) est obtenue par saponification d'au moins une huile d'origine végétale. 13/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la composition de tensioactif(s) moussant(s) comprend une proportion massique d'au moins un oléate choisi dans le groupe des oléates alcalins, -notamment l'oléate de sodium et l'oléate de potassium-, comprise entre 10% et 90%, -notamment proche de 50%-. 30 14/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la composition hydrolipidique comprend au moins un tensioactif présentant un coefficient HLB inférieur à 7, -notamment inférieur à 5-. 15/ Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la composition hydrolipidique comprend au moins un tensioactif dans la phase lipidique. 16/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la composition de tensioactif(s) moussant(s) comprend un agent, dit agent co-tensioactif, choisi dans le groupe formé des alcanes linéaires hydroxylés ayant un nombre d'atomes de carbone inférieur à 10. 17/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que la phase lipidique comprend, au moins un composé, dit composé lipidique, choisi dans le groupe formé des esters, dits esters gras aliphatiques, comprenant au moins une chaîne aliphatique ayant un nombre d'atomes de carbone supérieur à 8, la proportion massique dudit composé dans la phase lipidique étant supérieure à 5%, notamment supérieure à 50%. 18/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que la phase lipidique comprend au moins un composé choisi dans le groupe, dit groupe des glycérides, formé des composés présentant un poids moléculaire supérieur à 100 Da, et répondant à la formule générale CH2OR'-CHOR2-CH2OR3, dans laquelle R', R2 et R3 sont choisis dans le groupe composé de l'hydrogène et des groupements acyles comprenant plus de 8 atomes de carbone, - notamment entre 10 et 22 atomes de carbone-. 19/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que la phase lipidique comprend au moins un composé lipidique extrait d'un végétal choisi dans le groupe formé des palmiers à huile, -notamment de Elaeis guineensis-, des cocotiers, -notamment de Cocos nucifera-, des avocatiers, -notamment de Persea americana-, du ricin commun, -notamment de Ricinus communis-, de l'olivier, -notamment de Olea europea-, du colza, -notamment de Brassica napus-, de l'arachide, -notamment de Arachis hypogaea-, du cacaoyer, 31 - notamment Theobroma cacao-, du tournesol, -notamment Helianthus annuus-, du riz, -notamment Oryza sativa-, du sésame, -notamment Sesamum indicum-, de la cameline, -notamment Camelina sativa-, de la moutarde, -notamment Sinapis alba-, de la coriandre, -notamment Coriandrum sativum-, de la citrouille, -notamment Cucurbita pepo-, de l'euphorbe, -notamment Euphorbia species-, du noisetier, - notamment Corylus species-, du lin, -notamment Linum species-, du caféier, - notamment Coffea arabica-, du soja, -notamment Glycine max-, du chanvre, - notamment Canabis sativa-, du coton, -notamment Gossypium species-, des soucis, - notamment Calendula species-, de l'hibiscus, -notamment Hibiscus species-, de l'hévéa, -notamment Hevea brasiliensis-, du palmier, -notamment Erythea salvadorensis-, de l'avoine, -notamment Avena sativa-, de l'anacardier, -notamment Anacardium occidentale-, du maïs, -notamment Zea mays-, et de Jatrapha curcas. 20/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que la phase lipidique comprend au moins un composé lipidique choisi dans le groupe formé des huiles d'origine végétale. 21/ Mousse bitumineuse susceptible d'être obtenue par un procédé selon l'une des revendications 1 à 20, comprenant une phase aqueuse discontinue, au moins partiellement sous forme vapeur, dispersée dans un mélange comprenant une composition bitumineuse, en présence d'au moins un tensioactif moussant, caractérisée en ce que ledit mélange comprend en outre au moins un composé, dit composé lipidique, choisi dans le groupe formé des esters, dits esters gras aliphatiques, comprenant au moins une chaîne aliphatique ayant un nombre de d'atomes de carbone supérieur à 8. 22/ Utilisation d'une mousse bitumineuse selon la 25 revendication 21, pour l'obtention d'un enrobé bitumineux.
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