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Stabilisation des chaussées : un enjeu économique majeur - Résumé Il existe un besoin urgent, à l'échelle mondiale, d'améliorer la résilience et la durabilité des réseaux routiers. Le recyclage et la stabilisation des chaussées à l'aide de liants à faible empreinte carbone constituent une méthode de construction routière intrinsèquement très durable. Cependant, certains équipements nécessaires sont spécialisés et généralement coûteux en capital, ce qui peut freiner leur adoption. Il est possible de remplacer les équipements optimaux par des alternatives économiques. Bien que cette approche ne soit pas nécessairement la meilleure pratique, elle reste viable dans la plupart des cas. L'association d'équipements économiques et de la nanotechnologie Renolith 2.0 ouvre la voie à un système de construction de chaussées peu coûteux, rapidement déployable et hautement durable. Un tel système serait adapté à de nombreux marchés, notamment les pays en développement et les communautés isolées. Introduction La stabilisation consiste à améliorer un sol ou un matériau de chaussée, généralement par l'ajout d'un liant. Les techniques de stabilisation in situ sont utilisées depuis longtemps par les ingénieurs en Australie et dans de nombreux pays du monde pour la construction et la réhabilitation des chaussées (généralement des routes). Historiquement, les gestionnaires de chaussées ont privilégié ces techniques en raison de leurs avantages économiques significatifs. Les avantages économiques et environnementaux du recyclage et de la stabilisation in situ sont indéniables. Pourtant, les méthodes de construction de chaussées plus coûteuses et polluantes restent courantes. Le recyclage/stabilisation des chaussées à l'aide de liants cimentaires et d'adjuvant Renolith 2.0 offre une solution économique et à faible émission de carbone pour la construction de chaussées résilientes. Différentes méthodes de référence sont disponibles, notamment celles publiées par AustStab, Austroads et les autorités routières nationales. Les machines nécessaires au recyclage et à la stabilisation des chaussées selon ces méthodes sont spécialisées et généralement très coûteuses. Cela peut constituer un frein à leur adoption, en particulier dans les pays en développement. Cet article explore le besoin et les opportunités offertes par la construction de chaussées à l'aide d'équipements à bas coût. Le besoin : Le réseau routier mondial est vaste et en expansion. Une part importante des routes mondiales est inadaptée, en mauvais état et se dégrade rapidement. Cette situation est intenable. Figure 1 : Le système mondial de construction routière est insoutenable. Le projet GRIP (Global Roads Inventory Project) a rassemblé, harmonisé et intégré près de 60 ensembles de données géospatiales sur les infrastructures routières en un ensemble de données mondial couvrant 222 pays et plus de 21 millions de km de routes. Parmi celles-ci, seules 351 000 km sont revêtues et 501 000 km sont accessibles toute l’année. La plupart des autres routes bénéficieraient d’une approche de construction/réhabilitation simple, économique et peu coûteuse. Objectif : Cet article présente la possibilité de substituer des équipements optimaux par des alternatives à faible coût. Cette approche, associée à la nanotechnologie Renolith, pourrait permettre une adoption rapide de pratiques de construction routière plus durables sur des marchés sous-desservis, tels que les pays en développement. Meilleures pratiques : Le cahier des charges techniques MRTS07B du ministère des Transports et des Routes principales du gouvernement du Queensland, relatif aux chaussées stabilisées in situ à l’aide de ciment ou de mélanges cimentaires, est un exemple de cahier des charges de stabilisation moderne, complet et conforme aux meilleures pratiques. Les équipements spécifiés sont listés dans le tableau ci-dessous. Tableau 1 : MRTS07B – Exigences minimales et nombre d’équipements spécifiques. Le coût d’investissement pour ces équipements minimaux spécifiés dépasserait généralement 1 040 000 USD. Un tel investissement n’est viable que pour les grandes entreprises et les entrepreneurs spécialisés en stabilisation. Stabilisation – Facteurs clés de succès. Le recyclage et la stabilisation des chaussées sont très efficaces lorsqu’ils sont bien réalisés, mais peuvent s’avérer catastrophiques en cas de mauvaise exécution. Par conséquent, afin d’atténuer les risques, les meilleures pratiques imposent des contrôles sur : la composition du sol/granulats ; le type, la quantité et la qualité du liant ; les méthodes de mélange ; la teneur en eau ; la séquence et le calendrier de construction ; les méthodes et les performances de compactage ; et le contrôle de la qualité du processus. L’aspect le plus complexe consiste souvent à optimiser la quantité de liant. Une quantité insuffisante de liant entraînera un gain de performance du matériau inadéquat ; une quantité excessive peut provoquer des fissures de retrait inacceptables. En Australie, les couches de base stabilisées sont souvent conçues pour être ‘ légèrement liées ’ (résistance à la compression uniaxiale à 28 jours de 1 à 2 MPa) afin d’atténuer les effets des fissures de retrait. L’adjuvant Renolith 2.0 permet d’obtenir des couches fortement liées avec un faible risque de fissures de retrait. Cela facilite considérablement le processus de construction : des chaussées plus minces sont possibles, pouvant être mélangées et compactées avec des engins plus légers. La limite supérieure de quantité de liant est assouplie, offrant une bien plus grande flexibilité dans la formulation du mélange et le contrôle de la qualité de la construction. L’adjuvant Renolith 2.0 lubrifie également le mélange, réduisant ainsi l’effort de compactage nécessaire. Par conséquent, des engins de compactage plus légers peuvent être utilisés. Les stabilisateurs, disponibles en différentes gammes (économiques et automoteurs ou tractés), peuvent être légers ou lourds, de marques haut de gamme ou économiques. Le coût d’investissement varie considérablement. Figure 2 : Stabilisateurs haut de gamme vs économiques. Un stabilisateur simple pour tracteur, équipé d’une prise de force (PDF) et d’un réglage hydraulique de la hauteur via un attelage trois points, peut être acquis pour moins de 1 TP4T2000 USD. Une telle machine ne répond pas à la spécification MRTS07B et son débit est faible comparé à celui d’un stabilisateur lourd. Néanmoins, elle est probablement suffisante pour la construction de routes simples. La vitesse de travail devra être limitée afin de garantir un mélange homogène. Souvent, les étapes de mélange constituent le facteur limitant la cadence de production des chaussées. L'utilisation simultanée de deux tracteurs ou plus équipés d'un dispositif de stabilisation peut donc s'avérer optimale. Des accessoires pour tracteurs disponibles dans le commerce sont également proposés pour tous les autres engins nécessaires à la construction d'une chaussée stabilisée. Cela réduit considérablement les investissements initiaux. Un ou plusieurs tracteurs adaptés (d'une puissance nominale de 150 ch ou plus avec prise de force) peuvent être achetés, loués ou pris en location selon les besoins du projet. Figure 3 : Remorque épandeuse à ciment. Différents fabricants produisent des épandeurs de liant cimentaire automatisés tractés par tracteur. Le prix catalogue habituel sur Alibaba.com est de 1 400 000 à 1 400 000 USD (capacité de 8 m³). Figure 4 : Camion-citerne. De nombreux fabricants produisent des camions-citernes. Le prix catalogue habituel sur Alibaba.com est de 5 400 000 à 8 000 USD (capacité d'environ 5 tonnes). Les camions adaptés nécessitent une modification avec un système de rampe d'arrosage ou de goutte-à-goutte permettant un contrôle précis du débit et de la dispersion. Figure 5 : Rouleau vibrant en acier pour tracteur. Les rouleaux vibrants à tambour lisse ne sont pas des équipements de stabilisation spécialisés et sont généralement faciles à trouver. À défaut, un rouleau vibrant en acier pour tracteur peut être une solution. Le prix catalogue habituel sur Alibaba.com pour un rouleau vibrant automoteur de 8 tonnes ou un accessoire équivalent pour tracteur est de 1 400 000 USD. Pour une chaussée standard de 200 mm, un rouleau à pieds dameurs n’est pas indispensable. Sur les routes non revêtues, le compactage par pieds dameurs est déconseillé car les indentations ne sont souvent pas complètement éliminées par le rabotage. Un rouleau à pieds dameurs peut être nécessaire uniquement pour une chaussée épaisse en matériaux argileux lourds. Les rouleaux pneumatiques multi-roues peuvent être utiles pour…