Etude : Recyclé

Jan 19, 2024

Actualités Actualités | 25 avril 2023

RENO – La chaussée en asphalte formulée avec du plastique recyclé a survécu avec succès au trafic de camions lourds et aux rivières atmosphériques de l'hiver 2022-23 après qu'un tronçon de la California State Route 99 a été inondé en janvier, ont annoncé mardi des responsables.

"C'est un témoignage de la nouvelle technologie", a déclaré Elie Hajj, professeur de génie civil et environnemental à l'Université du Nevada, Reno et directeur associé de leur Superpave Center. "Nous effectuons des tests de performance et environnementaux approfondis pour arriver à ce mélange d'asphalte."

Alors que la recherche sur l'utilisation de plastique recyclé dans le laboratoire se poursuit, Granite Construction, qui s'est associée au Western Regional Superpave Center de l'Université, a contacté Caltrans pour tester le nouveau mélange d'asphalte dans le monde réel.

"Nous avons fait une superposition pour un projet Caltrans sur l'autoroute 99, en remplaçant leur mélange conventionnel par 10% de plastique en poids du liant", a déclaré Edgard Hitti, responsable national de l'asphalte pour Granite Construction. "C'était le premier mélange à faible émission de carbone réussi utilisé par Caltrans."

La chaussée d'asphalte est traditionnellement un mélange d'agrégats - roches concassées, gravier et sable - maintenus ensemble par un liant d'asphalte, généralement un liquide noir collant ou une forme semi-solide de pétrole pour créer un mélange cohésif.

Ce mélange innovant de liants d'asphalte utilise du plastique provenant d'une source unique, du toner de cartouche d'imprimante usagé. Il a été nommé MTP, qui signifie polymère de toner modifié. Il s'agit d'un déchet plastique post-consommation qui a été incinéré ou mis en décharge aux États-Unis. De nombreux organismes publics exigent l'utilisation de matériaux recyclables dans les chaussées en asphalte et cette source de plastique répond à ces exigences.

"Seulement 9% de tous les déchets plastiques sont recyclés, nous ne voulions donc pas utiliser de matériaux provenant des flux de recyclage existants", a déclaré Hajj. "Et nous voulions des polymères post-consommation, un produit à faible ou zéro carbone."

La poudre et les cartouches de toner sont généralement classées comme déchets électroniques, ce qui les rend difficiles à recycler et contribue à environ 9 000 à plus de 25 000 tonnes de déchets chaque année aux États-Unis, car il n'existe aucune application pour une meilleure utilisation.

"Nous voulions trouver une source qui n'était pas actuellement recyclée afin que nous puissions améliorer le total de plastique recyclé aux États-Unis et ne pas tailler dans un flux existant qui est actuellement recyclé et utilisé dans d'autres industries", a déclaré Hitti. "C'est également un excellent outil pour améliorer la déclaration environnementale de produit de l'enrobé, qui est appelée la 'valeur nutritive' de l'enrobé."

Le volume approximatif de déchets plastiques provenant des cartouches de toner recyclées sur le court tronçon de l'autoroute 99 équivaut à 450 bacs de recyclage résidentiels à grandes roues.

En plus de ses autres propriétés, ce plastique a le potentiel de réduire les émissions de dioxyde de carbone de l'asphalte liquide d'environ 5 % tout en détournant 200 livres de plastique du flux de déchets pour chaque tonne d'asphalte liquide produite.

Le toner des cartouches d'imprimante usagées est ajouté au liant d'asphalte en remplacement partiel pour améliorer ses propriétés mécaniques. Le liant polymère de toner modifié est combiné avec des agrégats pour produire le mélange d'asphalte utilisé pour construire la surface de la chaussée en asphalte. Hajj a déclaré que l'utilisation du toner est meilleure que d'autres produits en plastique, car ils ne sont pas oxydés comme beaucoup d'autres produits recyclables.

"Les plastiques ne sont pas tous identiques, donc avec les cartouches de toner, c'est un produit cohérent - uniforme et homogène", a déclaré Hajj. "De nombreux plastiques sont des matériaux très durs et difficiles à travailler. Les cartouches de toner sont plus agréables car il s'agit d'un plastique post-consommation plus souple et mieux adapté à la modification du liant en raison de son point de fusion bas et de sa meilleure élasticité que les plastiques durs conventionnels."

La section de 500 pieds de l'autoroute 99 à Elk Grove, juste au sud de Sacramento, a été pavée après qu'un premier test du mélange l'année précédente s'est avéré réussi dans une application de chaussée de parking de magasin Target. En octobre, le tronçon d'autoroute a été pavé et des tests ultérieurs montrent qu'il se porte bien, même après l'inondation causée par une rupture de digue lors d'une tempête atmosphérique.

"La brèche dans la digue qui a inondé l'autoroute 99 s'est produite par coïncidence dans la section en plastique à faible teneur en carbone et elle a bien résisté sans aucun dommage", a déclaré Hitti.

Après l'hiver, une équipe d'experts en chaussée de l'Université du Nevada, Reno, Granite et Caltrans a visité la section plastique pour un examen sur le terrain afin d'observer et de tester la performance de la chaussée. Étant une artère principale pour les camions transportant des marchandises à travers l'État et le pays, des milliers de camions lourds ont parcouru l'autoroute pendant plus de trois mois par temps étouffant, humide et glacial. L'équipe a observé que la chaussée fonctionnait très bien et qu'il n'y avait ni fissure ni orniérage.

"Dans l'ensemble, j'ai été très impressionné par la grande qualité de la section de test", a déclaré Peter Sebaaly, professeur au College of Engineering et directeur du Pavement Engineering & Science Program. "À ce stade précoce de la vie de la chaussée, nous recherchons généralement des signes de problèmes susceptibles d'avoir un impact sur les performances à long terme, tels que la non-uniformité du mélange dans toute la section et l'ouverture de la surface. C'était formidable de voir que la section ne afficher l'un des problèmes."

Julissa Larios, doctorante à l'Université du Nevada, Reno, utilise des équipements et des techniques de laboratoire de pointe pour évaluer le comportement technique complet de cette technologie innovante. Les résultats de laboratoire jusqu'à présent indiquent que les liants d'asphalte MTP (polymère de toner modifié) présentent une rigidité et une viscosité accrues proportionnelles à la teneur en toner, ce qui améliore la résistance à la déformation permanente.

Le liant plastique peut être utilisé dans tout type d'application, des applications à trafic intense comme le projet de l'autoroute 99 aux parcs de stationnement comme le projet Target, y compris les applications de préservation des chaussées telles que le coulis d'étanchéité.

"Nous avons eu la toute première tentative réussie d'utiliser du plastique recyclé émulsifié dans un projet à San Luis Obispo en octobre 2022", a déclaré Hitti.

Le projet a utilisé un mélange de 5 % de plastique toner dans le liant pour le joint de coulis de type 2, qui est un traitement d'entretien d'une fine couche de matériau pour prolonger la durée de vie de l'asphalte à l'aide de granulats concassés très fins.

Hajj a déclaré que l'équipe du Superpave Center de l'Université poursuivra ses recherches sur les mélanges et les applications de produits et élargira les expériences tout en préparant une étude pour publication.

"Nos travaux à ce jour fournissent des informations sur l'utilisation efficace des polymères de toner modifiés dans les liants d'asphalte, fournissant une approche prometteuse pour améliorer les propriétés de déformation des liants d'asphalte tout en réduisant les risques environnementaux associés à l'enfouissement du toner", a-t-il déclaré. "Nous estimons qu'il y a encore plus de données nécessaires sur l'impact du MTP sur les mélanges d'asphalte et leurs performances à long terme, nous allons donc poursuivre des recherches supplémentaires sur les effets du MTP sur les caractéristiques d'orniérage et de fissuration des mélanges."

Source : UNR

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