Etat des lieux et caractérisation des matériau

Une étude bibliographique et une visite de différents centres de traitement ont permis de mettre en évidence un certain nombre d'observations :

Il existe une grande diversité dans la nature et les origines des déchets bruts arrivant dans les centres de traitement ;

Il n'existe pas deux centres de traitement identiques. Chaque centre a mis au point son propre dispositif de traitement sur base notamment des déchets qu'il reçoit. Ainsi, il existe des installations de traitement relativement simples, souvent mobiles et constituées d'un concasseur, d'un crible et dans la plupart des cas d'un séparateur magnétique (overband) et des installations fixes complexes comprenant plusieurs concasseurs, cribleurs et divers dispositifs de séparation. Les essais de durabilité pour les granulats comme l'essai Micro-Deval en présence d'eau (MDE), l'essai Los Angeles (LA) et l'essai de sensibilité au gel-dégel (F) ont été mis au point pour des granulats naturels. Ces essais ne sont pas nécessairement adaptés aux comportements des granulats recyclés. De plus, la majorité de ces essais ne représentent qu'une partie des sollicitations présentes dans une structure routière tant au moment de sa mise en œuvre que de sa mise en service.

Le pourcentage de fines (f) et la teneur en eau jouent un rôle important dans le comportement des matériaux en domaine routier.

Une étude de caractérisation a été effectuée sur des déchets bruts prélevés à l’entrée de quatre centres de recyclage, situés dans quatre régions différentes de Wallonie. Cette étude a été réalisée sur deux fractions séparées : la fraction 4/100 (fraction grossière) et la fraction 0/4, vu l'influence souvent néfaste de cette fraction dans le comportement du matériau.

APERROUT – rapport scientifique final Page 166 L'examen séparé de la fraction 0/4 a comporté une grande variété de tests :

L'analyse granulométrique : une certaine hétérogénéité granulométrique a été observée, mais les teneurs en fines restent assez faibles (moins de 4% de Ø < 63 µm).

Les densités des matériaux (bulk density) varient entre 918 et 1040 kg/m³.

La teneur en eau varie entre 11 et 14 %. Il n'existe pas de relation bien établie entre la teneur en eau et la demande en eau, qui ne s’élève qu’à environ 3% après stabilisation pour tous les échantillons. Par contre, l’échantillon présentant la demande en eau la plus importante est celui qui présente la teneur en fines (Ø < 63 µm) la plus importante.

La composition qualitative de la fraction 0/4 par DRX a montré que cette fraction est principalement composée de quartz (68 – 75%), de calcite (issue du ciment), de plagioclases et de feldspaths potassiques. Quelques traces d'argiles ont été observées dans certains échantillons. La perte au feu à deux températures différentes (550 et 1.000°C) a montré de faibles teneurs en matières organiques.

Les teneurs en chlorures et sulfates sont généralement faibles.

La fraction granulaire grossière a été divisée en trois fractions, avant de faire l'objet de différents tests : L'examen de la composition des déchets montre la présence d'une certaine variabilité au sein des échantillons. Les fractions les plus grossières contiennent généralement plus de briques, ce qui peut avoir une influence sur le comportement lors des essais de durabilité (MDE et LA).

Certains déchets sont riches en pierres naturelles. La comparaison de la composition des quatre échantillons avec le tableau présent dans la norme NBN EN 933-11 montre que les matériaux entrants ne correspondent pas à la définition stricte des recyclés mixtes, même si la plupart s’en approchent. Certains éléments comme les briques, les pierres naturelles et certains corps étrangers doivent être partiellement éliminés durant le protocole de traitement.

De même, 9 échantillons de matériaux recyclés, produits par 6 centres de traitement différents, ont fait l’objet d'une caractérisation via des analyses granulométriques et les principaux essais de durabilité que sont les essais Los Angeles (LA), Micro-Deval en présence d'eau (MDE) et l'essai de sensibilité aux cycles gel – dégel (F). Des comparaisons avec les critères généralement requis dans le CCT QUALIROUTES pour une application en sous-fondation ont été également réalisées.

Sur base du critère de la composition, peu d'échantillons satisfont à tous les critères requis pour un recyclé mixte. Il existe une variation de composition dans le temps pour une même unité de traitement.

L'analyse granulométrique montre la présence de 6 à 15 % de teneur en fines (f). De nombreux échantillons ne répondent pas au critère du CCT QUALIROUTES (7% maximum de fines pour une application en sous-fondation).

Le mode d'échantillonnage a une certaine importance sur les résultats de l'analyse granulométrique : la teneur en fines (f) mesurée est plus faible lorsque le prélèvement est effectué sur le tas.

L'essai Micro-Deval en présence d'eau (MDE) montre une grande dispersion de valeurs (valeurs comprises entre 23 et 51 alors que la limite fixée par Qualiroutes pour une utilisation sur le réseau secondaire est de 50%). Il en va de même pour les résultats de l’essai Los Angeles (LA), compris entre 25 et 46%, alors que la limite fixée par Qualiroutes est de 40%.

APERROUT – rapport scientifique final Page 167 Sept échantillons sur neuf respectent les critères MDE,LA, et MDE+LA pour une application en sous- fondation sur les réseaux IIb et III. Trois échantillons, dont les deux recyclés de béton, satisfont même aux exigences pour les réseaux I et IIa.

Les résultats de l’essai d’absorption d’eau varient de 4.7 à 12.2%. Tous les échantillons sont donc susceptibles d’être gélifs. Les résultats de l’essai sont plus élevés lorsqu’il est effectué sur la fraction (4/31.5 mm) que sur la fraction (0.063/4 mm).

Le résultat de l’essai de sensibilité au gel-dégel, le facteur F varie de 4 à 18% pour les recyclés mixtes et de 6 à 11.6% pour les recyclés de béton. Ces valeurs sont très éloignées du seuil de 2% fixé par le CCT Qualiroutes. Pour cette raison, une proposition de modification du critère de gel- dégel, plus proche du critère Allemand, a été introduite au niveau du groupe de travail du CCT Qualiroutes. Ce nouveau critère tolérerait notamment un F jusque 10%, à condition que le matériau ne produise pas trop de fines (f) lorsqu’il est soumis au gel et qu’il soit protégé des venues d’eau.