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Le bitume Produits noirs: 1) Produits d’origine naturelle : - Bitume naturel :

Le bitume Produits noirs: 1) Produits d’origine naturelle : - Bitume naturel : Le bitume naturel est issu de la polymérisation du pétrole au contact d’argiles. Un bitume naturel contient entre 50 et 60 % de bitume pur - Asphalte : Roche poreuse argilo calcaire : contient 5 à 10 % de bitume pur . USA; sous forme très dure (Gilsonite), d ’émulsion (lac de Trinidad), de roches généralement calcaires, poreuses, imprégnées à 8 ou 10% 2) Produits d’origine artificielle: - Le goudron: d’origine organique végétale (houille, bois, sucre,…) est obtenu par distillation destructrice (ou pyrogénation): • Le goudron brut doit être traité (brai et coupes d ’huile) pour obtenir le goudron routier. Il n ’est pratiquement plus utilisé pour des raison de santé et de forte susceptibilité thermique . • Les goudrons brut proviennent de la distillation de diverses variétés de charbons et notamment de charbons gras. Les goudrons et les brais de houille sont obtenus par distillation du goudron brut - Le bitume : obtenu par distillation du pétrole. PETROCHIMIE Pétrole = mélanges complexes d’hydrocarbures Types de traitement : 1/ Séparation = raffinage, fractionnement des mélanges - on ne change pas la nature des constituants (= distillation) 2/ Traitement de certaines fractions - modifications de la composition (craquage, réformage ...) Traitement du pétrole Le marché marocain du bitume Depuis la faillite de la Samir le Maroc est obligé de se tourner vers les marchés internationaux pour importer, entre 40.000 et 80.000 tonnes de bitume par an. Le prix de vente final au Maroc tourne actuellement autour de 7000 DH TTC la tonne Fabrication du bitume pur DISTILLATION Gaz liquéfiables C3-C4 : jusqu ’à 20 °C Brut Distillation à pression atmosphérique Distillation sous pression réduite Ether de pétrole C5-C6 : de 20 °C à 60 °C Naphta C6-C7 : de 60 °C à 100 °C Essence C6-C12 : de 60 °C à 200 °C Fioul Huiles de graissage Paraffines Bitume Kérosène C12-C18 : de 175 °C à 275 °C Gas oil > C18 : plus de 275 °C TRAITEMENT DES COUPES PETROLIERES - 3 principaux types de traitement : - Craquage - Réformage - Vapocraquage Craquage (traitement du gasoil) traitement thermique (avec ou sans catalyseur) des fractions lourdes fractionnement des molécules coupure de liaisons C-C Réformage (traitement des essences) traitement thermique (avec catalyseur) ex : augmentation de l’indice d’octane, obtention d’aromatiques Vapocraquage (traitement du naphta et du gasoil) (hydrocarbures + vapeur d’eau) à T élevée (800 °C) production d’alcènes, d’aromatiques isomérisation, cyclisation, déshydrogénation PETROLE BRUT NAPHTA GASOIL VAPOCRAQUAGE ETHYLENE PROPENE butène isobutène butadiène REFORMAGE CATALYTIQUE BENZENE toluène xylènes DEPARAFFINAGE Paraffines Principales filières de transformation (organique) CH3 CH3 CH3 CH2 H3C CH3 n CH2 CH2 CH2 CH CH3 CH2 CH CH2 CH3 C CH3 CH3 CH2 CH2 CH CH CH2 raffinage du pétrole brut. Produits extraits du pétrole brut Bitumes= résidus de la distillation du pétrole Le bitume: est obtenu par distillation du pétrole brut :c ’est le résidu de la colonne de distillation atmosphérique ou sous vides (5 à 30 mg mercure) à des températures de 350 à 400°C. Il se présente comme un corps noir ou brun, solide ou semi solide à température ambiante, constitué principalement de molécules hydrocarbonés. On distingue 4 composants principaux : les fractions SARA du bitume Saturés < 10% Masse moléculaire faible : 300 à 1 000 g/mole Aromatiques 50 à 70% Masse moléculaire faible : 300 à 2 000 g/mole Résines 10% Masse moléculaire moyenne : 500 à 5 000 g/mole Asphaltènes 10 à 20% Masse moléculaire élevée : 600 à 300 000 g/mole Le bitume est formé des éléments suivants : - maltènes : carbures linéaires qui confèrent plasticité et ductilité, - asphaltènes : carbures cycliques qui confèrent stabilité et adhérence, - carbènes : (CH2) qui fragilisent et sont anti-émulsifiants. Bitumes naturels Bitumes artificiels Maltènes 70 % 60 à 80 % Asphatènes 30 % 20 à 40 % Carbènes 0.5 % 1 à 2 % Pourcentages en masse des constituants principaux des bitumes. • Bitume -Généralement obtenus par raffinage - Peut être modifié par ajout de substances améliorant ses caractéristiques. •Fluxer un bitume dur : c'est mélanger bitume dur à un bitume plus mou pour obtenir un bitume de dureté intermédiaire, •Fluidifier un bitume : c’est ajouter à un bitume dur ou mou des huiles relativement volatiles de manière à former des cut-backs. Terminolgie Bitume pur oxydé fluidifié fluxé modifié Bitume DIFFERENTS TYPES DE BITUME Les bitumes dits "soufflés" ou "oxydés" : Le bitume sorti tel quel des unités de raffinage est trop mou pour être utilisé pour les revêtements d’ étanchéité. Aussi pour le rendre plus dur, on procède à son soufflage. Le procédé est une déshydrogénation partielle et une polymérisation du bitume avec l'oxygène de l'air. On fait passer l'air à travers le bitume sous haute température (240 à 260 °C), il y a déshydrogénation partielle et l'oxygène contenu dans l'air soufflé forme des ponts oxygène avec les chaînes hydrocarbonées et il se forme des réseaux tridimensionnels par polymérisation. La réaction est plus ou moins exothermique et la température dans la tour de soufflage ne dépasse jamais 300 °C sous peine d'apparition du phénomène de "craquage". La dureté du bitume obtenue peut être contrôlée par le temps de passage de l'air, car plus il y a de ponts oxygène plus dur est le bitume. Le bitume fluxé : Les bitumes fluxés sont des préparations bitumineuses où la viscosité du liant a été réduite par l’ajout d’huiles relativement peu volatiles. Le diesel et les huiles d’origine végétale font partie des fluxants courants. Le bitume modifié : Les bitumes modifiés sont des liants bitumineux dont les propriétés de performances (l'élasticité, l'adhésivité ou la force de cohésion, etc.) ont été modifiées au moyen d’un ou plusieurs agents chimiques. Ces agents peuvent être, des polymères, de la poudre de caoutchouc, du soufre et de l’acide polyphosphorique. Les bitumes modifiés sont très répandus dans la production du feutre bitumé pour toitures et dans les applications routières. •On sait également modifier les caractéristiques des bitumes par l'addition de produits connus: la poudrette de caoutchouc. les fibres minérales. des déchets de câbles électriques (polypropylène). •L’objectif de ces ajouts d'additifs est de rendre le bitume moins fragile et cassant à basse température (-10 à – 20°C), et au contraire plus rigide à température élevée (50 à 60°C). Les émulsions de bitume Les émulsions de bitume sont des produits dans lesquels de minuscules gouttelettes (phase dispersée) de bitume ou de liant bitumineux sont dispersées dans un milieu aqueux (phase continue). . Le liant peut être soit un bitume, un bitume fluidifié ou un bitume modifié. Les émulsions de bitume interviennent surtout dans les applications de revêtements routiers tels que les enduits superficiels, les enrobés à froid et les coulis bitumineux. La stabilité de la dispersion est obtenue par l’ajout d’un tensioactif qui réduit la tension interfaciale eau / bitume Coulis bitumineux Ce sont des mortiers fluides constitués de sable et d’émulsion de bitume surstabilisée pour un durcissement rapide. Ils sont utilisés pour des rejointoiements et la fermeture de porosité AUTRES PRODUITS : 1.Bitumes modifiés par des polymères Ce sont des bitumes dans lesquels on a incorporé un ou plusieurs polymères 2.Bitumes spéciaux Les bitumes multigrades sont des bitumes élaborés en raffinerie sans ajout. 3.Bitumes fluidifiés On ajoute des fluidifiants (par exemple le kérosène) qui ramollissent 4.Bitumes fluxés L’ajout d’un fluxant, souvent une huile, ramollit le bitume et permet sa mise en œuvre à une température légèrement supérieure à 100 °C 5.Emulsions de bitume 6.Bitumes industriels On distingue les bitumes oxydés et les bitumes industriels durs , obtenus par soufflage à l’air de bases sélectionnées. Type de Bitumes Terminologie : Bitume + kérosène = bitume fluidifié Bitume + huiles de goudrons = bitume fluxé Bitume + eau + tensioactif (+ énergie mécanique) = émulsion de bitume Bitume (majoritaire) + goudron = bitume-goudron Bitume + brai de houille = bitume-brai Goudron (majoritaire) + bitume = goudron-bitume Brai de houille + huiles de goudron = goudron routier Goudron + polymère = goudron modifié (goudron-styrène1, etc) Applications dans le genie civil Bâtiments, ouvrages d’art, trottoirs Routes Etanchéité par membranes bitumineuses L’étanchéité des terrasses et des ouvrages d’art (ponts,viaducs). L’ etancheite des piscines, réservoirs, château d’eau, barrages …. Les qualités : •souplesse, plasticité d'où leur emploi en chape souple ou en écran étanche, •une imperméabilité à l'eau et à l'air remarquable d'où leur utilisation comme revêtement d'étanchéité, de couverture, de cuvelage, •ductilité, résistance à l'usure ce qui les destinent aux revêtements de chaussées, de pistes ,...à la réalisation de mortiers et de bétons hydrocarbonés où ils jouent le rôle de liants, •une adhésivité remarquable et un pouvoir pénétrant offrant ainsi une bonne tenue à l'eau, Les inconvénients faible résistance mécanique,  fragilité, ramollissement à la chaleur CARACTERISTIQUES DES LIANTS HYDROCARBONES. caractéristiques Définition Imperméabilité Les liants hydrocarbonés présentent une imperméabilité totale à l’eau, l’étanchéité exigée pour certains ouvrages. Cohésivité C’est l’aptitude du liant à se déformer sans arrachement ni fissuration interne, permet une bonne résistance à la traction. Adhésivité C’est la capacité d’adhérer aux granulats uploads/Finance/ bitume-emg-2021.pdf