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N° Ordre…….FSI/UMBB/2013 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINIST

N° Ordre…….FSI/UMBB/2013 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE M’HAMED BOUGARA - BOUMERDES FACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIEUR Département : Génie Des Matériaux Mémoire En vue de l’obtention du diplôme Master II Spécialité : Génie des Matériaux Option : MCD THEME Réalisé Par : Encadré par : Ais Amir Benotmane. B Yousfi Mimi Houria Hebouche. I Boumerdès 2016 /2017 Etudes des Caractérisations d’un Bitume Modifie par des Polymères Résumé : Le bitume 40/50 NAFTAL. Un matériau thermoplastique visqueux, de couleur noir, solide à température ambiante. Pour qu’il s’adapte aux voies routières supportant des trafics très lourds et canalisés avec des températures durables élevées il a était modifié par l’ajout des différentes types de polymères de synthèse. Ce travail a permet de déterminer la classe de bitume modifie selon des essais de caractérisations qu’ils ont était effectués après une modification du bitume a différentes dosage de polymères. Abstract : The bitumen 40/50 NAFTAL. A viscous, black thermoplastic material that is solid at room temperature. In order for it to be adapted to roadways supporting very heavy traffic and channeled with high long-lasting temperatures it was modified by the addition of different types of synthetic polymers. This work made it possible to determine the modified bitumen class according to characterization tests that were carried out after a modification of the bitumen at different polymer dosages. 2345 6789ا 40 / 50 ?>=<ل . @7AB9ارة اAE @F درH7 @I4J ،دLMNن اL49 اP5 ،ارةAQ9<R @F89 <دة5 . قA=49 @IM<T5 AUV <WTX Y ZU[\ Z]E L^`ا وF a^ @]bارة داAQ9<ت اF ار^><ع درe5 ورA]9@ اXAE fUF @>4g35 اعL?@ أ7<ijR f4k`l^ @IXA]9<ت اk`I49ا >@ 4g35 [<ر9 اZk`l^ `lR <اؤھAF إa^ Hg9<ف اJوN<رات اIgqY[< ا7[<ر و9@ اF`ر9ات اAUUBg9 اZ]l9ا اr`د ھQk ^<k`I49ا @sAt9< REMERCIEMENTS Tout d’abord, nous tenons à rendre grâceà DIEU, de nous avoir donné la force et lasanté afin que nous puissions accomplir ce travail Tous nos remerciements : A nôtres encadreur Monsieur BENATOMENE.B de bien vouloir nous encadrer pour la réalisation de ce travail, et pour sa présence et ses conseils. Grand remerciement a notre encadreur Monsieur HEBOUCHE IDIR chef de service de norme et spécificationet Monsieur RAFIK NAIT SAID le directeur de Naftal bitume, et toutes le nombre de la société Notre reconnaissance à Monsieur SENHADJI et à l’équipe delaboratoire central des travaux publique (LCTP) pour leur aide, ce travail n’aurait pu obtenir sans une réalisation parfaite des échantillons A Monsieur BOUABDELAH chef de centre Alger de bitume de nous avoir fournis le bitume 40/50 On n’oublie pas de remercier Monsieur MAKSEN AMINE, étudiant en doctorat, pour son aide au long de ce travail. A tous les nombres de jury pour avoir accepté d’évaluer ce travail Dédicace Je dédie ce modeste travail à mes parents qu’ilsontcontribuésà ma réussite le long de mon existence A mon frère et ma sœur A mon oncle qu’il m’a beaucoup aidé Et à mes grandes familles A mes copains AIS AMIR Dédicace Je dédie ce modeste travail àbeau-frère Dr. Terrak Hamid qui m’a pris en charge durant ses cinq ans et ma sœur adorée AMINA et mes deux anges SIDAHMED et WAHIBA A mes deux chers amis RIAD et IMADELDIN pour leur soutien Pour mes meilleures que j’aime, je n’arrive pas à exprimer mes sentiments envers elles, que dieu les protège pour moi « AMIRA-ASMA-IKRAM-NABILA et SARAH » Sans oublier mon Binôme AMIR Tous mes camarades YOUSFI MIMI L’Algérie, a l’instar d’autre pay développement de ses activitésé énergétique et on forte progress De ce fait, la Société Nationale distribution et de la commercial essentielle pour la construction marché national. NAFTAL, avec son expertise es projets de travaux publique et a source d’approvisionnement jus NAFTAL est certifiée par des o Public LCTP) agréés par le min RESENTATION DE NAF NAFTAL est une société algéri distribution des produits pétrolie L’équipe bitume de la branche c Une direction bitume : En charge de l’approvisionneme produitsbitumineux, selon les no Une direction nationale : En charge de la maintenance du développement technologique d Quinze centres opérationn Dont six centres portuaires Alge d’installations des stockages, po La gamme des produits co Bitumepur : 40/50. BitumesOxydé: 85/25. Cut- backs: 0/1, 150/250 Emulsions de bitume: EC Bitumemodifie10.40/50 NAFTAL, des so re pays émergents, connait aujourd’hui une croissa ivitéséconomique qui font, que la demande en diffé ogression. onale NAFTAL, leader sur le marchéalgérien,est ercialisons des produits pétroliers dont le Bitume ction routière, les travaux d’étanchéité et s’isolatio rtise est devenue un fournisseur incontournable pou e et assure un service global sur toute la chaine log ent jusqu’au chantier garantissant ainsi une qualité des organismes de contrôle (Laboratoire Central d le ministère des travaux publics. NAFTAL : algérienne, filiale à 100% de SONATRACH. Elle étroliers sur le marché algérien. nche commercialisation : nnement, de l’exploitation, de la promotion et la ve les normes et spécification internationales requise : nce du matériel roulant et des installations, des étud ique de l’activité. ationnels : s Alger, Oran, Mostaganem, Bejaia, Skikda, et Ann ges, pourvoyant ainsi à la demande de la marche na uits commercialisés par NAFTAL bitume . 50/250, 400/600. : ECR 65%, ECE 65%, ECR 60%, ECE 60%. .40/50 des solutions qui tiennent la roissance et un différentes produit ,est chargée de la tume, matière solation (BTP sur le le pour les grands ine logistique depuis la ualité irréprochable. ntral des Travaux . Elle a pour mission la t la vente des equises. es études et le et Annaba.Dotés che nationale itume : ent la route Chapitre I Introduction : .............................................................................................................................. 3 I-1 Fabrication et classification : ................................................................................................ 3 I-2 Types de bitumes : ................................................................................................................ 5 I-2-1 Les bitumes purs : ......................................................................................................... 5 I-2-2 Les cut-backs : ............................................................................................................... 5 I-2-3 Les émulsions : .............................................................................................................. 5 I-3 la structure chimique des bitumes : ...................................................................................... 6 I-4 Les bitumes modifiés : .......................................................................................................... 9 I-4-1 les additifs : ..................................................................................................................... 10 I-5 Les polymères ..................................................................................................................... 13 I-5-1 Copolymères : ................................................................................................................. 14 I-6 la microstructure des polymères amorphe .......................................................................... 14 I-6-1 Polymères thermoplastiques : ...................................................................................... 14 I-6-2 Polymères thermodurcissables : .................................................................................. 14 I-6-3 Élastomères : ............................................................................................................... 15 I-6-3-1 Les élastomères thermoplastiques : ......................................................................... 15 Les élastomères thermoplastiques sont : .............................................................................. 15 I-7 Les copolymères SBS : ....................................................................................................... 16 I-8 : Domaines d’utilisation : ................................................................................................... 16 I-9 : Fabrication des bitumes modifiés avec des polymères (BMP): ....................................... 17 I-10 : Le mécanisme de la modification des bitumes aux polymères : .................................... 17 I-10-1 : comment le polymère est incorporé avec les maltènes ........................................... 17 I-10-2 comment les polymères SBS sont incorporés en asphalte ........................................ 18 I-11 : Compatibilité bitume-polymère ...................................................................................... 20 Chapitre II II-1 Identification du bitume polymère : .................................................................................. 22 II-1-1 le bitume : ................................................................................................................... 22 II-1-2 Le bitume modifié ................................................................................................. 22 II-1-3 Les polymères utilisés : .................................................................................... 23 II-1-3-1 Styrène –butadiène -styrène (SBS) ....................................................... 23 II-1-3-2 Poly (Ethylene –Co –Butadiene -Acrylate) (EBA) ........................... 23 II-2 Méthodes de caractérisation physique mécanique des bitumes-polymères ...................... 24 II-2-1 : L’essai Pénétrabilité a l’aiguille d’un produit bitumineux (NF EN 1426) : ............ 24 II-2-1-1 : Définition : ........................................................................................................ 24 II--2-1-2 Mode opératoire : .............................................................................................. 25 II-2-2 : L’essai du point de ramollissement (Méthode de bille et anneaux) Norme NF EN 14 27 JUIN 2007 ........................................................................................................................... 26 II-2-2-1 Définition : .......................................................................................................... 26 II-2-2-2 Mode opératoire : ................................................................................................ 26 II-2-3 : L’essai de ductilité (NA 5223):............................................................................... 29 II-2-3-1 Définition : .......................................................................................................... 29 II-2-4 L’essai de Retour élastique (EN 13398) ....................................................................... 30 II-2-4-1 Définition : .......................................................................................................... 30 II-2-4-2 Mode opératoire : ................................................................................................ 30 II-2-5 Essai Fraass (EN 12593) : .......................................................................................... 33 II-5-1 Définition ............................................................................................................... 33 II-2-6 Stabilité au stockage NF EN 13399 Mai 2010 :......................................................... 33 II-2-6-1 Principe : ............................................................................................................. 33 II-2-6-2 Mode opératoire : ................................................................................................ 33 Chapitre III III-1 La penetrabilitè ……………………………………………………………………………. III-2 point de ramollissement …………………………………………………………….. Chapitre I Figure I-1 : Schéma de procède de fabrication des bitume…………………………...3 Figure I- 2:Schématisation de l’analyse de SARA ....................................................... 6 Figure I-3:structure « SOL» « GEL »………………………………………………..8 Figure I- 4:Résultats d’analyse de S.A.R.A sur le bitume40/50 (NAFTAL) ............... 9 Figure I-5:à gauche bitume pur et à droite bitume modifier aux polymères .............. 10 Figure I-6:image microscope de bitume modifiées a differentes dosages de SBS……………………………………………………………………………...12 Figure I-7:image au microscope de bitume modifiée a différentes dosages d’EVA. . 13 Figure I- 8 : Configuration des molécules de SBS ..................................................... 16 FigureI- 9:Structure du caoutchouc thermoplastique SBS ......................................... 16 Figure I-10 : mécanismes de la dispersion d’un copolymère dans le bitume ................. 18 Figure I-11 :A gauche système compatible avec 4% de SBS. A droite système incompatible avec 4% de SBS ..................................................................................... 20 Chapitre II Figure II-1 : Bitume à température ambiante ………...………………….22 Figure II-2 : SBS Italie …...……………………………..………………...23 Figure II-3 : SBS Espagne ..……………………………………………….23 Figure II-4 : Le plastomère EBA ……….…………………...……………...24 Figure II-5:Dispositif de mesure de la pénétrabilité. .................................................. 25 Figure II-6:Mesure de température de mélangé (188 °c …………………………...25 Figure II-7: Gobelets remplis de bitume-polymère. ................................................... 25 Figure II-8:Refroidissement du bitume-SBS dans un bain marie………………….26 Figure II-9:L’appareil de point de ramollissement..................................................... 27 Figure II-10 : uploads/Geographie/bitumes-modifies-pdf.pdf