Quelle est la masse volumique du béton bitumineux ?

Le béton bitumineux ou ciment bitumineux ou enrobé, désigne un matériau de revêtement largement utilisé dans le domaine de la construction. Il se présente comme une substance de couleur noire assez collante que l’on obtient notamment via un processus de distillation du pétrole.

Ce guide donne des informations précieuses, entre autres, sur sa composition exacte, ses usages concrets, ainsi que ses diverses caractéristiques physiques, dont sa masse volumique.

Définition du béton bitumineux

Le béton bitumineux est composé essentiellement de graviers, de liant hydrocarboné, à savoir le bitume et de sable. Selon son usage, celui-ci est appliqué en une ou plusieurs couches pour servir de revêtement aux chemins et voies. En effet, l’enrobé entre régulièrement dans l’aménagement et l’entretien d’accès d’habitation, d’une cour, d’une allée ou d’un parking. Néanmoins, on le retrouve aussi dans différentes sortes de travaux de génie civil, tels que les aéroports et les espaces publics.

Il procure un confort de roulement optimal et se distingue par une bonne résistance sur le long terme, sachant que sa durée de vie est comprise entre 10 et 20 ans. De plus, il s’agit d’un type de revêtement plébiscité par ses bonnes propriétés d’imperméabilisation.

De plus, le béton bitumineux garantit une adhérence élevée et offre une bonne visibilité des marquages au sol. Il se caractérise en par une grande simplicité de pose tout en se présentant comme un revêtement de sol économique. L’enrobé contribue à procurer un bel aspect esthétique à un aménagement extérieur.

Sachant que le bitume est un dérivé pétrolier, il faut alors retenir que le béton bitumineux est sensible aux hydrocarbures, notamment ceux s’échappant des véhicules. Voilà pourquoi, dans les lieux exposés à ce risque, le bitume est remplacé par du goudron. On fait plus précisément au tarmacadam ou béton de goudron qui est utilisé dans les aérodromes. Il faut encore faire la distinction avec le macadam qui lui ne contient pas de liant.

Mode de fabrication du béton bitumineux

Le béton bitumineux est fabriqué dans des usines que l’on désigne généralement par “centrales à enrobés”. Elles peuvent être fixes ou mobiles et se basent soit sur un procédé de fabrication en continu, soit par gâchées. À noter que la fabrication du béton bitumineux peut également se faire soit à chaud, soit à froid.

Fabrication à chaud

Dans ce premier cas, les granulats sont séchés et chauffés à une température dépassant les 100 °C. Ils sont encore malaxés avec le sable et le liant qui est alors fluide et peu visqueux à cette température.

Ce procédé de fabrication permet :

• Un meilleur enrobage des granulats grâce à une meilleure dispersion du liant, d’où un mélange bien homogène.

• Une mise en œuvre où le niveau de compacité, ainsi que les caractéristiques de planéité respectent les normes en vigueur.

• Une amélioration de la résistance mécanique du matériau durant son refroidissement afin que la chaussée soit dotée d’une bonne cohésion adaptée à la circulation.

Toutefois, malgré ses nombreux atouts techniques, le béton bitumineux à chaud se révèle être plus coûteux, car nécessitant une quantité importante de combustibles pour chauffer le mélange. Ce mode de fabrication est encore soumis à des règles environnementales strictes. Il faut notamment rappeler que la fabrication du matériau engendre aussi des fumées et autres poussières.

Fabrication à froid

La fabrication à froid consiste à mélanger les granulats au liant à température ambiante. Pour cela, on utilise une émulsion de bitume. Il faut rappeler que les granulats sont au préalable traités avec un agent hydrophobation qui permet une meilleure adhérence du liant. Le mélange avec les autres composants a lieu dans une centrale ou un malaxeur.  

La maniabilité de cette catégorie de béton bitumineux repose sur divers facteurs, dont :

• La température ambiante.

• Le type de liant utilisé.

• La coalescence de l’émulsion.

• La teneur en eau.

• La réactivité des granulats à l’égard du liant.

Toujours est-il que la fabrication d’un enrobé à froid s’affranchit de bon nombre de contraintes. L’enrobé bitumineux à froid est le plus souvent considéré comme un “matériau écologique”, sauf si le liant utilisé comporte des produits chimiques. De plus, il est tout à fait possible d’ajouter une résine spécifique au mélange pour augmenter la durabilité du béton bitumineux.

Cependant, les bétons bitumineux à froid présentent des points faibles :

• La qualité du matériau peut être médiocre.

• La maniabilité peut, elle aussi, être mauvaise.

De ce fait, il se peut que l’ouvrage entrepris ait des performances moindre, que ce soit concernant l’élasticité, la résistance à la fatigue ou la tenue et la cohésion de la surface.

Alternative au mode de fabrication à froid

Des professionnels ont mis en place une solution visant à améliorer les performances d’un enrobé à froid. Le procédé vise à chauffer le matériau après l’étape de malaxage.

 Concrètement, le béton bitumineux est chauffé en plusieurs fois, afin qu’au moment de sa mise en œuvre, la température du matériau oscille entre 30 et 65° C.

Dans la pratique, lorsque la température ambiante est de 15 °C, il est nécessaire de chauffer l’enrobé de sorte à avoir une hausse de température de 15 à 40 °C. La détermination de la température de chauffe varie suivant plusieurs critères, dont la teneur en eau de l’enrobé, son mode de transport et les conditions climatiques lors de sa mise en œuvre.

La priorité est donc d’éviter l’évaporation de l’eau contenue dans l’enrobé qui pourrait provoquer une rupture de l’émulsion du liant avant l’étape de chauffage, c’est-à-dire au moment du malaxage. L’idée est ainsi de préserver l’état de l’émulsion bitumineuse jusqu’à sa mise en œuvre.  

Pour cette solution alternative, l’idéal est d’utiliser un liant bitumineux sous forme d’émulsion d’enrobage, plus précisément une émulsion cationique de bitume. De même, les granulats peuvent être enrobés au préalable à froid avec un liant hydrocarboné bitumineux en émulsion ou à chaud, avec un liant hydrocarboné anhydre.

En résumé, cette technique de double enrobage vise à assurer un enrobage complet de tous les granulats. De plus, le risque de ségrégation est réduit et enfin, les performances de l’enrobé sont nettement meilleures que celles d’un enrobé à froid classique.

Différents types de ciment bitumineux

Il existe plusieurs types de béton bitumineux ayant chacun leurs propres caractéristiques.

Béton bitumineux mince

Le béton bitumineux mince (BBM) se caractérise par une granulométrie comprise entre 0/10 et 0/14. Celui-ci correspond à un matériau qui se compacte aisément et tout à fait imperméable. On l’utilise principalement pour les parkings et les trottoirs. Sinon, son épaisseur oscille généralement entre 2,5 et 5 cm.

Béton bitumineux très mince

Le béton bitumineux très mince (BBTM) est certainement le type d’enrobé détenant le rapport qualité-prix le plus favorable. En plus de sa durée de vie élevée, il sa pose ne pose aucun souci particulier. Sinon, le BBTM possède une granulométrie située entre 0/10 et 0/6.

 L’épaisseur du matériau est cette fois-ci comprise entre 1,5 et 3 cm.

Béton bitumineux ultra-mince

Le béton bitumineux ultra-mince (BBUM) sert majoritairement à concevoir la couche de roulement qui est la partie de la chaussée directement en contact avec les pneumatiques des véhicules. Entrant par exemple dans la construction de parkings, son épaisseur varie de 1 à 1,5 cm.

Béton bitumineux souple

Le béton bitumineux souple (BBS) est constitué d’un bitume relativement mou qui est conçu pour obtenir un enrobé déformable. Néanmoins, ce dernier présente l’inconvénient de ne pas résister à l’orniérage.

Béton bitumineux drainant

Le béton bitumineux drainant (BBM) est utilisé pour sa forte adhérence, que ce soit par temps chaud ou pluvieux. Il a aussi la faculté de réduire significativement le bruit de roulement. Son usage est largement indiqué pour une allée de jardin.

Béton bitumineux semi-grenu

Le béton bitumineux semi-grenu (BBSG) fait partie des enrobés à chaud les plus courants. On le retrouve ainsi pour diverses applications et que l’on soit en présence d’un fort ou faible trafic. Suivant la granulométrie, l’épaisseur de ce béton bitumineux va de 3 à 9 cm.

Béton bitumineux à modules élevés

Le béton bitumineux à modules élevés (BBME) se classe parmi les enrobés structurants. Il se caractérise par sa rigidité et donc sa résistance à l’orniérage. Son épaisseur est comprise entre 4 et 9 cm par couche.

Disparités entre enrobé à chaud et à froid

Concrètement l’enrobé à chaud désigne un matériau fabriqué à haute température (180°). La pose proprement dite, doit également se faire à chaud. L’épaisseur d’un enrobé à chaud est le plus souvent comprise entre 6 et 6 cm.

On le destine à la réalisation des couches supérieures des cours ou des allées piétonnes. Les particuliers et les professionnels l’apprécient pour son confort de glisse et sa résistance.

L’enrobé à froid, quant à lui, est fabriqué à température ambiante, mais est tout de même doté d’une bonne malléabilité de pose. La pose se fait aussi à température ambiante et l’épaisseur d’application débute à partir de 2 cm. La composition de cette catégorie d’enrobé est plus respectueuse de l’environnement, sachant qu’on utilise généralement un liant naturel, mais il est tout à fait possible d’utiliser un liant de synthèse . On s’en sert traditionnellement pour combler les défauts et les trous de la chaussée. Il faut dire que l’enrobé à froid est moins résistant, car correspondant plus à une solution provisoire.

Mise en oeuvre du béton bitumineux

Béton bitumineux à froid

L’enrobé à froid sert essentiellement à combler les imperfections et les trous de la chaussée ou des trottoirs. Pour sa mise en œuvre, il est primordial de bien nettoyer la zone à traiter. On verse ensuite le béton bitumineux par couche de 3 à 5 cm. L’idéal est de faire déborder le matériau de 1 à 3 cm. On l’étale en se servant d’un râteau par exemple.

 Le compactage se fait soit avec une dame à main, soit avec une plaque vibrante. On peut encore aplanir la surface en faisant passer un rouleau compresseur manuel. À titre informatif, il est fortement déconseillé de dépasser une épaisseur totale de 10 cm d’enrobé bitumineux.

Béton bitumineux à chaud

La mise en œuvre d’un enrobé à chaud se fait à l’aide de machines nommées “finisseurs”. Elles permettent d’appliquer l’enrobé suivant des couches d’épaisseur définies. Cette étape doit aussi être réalisée à chaud, à savoir à environ 150 °C. L’enrobé commence à prendre dès que la température descend en dessous de 90 °C. Cela signifie qu’il est recommandé de compacter avant ce stade en faisant passer à plusieurs reprises les fameux rouleaux compacteurs.

Dans tous les cas, la pose de béton béton bitumineux doit tenir compte des conditions météorologiques. Il est recommandé de la réaliser par beau temps (non pluvieux), et en évitant de trop fortes chaleurs ou des températures trop basses.

Masse volumique du béton bitumineux

Le béton bitumineux est un matériau solide possédant une masse volumique assez élevée. Pour rappel, la masse volumique désigne le rapport entre la masse du matériau par unité de volume. Elle est généralement exprimée en kg/m³, mais il est tout à fait possible d’utiliser une autre unité, telle que le g/cm³ ou le kg/L. Dans le cas de l’enrobé, sa masse volumique moyenne est de 2350 kg/m³. À noter que cette valeur varie principalement suivant la composition du matériau.

Prix du béton bitumineux sur le marché

Les facteurs suivants entrent en jeu pour l’établissement du prix de l’enrobé :

• Le type de l’enrobé joue sur le coût final du matériau, sachant qu’un enrobé à chaud vaut le plus souvent plus cher qu’un enrobé à froid, du fait de sa complexité de pose.

• L’épaisseur appliquée n’est pas la même selon le type d’application et tend aussi à faire évoluer le prix du matériau.

• La surface à traiter est un des critères de base pour fixer le prix du béton bitumineux.

• L’accessibilité au chantier est également à considérer, vu que si des travaux supplémentaires sont nécessaires pour rejoindre le chantier, cela implique des coûts en plus.

Toujours est-il qu’il est admis que le prix moyen du béton bitumineux est d’environ 30 €/m² TTC, pose incluse. Le tarif peut toutefois atteindre les 50 /m² suivant le type, ainsi que l’épaisseur de l’enrobé, mais aussi la superficie du terrain.

Vous pouvez également consulter nos deux articles : « Notre guide pour faire de la barbotine de ciment » et « Qu’est-ce qu’un PUMI béton ? ».