FR3072398B1 - Procede d'indentation d'un echangeur thermique recyclable a haute cadence dans des materiaux compactables a temperature ambiante - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un revêtement de voiries comprenant en surface des tuyaux d'un dispositif pour échangeur de chaleur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) répandage à une température allant de 0°C à 80°C d'une composition pour revêtement routier compactable comprenant une fraction granulaire, les éléments de la fraction granulaire ayant des dimensions inférieures à 14 mm, ladite composition étant maniable avec une maniabilité, mesurée avec un maniabilimètre Nynas à sa température de mise en œuvre, inférieure à 400N, puis b) dépôt de tuyaux, lesdits tuyaux ayant une résistance à l'écrasement supérieure à 3000 N par mètre linéaire de tuyaux à 100°C, de sorte à permettre leur indentation dans le revêtement de l'étape a) même en l'absence de moyen de mise sous pression, puis c) indentation des tuyaux déposés lors de l'étape b) par compactage de ladite composition pour revêtement routier pendant sa durée de maniabilité, pour former une couche d'intégration comprenant des tuyaux d'un dispositif pour échangeur de chaleur, puis d) application au-dessus d'une couche de surface pour revêtement de voirie, en particulier une couche de roulement.

Description

PROCEDE D'INDENTATION D'UN ECHANGEUR THERMIQUE RECYCLABLE A HAUTE CADENCE DANS

DES MATERIAUX COMPACTABLES A TEMPERATURE AMBIANTE L'invention concerne un procédé de fabrication d'un revêtement de voiries comprenant en surface un dispositif pour échangeur de chaleur visant à récupérer de l'énergie thermique des chaussées de voirie ou à restituer de l'énergie thermique à la chaussée. L'invention concerne également un procédé de recyclage de telles voiries.

Ils existent à peu près 32 millions de kilomètres de routes revêtues dans le monde. Les chaussées sont des surfaces plus ou moins planes, généralement de couleur foncée, ce qui les rend intéressantes pour cette invention : leurs propriétés thermiques font qu'elles sont capables d'emmagasiner des quantités notables d'énergie thermique pendant la journée, grâce à l'ensoleillement reçu. Dans un contexte mondial de développement des énergies renouvelables, il semble tout à fait judicieux d'essayer de récupérer cette énergie gratuite captée par les chaussées.

Parmi les différents matériaux utilisés pour la construction des chaussées, en particulier l'asphalte coulé, les enrobés bitumineux, le béton, le macadam ou le sable, les enrobés bitumineux sont un des matériaux qui monte le plus en température au cours de la journée à cause de sa réflectivité moindre et de sa conductivité thermique modérée.

On connaît déjà l'utilisation des chaussées comme collecteurs thermiques pour de multiples emplois : refroidissement des chaussées pour éviter la déformation permanente susceptible d'apparaître en été, récupération de la chaleur emmagasinée pour apporter de l'énergie à des bâtiments adjacents.

On connaît également l'emploi de la géothermie pour réchauffer la chaussée, en particulier pour déneiger les routes en hiver (chaussées chauffantes).

Le brevet DE 20 2004 006 198 décrit un système pour la récupération de l'énergie thermique des chaussées dans lequel des tuyaux sont installés sous la route. Ce système nécessite une couche de protection des tuyaux qui impacte la performance énergétique. En effet, les tuyaux sont éloignés de la couche de roulement, qui constitue le collecteur thermique.

La demande de brevet WO99/34155 décrit un système pour la récupération de l'énergie thermique des chaussées dans lequel des tuyaux sont intégrés dans des enrobés bitumineux poreux chaud (110-160°C). Cette demande enseigne que les enrobés bitumineux doivent être poreux, voire très poreux, pour permettre l'intégration des tuyaux. Une couche adhésive est prévue pour combler les espaces vides entre les tuyaux et l'asphalte poreux. Les tuyaux doivent être refroidis, par mise en circulation d'un agent refroidissant sous pression, pendant l'intégration et les phases de passage des machines de chantier. Le refroidissement des tuyaux et leur mise sous pression permet de les protéger thermiquement, mécaniquement et surtout d'éviter un retrait thermique lors de la pose des tuyaux dans un enrobé encore chaud. En outre, il convient également de contrôler l'angle des tuyaux avec l'axe des rouleaux du compacteur.

En chantier, il est coûteux et problématique d'avoir à refroidir et/ou mettre sous pression les tuyaux lors de la pose.

En outre, la couche adhésive, nécessaire pour combler les espaces vides, est coûteuse et défavorable aux propriétés mécaniques de l'enrobé.

Enfin, selon ce procédé, des moyens particuliers, coûteux, doivent être mis en œuvre lors du passage subséquent des chenilles des finisseurs ou autres machines de chantier. L'invention vise à résoudre ces problèmes en proposant un procédé de fabrication d'un revêtement de voiries comprenant les tuyaux d'un échangeur de chaleur :

Permettant d'indenter des tuyaux avec la géométrie retenue, quel que soit la courbure des tuyaux et pouvant ainsi comprendre des lignes droites, des virages, des boucles,...

Ne laissant pas d'espaces vides entre les tuyaux et la couche les intégrant, ne nécessitant ainsi pas l'ajout d'une couche adhésive pour combler des espaces vides et/ou de produit de comblement ;

Ne nécessitant pas de refroidissement des tuyaux par mise en circulation d'un agent refroidissant, pendant la pose et/ou l'indentation et/ou les étapes subséquentes de fabrication du revêtement de voiries y compris lors du passage des machines de chantier ;

Ne nécessitant pas une mise sous pression des tuyaux pendant la pose et/ou l'indentation et/ou les étapes subséquentes de fabrication du revêtement de voiries y compris lors du passage des machines de chantier ;

Ne nécessitant pas un contrôle de l'angle des tuyaux avec l'axe du rouleau compacteur ; o Economique, de mise en œuvre aisée, permettant l'installation à haute cadence d'un échangeur de chaleur

Le procédé selon l'invention permet également un échange thermique optimisé, notamment en minimisant la quantité de vide autour des tuyaux de l'échangeur de chaleur.

Enfin, avantageusement, par le procédé selon l'invention, la présence du dispositif pour l'échangeur de chaleur ne limite pas le recyclage du revêtement de voirie.

Selon la norme NF P 98-149, juin 2002, on entend : - par « recyclage », l'introduction, dans un cycle de fabrication d'enrobés à chaud ou tièdes, d'une proportion donnée d'enrobés de récupération (enrobés recyclés). Le recyclage peut être réalisé en centrale ou en place. Dans ce dernier cas, il peut être réalisé, soit par thermorecyclage, soit par fraisage à froid, malaxage à chaud des agrégats (fraisats) dans un matériel automoteur, et remise en place. - par « thermorecyclage », recyclage en place par chauffage, fractionnement, malaxage de l'enrobé ancien avec les correctifs nécessaires (enrobé, granulats et liant de régénération) et remise en œuvre du mélange obtenu - par « fraisage », une opération de désagrégation et d'enlèvement de matériaux liés à l'aide d'un tambour rotatif équipé d'outils adaptés (dents, pics, couteaux).

Ces problèmes techniques sont résolus en intégrant des tuyaux particuliers dans des matériaux routiers particuliers, notamment de par leur maniabilité et leur granulométrie, mis en œuvre à température proche de l'ambiante par le procédé selon l'invention.

La présente invention a ainsi pour objet un procédé de fabrication d'un revêtement de voiries comprenant des tuyaux d'un dispositif pour échangeur de chaleur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) répandage à une température allant de 0°C à 80°C d'une composition pour revêtement routier compactable comprenant une fraction granulaire, les éléments de la fraction granulaire ayant des dimensions inférieures à 14 mm, ladite composition étant maniable avec une maniabilité, mesurée avec un maniabilimètre Nynas à sa température de mise en œuvre, inférieure à 400N, puis b) dépôt de tuyaux, lesdits tuyaux ayant une résistance à l'écrasement supérieure à 3000 N par mètre linéaire de tuyaux à 100°C, de sorte à permettre leur indentation dans le revêtement de l'étape a) même en l'absence de moyen de mise sous pression, puis c) indentation des tuyaux déposés lors de l'étape b) par compactage de ladite composition pour revêtement routier pendant sa durée de maniabilité, pour former une couche d'intégration comprenant des tuyaux d'un dispositif pour échangeur de chaleur, puis d) application au-dessus d'une couche de surface pour revêtement de voirie, en particulier une couche de roulement

Composition compactable pour revêtement routier

Le procédé se caractérise en ce qu'il utilise une composition pour revêtement routier compactable mise en œuvre à température ambiante, c'est-à-dire à une température pouvant varier de 0°C à 80°C.

Un revêtement routier est un revêtement destiné au trafic routier, en particulier sur les réseaux dits secondaires pouvant supportant un trafic léger à fort, en particulier léger à modéré.

Ces technologies sont dites « à froid », parfois « à froid ou semi-froid », car mises en œuvre à une température pouvant varier de 0°C à 80°C. Ainsi, dans le cadre de la présente demande, l'expression « à froid » désignera une mise en œuvre de la composition à une température pouvant varier de 0°C à 80°C.

La composition compactable pour revêtement routier est répandue à une température inférieure à 80°C puis soumise à un compactage en utilisant des machines chantier telles que des machines à cylindre double bille ou des compacteurs à pneu. Le compactage est généralement réalisé en présence d'eau, qui peut être de l'eau inclue dans la fraction minérale et/ou de l'eau d'apport et/ou de l'eau apportée par une émulsion de bitume ou une mousse de bitume, lorsque le revêtement routier compactable est respectivement à base d'émulsion de bitume ou de mousse de bitume.

La composition compactable pour revêtement routier comprend au moins une fraction granulaire.

Avantageusement, les éléments de la fraction granulaire ont des dimensions comprises entre 0 mm et 14 mm (noté 0/14), plus avantageusement entre 0 mm et 10 mm (noté 0/10), encore plus avantageusement entre 0 mm et 6 mm (noté 0/6).

Par "fractions solides minérales", on entend ici toutes fractions solides utilisables pour la réalisation de revêtement routier, comprenant notamment les granulats minéraux naturels (gravillons, sable, fines) issus de carrière ou de gravière, les produits de recyclage tel que les agrégats d'enrobés, les rebuts de fabrication, les granulats provenant du recyclage de matériaux routiers y compris les bétons, les laitiers en particulier les scories, les schistes en particulier la bauxite ou le corindon, les granulats artificiels de toute origine et provenant par exemple de mâchefers d'incinération des ordures ménagères (MIDN), ainsi que leurs mélanges en toutes proportions.

On entend par « agrégats d'enrobés » des enrobés (mélange de granulats et de liants bitumineux) provenant de fraisage de couches d'enrobé, de concassage de plaques extraites de chaussées en enrobés, de morceaux de plaques d'enrobés, de déchets d'enrobés ou de surplus de productions d'enrobés (les surplus de productions sont des matériaux enrobés ou partiellement enrobés en centrale résultant des phases transitoires de fabrication).

Les agrégats d'enrobés peuvent représenter jusqu'à 100% en poids du poids de la fraction granulaire.

Dans le cadre de l'invention, la fraction granulaire comprend avantageusement : des éléments inférieurs à 0,063 mm (filler ou fines) du sable dont les éléments sont compris entre 0,063 mm et 2 mm ; des éléments, en particulier des gravillons, ayant des dimensions o comprises entre 2 mm et 6 mm (noté 2/6); o éventuellement, comprises entre 6 mm et 10 mm (noté 6/10); o éventuellement, comprises entre 10 mm et 14 mm (noté 10/14).

En particulier, la fraction granulaire comprend avantageusement : des éléments inférieurs à 0,063 mm (filler ou fines) du sable dont les éléments sont compris entre 0,063 mm et 2 mm ; des éléments, en particulier des gravillons, ayant des dimensions o comprises entre 2 mm et 6 mm ; o éventuellement, comprises entre 6 mm et 10 mm.

Avantageusement une faible granulométrie (en particulier 0/10, avantageusement 0/6) permet d'améliorer le contact entre les tuyaux et le revêtement.

La taille des granulats minéraux est mesurée par les essais décrits dans la norme NF EN 933-2 (version mai 1996).

Par « fines minérales » ou « filler », on entend toute charge minérale ou siliceuse, passant à travers un tamis à maille carrée de 0,063 mm de côté. Les fines peuvent être des fines naturelles ou d'apport, par exemple des fines calcaires (carbonate de calcium), du ciment ou de la chaux hydratée, ou de récupération.

Dans la fraction granulaire, la teneur en fines (éléments ayant une taille inférieure ou égale à 0,063 mm), varie avantageusement de 4% à 21% en volume, par rapport au volume total de la fraction granulaire.

Dans la fraction granulaire, la teneur en éléments ayant une taille supérieure à 0,063 mm et inférieure ou égale à 2 mm, en particulier du sable, varie avantageusement de 10% à 80% en volume, par rapport au volume total de la fraction granulaire.

Dans la fraction granulaire, la teneur en éléments ayant une taille supérieure à 2 mm, avantageusement jusqu'à 6 mm, varie de 5% à 81% en volume, par rapport au volume total de la fraction granulaire.

Lorsque la composition comprend également une émulsion ou une mousse de bitume, on peut ajouter à la fraction granulaire un additif minéral pour réguler la cinétique de remontée de pH lors du mélange et assurer le temps de maniabilité et assurer ensuite la qualité de rupture de l'émulsion et améliorer les propriétés d'adhésivité. Cet additif est en règle générale du ciment, de la chaux éteinte, du lait de chaux calcique ou du lait de chaux calco-magnésien (tel que par exemple celui décrit dans la demande W02016/005591).

La teneur en additif minéral varie avantageusement de 0 à 3 ppc (partie pour cent en poids), plus avantageusement de 0,25 à 1,5 ppc, en poids par rapport au poids de la fraction granulaire sèche.

On peut également ajouter à la fraction granulaire des fibres. En particulier, les fibres sont avantageusement plastiques ou végétales. Par fibres végétales on décrit des fibres consistant en de la paille de céréales, des fibres de bois. Les fibres végétales ont une longueur comprise en 0,4 et 15 cm et sont introduites dans le mélange en quantité comprise entre 0,02 et 1% de la masse totale de plusieurs manières différentes, notamment : soit dans le malaxeur puis le produit issu du malaxage est ensuite répandu soit par épandage sur la surface de la couche déjà en place grâce à une installation d'épandage rotatif, puis malaxage des fibres avec les matériaux de la couche grâce à une fraise rotative.

Dans une variante de l'invention, la conductivité thermique, λ, du revêtement routier est supérieure ou égale à 1 W/m.K, avantageusement supérieure ou égale à 1,4 W/m.K, plus avantageusement supérieure ou égale à 2 W/m.K. La conductivité thermique sera généralement inférieure à 10 W/m.K.

Il s'agit là de la conductivité thermique du revêtement routier c'est-à-dire du revêtement obtenu après compactage de la composition. Lorsque la composition comprend, outre la fraction granulaire, un liant, il s'agit de la conductivité thermique de l'ensemble et non simplement de celle du liant. L'absence de vide significatif autour des tuyaux permet un bon contact thermique. On cherche à maximiser la conductivité de la couche d'intégration lorsque l'on souhaite capter l'énergie.

Cependant, pour certaines applications, telles que le déneigement de chaussées, on peut chercher à orienter au maximum l'énergie transportée par le fluide caloporteur, circulant dans les tuyaux, vers la surface. On recherchera alors une couche d'intégration isolante pour minimiser toute déperdition de chaleur ailleurs que vers la surface.

Une telle couche isolante peut être obtenue en utilisant des granulats particuliers.

Ainsi, dans une autre variante de l'invention, la conductivité thermique, λ, du revêtement routier est inférieure à 1 W/m.K, avantageusement elle est inférieure à 0,8 W/m.K, plus avantageusement inférieure ou égale à 0,7 W/m.K. La conductivité thermique sera généralement supérieure à 0,033 W/m.K.

Dans cette variante, la fraction granulaire comprend avantageusement des éléments choisis parmi des granulats légers de masse volumique inférieure à 2,6 t/m3, avantageusement de masse volumique inférieure à 1,6 t/m3.

Avantageusement, tout ou partie des granulats légers sont des granulats légers non absorbants décrits dans la demande W02015/091890 (page 3 à page 5)

Un exemple de composition est une grave non traitée. Une grave non traitée comprend la fraction granulaire décrite précédemment sans liant.

Comme déjà mentionné précédemment, la composition compactable pour revêtement routier peut également comprendre un liant, permettant dans le revêtement routier de « coller » les différents éléments de la fraction granulaire. Ce liant peut être un liant hydraulique ou un liant hydrocarboné.

Dans ce mode de réalisation, la fraction granulaire sera enrobée avec le liant.

Un liant hydrocarboné peut être bitumineux ou végétal ou de synthèse. Le liant peut également être un mélange de liants issus de ces différentes origines.

Dans une première variante, le liant est un liant hydraulique.

Un liant hydraulique est un matériau qui prend et durcit par hydratation, par exemple un ciment.

Par exemple, le ciment peut être : - un ciment Portland, qui est généralement un ciment de type CEM I selon la norme NF EN 197-1 de février 2001 (voir notamment le tableau 1 page 12) ; - un ciment pouzzolanique, qui est généralement un ciment de type CEM IV selon la norme NF EN 197-1 de février 2001 (voir notamment le tableau 1 page 12) ; ou - un ciment composé, qui est généralement un ciment de type CEM II, CEM III ou CEM V selon la norme NF EN 197-1 de février 2001 (voir notamment le tableau 1 page 12) ; - un ciment alumineux ; - un ciment sulfoalumineux ; - un ciment sulfo-bélitique ; ou - un ciment bélitique.

Le ciment peut également comprendre au moins une addition minérale.

Les additions minérales sont, par exemple, des laitiers (par exemple tels que définis dans la norme NF EN 197-1 de février 2001, paragraphe 5.2.2), des pouzzolanes (par exemple telles que définies dans la norme NF EN 197-1 de février 2001, paragraphe 5.2.3), des cendres volantes (par exemple telles que définies dans la norme NF EN 197-1 de février 2001, paragraphe 5.2.4), des schistes calcinés (par exemple tels que définis dans la norme NF EN 197-1 de février 2001, paragraphe 5.2.5), des matériaux à base de carbonate de calcium, par exemple du calcaire (par exemple tel que défini dans la norme NF EN 197-1 de février 2001, paragraphe 5.2.6), des fumées de silice (par exemple telles que définies dans la norme NF EN 197-1 de février 2001, paragraphe 5.2.7), des métakaolins ou leurs mélanges.

Il est entendu que remplacer une partie du ciment par une addition minérale permet de réduire les émissions de dioxyde de carbone (produites lors de la fabrication du clinker) par diminution de la quantité de ciment.

Dans une telle variante, le revêtement routier est avantageusement un béton compacté routier, tel que par exemple décrit dans la norme NF P 98-128 d'aout 2014.

La formulation pour béton compacté routier est avantageusement (les pourcentages sont exprimés en poids par rapport au poids total) : 25 à 45%, par exemple 40%, de granulats 6/14 ; 10 à 55%, par exemple 35%, de granulats 2/6 ; 10 à 50%, par exemple 15%, de sable 0/2 ; 7 à 14 %, par exemple 10% de liant routier ou de ciment

De l'eau, tel que le rapport eau/liant varie entre 0,4 et 0,6, par exemple 0,5.

Le liant utilisé peut être un liant hydraulique routier (mélanges granulaires traités aux liants hydrauliques routiers - norme NF P98-887-5, NF EN 14227-5 d'août 2013), un ciment normalisé seul ou associé à des cendres volantes (mélange granulaire traités à la centre volante NF P98-887-3, NF EN 14227-3 d'août 2013), ou à des laitiers (mélanges granulaires traités au laitier NF P98-887-2, NF EN 14227-2 d'août 2013). A titre d'exemples, on peut citer des ciments CEM I 32,5 (par exemple de classe 45) ou CEM ll/A ou B 32,5 (par exemple de classe 45).

La composition comprend avantageusement également un retardateur de prise.

La composition comprend avantageusement également un agent entraîneur d'air.

Dans une deuxième variante, le liant est un liant hydrocarboné.

Avantageusement, on utilisera les liants routiers répondant aux normes NF EN 12591 (2009, bitumes purs) ou NF EN 13924 (2006, bitumes durs) ou NF EN 14023 (2010, bitume modifié par des polymères). Ce liant est avantageusement un bitume, un bitume modifié par des polymères, un liant de synthèse pétrolier et/ou un liant végétal. Le liant peut être fluxé ou fluidifié par des produits d'origine pétrolière ou végétale. Le bitume peut être naphténique, paraffinique ou de synthèse.

Le liant peut comprendre des additifs couramment utilisés dans le domaine routiers, tels que des polymères réticulés ou non, des poudrettes de caoutchouc, des cires végétales ou d'origine pétrochimique, des dopes d'adhésion.

Des fluxants et fluidifiants adaptés sont notamment décrits dans la demande WO2011/151387 (pages 7 à 10) et dans les demandes non publiées W02017FR052082, FR1753676.

Le « polymère » modifiant le liant auquel il est fait référence ici, peut être choisi parmi les polymères naturels ou synthétiques. Il s'agit par exemple d'un polymère de la famille des élastomères, synthétiques ou naturels, et de manière indicative et non limitative : - les copolymères statistiques, multi-séquencés ou en étoile, de styrène et de butadiène ou d'isoprène en toutes proportions (en particulier copolymères blocs de styrène-butadiène-styrène (SBS), de styrène-butadiène (SB, SBR pour styrène-butadiène rubber), de styrène-isoprène-styrène (SIS)) ou les copolymères de même famille chimique (isoprène, caoutchouc naturel, ...), éventuellement réticulés in-situ, - les copolymères d'acétate de vinyle et d'éthylène en toutes proportions, - les copolymères de l'éthylène et d'esters de l'acide acrylique, méthacrylique ou de l'anhydride maléique, les copolymères et terpolymères d'éthylène et de méthacrylate de glycidyle-) et les polyoléfines, en particulier le polyéthylène.

Le polymère est avantageusement choisi parmi les copolymères statistiques, multi-séquencés ou en étoile, de styrène et de butadiène ou d'isoprène, les copolymères d'acétate de vinyle et d'éthylène et le polyéthylène.

Le polymère modifiant le bitume peut être choisi parmi les polymères de récupération, par exemple des « poudrettes de caoutchouc » ou autres compositions à base de caoutchouc réduits en morceaux ou en poudre, par exemple obtenues à partir de pneus usagés ou d'autres déchets à base de polymères (câbles, emballage, agricoles, ...) ou encore tout autre polymère couramment utilisé pour la modification des bitumes tels que ceux cités dans le Guide Technique écrit par l'Association Internationale de la Route (AIPCR) et édité par le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées "Use of Modified Bituminous Binders, Spécial Bitumens and Bitumens with Additives in Road Pavements" (Paris, LCPC, 1999), ainsi que tout mélange en toute proportion de ces polymères.

Dans le cas de polymère de récupération, en particulier de déchet, pratiquement il pourra être ajouté lors de l'enrobage, par exemple avec la fraction minérale solide.

Des dopes d'acides gras peuvent être ajoutés. On peut citer de manière non limitative: - les acides gras oléïques, tel le RADIACID® 208 disponible auprès de la société OLEON; - les acides gras de tournesol, de coprah (RADIACID® 600), de colza D (RADIACID® 166), de soja (RADIACID® 110 et RADIACID® 121), de palme, de palmiste ou dérivés d'huile de pin (tall oil en langue anglaise), d'huile de ricin; - les acides gras de suif, comme les RADIACID® 401 et RADIACID® 403; - les acides gras de suif hydrogéné comme les RADIACID® 408 et RADIACID® 409.

Ces acides gras peuvent aussi être sous la forme de dimères ou trimères, tels que le RADIACID® 0951

On peut également utiliser les additifs, dits additifs selon l'invention, décrits dans la demande non publiée FR17/53363.

Le liant peut contenir du latex synthétique ou naturel. Par latex on entend une dispersion de polymères (polyisoprène, SBS, SB, élastomère styrène-butadiène SBR, polymères acryliques,...) réticulés ou non en phase aqueuse. Ce latex est incorporé dans la phase aqueuse avant émulsification ou en ligne pendant la fabrication de l'émulsion ou de la mousse ou encore après fabrication de l'émulsion ou de la mousse.

Le liant hydrocarboné sera avantageusement sous la forme d'émulsion, avantageusement cationique, ou sous la forme d'une mousse. L'émulsion est une dispersion du liant (bitume, liant de synthèse ou liant végétal) dans une phase continue, typiquement une phase aqueuse, par exemple de l'eau. On peut ajouter à l'émulsion un agent tensioactif, qui permet notamment de la stabiliser.

Au cours de la fabrication d'une émulsion, le liant est dispersé en fines gouttelettes dans l'eau par exemple par une action mécanique. L'ajout d'un agent tensio-actif forme un film protecteur autour des gouttelettes, les empêchant de s'agglomérer et permettant ainsi de maintenir le mélange stable et de l'entreposer pendant un certain temps. La quantité et le type d'agent tensio-actif ajoutés au mélange déterminent la stabilité de l'émulsion à l'entreposage et influent sur le temps de cure au moment de la pose. L'agent tensioactif peut être chargé positivement, chargé négativement, amphotère ou non-ionique. L'agent tensioactif est avantageusement d'origine pétrolière, végétale, animale et leurs mélanges (par exemple l'agent tensioactif peut être d'origine végétale et pétrolière). L'agent tensioactif peut être un savon alcalin d'acides gras : sels de sodium ou de potassium d'un acide organique (résine par exemple). L'émulsion est alors anionique. L'agent tensioactif peut être un savon acide, lequel est généralement obtenu par action de l'acide chlorhydrique sur une ou deux amines. L'émulsion est alors cationique. Parmi les tensioactifs pertinents en application routière on peut citer : les tensioactifs commercialisés par Akzo NOBEL (Redicote® E9, Redicote® EM 44, Redicote® EM 76), les tensioactifs commercialisés par CECA (Dinoram® S, Polyram® S, Polyram® L 80), les tensioactifs commercialisés par Meadwestvaco (Indulin® R33, Indulin® R66, Indulin® W5). On pourra utiliser un ou plusieurs de ces tensioactifs, seuls ou en mélanges. La composition émulsifiante peut comprendre un acide minéral ou organique différent d'un acide gras, avantageusement un acide minéral tel que l'acide sulfurique ou un acide phosphorique ou polyphosphorique.

La teneur totale en liant hydrocarboné dans l'émulsion est de typiquement de 2 à 8 ppc (partie pour cent en poids), avantageusement 3 à 7 ppc, plus avantageusement 3,5 à 5,5 ppc, par rapport au poids de la fraction granulaire. Cette teneur en liant correspond à la quantité de liant introduit en tant que tel (liant d'apport) plus la quantité de liant récupéré des agrégats d'enrobés faisant partie de la fraction granulaire.

Pour favoriser l'enrobage de la fraction granulaire par le liant en émulsion, il peut être envisagé d'effectuer un simple enrobage ou de séquencer l'enrobage.

Par simple enrobage, on entend un mélange dans un malaxeur de la totalité de la fraction granulaire, de l'émulsion de bitume et de l'eau.

Par enrobage séquencé, on entend soit qu'avant l'étape de malaxage de l'ensemble des constituants une partie de la fraction granulaire est pré-traitée soit que les constituants sont introduits de manière séquencée dans le malaxeur.

En particulier, on peut pré-enrober à l'émulsion de bitume le sable (fraction 0/2 de la fraction granulaire) ou les gravillons (fraction 2/D de la fraction granulaire, D correspondant au diamètre maximal).

On peut également pré-traiter le sable (fraction 0/2 de la fraction granulaire) avec un agent chimique.

On peut envisager un enrobage séquencé : les gravillons sont enrobés par une partie de l'émulsion en début de malaxeur, le sable est ensuite incorporé puis l'ensemble est enrobé en aval par le complément d'émulsion.

Un procédé de préparation par simple enrobage est par exemple décrit dans la demande WO2011/151387.

Des procédés de séquençage de l'enrobage sont par exemple décrits dans les brevets EPO 384 094, EP 0524031, EP 0781887, EP 0 552 574, FR 2 732 239, EP 1 668 184.

Pour favoriser l'enrobage de la fraction granulaire par le liant en émulsion, il peut être envisagé d'effectuer une phase de chauffage.

Ainsi, avant enrobage, les gravillons (fraction 2/D de la fraction granulaire, D correspondant au diamètre maximal) peuvent être chauffés dans une centrale à chaud.

Dans un autre mode de réalisation, l'enrobage du mélange est effectué tel que décrit précédemment puis l'enrobé obtenu, stocké et/ou repris directement, est tiédi.

Dans ces deux modes de réalisation comprenant une étape de chauffage, la composition est avantageusement mise en œuvre à une température allant de 40°C à 80°C, plus avantageusement allant de 40°C à 60°C ou plus avantageusement allant de 60°C à 80°C.

Dans les modes de réalisation ne comprenant pas d'étape de chauffage, la composition est avantageusement mise en œuvre à une température allant de 0°C à 40°C, plus avantageusement allant de 5°C à 40°C, encore plus avantageusement allant de 10°C à 40°C.

Dans une autre variante, le liant se présente sous la forme d'une mousse typiquement obtenue par injection dans le liant d'une quantité d'eau, et éventuellement d'air, l'eau étant pure ou pouvant comprendre des additifs permettant de modifier les propriétés d'adhésivité voire rhéologiques du liant.

Dans un mode de réalisation, le bitume chaud et une solution aqueuse moussante sont mélangés puis pulvérisés sous forme de mousse sur les granulats en mouvement dans un malaxeur.

Dans l'une ou l'autre des variantes, liant sous forme d'émulsion ou de mousse, la composition peut être fabriquée en centrale d'enrobage ou directement sur chantier.

Lorsqu'elle est fabriquée sur chantier, la composition est avantageusement réalisée par mélange des aggrégats d'enrobés issus d'un procédé de rabotage, du liant sous forme de mousse ou d'émulsion dit « bitume d'apport » et éventuellement d'une fraction granulaire dite « de rattrapage ». Comme décrit précédemment, des additifs peuvent également être ajoutés.

Avantageusement, le revêtement routier est un béton bitumineux à l'émulsion, une grave-émulsion ou une grave-mousse.

Dans l'une quelconque de ces variantes, les compositions selon l'invention sont déposées par répandage, par exemple avec un finisseur ou une niveleuse, puis compactées.

Les compositions utilisées dans le procédé selon l'invention sont maniables. Des compositions particulièrement adaptées ont une maniabilité, mesurée avec un maniabilimètre Nynas à la température de mise en œuvre des compositions, inférieure à 400N, avantageusement inférieure à 350 N, plus avantageusement inférieure à 300 N, encore plus avantageusement inférieure à 250 N. La maniabilité est généralement supérieure à 50 N à la température de mise en œuvre des compositions.

Par ailleurs, les revêtements obtenus sont avantageusement résistants à l'orniérage, plus avantageusement avec un pourcentage d'ornières après 30 000 cycles inférieur à 10%, avantageusement inférieur à 7,5%, avantageusement inférieur à 5%.

Le système est ainsi adapté à un trafic routier.

Les compositions selon l'invention peuvent également comprendre un ou plusieurs additif(s). Des additifs peuvent être ajoutés soit au liant, soit à la fraction granulaire, soit à la composition. Les additifs peuvent également être utilisés à des fins esthétiques, notamment pour un changement de couleur des produits routiers finaux. Il peut s'agir ainsi de pigment naturel ou non, tel que l'oxyde fer.

Dispositif pour échangeur de chaleur :

Le dispositif pour échangeur de chaleur comprend des tuyaux, dans lesquels au moins un fluide caloporteur va pouvoir circuler.

Les tuyaux sont avantageusement en polymère. En effet, on souhaite que la présence du dispositif dans le revêtement de voirie n'en impacte pas sa recyclabilité.

Une caractéristique importante de ces tuyaux est leur résistance à l'écrasement.

La résistance à l'écrasement est la force obtenue lorsque le tuyau est écrasé de telle manière que son diamètre extérieur est divisé par deux par rapport à son diamètre initial.

Les tuyaux ont une résistance à l'écrasement supérieure à 3000 N par mètre linéaire de tuyaux à 100°C, avantageusement supérieure à 4500 N, plus avantageusement supérieure à 10 000 N.

En particulier, les tuyaux ont une résistance à l'écrasement comprise entre 3000 N et 100 000 N, avantageusement entre 4500 N et 100 000 N, plus avantageusement entre 10 000 N et 100 000 N, par mètre linéaire de tuyaux à 100°C.

On a en effet constaté, de manière surprenante, que dans les compositions selon l'invention, lorsque les tuyaux présentent une telle résistance à l'écrasement, lors du passage du compacteur, les tuyaux s'indentent sans se déformer et restent en place, même au niveau des virages. Il n'est pas nécessaire de les remplir avec un liquide ou un quelconque autre moyen de protection mécanique et/ou de mise sous pression des tuyaux. Ceci constitue un avantage économique significatif.

Lors du chantier, les extrémités du tuyau pourront rester ouvertes sur l'extérieur et les tuyaux seront simplement remplis de l'air ambiant. On peut ainsi dire que les tuyaux sont posés à vide. Néanmoins, la mise en circulation d'eau, avantageusement à une température inférieure à 80°C, en particulier allant de 5°C à 30°C, dans les tuyaux, pourra être envisagée lors de l'indentation, c'est-à-dire lors de l'étape c) ou après indentation et avant application de la couche subséquente, c'est-à-dire après l'étape c) et avant l'étape d).

Pour un même polymère, la rigidité des tuyaux, et ainsi la résistance à l'écrasement, pourra être augmentée en augmentant l'épaisseur de peau des tuyaux.

Une autre caractéristique avantageuse des tuyaux est leur adhérence au liant. On considère que les tuyaux adhèrent au bitume lorsque le critère suivant est rempli : les tuyaux sont badigeonnés d'émulsion cationique de bitume 50/70 dosé à 65% en poids de bitume, lors de cette opération si l'émulsion ne perle pas à la surface l'adhérence du tuyau est suffisante.

De tels tuyaux adhèrent aux enrobés hydrocarbonés selon l'invention et s'indentent donc plus facilement lors du compactage. A titre d'exemple de polymère adapté, on peut citer le polyéthylène haute densité, le polyéthylène haute densité réticulé, le polypropylène, les copolymères bloc éthylène-propylène.

Les tuyaux du dispositif ont avantageusement un diamètre allant de 5 mm à 30 mm. Les tuyaux du dispositif ont avantageusement une épaisseur de peau allant de 1 mm à 5 mm.

Les tuyaux sont avantageusement préalablement mis en forme à la géométrie souhaitée. Ainsi, le procédé selon l'invention comprend une étape dans laquelle on impose une géométrie aux tuyaux du dispositif pour échangeur de chaleur avant l'étape b) de dépôt.

Cette étape peut être réalisée précédemment en usine ou en atelier bord de voie.

La géométrie imposée peut être toute géométrie permettant d'optimiser les échanges thermiques de la nappe en fonctionnement, notamment en fonction des applications recherchées. Le procédé selon l'invention permet d'indenter les tuyaux quel que soit leur courbure et ainsi offre une large souplesse sur la géométrie. D'un point de vue thermique, les échanges sont favorisés lorsque les tuyaux indentés du dispositif dessinent un motif comprenant N lignes droites parallèles sensiblement de même longueur et N-l virages dont l'angle de courbure peut varier de 90° à 180°. L'espacement entre les droites parallèles sera avantageusement de 10 cm à 45 cm, plus avantageusement de 20 cm à 40 cm.

Avant l'étape b), les tuyaux pourront être libres ou positionnés sur un substrat.

Lorsqu'ils sont libres, leur géométrie est avantageusement imposée par mémoire de forme. Autrement, le substrat sert à maintenir la géométrie et ainsi faciliter le positionnement des tuyaux en les supportant.

Le substrat est par exemple constitué de rail de fixation en matériau synthétique par exemple de longueur comprise entre 10 cm et 2000 cm et/ou d'un géo-matériau synthétique, tel qu'un géotextile ou une géogrille, constitué de polymère, éventuellement de bitume, éventuellement de fibres minérales ou organiques, tissé ou non tissé. Le substrat est de préférence perméable à l'eau et à l'émulsion de bitume pour favoriser le collage. Les fibres peuvent en particulier être des fibres de verre.

Le substrat peut rester dans la couche d'intégration ou être enlevé après l'étape b) ou c).

Le substrat restant dans la couche d'intégration après l'indentation, il permet également de renforcer la structure de ladite couche.

Les matériaux constituant les tuyaux et le substrat permettent avantageusement un recyclage simultané du revêtement de la couche d'intégration, éventuellement des autres couches, des tuyaux et du support, lorsqu'il est présent, lorsque le revêtement de voirie est enlevé, par exemple suite à une opération de fraisage. En particulier, le dispositif pour échangeur de chaleur indenté dans ladite couche d'intégration ne comprend pas d'élément métallique.

Le dispositif est avantageusement conditionné en plaque ou en rouleau, plus avantageusement en rouleau. Le conditionnement en plaque limite les dimensions pour assurer une livraison par camion : les dimensions maximum d'une cargaison sont une longueur de 12 m pour une largeur de l'ordre de 2,60 m.

Il est de préférence conditionné en usine mais il peut être préparé en atelier bord de voie.

Le conditionnement en plaque ou en rouleau permet la pose du dispositif en même temps que la réalisation de la chaussée et permet d'assurer des cadences compatibles avec la conduite d'un chantier.

Le conditionnement en plaque ou en rouleau permet également de limiter les éléments introduits dans la chaussée afin de conserver les propriétés mécaniques de la route.

En fonctionnement, un fluide caloporteur circule dans les tuyaux du dispositif pour échangeur thermique. Le fluide caloporteur peut être de l'eau ou de l'eau glycolée pour diminuer le point de congélation et la résistance au froid. On préfère une eau glycolée non nocive de nature mono-propylène glycol, comme préconisé par la norme NF X10-970 de janvier 2011.

Des additifs, notamment des additifs fongicides et bactéricides, pourront être ajoutés au fluide caloporteur. Ainsi, on évite un traitement de surface des tuyaux, telle qu'une barrière antioxygène, qui pourrait être défavorable à l'adhésion.

Description détaillée du procédé :

Le procédé selon l'invention se caractérise en ce que des tuyaux d'un dispositif pour échangeur de chaleur sont intégrés à froid dans une d'une composition compactable pour revêtement routier, dite couche d'intégration, par indentation. Cette couche d'intégration pourra supporter tout trafic.

La couche d'intégration est ensuite recouverte d'au moins une couche de revêtement de voirie : i. adaptée aux trafics, des faibles trafics aux forts trafics en fonction des compositions des couches de la chaussée ii. qui va capter l'énergie solaire (en mode récupération d'énergie) ou qui sera à réchauffer (en mode restitution d'énergie)

La voirie pourra être de large surface, ce qui fournira un échangeur thermique de grande dimension.

Pour optimiser les rendements énergétiques, la couche d'intégration est proche de la surface. En particulier, l'épaisseur combinée de la ou des couche(s) appliquée(s) par la suite sur ladite couche d'intégration est inférieure à 30 cm, avantageusement inférieure à 10 cm. Elle peut par exemple varier de 2 cm à 30 cm, avantageusement de 6 cm à 10 cm.

La couche de revêtement de voirie pourra comprendre un multicouche constitué à minima d'une couche de liaison et d'une couche de roulement.

Dans une variante, la couche de liaison a une épaisseur allant de 4 cm à 14 cm, avantageusement de 4 cm à 7 cm.

Dans une variante, la couche de roulement a une épaisseur allant de 2 cm à 10 cm, avantageusement de 5 cm à 7 cm.

Pour toutes les épaisseurs, sauf indication contraire, il s'agit de l'épaisseur après compactage.

Le procédé selon l'invention permet d'intégrer les tuyaux du dispositif pour échangeur de chaleur dans une couche d'intégration lors de la réalisation de la chaussée intégrant ladite couche d'intégration.

Les tuyaux sont indentés dans la couche d'intégration pendant la durée de mise en œuvre de la composition de la couche d'intégration, avant la fin du compactage. Cette durée de mise en œuvre est définie par la maniabilité de la composition.

Une indentation réussie dépend à la fois de la maniabilité de la composition et de la résistance à l'écrasement du tuyau. Plus le tuyau est résistant à l'écrasement, plus le seuil de tolérance sur la maniabilité de la composition sera large. Plus la composition est maniable, plus le seuil de tolérance sur la résistance à l'écrasement des tuyaux sera large.

Cependant, quel que soit la composition maniable, le tuyau présente une résistance à l'écrasement supérieure à 3000 N par mètre linéaire de tuyaux à 100°C.

Cependant, quel que soit le tuyau, la maniabilité minimale de la composition, mesurée avec un maniabilimètre Nynas à la température de mise en œuvre de la composition, est inférieure à 400N.

Dans un mode de réalisation de l'invention, la maniabilité de la composition est comprise entre 300 N et 400 N. Alors, la résistance à l'écrasement des tuyaux est supérieure à 4500 N par mètre linéaire de tuyaux à 100°C.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la maniabilité de la composition est inférieure à 300 N. Alors, la résistance à l'écrasement des tuyaux est supérieure à 3000 N par mètre linéaire de tuyaux à 100°C.

La profondeur d'indentation varie avantageusement de 0,5 d à 1,5 d, plus avantageusement de 0,8 d à 1,2 d, avec d représentant le diamètre des tuyaux. Pour assurer une planéité de la couche d'intégration, il est souhaitable que pas plus de la moitié du diamètre des tuyaux dépasse de la couche. Par contre, pour assurer de bons échanges thermiques avec la chaussée au-dessus, les tuyaux doivent être aussi proches que possible de la surface.

Un grand avantage du procédé selon l'invention est que le compactage peut être réalisé directement, sans nécessiter d'étape(s) supplémentaire(s) de protection des tuyaux.

En outre, les étapes suivantes, d'application au-dessus de la couche d'intégration de la ou des couche(s) de surface pour revêtement de voirie peuvent être réalisées directement, sans nécessiter d'étape(s) supplémentaire(s) de protection des tuyaux. En effet, la couche d'intégration permet non seulement de maintenir au sol la géométrie recherchée mais également de protéger les tuyaux.

La composition est répandue puis compactée selon les procédés traditionnels.

En particulier, la température de mise en œuvre de la composition varie de 0°C à 80°C, avantageusement de 5°C à 80°C, plus avantageusement de 5°C à 60°C. Dans les technologies sans étape de chauffage, la température de mise en œuvre de la composition est avantageusement comprise entre 5°C et 40°C, avantageusement comprise entre 10°C et 40°C. Dans les technologies avec étape de chauffage, la température de mise en œuvre de la composition est avantageusement comprise entre 40°C et 80°C, plus avantageusement comprise entre 40°C et 60°C ou plus avantageusement comprise entre 60°C et 80°C.

Les tuyaux du dispositif sont ensuite déposés et indentés par compactage, notamment à l'aide de compacteur à billes ou de compacteurs à pneu, dans la composition pendant leur durée de mise en œuvre. Par le procédé selon l'invention, les tuyaux ne sont pas dégradés, en particulier déformés, par les rouleaux du compacteur et restent en position, quel que soit leur courbure, et ainsi y compris dans les boucles ou virages. Il en va de même lorsque les finisseurs, y compris ceux à chenilles, passent ensuite sur les tuyaux indentés.

Comme cela est de pratique, le compactage pourra se faire en plusieurs passes. Le nombre de passe est déterminée pour chaque composition afin d'obtenir la teneur en vides souhaitée.

Avantageusement, on n'applique pas de vibration lors du compactage. Ainsi, avantageusement, lors de l'étape c) on n'applique pas de vibration.

Le conditionnement des tuyaux sous la forme de rouleau ou de plaques permet d'assurer une cadence de pose élevée. Avantageusement, la cadence de pose et d'indentation est supérieure à 2 m/min, plus avantageusement de 4 m/min à 10 m/min.

La pose des tuyaux simultanée à la conception de la couche d'intégration selon l'invention permet d'assurer un contact optimal entre les tuyaux et la composition et ainsi limiter la présence de vide autour des tuyaux. Ainsi, le procédé selon l'invention ne nécessite pas l'emploi d'un matériau de comblement et/ou adhésif.

Avantageusement, le dispositif pour échangeur de chaleur intégré dans la couche d'intégration ne comprend pas d'élément métallique. Ainsi, les matériaux constituant le dispositif (les tuyaux, le substrat et éléments d'attache éventuels) ne font pas obstacle à un recyclage, avantageusement simultané, de la composition, tel que cela a déjà été explicité précédemment. L'ajout de tuyaux, en polymère, dans la couche de surface n'est pas non plus préjudiciable à son recyclage.

La couche d'intégration comprend avantageusement moins de 10%, plus avantageusement moins de 5%, encore plus avantageusement moins de 1%, en volume de polymère par m3 de composition. Ainsi, cette couche, après rabotage lors de la réfection de la chaussée, peut être recyclée et réutilisée sans traitement préalable. L'épaisseur de la couche d'intégration varie avantageusement de d à 10 cm, plus avantageusement de d à 8 cm, avec d représentant le diamètre des tuyaux.

Comme évoqué précédemment, la couche d'intégration peut être isolante.

En complément ou en alternative, le procédé selon l'invention peut comprendre une étape, préalable au répandage de la composition formant la couche d'intégration selon l'invention, d'application d'une couche de matériaux isolants.

Ces matériaux isolants peuvent par exemple être une couche comprenant les granulats légers décrits précédemment, une isolation thermique en verre cellulaire qui se présente sous forme de plaques de format 60 cm x 45 cm ou 120 cm x 60 cm, et composée de bulles de verre rigides et hermétiquement closes commercialisé sous le nom FOAMGLAS®, du polystyrène,...

Avantageusement, la conductivité thermique, λ, de la couche de matériaux isolants est inférieure à 1 W/m.K.

Cette couche de matériaux isolant est avantageusement mise en œuvre lorsque la couche d'intégration n'est pas elle-même isolante. Cette couche de matériaux isolant peut aussi remplir la fonction de couche support.

Une couche d'accrochage peut être déposée sur la couche d'intégration. Cette couche d'accrochage permet d'améliorer l'accrochage entre la composition de la couche d'intégration et la couche de roulement ou la couche de liaison. Elle permet également de protéger la couche d'intégration comprenant le dispositif pour échangeur thermique.

La couche d'accrochage répond aux spécifications de la norme NF P 98-150-1 de juin 2010.

Avantageusement, le procédé selon l'invention comprend les étapes successives suivantes : aaa) Le cas échéant, application d'une couche de matériaux isolants, puis aa) Le cas échéant, application d'une couche d'adhésion, puis a) répandage à une température allant de 0°C à 50°C d'une composition pour revêtement routier compactable comprenant une fraction granulaire, les éléments de la fraction granulaire ayant des dimensions inférieures à 14 mm, ladite composition étant maniable avec une maniabilité, mesurée avec un maniabilimètre Nynas à sa température de mise en œuvre, inférieure à 400N, puis b) dépôt de tuyaux, lesdits tuyaux ayant une résistance à l'écrasement supérieure à 3000 N par mètre linéaire de tuyaux à 100°C, puis c) indentation des tuyaux déposés lors de l'étape b) par compactage de ladite composition pour revêtement routier pendant sa durée de maniabilité, pour former une couche d'intégration comprenant des tuyaux d'un dispositif pour échangeur de chaleur, puis dd) application d'une couche d'accrochage, avantageusement d'une couche d'enrobés hydrocarbonés à froid, puis d) Application d'une couche de roulement.

La couche d'accrochage répond aux spécifications de la norme NF P 98-150-1 de juin 2010.

On peut également déposer au-dessus de la couche d'intégration ou de la couche d'accrochage, le cas échéant, une couche colorée servant d'avertisseur visuel.

Les couches de surface du revêtement de voiries constituent un échangeur thermique fonctionnant en captation ou en restitution de chaleur, en fonction du climat, de large surface. En fonctionnement, un fluide caloporteur circule dans les tuyaux reliés à tout système thermique adapté, incluant une nappe de géothermie en profondeur, une sonde géothermique verticale, une pompe à chaleur,...

Un autre objet de l'invention est un procédé de recyclage d'un revêtement de voirie selon l'invention, comprenant un dispositif pour échangeur thermique tel que défini précédemment, comprenant les étapes successives suivantes : A. désagrégation et d'enlèvement de matériaux liés incluant la couche d'intégration comprenant le dispositif pour échangeur thermique ; B. recyclage des éléments récupérés à l'étape précédente, sans opération de tri ou de séparation des éléments du dispositif pour échangeur thermique.

Une vue en coupe d'un revêtement de voiries comprenant en surface un dispositif pour échangeur de chaleur est représentée sur la figure 1.

Les tuyaux 1, dans lesquels circule un fluide caloporteur, sont indentés dans une couche d'intégration 2. Cette couche d'intégration 2 peut être de forte conductivité ou isolante, en fonction de la nature de la fraction granulaire de l'enrobé hydrocarboné.

Cette couche d'intégration 2 est déposée sur une couche support 3, qui pourra être une couche isolante. Cette couche support 3 est avantageusement isolante lorsque la couche d'intégration 2 n'est pas elle-même isolante.

Sur la couche d'intégration 2 est déposée une couche de roulement 4. Cette couche de roulement 4 a une forte conductivité et constitue l'échangeur thermique qui va capter l'énergie solaire ou constitue la surface à réchauffer, notamment en vue d'un déneigement ou déverglaçage de chaussée.

Sur la figure 2, on a représenté la couche d'intégration 2 comprenant les tuyaux 1 sur laquelle une couche de roulement 4 est déposée.

Sur la figure 3, un exemple de géométrie possible des tuyaux 1 dans la couche d'intégration 2 est représenté.

Une vue éclatée de la couche d'intégration 2, des tuyaux 1 et de la couche de roulement 4 est représentée sur la figure 4.

Protocoles :

Maniabilité :

Un essai de maniabilité réalisé suivant la norme 98-258-1, de 2013, et adapté : - avec un maniabilimètre Nynas (version dit « grand volume » et ayant une largeur de 30 cm, une longueur de 32 cm et une hauteur de 13 cm) - avec un produit foisonné issu directement de la fabrication - avec une température inférieure ou égale à la température de mise en œuvre (température adaptée)

Essai d'indentation en laboratoire :

Un enrobé est mis en œuvre sur banc de compactage dans un moule de dimension 500 mm x 180 mm à sa température de mise en œuvre. La compacité de l'enrobé est amené à 65 % par un compactage au rouleau. Les tuyaux sont positionnés à la surface de l'enrobé, transversalement au sens de circulation du rouleau. Les tuyaux sont indentés dans l'enrobé par 2 à 13 passages de rouleau puis 4 à 16 passages au pneu.

La bonne indentation du tuyau est jugée sur deux critères : la forme de l'empreinte laissée par le tuyau dans l'enrobé : celle-ci doit être profonde d'une dimension comprise entre 0,5d et l,2d d étant le diamètre du tuyau. La forme de la section du tuyau à l'issu de l'essai, celui-ci doit ne doit pas s'être ovalisé (le rapport du grand diamètre sur le petit diamètre doit être supérieur à 0,9.

Ecrasement :

Pour déterminer la résistance à l'écrasement des tuyaux, un échantillon de tuyau, d'une longueur comprise entre 5 cm et 10 cm est découpé. Cet échantillon est ensuite placé pendant 2 heures dans une étuve à une température de 100°C. L'essai d'écrasement est ensuite réalisé à la température de 100°C. L'échantillon est ensuite positionné, sur sa génératrice, entre les deux plateaux parallèles d'une presse, placés dans une enceinte climatique régulée à 100°C. La presse impose à l'échantillon un déplacement de 10 mm/min. La valeur de résistance à l'écrasement est déterminée lorsque le diamètre de l'échantillon est divisé par deux par rapport au diamètre initial de l'échantillon. Elle est exprimée en Newton par mètre linéaire de tuyau en utilisant la relation : Rt = Ft / Lt avec : • Rt : résistance à l'écrasement du tuyau en N/m

• Ft : force développée pour écraser le tuyau jusqu'à une réduction de moitié de son diamètre en N • Lt : longueur de l'échantillon soumis à l'essai en mm

Adhérence au bitume :

Les tuyaux adhèrent au bitume lorsque le critère suivant est rempli : les tuyaux sont badigeonnés d'une émulsion cationique de bitume 50/70 dosée à 65% en poids de bitume conforme à la norme NF EN 13808 d'août 2013 à l'aide un pinceau. Après une minute on procède à un examen visuel. Si l'émulsion ne perle pas à la surface l'adhérence du tuyau est suffisante. L'exemple qui suit illustre l'invention et présente également des essais comparatifs. Il rapporte des essais réalisés en condition chantier.

Description des échantillons :

Tuyaux

Deux types de tuyaux sont évalués : 1. TUYAU 1 (selon l'invention, noté Tl): Tuyau en polypropylène fabriqué par MULTIBETON de diamètre 17 mm et d'épaisseur de peau de 2,2 mm. La résistance à l'écrasement mesuré à 100°C est de 4500 N par mètre linéaire de tuyaux. 2. TUYAU 2 (hors invention, noté T2) : Tuyau en polyéthylène haute densité, réticulé avec barrière anti-oxygène (BAO), fabriqué par REHAU, de diamètre 20 mm et épaisseur de peau 1.9 mm. La résistance à l'écrasement mesuré à 100°C est de 3000 N par mètre linéaire de tuyaux. 3. TUYAU 3 : Tuyau en polyéthylène haute densité fabriqué par ROTH, réticulé de diamètre 16 mm et épaisseur de peau 2 mm. La résistance à l'écrasement mesuré à 100°C est de 2500 N par mètre linéaire de tuyaux.

Formule enrobés à l'émulsion

Polyram® S = émulsifiant cationique fourni par CECA

Oléoflux ® =ester méthylique de tournesol (obtenu par transestérification de l'huile de tournesol) commercialisé par la Société OLÉOROUTE

Dans la planche d'essai en condition chantier, on utilise une composition Cl obtenue par le procédé décrit dans la demande WO2011/151387 à partir de l'émulsion suivante :

Tableau 1 : Emulsion de bitume pour essai chantier

Cette émulsion est ensuite mélangée dans un malaxeur avec des granulats de type Vic-Adour de granulométrie : 25% 0/2 et 40% 2/6 et 35% 6/10. En fin de malaxage un fluxant (Oléoflux®, 0,3 ppc) est ajouté à l'enrobé. La teneur en eau totale de l'enrobé est de 7,7 ppc et la teneur en liant anhydre résiduel conventionnelle est de 5,25 ppc

Dans l'essai laboratoire, on utilise une composition C2 obtenue par le procédé décrit dans la demande WO2011/151387 à partir de l'émulsion suivante :

Tableau 2 : Emulsions de bitume pour essai laboratoire

Cette émulsion est ensuite mélangée dans un malaxeur avec des granulats de type Dussac de granulométrie : 27% 0/2 + 29% 2/6 et 44% 6/10. En fin de malaxage un fluxant (Oleoflux®, 0,3 ppc) est ajouté à l'enrobé. La teneur émulsion totale de l'enrobé est de 7,7 ppc et la teneur en liant anhydre résiduel conventionnelle est de 5,30 ppc

Dans un autre essai de laboratoire on utilise une composition C3 obtenue par le procédé décrit dans la demande WO2011/151387 à partir de l'émulsion décrite dans le tableau 2. Cette émulsion est ensuite mélangée dans un malaxeur avec des granulats de type Dussac de granulométrie : 35% 0/2 Dussac + 26% 2/6 Dussac et 39% 6/10 Dussac. La teneur émulsion de l'enrobé est de 6,15 ppc et la teneur en liant anhydre résiduel conventionnelle est de 4 ppc

Formule béton compacté routier

Dans un autre essai de laboratoire on utilise une composition C4 obtenue par le mélange dans un malaxeur de granulats de type calcaire de granulométrie : 41 % de 0/2 (La Mède) + 13% de 2/6 (les Martigues) + 36% de 6/14 (les Martigues) + 10% Ciment 42,5R (VICAT - la grave de peille). L'adjuvant entrant dans la composition est le Plastiment 24R SIKA son dosage est de 0,5 ppc en masse par rapport à la masse de ciment. La teneur en eau du mélange est de 5% en masse par rapport à la masse totale de la composition. Résultats

Dans la planche d'essai en condition chantier, on répand la composition Cl puis on positionne 2 mètres du tuyau 1 et 2 mètres du tuyau 2 entre la table du finisseur et le cylindre.

Les tuyaux sont posés tels quel, sans moyen de protection mécanique.

Une passe (un aller et un retour) s'est avérée suffisante pour enfoncer le tuyau 1 dans la couche obtenue après répandage de la composition Cl alors que le tuyau 2 s'est écrasé et moins indenté en raison d'un effet ressort.

Les résultats sont visibles sur les figures 5 et 6. Sur la figure 5A, le tuyau 1 s'est indenté alors que le tuyau 2 est moins indenté sur la figure 5B. Sur la figure 6, le tuyau 2 (à droite) s'est ovalisé.

Lors des essais laboratoire, on répand la composition C2 dans un moule puis la compacité est amenée à 65% par passage du rouleau puis on positionne 15 cm de tuyau 1, 15 cm de tuyau 2 et 15 cm de tuyau 3 sur l'enrobé en position transversale. Le plan de compactage est détaillé ci-dessous :

Cylindre (rouleau) : 13 passes à 3 bars de pression Pneu : 4 passes avant / 4 passes arrière / 4 passes milieu

Selon cette procédure de compactage, le tuyau n°l s'est indenté de 1,7cm (tuyau non écrasé) et le tuyau n°2 s'est indenté de 1,6cm (tuyau non écrasé) et le tuyau n°3 s'est indenté de 0,9 cm (tuyau écrasé).

Lors des essais laboratoire, on répand la composition C3 dans un moule puis la compacité est amenée à 65% par passage du rouleau puis on positionne 15 cm de tuyau 1 et 15 cm de tuyau 2 sur l'enrobé en position transversale. Le plan de compactage est détaillé ci-dessous :

Cylindre (rouleau) : 16 passes à 3 bars de pression Pneu : 4 passes avant / 4 passes arrière / 4 passes milieu

Selon cette procédure de compactage, le tuyau n°2 s'est indenté de 1,4cm (tuyau écrasé) et le tuyau n°l s'est indenté de 1,6cm (tuyau non écrasé).

Lors des essais laboratoire, on répand la composition C4 dans un moule puis la compacité est amenée à 65% par passage du rouleau puis on positionne 15 cm de tuyau 1 et 15 cm de tuyau 2 sur l'enrobé en position transversale. Le plan de compactage est détaillé ci-dessous :

Cylindre (rouleau) : 18 passes à 3 bars de pression Pneu : 4 passes avant / 4 passes arrière / 4 passes milieu

Selon cette procédure de compactage, le tuyau n°2 s'est indenté de 1,1cm (tuyau écrasé) et le tuyau n°l s'est indenté de 1,6cm (tuyau non écrasé).

Claims (18)

1. Revendications

   1. Procédé de fabrication d'un revêtement de voiries comprenant des tuyaux d'un dispositif pour échangeur de chaleur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) répandage à une température allant de 0°C à 80°C d'une composition pour revêtement routier compactable comprenant une fraction granulaire, les éléments de la fraction granulaire ayant des dimensions inférieures à 14 mm, ladite composition étant maniable avec une maniabilité, mesurée avec un maniabilimètre Nynas à sa température de mise en œuvre, inférieure à 400N, puis b) dépôt de tuyaux, lesdits tuyaux ayant une résistance à l'écrasement supérieure à 3000 N par mètre linéaire de tuyaux à 100°C, de sorte à permettre leur indentation dans le revêtement de l'étape a) même en l'absence de moyen de mise sous pression, puis c) indentation des tuyaux déposés lors de l'étape b) par compactage de ladite composition pour revêtement routier pendant sa durée de maniabilité, pour former une couche d'intégration comprenant des tuyaux d'un dispositif pour échangeur de chaleur, puis d) application au-dessus d'une couche de surface pour revêtement de voirie, en particulier une couche de roulement
2. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'on impose une géométrie aux tuyaux du dispositif pour échangeur de chaleur avant l'étape b) de dépôt.
3. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors de l'étape c) on n'applique pas de vibrations.
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la profondeur d'indentation varie de 0,5 d à 1,5 d, avantageusement de 0,8 d à l,2d, avec d représentant le diamètre des tuyaux.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température de mise en œuvre du revêtement de l'étape a) est comprise entre 5°C et 40°C, plus avantageusement comprise entre 10°C et 40°C.
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la température de mise en œuvre du revêtement de l'étape a) est comprise entre 40°C et 60°C.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la température de mise en œuvre du revêtement de l'étape a) est comprise entre 60°C et 80°C.
8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la maniabilité revêtement routier compactable, mesurée avec un maniabilimètre Nynas à sa température de mise en œuvre, est inférieure à 300N, avantageusement inférieure à 250 N.
9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de la fraction granulaire du revêtement routier compactable ont des dimensions comprises entre 0 mm et 10 mm, avantageusement entre 0 mm et 6 mm.
10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement routier est une grave non traitée.
11. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le revêtement routier compactable comprend en outre un liant hydraulique ou un liant hydrocarboné.
12. 12. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le revêtement routier compactable est un béton compacté routier, une grave-émulsion, une grave-mousse ou un béton bitumineux à l'émulsion.
13. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la conductivité thermique, λ, du revêtement routier compactable est supérieure ou égale à 1 W/m.K.
14. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la conductivité thermique, λ, du revêtement routier compactable est inférieure à 1 W/m.K.
15. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif pour échangeur de chaleur indenté dans ladite couche d'intégration ne comprend pas d'élément métallique.
16. 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche d'intégration varie de d à 10 cm, avec d représentant le diamètre des tuyaux.
17. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur combinée de la ou des couche(s) appliquée(s) par la suite sur ladite couche d'intégration est inférieure à 30 cm, avantageusement inférieure à 10 cm.
18. 18. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape, préalable au répandage du revêtement routier compactable, d'application d'une couche de matériaux isolants.