Introduction
Dans le monde, un peu plus d'un kilo de déchets est produit par personne/jour, ce qui signifie des millions de tonnes de déchets domestiques quotidiens qui se décomposent, émettent des gaz à effet de serre dans l'atmosphère et contaminent les nappes phréatiques ; ils sont également un foyer de vecteurs infectieux, de mauvaises odeurs et de passifs environnementaux, ce qui fait des déchets solides domestiques (RSD) le deuxième problème environnemental mondial.
En 2006, l'entreprise Tratamiento y Gestión de Residuos Ltda (Tryger) a développé (1) et breveté (2) une technologie pour le traitement industriel de ces déchets (TI/RSD) qui les inertise physiquement, chimiquement et biologiquement, les transformant en un produit inerte et inoffensif : drux.
Une fois le problème des RSD résolu, la recherche (R&D) sur les utilisations alternatives du drux a continué, le considérant comme un nouveau produit disponible sur le marché (3). Il est nécessaire de prendre en compte que sa production est massive car bien qu'elle réduise de 50 % les RSD totaux, elle continue de provenir d'un volume très massif de ceux-ci.
Les recherches doivent couvrir différentes alternatives d'utilisation pour qu'ensemble, étant donné le volume massif de déchets, elles puissent assurer un recyclage parfait et total des déchets domestiques, respectant ainsi le principe de base d'une économie circulaire. Il a été décidé d'explorer d'abord la construction de routes qui, par leurs dimensions, impliquent de grands volumes. Selon des études réalisées par la Direction de la Voirie, le Chili possède 82 000 kilomètres de réseau routier et seulement 21 % est en asphalte, soit 17 220 km d'asphalte. Aux États-Unis, 94 % des routes utilisent ce type de matériau et dans l'Union européenne, 90 %.
Recherche
L'objectif de cette recherche est d'étudier la faisabilité d'incorporer du drux dans la composition de l'asphalte en remplacement de la poudre de roche. Le béton a été écarté car il ne se comporte pas bien avec de grandes masses hygroscopiques. Un contact a été établi avec le Laboratoire National de la Voirie du Ministère des Travaux Publics (LNV/MOP) du Chili. À partir d'une série de réunions préalables, le directeur du LNV/MOP a proposé de réaliser les essais dans les conditions les plus défavorables possibles, c'est-à-dire avec le maximum de matière organique dans la plage de variabilité des RSD du Chili : 60 % de matière organique totale.
Un échantillon de drux a été préparé à l'usine pilote de Villarrica à partir de déchets collectés par les camions un lundi. Une analyse grossière de ces déchets a révélé la composition suivante de l'échantillon collecté.
À ces 56,25 kg ont été ajoutés 5,5 kg de mélange d'additifs après broyage pendant 1 heure et 12 minutes, obtenant après séchage un drux fin et sec, obtenu à partir des RSD indiqués dans le Tableau 1. Le drux sec a été emballé dans des bidons en plastique de 25 litres et envoyé au LNV/MOP pour être utilisé dans les essais.
Image 1 Drux sec produit à l'usine pilote de Villarrica
L'étude a été développée dans les locaux du Laboratoire National de la Voirie du Ministère des Travaux Publics du Chili (LNV/MOP) en 2014.
Pour réaliser l'étude, un mélange d'asphalte à chaud du design de couche de roulement déjà connu et validé par le LNV/MOP a été utilisé, appelé dans ce rapport mélange standard, qui respecte la bande granulométrique IV-A-12 établie dans le tableau 5.408.201.F du Manuel des Routes Volume 5.
La composition du mélange standard est indiquée ci-dessous dans le Tableau N° 2
En se basant sur la conception du mélange standard, les pourcentages d'incorporation du sous-produit drux élaboré à partir de déchets domestiques (RSD) avec 60 % de matière organique ont été étudiés ; à 0, 5, 7, 10, 12, 15, 18 et 20 % par rapport au poids de l'agrégat. Cette procédure a été réalisée pour que le mélange résultant (agrégats + drux) respecte la bande granulométrique IV-A-12, qui correspond à une granulométrie semi-dense établie dans le tableau 5.408.201.F du Manuel des Routes Volume 5.
Un mélange asphaltique à chaud a été confectionné, dans lequel les pourcentages incorporés de drux ont remplacé l'agrégat Poudre de Roche.
Image N° 2 Mélange d'agrégats + drux
Aux éprouvettes Marshall préparées avec des pourcentages croissants de drux élaboré à partir de déchets ménagers (RSD) avec 60 % de matière organique, les essais suivants ont été réalisés : Densité, Fluidité et Stabilité, ainsi que la Mesure du Module de Rigidité (Mpa), conformément à la Norme UNE - EN, 12697-26, Annexe C aux températures d'essai de 15ºC et 25ºC.
L'analyse de chaque pourcentage de drux a été réalisée par la confection de trois éprouvettes par point.
Comme la densité du drux est faible, son comportement dans le mélange dépendra de son pourcentage d'incorporation dans le matériau. Plus l'incorporation de drux est élevée, plus la densité du mélange est faible.
Résultats
Selon le résultat de cette étude, dans le mélange asphaltique, un maximum de 10 % de déchets traités (Drux, élaboré avec 60 % de matière organique) est accepté sans altérer ses propriétés mécaniques. Cela respecte ainsi les spécifications du tableau 5.408.203.A du Manuel des Routes Volume 5 pour être utilisé comme couche de roulement.
En termes de volumes, pour la couche de roulement d'une chaussée en asphalte, 2 voies, 7 mètres de large, 6 cm d'épaisseur et 1 km de long, il est nécessaire d'utiliser 420 mètres cubes de mélange asphaltique chaud, dont le poids est de 630 tonnes. Il faut donc 63 tonnes de drux par km uniquement pour la couche de roulement sur une route à deux voies.
En tenant compte que produire 63 tonnes de drux nécessite de traiter un peu plus de 100 tonnes de déchets et que cette quantité totale est celle produite par jour dans une ville d'environ 50 000 habitants, on conclut qu'un km de couche de roulement d'une chaussée asphaltique est capable d'absorber tous les déchets générés en un jour par une ville de cette taille.
Néanmoins, ces résultats favorables obtenus en laboratoire, des essais continueront d'être réalisés pour mesurer le comportement mécanique du mélange par rapport au mélange standard, c'est-à-dire des essais de fatigue, d'orniérage et de sensibilité à l'eau (TSR).
L'étude se terminera par la réalisation d'un tronçon d'essai dans un contrat de construction de routes en asphalte, permettant de connaître sur le terrain le comportement de ces mélanges au fil du temps.
Conclusion
La construction de chaussées en asphalte élaborées avec 10 % de drux constitue un recyclage parfait, comme le postule l'économie circulaire, puisqu'elle réincorpore à la ville la totalité de ses RSD sans besoin de séparer aucun type de déchet.
L'incorporation de déchets traités contenant un haut degré de matière organique, drux, dans les mélanges asphaltés, est un grand progrès pour la protection de l'environnement car cela signifie réduire les décharges, contribuant à la construction de routes et générant des chaussées durables.
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