vignette|Couche de fondation d'une route en enrobé de type « grave bitume ».
Un enrobé (ou enrobé bitumineux ou béton bitumineux) est un mélange de graviers, de sable et de liant hydrocarboné type bitume (le goudron de houille n'étant plus utilisé en France depuis les ) appliqué en une ou plusieurs couches pour constituer la chaussée des routes, la piste des aéroports et d'autres zones de circulation.
Description générale (pour un enrobé bitumineux dit « de base ») Un enrobé bitumineux est constitué de différents matériaux : des granulats : graviers de diamètre supérieur à 63 micromètres ; des « fines » (ou « fillers ») : sables et poussières de section inférieure à . Ces éléments, présents naturellement en faible quantité dans les granulats, sont essentiels pour réaliser l'enrobage du liant (le bitume) avec les granulats, car ce sont les fines qui agrègent le bitume ; du liant hydrocarboné, composé essentiellement de bitume de nos jours.
Familles d'enrobés bitumineux Les différentes formules d'enrobés sont caractérisées par : leur granulométrie ; le type de liant et la teneur en liant ; le procédé de fabrication (chaud ou froid) ; l'adjonction éventuelle de matériaux particuliers.
Produits chauds Il s'agit des enrobés fabriqués à chaud (aux alentours de 180 ºC) et appliqués à chaud (aux alentours de ).
Béton bitumineux : enrobé riche en bitume, utilisé principalement pour les couches de roulement, c'est-à-dire pour les couches supérieures de la chaussée. Les bétons bitumineux se classent en fonction de leur granulométrie. Ils sont toujours posés sur une couche de base en matériaux hydrocarbonés ou traités au liant hydraulique ou sur une couche de liaison en enrobés pour les couches minces. Béton bitumineux ultra mince (BBUM)DIN EN 13108-9, décembre 2016, Mélanges bitumineux - Spécifications pour le matériau - Partie 9 : Bétons bitumineux pour couches ultra-minces (BBUM). : épaisseur de couche de , utilisé pour les couches de roulement particulières où une macrotexture importante est recherchée ou dans le cas de travaux d'entretien de surface. Toujours posé sur une couche de liaison. Béton bitumineux très mince (BBTM)NF EN 13108-2, décembre 2006, Mélanges bitumineux - Spécifications des matériaux - Partie 2 : Bétons bitumineux très minces. : épaisseur de couche de . Très utilisé en France pour les couches de roulement, elle permet de réaliser une couche d'usure qui, après quelques années, pourra être rabotée et refaite, ou pour des points particuliers où une forte macrotexture est recherchée. Toujours posé sur une couche de liaison. Béton bitumineux mince (BBM) : épaisseur de couche de 3 à . Béton bitumineux semi-grenu (BBSG) : très utilisé en France pour les couches de roulement. Épaisseur de couche d'environ . Grave bitume : enrobé à plus faible teneur en liant (bitume) destiné aux couches de fondation ou de base, entre 8 et (couches d'assise).
On distingue également d'autres formules : enrobé à module élevé (EME) utilisés en couche d'assise ; béton bitumineux drainantNF EN 13108-7, décembre 2006, Mélanges bitumineux - Spécification des matériaux - Partie 7 : Bétons bitumineux drainants. ; enrobé bitumineux coloréEnrobé produit avec un liant bitumineux pauvre en asphaltènes (environ 5 % au lieu de 15 % pour un bitume « classique ») subissant une étape au processus de production du bitume, appelée le ; avec un liant synthétique clair pigmentable (éventuellement modifié au polymère) ; avec un liant végétal (bio). Plusieurs pigments sont utilisés pour obtenir la couleur correspondante : oxydes de fer pour le rouge, le brun, l'orange ou le jaune ; l'oxyde de titane pour le blanc ; l'oxyde de chrome pour le vert ; l'oxyde de cobalt pour le bleu. Cf. . ; enrobé avec adjonction de polyéthylène ; enrobé avec adjonction de verre ou miroir pilé ; enrobé avec adjonction de matériau local ; enrobé phonique.
Produits froids vignette|upright|Nids-de-poules rebouchés à l'aide d'enrobé à froid. Il s'agit d'enrobés fabriqués et appliqués à froid, par adjonction d'émulsion de bitume garantissant la malléabilité du matériau.
Enrobé froid : enrobé de faible granulométrie (0/4 ou 0/6 en principe) avec une forte teneur en liant et en fines, généralement utilisé de manière temporaire pour permettre la circulation de véhicules sur des voies en cours de travaux, ou encore pour reboucher des petites tranchées, trous, et nids-de-poules sur des chaussées déformées. Cet enrobé est très utilisé au printemps en période de dégel, pour réparer les détériorations de la chaussée dus au gel. Grave émulsion : mélange de grave avec une faible proportion d'émulsion de bitume. Il existe aussi des enrobés bitumineux à froid qui sont destinés à la réalisation de couches de roulement : les Enrobés Coulés à Froid (ECF). Ce sont des enrobés hydrocarbonés à froid (non stockables) où tous les granulats sont recouverts de liant.
Produits tièdes Il s'agit des enrobés fabriqués entre et et appliqués à chaud (aux alentours des 120°C). On distingue encore les enrobés tièdes (fabriqués à plus de ) et les enrobés semi-tièdes, fabriqués à une température inférieure à Nicolas Bueche, Évaluation des performances et des impacts des enrobés bitumineux tièdes , thèse , École polytechnique fédérale de Lausanne, 4 novembre 2011..
Ils permettent de réduire la consommation énergétique, contribuant ainsi à une politique de développement durable. Comparés aux enrobés à chaud consommant 7 à de fioul par tonne, les enrobés tièdes permettent d'obtenir un gain d'un litre de fioul par tonne, et un gain de 1,5 à de fioul pour les enrobés semi-tièdes.
Enrobé tiède avec cire Sasobit. Enrobé tiède avec additif chimique Cecabase RT 945. Enrobé semi-tiède LEA.
Historique Certaines techniques utilisées pour le développement des enrobés tièdes remontent à 1957 : l'utilisation de bitume mousse. Mais les premières évolutions significatives apparaissent en Europe durant les , l'augmentation du prix de l'énergie et la signature du protocole de Kyoto jouant un rôle important dans leur développement. La première chaussée en enrobé tiède a été réalisée en 1997, à Hambourg. Les publications et les expérimentations s'enchaînent alors. Les États-Unis commencent à s'intéresser aux enrobés tièdes un peu plus tard, à partir de 2002. La recherche sur cette technique est très active durant la première décennie du .
Technique Conception
Fabrication
vignette|Une usine de fabrication d'asphalte. Les enrobés sont fabriqués par une centrale d'enrobage (ou poste d'enrobage), à froid ou à chaud. Il existe des centrales fixes, situés généralement à proximité d'une carrière, ou mobiles, principalement utilisées lors des grands travaux tels que la construction d'une autoroute.
Le processus de fabrication d'enrobé suit les étapes suivantes : alimentation : remplissage de trémies (« prédoseurs ») avec les différentes coupures de granulats, à l'aide d'un chargeur ; adjonction éventuelle de fillers contenu dans un silo ; convoyage : les prédoseurs déversent leur contenu à des vitesses différentes correspondant à la proportion désirée par coupure de matériau (en fonction de la formule d'enrobé à produire), sur un tapis convoyeur ; séchage : les matériaux sont enfournés dans le tambour malaxeur de la centrale, qui est un cylindre pouvant mesurer plus de de long et de diamètre, animé par des galets provoquant sa rotation, et disposant à l'autre extrémité d'un brûleur (généralement alimenté au fioul lourd ou au gaz naturel, dont la flamme peut mesurer plusieurs mètres. À l'entrée du tambour, et tout au long de leur progression à l'intérieur de celui-ci, les matériaux sont séchés par la température de la flamme ; malaxage : tout au long de leur progression, les matériaux sont mélangés grâce à la rotation du tambour et des lames placées à l'intérieur ; adjonction des fines de recyclage : les fumées issues du séchage sont filtrées et les fines contenues dans ces fumées sont réinjectées dans le tambour afin de respecter la granulométrie initiale ; adjonction du bitume : les matériaux parvenant à l'autre extrémité du malaxeur sont « enrobés » avec le bitume injecté à l'aide d'une pompe selon la teneur désirée, et un dernier malaxage est effectué ; stockage : l'enrobé produit est ensuite stocké en trémies, soit à l'aide d'un chariot (ou « skip ») dans lequel on déverse l'enrobé en sortie du malaxeur par gâchées, soit en continu à l'aide de tapis adaptés ; chargement : l'enrobé stocké est ensuite chargé dans les camions qui se placent sous les trémies de stockage, où se trouve une bascule.
Transport et stockage Les enrobés chauds sont transportés dans des camions disposant d'une benne munie de trappes à l'arrière. La législation dans un grand nombre de pays occidentaux impose que les bennes soient bâchées lors du transport d'enrobés chauds. Un enrobé stocké dans la benne d'un camion bâché peut rester plusieurs heures à température, mais il est indispensable de l'appliquer rapidement avant qu'il refroidisse (en dessous de , un enrobé est très difficile à travailler, et la qualité de l'application peut être remise en cause).
Pour réduire en partie le problème de refroidissement, le transport dans des bennes rondes avec un calorifugeage (ex : laine de roche) assure un meilleur maintien de la température.
Les enrobés froids ou grave émulsions peuvent être stockés plusieurs semaines à l'abri des intempéries.
Application vignette|Un finisseur en cours d'application, on remarque le camion vidant sa benne d'enrobé dans la trémie. vignette|upright|Un compacteur à billes.
L'application de l'enrobé est effectuée, en fonction de la surface à couvrir : manuellement, à l'aide de râteaux, par la technique dite du « tirage au râteau » pour les petites surfaces ; avec un accessoire monté sur mini-pelle lorsque la surface est intermédiaire ; à l'aide d'un finisseur (ou « finisher ») pour les rues, routes et autoroutes.
L'application doit se faire sur un sol pas trop froid (T > ), sinon le compactage ne se fait pas correctement avec un risque de fissures. À la suite de l'application, un compactage est assuré à l'aide de compacteurs à pneus ou à jante lisse vibrant (les petits compacteurs sont également nommés « cylindres »). On peut appliquer seul l'enrobé dit « à froid ».
En France, en 2018, le coût est de 40 euros le mètre de voie, soit le kilomètre pour une route départementale à deux voies.
Qualité Tant au niveau de la fabrication qu'au niveau de l'application, les entreprises et les clients, notamment les collectivités, effectuent un contrôle qualité. Les principaux essais effectués sont les suivants : essais de résistance et de comportement en laboratoire lors de l'élaboration de nouvelles formules d'enrobés (coefficient d'orniérage…) ; contrôle d'échantillons de bitume prélevés à l'approvisionnement des centrales (viscosité) ; analyse granulométrique, hygrométrie, coefficient d'aplatissement, taux d'argile dans les fines (valeur au bleu de méthylène) sur des échantillons de matériau prélevés à l'approvisionnement des centrales ; teneur en bitume et analyse granulométrique sur échantillons d'enrobé prélevés lors de l'application (par un processus d'extraction de bitume et de lavage des matériaux au perchloroéthylène) ; analyse de rugosité, compacité effectués sur la chaussée une fois l'application d'une couche d'enrobée effectuée.
Enrobés, bruit et microclimats Les enrobés secs ou mouillés contribuent fortement au bruit routier ainsi qu'aux îlots de chaleur urbains.