FR2948944A1 - Supramolecular polymer-containing bituminous composition - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne une composition bitumineuse comprenant au moins un bitume et au moins un polycondensat capable de former une structure supramoléculaire et comprenant un ou plusieurs groupements associatifs. La présente invention concerne également l'utilisation d'une telle composition bitumineuse dans l'élaboration d'enrobés pouvant être employés dans le revêtement de surfaces carrossables, dans l'élaboration de revêtements imperméabilisants et dans l'élaboration de formulations adhésives.

Description

Composition bitumineuse contenant un polymère supramoléculaire
Domaine de l'invention [0001] La présente invention concerne des compositions bitumineuses comprenant des matériaux polymères spécifiques, employés en particulier dans l'élaboration d'enrobés à propriétés mécaniques améliorées. En particulier, la présente invention concerne des compositions de bitume contenant des polymères capables de former une structure supramoléculaire conférant des propriétés mécaniques améliorées aux enrobés, et leurs applications. Les exemples de telles applications incluent la couverture de toits, la fabrication d'enrobés contenant des agrégats minéraux pour la construction ou l'entretien de trottoirs, de routes, d'autoroutes, de parkings ou des pistes et des voies de service des aéroports, et de toute autre surface carrossable. [0002] Le bitume ou asphalte est la portion la plus lourde récupérée lors du procédé de distillation du pétrole. Du fait des origines et des procédés de distillations divers de tels pétroles, le bitume résultant peut présenter une large gamme de propriétés et de caractéristiques. Dans la présente invention, le terme bitume ne désigne pas seulement le produit obtenu à partir du pétrole par distillation directe ou par distillation à pression réduite du pétrole, mais également le produit obtenu par extraction du brai et des sables bitumineux, le produit de l'oxydation et/ou de la fluxation avec des solvants carbonés, y compris des paraffines et des cires de tels matériaux bitumineux, ainsi que des bitumes soufflés et semi-soufflés, des bitumes synthétiques tels que ceux décrits dans FR 2 853 647 A1, des brais, des résines de pétrole ou des résines indènecoumarone mélangés à des hydrocarbures aromatiques et/ou paraffiniques, leurs mélanges et les mélanges de tels matériaux bitumineux avec des acides, etc. [0003] L'application principale du bitume est l'inclusion dans des enrobés où le bitume est mélangé à des agrégats minéraux qui peuvent être de tailles, de formes et de natures chimiques diverses. Ces enrobés sont particulièrement employés dans la construction ou l'entretien de trottoirs, de routes, d'autoroutes, de parkings ou des pistes et des voies de service des aéroports, et toute autre surface carrossable. Dans la présente invention, les agrégats minéraux sont obtenus à partir de carrières ou récupérés dans des enrobés plus anciens (comme décrit dans la norme AFNOR XP P98-135, décembre 2001, ainsi que dans l'Asphalt Handbook MS-4 7e édition, publié par l'Asphalt Institute), ou encore à partir de la démolition de bâtiments, ou sont des mélanges de ces produits. Les autres composants courants des enrobés incluent les fibres organiques et inorganiques, par exemple de verre, de métal ou de carbone, de même que les fibres de cellulose, coton, polypropylène, polyester, vinyle et polyamide. [0004] Il est connu de l'homme du métier que des polymères peuvent être ajoutés au bitume pour produire des enrobés dont les propriétés mécaniques sont améliorées. Les polymères sont de grandes molécules formées par la liaison chimique de plusieurs motifs de répétition ou monomères. Une modification du bitume par des polymères de masse moléculaire élevée (supérieure à environ 10 000 g/mol) est généralement nécessaire pour améliorer le comportement mécanique d'un enrobé. [0005] Bien qu'il existe des solutions pour durcir le bitume, par exemple l'incorporation de paraffines ou d'acide polyphosphorique, dans le but d'augmenter la rigidité du bitume à des températures d'utilisation élevée pour éviter l'orniérage, ces solutions ne sauraient être que partielles car le bitume modifié conserve une sensibilité thermique élevée (contrairement aux bitumes modifiés par des polymères, où elle est améliorée aux hautes et basses températures), ce qui crée voire amplifie les problèmes à basse température, par exemple le manque de flexibilité. [0006] La modification du bitume par les polymères est par conséquent très souvent employée pour augmenter sa flexibilité à basse température, c'est-à-dire en dessous de la température ambiante et jusqu'à environ -40°C, et cette même modification par des polymères augmente le point de ramollissement du bitume. Elle peut également augmenter la cohésion et la rigidité du bitume à des températures d'utilisation élevées, et ainsi celles d'un enrobé fabriqué à partir de ce bitume, ce qui améliore sa résistance à l'orniérage. Les exemples de polymères couramment employés dans la modification du bitume incluent : les caoutchoucs styrène-butadiène, les copolymères blocs styrène/butadiène, les copolymères éthylène/acétate de vinyle, les copolymères éthylène/acrylate, le polyéthylène et les autres alpha-polyoléfines (voir Asphalt binder testing manual , Asphalt Institute 2007). L'emploi de polymères de masse moléculaire faible non réticulés, également connus sous le nom d'oligomères, ou d'autres petites molécules, ne peut modifier le bitume d'une façon aussi marquée que !es polymères. [0007] GB 1156793 décrit l'emploi de polyamides dans la modification du bitume pour des compositions de revêtement de surface. Les auteurs affirment que l'addition de la résine polyamide confère au bitume la propriété rhéologique appelée thixotropie, que le bitume ne possède pas intrinsèquement. [0008] L'incorporation de polymères dans le bitume, même aux faibles teneurs couramment employées (entre 2 % et 6 % de polymère), n'est pas une opération aisée. Les polymères et le bitume ont au mieux une compatibilité partielle, ce qui contraint généralement le polymère à subir une séparation de phase d'avec le bitume au cours du temps. En outre, du fait des viscosités élevées des polymères fondus, le procédé de mélangeage nécessite des températures élevées et des durées importantes sous agitation vigoureuse pour aboutir à une bonne dispersion du polymère dans le bitume. Les températures nécessaires à l'obtention de la dispersion du polymère dans le bitume sont généralement supérieures aux températures de stockage et de fabrication déterminées par la nature du bitume pur. [0009] Par exemple, US 5,618,862 cite la dispersion d'un copolymère styrène/butadiène d'une masse moléculaire de 100 000 daltons à 3,5 % dans le bitume avec une pénétration de 80/100, qui nécessite 2,5 heures à 175 °C pour être homogène. Pour ce type de bitume, la température de stockage typique du bitume pur est comprise entre 140 °C et 160 °C. Les températures plus élevées nécessaires à la dispersion du polymère dans le bitume peuvent également s'avérer défavorables pour les propriétés du bitume, car elles accélèrent son oxydation. L'ajout d'un agent de réticulation, par exemple d'un composé soufré, est une solution couramment employée dans les bitumes modifiés par des polymères pour augmenter plus avant leurs performances. Un tel réseau permet d'augmenter encore plus la viscosité du bitume et évite le phénomène de séparation de phase. De plus, de tels composés soufrés, combinés aux températures élevées nécessaires à la réalisation du mélange, posent d'importants problèmes de sécurité lors du procédé de fabrication du bitume modifié. [0010] Du fait de la difficulté d'élaboration d'un bitume modifié par des polymères, le procédé n'est accessible qu'aux raffineurs de bitume ou aux grandes entreprises de construction, seuls capables d'investir dans des proportions aussi importantes dans l'équipement de mélangeage adapté. [0011] L'emploi d'un bitume modifié pour fabriquer un enrobés entraîne généralement la modification du procédé de fabrication par rapport au bitume non modifié. Dans le cas d'émulsions, par exemple, l'ajout de polymères peut restreindre les qualités du bitume employé, car le procédé d'émulsification avec l'eau limite la température à laquelle le bitume peut être ajouté pour éviter l'ébullition de l'émulsion de bitume, qui est défavorable à sa stabilité. Les qualités de bitume les plus visqueux à température élevée peuvent être employées pour fabriquer des émulsions dans l'eau à des pressions supérieures à la pression atmosphérique, pour éviter l'ébullition de l'eau. Cependant, ceci ajoute une certaine complexité au procédé de fabrication de l'émulsion. Dans le cas de la fabrication d'enrobés chauds, il est nécessaire d'appliquer les températures plus élevées pour la fabrication, la pose et le compactage en cas d'utilisation de bitume modifié. La viscosité plus élevée du bitume modifié par des polymères par rapport au bitume pur peut également entraîner des difficultés dans les méthodes de traitement à des températures inférieures à 100°C et supérieures à la température ambiante, ce qui réduit la fluidité globale du enrobés. [0012] Ceci peut s'avérer intéressant en pratique lorsque l'ajout d'un matériau polymère au bitume peut être effectué sans augmentation significative de sa température de fabrication par rapport au bitume pur, tout en obtenant une amélioration significative des propriétés mécaniques de l'enrobé résultant. [0013] En outre, une réduction de la température pendant la dispersion du polymère et le procédé de fabrication de l'enrobé serait intéressante en pratique, car elle procurerait plusieurs avantages. La réduction de la température de la dispersion et/ou de sa durée réduit la proportion d'oxydation et de vieillissement de bitume, ce qui augmente la durée de vie de l'application finale, par exemple dans le cas d'un enrobé pour une route. Si une telle réduction de température peut être transposée au procédé de fabrication de l'enrobé, elle permettra de réduire la quantité d'énergie consommée pendant la dispersion et, plus important, pendant le procédé de fabrication de l'enrobé. La diminution des températures des agrégats et du bitume pendant le procédé de fabrication de l'enrobé réduirait également de façon significative la quantité d'émissions polluantes, y compris de CO2 et d'autres gaz à effet de serre. [0014] II existe plusieurs approches visant à réduire la durée et la température nécessaires à la dispersion de polymères dans le bitume. L'une de ces approches consiste en l'ajout d'un solvant pendant le mélange, qui peut également être employé pour disperser le polymère avant ajout du bitume. L'emploi de solvants volatils n'est pas une option pratique à cause de leur effet polluant et de la difficulté de les utiliser à température élevée. D'autres solvants peuvent être employés, par exemple les huiles végétales ou leurs dérivés. L'emploi de tels solvants dans la production de bitumes modifiés pour enrobés entraîne souvent le ramollissement du matériau et une augmentation de l'orniérage. [0015] WO 2005/087869 décrit une composition de bitume modifié par des polymères qui inclut l'utilisation d'un ester monoalkylique d'huile végétale en tant que solvant pour faciliter le mélangeage. De plus, un additif de type amide est également ajouté pour compenser en partie la perte de propriétés mécaniques consécutive à l'ajout de l'ester alkylique. L'ajout d'environ 6 % d'ester méthylique d'huile de colza pour dissoudre préalablement le polymère, comme décrit dans l'un des exemples, ramollit néanmoins l'enrobé. De plus, une température supérieure à 160°C et 30 minutes d'agitation restent nécessaires à l'incorporation de la solution de polymères au bitume de pénétration 160/220. La température de stockage typique de ce type de bitume pur est comprise entre 130°C et 150°C. [0016] US 6,156,113 décrit une autre approche d'amélioration des propriétés mécaniques de la composition de bitume finale, tout en conservant de faibles viscosités aux températures de fabrication. Dans ce brevet, des mono-esters d'acides gras sont ajoutés au bitume pour réduire la viscosité par effet de solvatation dans les conditions de fabrication, tandis que la réticulation de ces esters est obtenue par ajout d'un catalyseur métallique dans les conditions de l'application. Ce procédé peut durer plusieurs jours. Bien que cette méthode permette d'obtenir de faibles viscosités dans les conditions de fabrication et une amélioration des propriétés mécaniques de l'enrobé final, l'utilisation de certains catalyseurs métalliques peut être limitée du fait de leur impact négatif sur l'environnement et l'être humain. [0017] FR 2 871 804 propose l'emploi d'un mélange polymère-bitume contenant une teneur élevée en polymère, appelé mélange maître. Ce mélange est élaboré à l'aide d'un dispositif d'extrusion puis dilué par du bitume pour obtenir rapidement la bonne teneur en polymère. Le défaut de cette solution est qu'un dispositif spécifique reste nécessaire pour mélanger le polymère et le bitume afin d'obtenir le mélange maître, ce qui entraîne un investissement économique considérable. [0018] FR 2 924 121 décrit l'emploi, dans des compositions de bitume, de molécules d'organogel qui améliorent les propriétés mécaniques du bitume en formant des réseaux thermoréversibles, avec une viscosité réduite aux températures d'application. Cependant, le procédé d'addition des molécules d'organogel nécessite une température relativement élevée (170°C pour un bitume initial pur de pénétration 50), et une durée de mélangeage relativement importante de 2 heures. [0019] Le problème principal de l'ajout de polymères normaux ou classiques dans le bitume étant leur viscosité importante, l'une des solutions serait que le polymère présente de bonnes propriétés mécaniques aux températures d'application du enrobés (entre environ -20°C et 70°C) et une viscosité très faible aux températures élevées (supérieures à 100°C). Une viscosité faible à température élevée faciliterait en effet considérablement la dispersion d'un tel polymère dans le bitume à des températures plus faibles, dans des conditions de mélangeage plus douces et avec des durées de mélangeage plus courtes. Cela faciliterait également l'utilisation du bitume modifié, du fait des températures plus faibles et de la durée plus courte du procédé. [0020] Des matériaux polymères présentant de telles propriétés peuvent être obtenus par utilisation de molécules de petite taille ou de taille moyenne se comportant comme des monomères (ou des oligomères) et s'assemblant en une structure de type polymère supramoléculaire par le biais de liaisons non covalentes à faible température, la structure se dissociant à température élevée. [0021] WO 2001/07396 décrit un matériau de type polymère obtenu à partir d'oligomères pouvant s'associer en grandes structures par liaisons hydrogène entre des groupements fonctionnels acide carboxylique et alcool spécifiques. Le matériau résultant présente des propriétés mécaniques largement supérieures à celles du monomère initial, ces propriétés s'améliorant lorsque le nombre d'oligomères fonctionnels associés augmente. Aucune application au bitume n'est discutée dans cette invention. [0022] WO 2003/059964 décrit un autre polymère supramoléculaire, basé sur une chimie différente. Dans ce cas, des propriétés semblables à celles d'un polymère sont également obtenues par interconnexion des molécules plus petites par liaisons hydrogène. Aucune application au bitume n'est discutée dans cette invention. [0023] WO 2006/087475 décrit un matériau élastomère formé par l'assemblage supramoléculaire de molécules plus petites. Le matériau caoutchouteux selon cette invention devient liquide au-dessus d'une certaine température du fait de la dissociation des liaisons hydrogènes. La transition entre polymère élastique et liquide dépend de la température et est réversible. Aucune application au bitume n'est discutée dans cette invention. [0024] Dans un premier aspect, la présente invention concerne une composition bitumineuse, ladite composition bitumineuse se présentant sous la forme d'une dispersion ou d'une solution, de propriétés mécaniques similaires à celles obtenues avec des bitumes modifiés par des polymères classiques dans les conditions d'application finales, et comprenant un bitume et un polycondensat. La composition bitumineuse selon la présente invention comprend au moins un polycondensat capable de former une structure supramoléculaire. Ceci signifie que ledit polycondensat, en tant qu'objet isolé, comprend au moins un groupement associatif pouvant former des liaisons physiques inter- et/ou intramoléculaires pour construire un réseau physique, résultant en un polymère de faible viscosité à température élevée (à ces températures, le réseau tend à se dissocier) et un module élevé à faible température (à ces températures, le réseau se présente principalement sous forme associée). [0025] De façon surprenante, la composition bitumineuse selon l'invention présente des propriétés mécaniques améliorées par rapport à celles du bitume et donc pour son application finale, qui peut être entre autres le revêtement de surface carrossable, l'imperméabilisation de surfaces, l'élaboration d'adhésifs, par exemple des enrobés pour les routes, les parkings ou les pistes d'aéroport, les couches d'accrochage, les enrobés superficiels, le traitement de surface, l'imprégnation de surface, la couverture de toits ou les membranes de toiture, les revêtements de murs et de sols, et de façon générale l'imperméabilisation, ainsi que les compositions adhésives bitumineuses. [0026] La présente invention a pour avantage le fait que le procédé d'ajout du polycondensat au bitume se fait de façon simple à des températures similaires à celles auxquelles le bitume pur est stocké. L'incorporation d'un tel polycondensat dans le bitume est considérablement plus simple que dans les bitumes modifiés par des polymères classiques du fait de sa faible viscosité à température élevée. Sa dispersion dans le bitume nécessite des températures significativement plus faibles et des durées de mélangeage significativement plus courtes dans des conditions de cisaillement modéré à faible, par rapport à un bitume modifié par des polymères classique. La présente invention ne nécessite aucun autre composé chimique, tel qu'un catalyseur ou des agents de réticulation, pour obtenir l'amélioration des propriétés mécaniques dans les conditions d'application, bien qu'il soit possible d'en ajouter, de même que d'autres additifs classiques, si cela est approprié. [0027] L'un des autres avantages de l'invention par rapport aux autres compositions bitumineuses comprenant des molécules présentant des groupements associatifs similaires, capables de former un réseau thermoréversible, est la résistance améliorée à l'humidité de l'enrobé obtenu. [0028] La composition bitumineuse selon la présente invention se présente sous forme d'une dispersion ou d'une solution, et comprend au moins un bitume et au moins un polycondensat comprenant un ou plusieurs groupements associatifs capables de former une structure supramoléculaire. [0029] Le terme bitume désigne un matériau bitumineux obtenu par distillation du pétrole sous pression atmosphérique ou réduite, le produit résultant de l'extraction du brai et des sables bitumineux, le produit d'oxydation et/ou de fluxation par des solvants carbonés incluant les paraffines et les cires de tels matériaux bitumineux ainsi que les bitumes soufflés ou semi-soufflés, les bitumes synthétiques (tels que ceux décrits dans FR 2 853 647), les brais, les résines de pétrole ou les résines indène-coumarone mélangées à des hydrocarbures aromatiques et/ou paraffiniques, leurs mélanges et les mélanges de tels matériaux bitumineux avec des acides, etc. [0030] Dans la présente invention, le ou les polycondensats comprenant un ou plusieurs groupements associatifs capables de former une structure supramoléculaire peuvent être n'importe quel type de polymère obtenu par une réaction de polycondensation, et comprenant au moins un, préférentiellement au moins deux, et le plus préférentiellement au moins trois groupements associatifs capables de former une structure supramoléculaire. [0031] La réaction de polycondensation peut être une réaction entre une fonction acide carboxylique et une fonction amine (dans ce cas, le polycondensat est un 2948944 polyamide), ou entre une fonction acide carboxylique et une fonction alcool (dans
ce cas, le polycondensat est un polyester), ou encore entre une fonction isocyanate et une fonction alcool ou amine (dans ce cas, le polycondensat et un polyuréthane ou une polyurée).
5 [0032] Plus précisément, ledit polycondensat, mélangé à au moins un bitume pour former la composition bitumineuse selon la présente invention, comprend : a) au moins deux motifs de répétition de formule (Al) :
O I I [[NH]_ C - X où X représente un atome d'oxygène, un atome de carbone ou un groupement
10 -N(R1)-, où RI représente un atome d'hydrogène ou un groupement alkyle en C1-C6 linéaire ou ramifié, et où z représente un entier de valeur 0 ou 1, à la condition que lorsque z est égal à 0, x ne représente pas un atome de carbone, les motifs de répétition Al étant séparés les uns des autres par :
al) une ou plusieurs chaînes hydrocarbonées en C1-Cloo, préférentiellement en
15 C6-CIoo, saturées ou insaturées, linéaires ou ramifiées, différentes ou identiques, contenant éventuellement un ou plusieurs cycles hydrocarbonés, un ou plusieurs cycles aromatiques et/ou hétérocycliques, et/ou
a2) une ou plusieurs chaînes aikylène oxyde, par exemple éthylène oxyde, propylène oxyde ou butylène oxyde, avec au moins 2, préférentiellement 5 motifs 20 de répétition, et
j3) au moins un groupement associatif B.
[0033] Le terme groupement associatif désigne tout groupement capable de former des liaisons associatives par des interactions physiques non permanentes (c'est-à-dire réversibles), par exemple des liaisons ioniques, des liaisons
25 hydrogène, des interactions ion-dipôle, des interactions dipôle-dipôle, etc. La présence de tels groupements associatifs dans les polycondensats décrits ci-avant rend possible la construction de structures supramoléculaires définies ci-avant. Dans la présente invention, le terme liaisons associatives désigne préférentiellement les liaisons hydrogène, et le plus préférentiellement des liaisons
30 hydrogène entre un ou plusieurs groupements azotés.
[0034] Les polycondensats pouvant être employés dans la présente invention sont caractérisés par le nombre de motifs de répétition Al, ainsi que le nombre de groupements associatifs B. De façon préférentielle. le rapport (nombre de motifs de répétition A1)/(nombre de groupements associatifs B) est différent de 0, préférentiellement strictement supérieur à 0 et inférieur à 200, plus préférentiellement compris entre 0,1 et 100, encore plus préférentiellement compris entre 0,2 et 50, et de façon avantageuse compris entre 0,3 et 20. [0035] Bien que Al soit également capable de former une ou plusieurs liaisons associatives (par exemple lorsque Al est un motif de répétition amide), les motifs de répétition Al ne sont pas comptabilisés comme groupement B pour déterminer le rapport défini ci-avant caractérisant les polycondensats employés dans la présente invention. [0036] En outre, les polycondensats employés dans la présente invention ont une masse moléculaire moyenne en poids (Mw) comprise entre 200 daltons et 1000 kilodaltons, préférentiellement entre 1000 daltons et 500 kilodaltons, plus préférentiellement entre 2000 daltons et 100 kilodaltons. [0037] Les polycondensats selon la présente invention comprennent deux motifs de répétition Al ou plus, qui peuvent être identiques ou différents. Les polycondensats préférés comprennent des motifs de répétition Al où z est égal à 1 et X représente un atome de carbone (motifs de répétition polyamide), et/ou où z est égal à 0 et X représente un atome d'oxygène (motifs de répétition polyester), et/ou où z est égal à 1 et X représente un atome d'oxygène (motifs de répétition polyuréthane), et/ou où z est égal à 1 et X représente -N(R')- (motifs de répétition polyurée). Les polycondensats pouvant être employés dans les compositions bitumineuses selon la présente invention peuvent être des homopolymères, des copolymères blocs ou des copolymères aléatoires. Les polycondensats de type polyamide sont particulièrement préférés. [0038] Dans un mode d'application préféré, le polycondensat employé dans la présente invention inclut le ou les produits de réaction de la polycondensation d'un ou de plusieurs monomères de type acide carboxylique di-, tri- ou polyfonctionnalisé avec un ou plusieurs monomères de type amine di-, tri- ou poly- fonctionnalisée, tels que par exemple un ou plusieurs acides carboxyliques di-, tri-ou poly-fonctionnels, une ou plusieurs amines di-, tri- ou poly-fonctionnelles, et leurs mélanges. [0039] Le polycondensat résultant est un polyamide, qui peut être obtenu selon une réaction de polycondensation classique connue de l'homme du métier. Le polyamide résultant peut réagir plus avant avec au moins un compose comprenant au moins un groupement associatif B, par exemple au moins un composé constitué d'un ou de plusieurs des groupements associatifs B comme défini ci-avant, où le polycondensat peut être élaboré en présence d'au moins un composé comprenant au moins un groupement associatif B, par exemple au moins un composé comprenant un ou plusieurs des groupements associatifs B comme défini ci-avant. Dans ce dernier cas, il est entendu que le ou les composés comprenant au moins un groupement associatif B sont mis en présence des monomères pendant la réaction de polycondensation. [0040] Dans un autre mode d'application, le polycondensat employé dans la présente invention inclut le ou les produits de réaction de la polycondensation d'un ou de plusieurs monomères de type acide carboxylique di-, tri- ou polyfonctionnalisé avec un ou plusieurs monomères de type alcool di-, tri- ou polyfonctionnalisé, tels que par exemple un ou plusieurs acides carboxyliques di-, tri- ou poly-fonctionnels, un ou plusieurs alcools di-, tri- ou poly-fonctionnels, ledit polycondensat (qui est un polyester) pouvant réagir plus avant avec, ou être élaboré en présence de, au moins un composé comprenant au moins un groupement associatif B, comme décrit ci-avant. [0041] Dans un mode d'application supplémentaire, le polycondensat employé dans la présente invention inclut le ou les produits de réaction de la polycondensation d'un ou de plusieurs monomères de type isocyanate di-, tri- ou poly-fonctionnalisé avec un ou plusieurs monomères de type amine et/ou alcool di-, tri- ou poly-fonctionnalisés, tels que par exemple un ou plusieurs isocyanates aliphatiques ou aromatiques di-, tri- ou poly-fonctionnels, et un ou plusieurs alcools, amines et/ou aminoalcools di-, tri- ou poly-fonctionnels, ledit polycondensat (qui est un polyuréthane ou une polyurée) pouvant réagir plus avant avec, ou être élaboré en présence de, au moins un composé comprenant au moins un groupement associatif B, comme décrit ci-avant. [0042] De façon préférentielle, les acides carboxyliques polyfonctionnels pouvant être employés dans la réaction visant à obtenir le polycondensat selon l'invention sont choisis parmi les acides carboxyliques gras saturés ou insaturés comportant au moins 8 atomes de carbone tels que les diacides linéaires comme les acides subérique, azélaïque, sébacique, undécanedioïque, dodécanedioïque, tétradécanedioïque, pentadécanedioïque, thapsique (acide hexadécanedioïque) ou octadécanedioïque, les diacides ramifiés et plus préférentiellement le ou les mélanges d'acides gras contenant un ou plusieurs dimères ou trimères résultant de l'oligomérisation d'acides gras insaturés d'origine végétale comme les acides myristoléique, palmitoléique, oléique, linoléique, linolénique, ricinoléique, éicosénoïque ou docosénoïque (extraits du pin, du talloil, du maïs, du tournesol, de la graine de soja, du colza, des grains de raisin, du lin ou du jojoba) ou d'origine animale comme les acides éicosapenténoïque ou docosahexénoïque (extraits des huiles de poisson), ainsi que leurs mélanges. [0043] Les exemples préférés d'acides carboxyliques incluent les acides gras comprenant des molécules insaturées, par exemple de type oléique, pouvant être oligomérisés par une réaction de condensation des doubles liaisons. Cette réaction permet de former des mélanges essentiellement constitués de dimères et de trimères, bien que de faibles quantités d'oligomères d'ordre supérieur, comme les tétramères et les pentamères, puissent être présentes. Les termes dimères et trimères d'acides gras désignent les oligomères formés de 2 ou de 3 monomères identiques ou différents. De façon avantageuse, ces acides gras, saturés ou insaturés, comportent entre 12 et 100 atomes de carbone, et plus avantageusement entre 21 et 90. [0044] Les mélanges d'oligomères d'acides gras comprennent en général un rapport donné de dimères et de trimères d'acides gras. La proportion de monomère d'acides gras et d'oligomères d'ordre supérieur (tétramères, pentamères, etc.) est faible en comparaison de celle des dimères et trimères d'acides gras. [0045] Des exemples de molécules dimères et trimères d'acides gras, représentant les dimère et trimère cycliques de l'acide gras comportant 18 atomes de carbone, C18, sont présentés ci-après. Les produits commerciaux sont des mélanges d'isomères de telles compositions, incluant également des structures partiellement ou totalement hydrogénées. H3C-(CH2)4-CH2 CH2-(CH2)5-CH2-COOH H3C-(CH2)3-CH2-CH=CH-CH2 CH2-(CH2)5-CH2-COOH Dimère d'acide gras cyclique en C36 - CH2 -(CH2)5 CH2--COOH H3C-(C H2)4-CH2-( )-CH2-(CH2)5-CH2-000H H3C-(CH2)3-CH2-CH=CH-CH2 CH2-(CH2)5-CH2-COOH Trimère d'acide gras cyclique en C54
[0046] Un mélange préféré d'oligomères d'acide gras est constitué de dimères, de trimères et de monomères de l'acide gras en C18 (linéaire ou cyclique). Un mélange encore plus préféré est constitué de : • entre 0,1 et 40 % en poids, plus préférentiellement entre 0,1 et 10 % en poids de monomères d'acide gras identiques ou différents ; • entre 0,1 et 99,8 % en poids, plus préférentiellement entre 18 et 98 % en poids de dimères d'acide gras identiques ou différents ; et • entre 0,1 et 99 % en poids, plus préférentiellement entre 2 et 80 % en poids de trimères d'acide gras identiques ou différents. [0047] Les exemples de mélange de dimères et de trimères d'acides gras commerciaux incluent : les produits Uniqema Pripol 1017, Pripol 1048, Pripol 1013, Pripol 1040, Pripol 1009 et Pripol 1006, les produits Arizona Chemicals Unidyme 60, Unidyme 40 et Unidyme 14, les produits Cognis Empol 1008, Empol 1018, Empol 1043, Empol 1045, Empol 1016 et les produits Oleon, comme Radiacid 0980 et Radiacid 0950. Ces produits, Pripol , Unidyme , Empol et Radiacid , comprennent des monomères d'acides gras en C18 et des oligomères multiples de C18. [0048] De façon préférentielle, les amines polyfonctionnelles pouvant être employées dans la réaction de polycondensation pour obtenir le polycondensat employé dans la présente invention sont des polyamines saturées ou insaturées comportant au moins 6 atomes de carbone, comme les diamines linéaires telles que l'hexaméthylènediamine, les diamines aromatiques telles que la phénylènediamine, et plus préférentiellement les amines obtenues par ammoniation (conversion de groupements carboxyliques en groupements nitrile) et hydrogénation d'acides gras comportant au moins 8 atomes de carbone, comme les acides carboxyliques polyfonctionnels décrits auparavant, ainsi que leurs mélanges. [0049] Les exemples préférés d'amines polyfonctionnelles issues d'acides carboxyliques polyfonctionnels sont ceux résultant de l'ammoniation et de l'hydrogénation de dimères et de trimères d'acides gras, comme ceux décrits dans WO 2008/053113. Les amines polyfonctionnelles commerciales, comme la Versamine de Cognis, peuvent également servir à l'élaboration des polycondensats employés dans la présente invention. [0050] Dans un autre mode d'application de l'invention, les amines organiques polyfonctionnelles peuvent être des polyétheramines comme les diamines d'oxyde de polypropylène et/ou de polyéthylène. Les exemples commerciaux de telles diamines incluent les Jeffamine D400, Jeffamine D2000 et Jeffamine D4000 commercialisées par Hunstman. [0051] De façon préférentielle, les alcools polyfonctionnels pouvant être employés dans la réaction de polycondensation visant à obtenir le polycondensat employé dans la présente invention sont des diols saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, comportant préférentiellement au moins 6 atomes de carbone, comme les hexanediols, heptanediols, octanediols, nonanediols, décanediols, undécanediols, dodécanediols (typiquement l'hexane-1,6-diol, l'heptane-1,7-diol, l'octane-1,8-diol, le nonane-1,9-diol, le décane-1,10-diol, l'undécane-1,11-diol, le dodécane-1,12-diol), des diols aromatiques comme le résorcinol, l'hydroquinone, le Bisphénol A, des diols ramifiés comme le 1,6-hexylène glycol, ainsi que leurs mélanges, et plus préférentiellement les mélanges d'alcool contenant un ou plusieurs dimères ou trimères résultant de l'hydrogénation d'acides gras insaturés oligomérisés, comme ceux décrits auparavant, ainsi que leurs mélanges. [0052] Dans un autre mode d'application de l'invention, les alcools polyfonctionnels peuvent être des oligomères ou des polymères d'un ou de plusieurs alkylènediols, par exemple le polyéthylène glycol, l'éthylène glycol ou le butylène glycol, ainsi que leurs mélanges. [0053] De façon préférentielle, les isocyanates polyfonctionnels pouvant être employés dans la réaction de polycondensation visant à obtenir le polycondensat employé dans la présente invention sont des diisocyanates saturés ou insaturés, linéaires ou ramifiés, comportant au moins 6 atomes de carbone comme les diisocyanates aliphatiques ou cycloaliphatiques, préférentiellement le 1,6-hexaméthylènediisocyanate, les 4,4'-dicyclohexylméthanediisocyanates, le 1,4-cyclohexanediisocyanate, le bis(isocyanatométhyl)cyclohexane, les isocyanates aromatiques comme le toluène 2,4 diisocyanate, le toluène 2 6 diisocyanate, le 4,4'-méthylènediphényldiisocyanate, le 2,4'-méthylène- diphényldiisocyanate, le para-phényldiisocyanate, le naphtalène-1,5-di-isocyanate ou l'IPDI (isophoronediisocyanate), etc., ainsi que leurs mélanges. [0054] Comme décrit auparavant, le polycondensat employé dans la présente invention comprend au moins un groupement associatif, lié de façon covalente audit polycondensat par réaction dudit polycondensat, ou réaction des monomères du polycondensat, avec au moins un composé comprenant au moins un groupement fonctionnel T et au moins un groupement B capable de former des liaisons associatives, préférentiellement des liaisons hydrogène, lesdits groupements T et B étant liés de façon covalente l'un à l'autre par le biais d'au moins un, et préférentiellement d'un (1), groupement espaceur Sp. [0055] Dans les composés comprenant au moins un groupement T, au moins un groupement B et au moins un groupement Sp, le groupement fonctionnel T peut être n'importe quelle fonction chimique réactive capable de former une liaison covalente avec le polycondensat et/ou les monomères dudit polycondensat, et une telle fonction est préférentiellement choisie parmi les fonctions amine, alcool, thioalcool, halogène, acide carboxylique, acide thiocarboxylique, anhydride d'acide carboxylique, anhydride d'acide thiocarboxylique, halogénure d'acide carboxylique, halogénure d'acide thiocarboxylique, isocyanate, époxyde, acide sulfonique, etc., les fonctions amine, alcool et acide carboxylique étant les plus préférées. [0056] Il est entendu que les liaisons covalentes formées par la réaction du groupement T avec le polycondensat et/ou les monomères dudit polycondensat ne sont pas comptabilisées dans le calcul du nombre total de motifs de répétition Al présents dans le polycondensat comme défini ci-avant. [0057] Le ou les groupements espaceurs Sp permettent de lier le ou les groupements T au ou aux groupements B, et peuvent être de toute nature connue de l'homme du métier. [0058] À titre d'exemples non limitatifs, le groupement espaceur Sp est préférentiellement choisi parmi les chaînes hydrocarbonées en C1-C20 linéaires, ramifiés ou cycliques, comprenant éventuellement une ou plusieurs doubles et/ou triple liaisons, un ou plusieurs cycles aromatiques et/ou un ou plusieurs hétéroatomes. Lesdites chaînes hydrocarbonées peuvent être substituées. 2948944 [0059] Selon un aspect préféré de l'invention, le groupement espaceur Sp est
une chaîne hydrocarbonée en C1-C6 linéaire ou ramifiée.
[0060] Le groupement B capable de former des liaisons associatives, préférentiellement des liaisons hydrogène, est un groupement azoté capable de
5 former des interactions physiques non permanentes (c'est-à-dire réversibles), par exemple des liaisons ioniques, des liaisons hydrogène, des interactions ion-dipôle, des interactions dipôle-dipôle, etc. De façon préférentielle, le groupement B est choisi parmi les groupements B1 à B7 : /~ N en- N H N N H N 1 \ N Z (B1) (B2) (B3) Z (B4) H H 1 1 /Nom/NN0 /NNùR Z Z R (B5) (B6) (B7) 10 où Z représente un atome d'oxygène, un atome de soufre ou un groupement -NH, préférentiellement un atome d'oxygène, et R représente tout groupement substituant, par exemple un groupement alkyle linéaire ou ramifié en CI-Cio. [0061] Les composés comprenant au moins un groupement T, au moins un groupement espaceur Sp et au moins un groupement B peuvent par exemple être 15 représentés par l'une quelconque des formules (la) à (1f) suivantes : B T Sp T "B T"p~B T-Sp-B (la) (lb) (1c) T T B T-Sp-B T-Sp-T T-Sp-B B B B (1d) (le) (1f) [0062] Il est entendu que lorsque plusieurs groupements T sont présents, ces groupements peuvent être identiques ou différents. De même, lorsque plusieurs groupements B sont présents, et respectivement plusieurs groupements espaceurs Sp sont présents, ils peuvent être identiques ou différents. [0063] De façon générale et non limitative, les composés (la) à (1f) ci-avant comportent préférentiellement un maximum de 4 groupements T, et/ou un maximum de 4 groupements B. Ils comprennent 1, 2 ou 3, préférentiellement 1, groupements espaceurs Sp. [0064] Selon un mode d'application préféré, le composé répond à la formule (la) ci-avant. [0065] Les exemples non limitatifs de composés pouvant réagir avec le polycondensat, ou les monomères dudit polycondensat, incluent la 1-(2-aminoéthyl)-imidazolidin-2-one (UDETA), la 1-(2-[(2-aminoéthyl)amino]-éthyl)imidazolidone (UTETA), la 1-(2-{2-[(2-am inoéthylamino]éthyl}amino)- éthyl]imidazolidone (UTEPA), la N-(6-aminohexyl)-N'-(6-méthyl-4-oxo-1,4-dihydropyrimidin-2-yl)urée (UPy), le 3-amino-1,2,4-triazole (3-ATA) et le 4-amino-1,2,4-triazole (4-ATA), ainsi que leurs mélanges. L'UDETA est préférée pour un emploi dans la présente invention. [0066] Tous les composés décrits ci-avant qui comprennent au moins un groupement T, au moins un groupement Sp et au moins un groupement B sont soit connus en soi et commerciaux, soit facilement synthétisés selon des procédures connues de l'homme du métier, ou disponibles dans la littérature scientifique, les brevets, les Chemical Abstracts ou sur Internet. [0067] À titre d'exemple, les composés UDETA, UTETA et UTEPA peuvent être synthétisés par réaction de l'urée avec, respectivement, la diéthylènetriamine (DETA), la triéthylènetétramine (TETA) et la tétraéthylènepentamine (TEPA). [0068] Les exemples préférés de composés comprenant les groupements préférés B3 à B6 décrits ci-avant correspondent au produit de la réaction de l'urée avec des groupements comprenant des fonctions NH2 ou NH séparées par 2 atomes ou plus, préférentiellement par 2 ou 3 atomes de carbone, et plus précisément de la réaction de l'urée avec des amines, des alkylèneamines, des aminoalcools ou des amidoamines. Les exemples du résultat de la réaction de l'urée avec une polyalkylamine incluent : • UDETA : 2-aminoéthylimidazoiidin 2-one ou 1-(2-aniinoétlïyl)inlidazolidin-2-one, obtenus par réaction de l'urée avec la diéthylènetriamine (DETA) ; • UTETA : 1-(2-[(2-aminoéthyl)amino]éthyl)imidazolidin-2-one, obtenue par réaction de l'urée avec la triéthylènetétramine (TETA) ; UTEPA : 1-(2-{2-[(2-aminoéthylamino]éthyl}amino)éthyl]imidazolidin-2-one, obtenue par réaction de l'urée avec la tétraéthylènepentamine (TEPA). [0069] Les autres exemples de composés de structures de formule B3 à B6 ci-avant incluent ceux obtenus par réaction de l'urée ou de la thiourée avec : • des polyamines comme la dipropylènetriamine, les di-(1,2-butylène)- triamines, les di-(2,3-butylène)triamines, les N-méthyldiéthylènetriamines, les N-éthyldiéthylènetriamines et les tripropylènetétramines ; les aminoalcools comme le 2-[(2-aminoéthyl)amino]éthanol. [0070] Les exemples non limitatifs de composés de structure de formule préférée BI ou B2 incluent respectivement le 4-amino-1,2,4-triazole et le 3-amino-1,2,4- triazole. [0071] Dans un autre aspect, la présente invention concerne les polycondensats définis ci-avant comprenant au moins deux motifs de répétition Al et au moins un groupement associatif B, à la condition que le rapport du nombre total desdits motifs de répétition sur le nombre total des groupements B soit différent de 0. [0072] De tels polycondensats, qui forment un aspect supplémentaire de la présente invention, sont élaborés selon un procédé quelconque connu de l'homme du métier, comme décrit précédemment, et par exemple selon un procédé quelconque connu d'élaboration de polycondensats classiques, en faisant réagir au moins un composé supplémentaire comprenant au moins un groupement T, au moins un groupement B et au moins un groupement Sp, de sorte à ce que le ou les groupements fonctionnels T forment une liaison covalente avec le polycondensat et/ou les monomères dudit polycondensat. [0073] Les exemples non limitatifs de tels polycondensats selon la présente invention incluent ceux obtenus par réaction des composés suivants : • oligomère d'acide gras, amine issue de l'ammoniation d'un oligomère d'acide gras et UDETA ; • oligomère d'acide gras, amine issue de l'ammoniation d'un oligomère d'acide gras et UTETA ; • oligomère d'acide gras, amine issue de l'ammoniation d'un oligomère d'acide gras et 4-amino-1,2,4-triazole ; • oligomère d'acide gras, diamine linéaire comportant 10 atomes de carbone et UDETA ; oligomère d'acide gras, diamine linéaire de polyoxyde de propylène et UDETA ; • oligomère d'acide gras, diamine linéaire de polyoxyde de propylène/éthylène et UDETA ; • acide sébacique, amine issue de l'ammoniation d'un oligomère d'acide gras et 10 UDETA ; • oligomère d'acide gras, mélange d'une amine issue de l'ammoniation d'un oligomère d'acide gras et d'une diamine linéaire comportant 10 atomes de carbone et UDETA ; • oligomère d'acide gras, mélange d'une amine issue de l'ammoniation d'un 15 oligomère d'acide gras et d'une diamine linéaire de polyoxyde de propylène et UDETA ; • acide subérique, amine issue de l'ammoniation d'un oligomère d'acide gras et UDETA ; • oligomère d'acide gras, décanediol et UDETA ; 20 ^ oligomère d'acide gras, polypropylène glycol et UDETA ; • acide subérique, oligomère d'alcool issu de l'hydrogénation d'un oligomère d'acide gras et UDETA ; • acide sébacique, polypropylène glycol et UDETA ; • oligomère d'acide gras, oligomère d'alcool issu de l'hydrogénation d'un 25 oligomère d'acide gras et UDETA ; • oligomère d'acide gras, oligomère d'alcool issu de l'hydrogénation d'un oligomère d'acide gras et UTETA ; • oligomère d'acide gras, mélange de décanediol et d'un oligomère d'alcool issu de l'hydrogénation d'un oligomère d'acide gras et UDETA ; 30 hexaméthylènediisocyanate, oligomère d'alcool issu de l'hydrogénation d'un oligomère d'acide gras et UDETA ; • toluènediisocyanate, oligomère d'alcool issu de l'hydrogénation d'un oligomère d'acide gras et UDETA ; • toluènediisocyanate, oligomère d'alcool issu de l'hydrogénation d'un oligomère d'acide gras et UTETA ; • hexaméthylènediisocyanate, mélange de décanediol et d'un oligomère d'alcool issu de l'hydrogénation d'un oligomère d'acide gras et UDETA ; 5 • toluènediisocyanate, polypropylène glycol et UDETA. [0074] Selon un mode d'application particulièrement préféré, les exemples de polycondensats utiles à l'invention sont ceux obtenus par la réaction d'un dimère/trimère d'acide gras, d'une diamine issue de l'ammoniation et de l'hydrogénation d'un dimère/trimère d'acide gras et de la 2-aminoéthylimidazolidin- 10 2-one (UDETA) au titre de composé comprenant le groupement capable de former la structure supramoléculaire, ce qui permet d'obtenir le polyamide suivant, dont la structure peut être schématiquement représentée par la figure ci-dessous : O HN ) NH NH NH / o / y-N CH3 15 où a, b, c, d, e, f, g et h sont compris entre 1 et 24, préférentiellement entre 2 et 20 et encore plus préférentiellement entre 4 et 16, m représente un entier dont la valeur est supérieure ou égale à 1 et inférieure à 2000. [0075] L'un des autres exemples de polycondensat selon la présente invention utile pour les compositions bitumineuses de ladite présente invention est celui 20 obtenu par la réaction d'un dimère/trimère d'acide gras, d'un diol issu de l'hydrogénation d'un dimère/trimère d'acide gras et de la 2-aminoéthylimidazolidin-2-one (UDETA), ce qui permet d'obtenir le polyester suivant, qui peut être schématiquement représenté par la structure ci-dessous : o CH3 ~g L CH3 hCH3 CH3 -m NH
.la L lb o N NH L'ac C id CH3 où a, b, c, d, e, f, g, h et m sont tels que définis ci-avant. [0076] L'un des exemples supplémentaires de polycondensat selon la présente invention pouvant être employé dans les compositions bitumineuses de ladite présente invention est celui obtenu par la réaction d'un di-isocyanate saturé linéaire, d'un diol issu de l'hydrogénation d'un dimère/trimère d'acide gras et de la 2-aminoéthylimidazolidin-2-one (UDETA), ce qui permet d'obtenir le polyuréthane suivant, qui peut être schématiquement représenté par la structure ci-dessous : o O 'NH~j CJ; NH \ O N--( 0 0 NH m où a, b, c, d, e, f, g, h, m sont tels que définis ci-avant, et i est compris entre 4 et 20. [0077] Le polycondensat employé dans l'invention peut également résulter de la réaction impliquant d'autres dérivés d'acides gras, comme un ester d'acide gras ou un chlorure d'acide gras. L'un des esters d'acides gras préférés est un ester méthylique d'acide gras, en particulier un ester méthylique d'un dimère d'acide gras ou d'un mélange d'oligomères d'acides gras comme décrit auparavant. L'un des exemples de chlorure d'acide gras est le chlorure de sébaçoyle. [0078] Le polycondensat employé dans l'invention peut éventuellement être élaboré en proportion stoechiométrique. Par exemple, dans le cas d'un acide dimère/trimère, d'une amine dimère/trimère et de l'UDETA, le nombre total de groupements amine réactifs (amine dimère/trimère et UDETA) peut être ajusté pour être en proportion stoechiométrique vis à vis des acides gras, ce qui signifie une amine (ou molécule d'UDETA) pour chaque groupement acide de l'acide gras, ou en proportion non stoechiométrique, ce qui signifie un excès ou un défaut d'amines par rapport aux groupements acides. [0079] La présente invention englobe également le fait de réticuler chimiquement le polycondensat par emploi d'un agent de réticulation avant, ou plus préférentiellement après l'élaboration de la composition bitumineuse. Les exemples de tels agents de réticulation incluent l'urée, le soufre ou les molécules soufrées comme le pentasulfure de di-tert-dodécyle. [0080] La teneur du ou des polycondensats au sein de la présente invention est préférentiellement incluse dans l'intervalle 0,05 parties en poids à 20 parties en poids pour 100 parties en poids du ou des bitumes. Moins de 0,05 parties en poids de polycondensat ne permet pas d'obtenir les effets recherchés. Une teneur en polycondensat supérieure à 20 parties en poids serait compatible avec l'objet de la présente invention ; la limite supérieure de 20 parties en poids n'est établie que pour des motifs économiques. Les effets attendus pourraient également être atteints avec des teneurs supérieures à 20 parties en poids, voire supérieures à 30 parties ou 40 parties en poids. [0081] La composition bitumineuse selon la présente invention peut se présenter sous la forme d'une émulsion aqueuse, la quantité d'eau étant généralement comprise entre 10 % en volume et 70 % en volume par rapport au volume total de l'émulsion. [0082] Les polycondensats décrits ci-avant présentent de façon surprenante une faible viscosité dans la gamme de températures à laquelle les compositions de bitume sont généralement élaborées, tout en présentant dans le même temps de bonnes propriétés mécaniques aux températures d'application (application sur une route par exemple). [0083] Sans que ceci constitue une théorie limitative, l'une des explications de ces propriétés peut être la formation d'associations ou de liaisons thermoréversibles entre les polycondensats, principalement par le biais des groupements associatifs B présents dans le polycondensat. Ces associations sont de type liaison hydrogène. Le nombre d'associations peut être supérieur à deux par molécule, ce qui entraîne la formation d'un réseau permettant d'améliorer plus avant les propriétés mécaniques du polycondensat à basse température. [0084] La composition bitumineuse selon la présente invention offre un avantage unique vis-à-vis des bitumes modifiés par des polymères classiques au niveau du procédé d'élaboration. Normalement, la dispersion d'un polymère classique dans un bitume nécessite le chauffage du bitume à des températures supérieures (d'environ 20 °C) à leur température normale de stockage, des durées de mélangeage importantes (généralement plusieurs heures), ainsi que des dispositifs de mélangeage spécifiques dans des conditions de cisaillement important. Contrairement à cela, le procédé d'élaboration de la présente invention peut être mis en oeuvre à des températures beaucoup plus proches de celles auxquelles le bitume pur est normalement stocké, avec des durées beaucoup plus courtes (plusieurs minutes) dans des conditions de cisaillement modéré à faible. [0085] La composition bitumineuse selon la présente invention présente préférentiellement la structure d'une dispersion ou d'une solution. Le terme dispersion désigne une structure en deux phases ou plus. Une structure en deux phases ou plus peut être observée au microscope optique grâce à la différence d'indice de réfraction, une phase étant dispersée sous la forme de sphères dans l'autre phase ; l'interface entre les deux phases est suffisamment bien définie au microscope optique. Le terme solution désigne un objet monophasique ne présentant pas de modification brutale de l'indice de réfraction en son sein, et donc aucune forme définie. [0086] Lorsque la composition bitumineuse selon la présente invention a la structure d'une dispersion, deux cas sont possibles. Dans le premier cas de dispersion, le polycondensat est essentiellement présent dans une phase dispersée au sein de la phase bitume. II est également possible que dans cette phase dispersée, certains composants du bitume fassent gonfler ledit composant polycondensat. Dans le second cas de dispersion, le polycondensat est essentiellement présent dans la phase continue. Il est possible que certains composants du bitume fassent gonfler le composant polycondensat susmentionné. Dans cette situation, la phase dispersée est essentiellement constituée de bitume. [0087] Les deux situations décrites ci-avant peuvent être rencontrées en fonction de la teneur en ledit composant polycondensat et de la nature du bitume. Il est important d'ajuster la structure de la composition bitumineuse à l'application pour optimiser ses performances. Par exemple, des compositions bitumineuses destinées à être transportées sur de longues distances sous une forme concentrée de polycondensat, pour des raisons économiques, comprennent de façon avantageuse une dispersion du polymère gonflé dans la phase continue. Par exemple, une dispersion contenant des éléments dispersés qui ne sont pas distribués de façon homogène démontre une faible stabilité au stockage. [0088] Selon un autre mode d'application, la composition de bitume selon la présente invention peut en outre inclure au moins un tensioactif anionique, cationique, zwitterionique ou amphotère ajouté au bitume ou dans la phase aqueuse. [0089] La composition bitumineuse selon la présente invention peut également comprendre un ou plusieurs autres composants, tels que ceux couramment employés dans le domaine des bitumes et des asphaltes. Ceux-ci peuvent inclure des agents anti-désenrobage, généralement des tensioactifs anioniques, cationiques, zwitterioniques ou amphotères. Les exemples non limitatifs de tels agents anti-désenrobage incluent : les acides alkylcarboxyliques, les tensioactifs sulfatés, les tensioactifs sulfonatés, les acides alkyl- ou arylcarboxyliques, les esters d'acides gras d'alcanolamines quaternaires, les alkylamidopolyamines, les alkylimidazolines et les alkylimidazopolyamines, les produits de réaction entre les polyamines et les acides gras carboxyliques, les produits de réaction entre les alkylpolyamines et les acides gras carboxyliques, et de façon similaire, les produits de réaction entre les acides gras ou l'huile végétale et la diéthanolamine, suivie de la réaction avec les polyamines. Les exemples non limitatifs d'alcanolamine quaternaire incluent les sels de bétaïne et les sels de N,N,N-trialkylcholine avec des acides inorganiques ou organiques forts, comme par exemple l'acide méthanesulfonique. [0090] Les exemples non limitatifs de polyamines incluent les composés suivants : diméthylaminopropylamine, N-aminoéthylpipérazine, diéthylènetriamine, triéthylènetétramine et tétraéthylène pentamine. [0091] D'autres additifs pouvant être avantageusement ajoutés à la composition bitumineuse décrite dans la présente invention sont choisis parmi : • l'acide polyphosphorique, y compris toutes les qualités et désignations différentes existantes pour les acides polyphosphoriques, ce qui inclut l'acide pyrophosphorique, les acides triphosphorique et métaphosphorique et l'acide phosphonique, • les pyrophosphates et autres composés similaires comprenant au moins un groupement (OH-)P=O, tels que ceux décrits dans WO 2008/148974, • les polymères généralement employés pour améliorer les performances mécaniques du bitume et du enrobés, • les paraffines, par exemple les paraffines de Fischer-Tropsch décrites dans US 6,588,974, • les agents fluxants, • les esters d'acides gras et les cires fonctionnalisées, • les dialkyldiamides, par exemple ceux cités dans WO 2007/73378, • les composants de type résine, tels que les acides de colophane, ou les acides de colophane modifiés, le brai de talloil, le brai de goudron de pin, les colophanes de pin, les colophanes de talloil, les asphaltites, par exemple la Gilsonite , • les huiles d'origine végétale ou minérale et leurs dérivés, • ainsi que les mélanges de deux des additifs supplémentaires ci-dessus ou plus. [0092] D'autres additifs pouvant être avantageusement ajoutés à la composition bitumineuse décrite dans la présente invention sont choisis parmi ceux employés pour réduire la température de production d'un enrobés, par exemple ceux décrits 2 0 dans WO 2006/106222 et WO 2007/141458. [0093] Selon un aspect supplémentaire, la présente invention englobe également l'ajout de polymères classiques généralement employés pour améliorer les performances mécaniques du bitume et du mélange, c'est-à-dire couramment employés dans la modification du bitume, tels que : les caoutchoucs styrène- 25 butadiène, les copolymères blocs styrène/butadiène, les copolymères éthylène-acétate de vinyle, les copolymères éthylène-acrylate, le polyéthylène et les autres alpha-polyoléfines (comme décrit dans Asphalt binder testing manual , Asphait Institute 2007) et les caoutchoucs poreux. [0094] Tous ces composants et additifs supplémentaires peuvent être ajoutés 30 aux compositions bitumineuses par n'importe quelle méthode connue. Généralement, la teneur globale en lesdits composants et additifs supplémentaires dans la composition bitumineuse selon la présente invention est comprise entre 0,01 % et 30 % en poids par rapport au poids total de la composition bitumineuse. [0095] Dans un autre aspect, la présente invention concerne le procédé d'élaboration d'une composition bitumineuse comprenant au moins un polycondensat comprenant au moins un groupement associatif B comprenant au moins les étapes suivantes : • ajout de 0,05 à 20 parties en poids du polycondensat défini ci-avant à l'état solide, fondu, dissous ou dispersé à 100 parties en poids d'un bitume à sa température standard de stockage, en fonction de sa classe, comme décrit dans la norme NF EN 13108-1 de février 2007, • ajout éventuel, avant ou après l'ajout du polycondensat, d'un ou de plusieurs additifs tels que ceux décrits auparavant, • mélangeage, préférentiellement sous agitation modérée, par tout moyen mécanique, pendant une durée généralement comprise entre 1 minute et plusieurs heures, typiquement entre 1 minute et 60 minutes, et • obtention d'une composition bitumineuse prête à l'emploi. [0096] La composition bitumineuse obtenue selon le procédé ci-avant peut être produite à n'importe quelle étape de la chaîne logistique, depuis la raffinerie jusqu'au mélangeur de l'unité de mélangeage, et peut être employée telle qu'elle ou en mélange avec des agrégats minéraux pour obtenir des enrobés. [0097] Selon un autre mode d'application, le polycondensat, à l'état fondu ou dissous, peut être ajouté à un flux continu du bitume par tout moyen connu, par exemple par injection directe ou injection directe et mélangeur statique. [0098] Dans un autre aspect, le procédé ci-avant est mis en oeuvre pour obtenir une émulsion aqueuse du bitume comprenant le polycondensat, la teneur en eau variant généralement entre 10 et 70 % en volume par rapport au volume total de l'émulsion. Dans ce cas, la composition bitumineuse est mélangée à une phase aqueuse contenant un ou plusieurs émulsifiants, tels que ceux couramment employés par l'homme du métier, avec un mélangeur statique ou un mélangeur mobile, ou une combinaison des deux. [0099] Selon un autre aspect, la présente invention concerne une formule comprenant au moins un polycondensat comme défini ci-avant, et au moins un ou plusieurs additifs, tels que ceux listés auparavant, typiquement choisis parmi les agents anti-désenrobage, l'acide polyphosphorique, les additifs décrits dans WO 2008/148974, les paraffines, par exemple les paraffines de Fischer-Tropsch décrites dans US 6,588,974, les esters d'acides gras et les cires fonctionnalisées, les dialkyldiamides comme par exemple ceux cités dans WO 2007/073378 les composants de type résine, comme les acides de colophane, le brai de talloil, le brai de goudron de pin, les colophanes de pin, les colophanes de talloil, les asphaltites, par exemple la Gilsonite , les polymères classiques, les caoutchouc poreux, les huiles d'origine végétale ou minérale et leurs dérivés, ainsi que ceux employés pour réduire la température de production d'un enrobés décrits dans WO 2006/106222 et WO 2007/141458. [0100] En fonction de la nature des polycondensats et des additifs, il est possible que de telles formules ne présentent pas de stabilité satisfaisante au stockage.
Dans de tels cas, les formules définies ci-avant peuvent avantageusement se présenter sous la forme d'un composant en deux parties, par exemple le ou les polycondensats d'un côté, et le ou les additifs de l'autre, ou, de façon alternative, le ou les polycondensats avec certains des additifs d'un côté, et le reste des additifs de l'autre côté. [0101] La principale application des polycondensats, des formules et des compositions bitumineuses les incluant, tels que présentés dans la présente invention, est la fabrication d'enrobés pour le revêtement de surfaces carrossables, typiquement pour la construction de routes, de parkings, de pistes d'aéroport ou de n'importe quelle surface carrossable similaire. Les autres applications des compositions bitumineuses selon la présente invention incluent des applications d'imperméabilisation, par exemple l'imperméabilisation de toits, de terrasses, de murs, etc., ainsi que des applications dans des formules adhésives. [0102] La composition bitumineuse décrite dans la présente invention ainsi que le enrobés résultant fabriqué à partir de ladite composition bitumineuse présentent, de façon surprenante, des propriétés mécaniques améliorées par rapport aux compositions bitumineuses et aux enrobés décrits dans la littérature. [0103] Ainsi, et selon un aspect supplémentaire, la présente invention concerne une surface, revêtue entièrement ou en partie par une composition bitumineuse comme décrit précédemment et/ou un enrobé comme défini ci-avant, ladite surface étant généralement une surface carrossable, par exemple une route, un parking, un pont, une voie pour automobiles ou une autoroute, une piste d'aéroport ou toute autre surface carrossable similaire, ainsi que toute surface nécessitant un revêtement d'asphalte ou de bitume. par exemple un enrobé, un trottoir, une aire de jeux, un toit, une terrasse, un mur etc. [0104] Les agrégats minéraux employés avec la composition bitumineuse selon la présente invention pour fabriquer un enrobé ne sont pas limités quant à leur nature chimique, leur forme ou leur taille et peuvent être obtenus dans des carrières, récupérés d'enrobés antérieurs (fraisats d'enrobés ou RAP, par exemple définis dans la norme française AFNOR XP P98-135 de décembre 2001), les produits de démolition de bâtiments et le mélange de n'importe lesquels des éléments ci-avant. L'enrobé élaboré avec la composition bitumineuse présentée dans la présente invention peut contenir d'autres composants courants des enrobés, tels que des fibres organiques (par exemple : fibres de cellulose, de coton, de polypropylène, de polyester, de polyalcool vinylique et de polyamide) et de fibres inorganiques (par exemple : fibres de verre, de métal ou de carbone). [0105] Dans l'un des modes d'application de l'invention, la composition bitumineuse est employée dans les techniques connues de couche d'accrochage, d'enrobé superficiel, dans le traitement de surfaces, l'imprégnation de surfaces, la couverture de toiture ou les membranes de toiture, l'imperméabilisation à l'aide de compositions de bitume anhydre ou sous forme d'émulsion. [0106] La composition bitumineuse décrite dans la présente invention peut être employée dans n'importe quelle méthode de fabrication d'enrobés, telles que celles employant l'addition d'une émulsion bitumineuse, l'addition de bitume chaud, ou n'importe lequel des divers procédés de fabrication d'enrobés à chaud ou semi-chaud (où la température de fabrication est supérieure à la température ambiante mais inférieure à celle d'un procédé de mélangeage à chaud classique), comme les techniques de moussage de bitume, par exemple US 2008/00259714 qui décrit un dispositif de moussage spécial associé à un chauffage multi-étape et un dispositif de séchage et de mélangeage, US 5,910,212 et WO 97/20890 qui utilisent un liant bitumineux dur combiné au mélange d'un liant bitumineux mou et d'agrégats, ou US 2005/0076810 qui emploie un additif de capacité de désorption élevée, ou encore EP 1 469 038 où une partie des agrégats est chauffée, séchée et mélangée au bitume avant d'être mélangée à des agrégats humides, ou encore US 2006/00236614 où les agrégats sont séchés et mélangés au bitume mais avec une étape de séchage, de sorte qu'une fraction de l'humidité initiale des agrégats soit conservée, ou encore WO 07/112335 qui utilise une dispersion de bitume eau-dans-huile avec des tensioactifs spécifiques ou encore US 6.588 974 qui emploie une paraffine de Fischer-Tropsch ajoutée au bitume, en combinaison ou en remplacement partiel ou total du bitume mentionné. [0107] La composition bitumineuse décrite dans la présente invention confère des avantages par rapport aux procédés de fabrication d'émulsions eau/bitume ou bitume/eau classiques avec des bitumes modifiés par des polymères classiques. La viscosité réduite à basse température permet d'élaborer des émulsions avec un bitume modifié selon la présente invention, à des températures et des pressions plus faibles. Des qualités de bitume de pénétration plus basse peuvent être employées. [0108] Selon un autre aspect, la présente invention concerne le procédé d'élaboration d'un enrobé où le polycondensat dans un état solide, fondu, dissous ou dispersé est ajouté aux agrégats minéraux avant, en même temps que, ou après, l'ajout du bitume ou de la composition bitumineuse dans le procédé de mélangeage. [0109] Ceci s'applique également aux autres composants et additifs pouvant être ajoutés à la composition d'asphalte : agents anti-désenrobage, acide polyphosphorique, paraffines, par exemple paraffines de Fischer-Tropsch décrites dans US 6,588,974, esters d'acides gras et cires fonctionnalisées, dialkyldiamides tels que par exemple ceux cités dans WO 2007/073378, composants de type résine, comme les acides de colophane, le brai de talloil, le brai de goudron de pin, les colophanes de pin, les colophanes de talloil, Gilsonite , agents fluxants, polymères classiques, caoutchouc poreux, huiles d'origine végétale ou minérale et leurs dérivés, ainsi que ceux employés pour réduire la température de production d'un enrobés décrits dans WO 2006/106222, WO 2007/141458 et WO 2008/148974. [0110] Le procédé d'élaboration d'un enrobé ci-avant peut être avantageusement mis en oeuvre lorsque la composition bitumineuse selon l'invention est sous la forme d'une émulsion aqueuse. [0111] La présente invention confère également plusieurs avantages en termes de fabrication, de pose et de compactage des enrobés produits par mélangeage à chaud. La fabrication d'un enrobé selon l'invention par mélangeage à chaud peut être mise en oeuvre à des températures similaires à celles généralement employés pour le bitume pur. Cela n'est généralement pas possible avec les bitumes modifiés par des polymères classiques. dans la mesure où une augmentation considérable de la viscosité est observée lorsqu'ils sont refroidis depuis la température de préparation jusqu'à la température à laquelle le bitume pur est généralement stocké (différence d'environ 20 °C). Une augmentation de viscosité entraîne une couverture difficile ou incomplète de l'agrégat minéral par le bitume modifié. [0112] Cette augmentation de viscosité aurait également un impact négatif sur la pose et le compactage de l'enrobé. Dans les enrobés fabriqués avec la composition bitumineuse présentée dans l'invention, aucun problème particulier lié à l'augmentation de viscosité ne peut avoir lieu, car elle reste similaire à celle du bitume pur aux températures de fabrication, de pose et de compactage. [0113] De plus, la fabrication d'un enrobé avec la composition bitumineuse présentée dans l'invention peut être mise en oeuvre des températures inférieures à celles généralement pratiquées pour les bitumes purs, par exemple inférieures à celles auxquelles le bitume pur est couramment stocké. De tels enrobés peuvent également être posés et compactés à des températures plus faibles, car ils présentent une fluidité supérieure à celle des enrobés fabriqués à partir de bitume modifié par des polymères classique, tout en améliorant les propriétés mécaniques du mélange dans les conditions d'application finales. [0114] La réduction de température de fabrication par utilisation des compositions bitumineuses selon l'invention aurait pour conséquence une réduction de l'énergie consommée pendant la fabrication de l'enrobé, les agrégats minéraux n'ayant pas besoin d'être chauffés autant que dans la fabrication impliquant un bitume modifié classique. De plus, cette réduction d'énergie implique également une réduction des émissions de CO2 et des autres gaz à effet de serre, ainsi qu'une diminution de l'oxydation du bitume et des polymères. [0115] L'un des autres avantages de la présente invention lorsqu'elle est employée pour fabriquer un enrobé est sa facilité de recyclage, par comparaison avec les mélanges fabriqués à partir de bitume modifié par des polymères classique, particulièrement avec les mélanges réticulés par voie chimique, car une fois réchauffé, la fluidité de l'enrobé comprenant la composition bitumineuse selon la présente invention est supérieure à température égale, ce qui facilite les étapes de manipulation, d'écoulement, de mélangeage et de compactage. [0116] La présente invention va à présent être illustrée au moyen des exemples suivants, et qui ne la limitent en aucune façon.
Exemples Exemple d'élaboration de polycondensats employés dans la présente invention [0117] Dans tous les exemples, les masses molaires équivalentes des réactifs sont obtenues par des mesures de basicité pour les amines et d'indice d'acidité pour les acides.
Exemple 1 : [0118] Dans un réacteur en verre de 500 cm3 muni d'un moteur d'agitation de vitesse réglable, d'entrées permettant d'introduire des réactifs, des gaz inertes comme l'azote et des sondes de mesure (par exemple des sondes de température), d'un système de condensation/extraction de vapeur pouvant être relié à un système de production de vide (pompe à vide, piège à vide, etc.) et d'une enveloppe permettant le chauffage ou le refroidissement du contenu du réacteur par circulation d'un fluide caloporteur, par exemple l'huile d'un bain thermostaté, 0,1 M (63 g) d'un dimère d'acide gras Pripol 1040 sont introduits et chauffés à 160°C sous agitation et atmosphère d'azote. Ensuite, 0,14 M (18,8 g) de 1-(2-aminoéthyl)imidazolin-2-one (UDETA) sont ajoutés au goutte-à-goutte, puis la température est maintenue à 160°C pendant 1 heure. [0119] 0,027 M (16,8 g) de Versamine 551 (Cognis), de basicité totale 3,25, sont ensuite ajoutées. L'eau générée est distillée et collectée en continu par le biais d'un dispositif de Dean-Stark. La réaction est poursuivie jusqu'à l'arrêt de la distillation de l'eau. Le polycondensat obtenu est extrait du réacteur à l'état fondu. [0120] Le polycondensat obtenu présente un module complexe G* de 1,1 MPa à 25°C, comme mesuré sur un rhéomètre Physica MCR301 d'Anton Paar sous une contrainte de 1 % à 1,6 Hz. Le rapport des groupes Al sur B du polycondensat obtenu est calculé en fonction des quantités molaires de Versamine 551 et d'UDETA. La fonctionnalité de la Versamine 551 est arbitrairement fixée à 2 (la fonctionnalité moyenne étant supérieure ou égale à 2, car la Versamine est principalement un mélange de di- et de tri-amines). L'UDETA possède un groupement B par mole. Le rapport A11B du polycondensat de l'Exemple 1 est égal à (0,027 * 2) / (0,14 * 1), c'est-à-dire à 0,38.
Exemple 2 : [0121] Dans un réacteur en verre de 500 cm3 muni d'un moteur d'agitation de vitesse réglable, d'entrées permettant d'introduire des réactifs, des gaz inertes comme l'azote et des sondes de mesure (par exemple des sondes de température), d'un système de condensation/extraction de vapeur pouvant être relié à un système de production de vide (pompe à vide, pièges à vide, etc.) et d'une enveloppe permettant le chauffage ou le refroidissement du contenu du réacteur par circulation d'un fluide caloporteur, par exemple l'huile d'un bain thermostaté, 0,1 M (63 g) d'un dimère d'acide gras Pripol 1040 sont introduites et chauffées à 180°C sous agitation et atmosphère d'azote. Ensuite, 0,055 M (9,53 g) de 1,10-décanediamine sont ajoutées et la température est maintenue à 180°C pendant 30 minutes. [0122] 0,09 M (12 g) d'UDETA sont ensuite ajoutées au goutte-à-goutte. L'eau générée est distillée et collectée en continu par le biais d'un dispositif de Dean-Stark. La réaction est poursuivie pendant 4 heures à 180°C. Le polycondensat obtenu est extrait du réacteur à l'état fondu. [0123] Le polycondensat obtenu présente un module complexe G* de 0,23 MPa à 25°C (mesuré de la même façon que dans l'Exemple 1). Le rapport Al/B est calculé comme dans l'Exemple 1, en fonction des quantités de Pripol 1040 et d'UDETA. La fonctionnalité de la 1,10-décanediamine est égale à 2. Le rapport A1/B est égal à (0,055 * 2) / (0,09 *1), c'est-à-dire à 1,22.
Exemple 3 : [0124] L'Exemple 2 est répété en modifiant la nature et la quantité de l'amine ajoutée avec 0,06 M (34,9 g) de Versamine 551 de basicité totale 3,44. La température est ensuite maintenue à 180°C pendant 30 minutes. 0,08 M (10,7 g) d'UDETA sont ensuite ajoutées au goutte-à-goutte. L'eau générée est distillée et collectée en continu par le biais d'un dispositif de Dean-Stark. La réaction est poursuivie pendant 4 heures à 180°C. Le polycondensat obtenu est extrait du réacteur à l'état fondu. [0125] Le polycondensat obtenu présente un module complexe G* de 0.33 MPa à 25°C (mesuré de la même façon que dans l'Exemple 1). Le rapport Al/B du polycondensat obtenu est calculé, en se basant sur les quantités introduites de Versamine 551 (fonctionnalité arbitrairement fixée à 2, comme expliqué dans l'Exemple 1) et d'UDETA, et est égal à (0,06 * 2) / (0,08 * 1), c'est-à-dire à 1,5.
Exemple 4 : [0126] Dans un réacteur similaire à ceux employés dans les exemples précédents, 0,05 M (31,5 g) d'un dimère d'acide gras Pripol 1040 sont introduites et chauffées à 180°C sous agitation et atmosphère d'azote. 0,04 M (166 g) d'une polyétheramine commercialisée sous le nom de Jeffamine D4000, de basicité totale 0,48, sont ensuite ajoutées, et la température est maintenue à 180°C pendant 30 minutes. 0,02 M (2,6 g) d'UDETA sont ensuite ajoutées au goutte-à-goutte. L'eau générée est distillée et collectée en continu par le biais d'un dispositif de Dean-Stark. La réaction est poursuivie pendant 4 heures à 180°C. Le polycondensat obtenu est extrait du réacteur à l'état fondu. [0127] Le polycondensat obtenu présente un module complexe G* de 0,001 MPa à 25°C (mesuré de la même façon que dans l'Exemple 1). Le rapport Al/B du polycondensat obtenu est calculé à partir des quantités de Jeffamine D4000 (fonctionnalité = 2) et d'UDETA, et est égal à (0,04 * 2) / (0,02 * 1), c'est-à-dire 4.
Exemple 5 : [0128] À titre d'exemple comparatif, un composé de type organogel tel que décrit dans FR 2 924 121, c'est-à-dire un composé ne contenant pas de motif de répétition Al au sens de la présente invention (rapport A1/B = 0), est élaboré comme suit : dans un réacteur similaire à ceux des exemples précédents, 10,265 g d'Empol 1008, un dimère d'acide gras commercialisé par Cognis, et 5,2 g d'UDETA sont introduits et chauffés à 190 °C dans des conditions d'agitation et sous atmosphère d'azote. [0129] L'eau générée est distillée et collectée en continu par le biais d'un dispositif de Dean-Stark. La réaction est poursuivie pendant 24 heures à 190°C. L'organogel obtenu est extrait du réacteur à l'état fondu. L'organogel obtenu présente un module complexe G* de 0,21 MPa à 25°C, comme mesuré sur un rhéomètre Physica MCR301 d'Anton Paar sous une contrainte de 1 % à 1,6 Hz.
Exemple 6 : [0130] La viscosité complexe des polycondensats employés dans la présente invention, élaborés comme décrit dans les exemples 1 et 3, est mesurée sur un rhéomètre à cisaillement dynamique (MCR 301 d'Anton Paar). Les valeurs de tels paramètres à 1,6 Hz à 160°C et 120°C sont présentées dans le Tableau 1. La valeur d'un copolymère poly(éthylène-acrylate de vinyle) pur (EVA 20/20) (Evathane 20/20, Arkema) est également présentée pour comparaison. On observe que la viscosité des polycondensats est significativement inférieure à celle de l'EVA, et est inférieure de presque 2 ordres de grandeur dans le cas du polycondensat de l'exemple 1 aux deux températures. L'élaboration de la composition bitumineuse selon l'invention est très facilement mise en oeuvre du fait de cette viscosité réduite. -- Tableau 1 -- Viscosité (Pa•s, 140 °C) Viscosité (Pa•s, 120 °C) EVA 20/20 45,1 126 Polycondensat de l'Exemple 1 0,70 4,49 Polycondensat de l'Exemple 3 6,75 37,6 Exemple 7 : [0131] L'élaboration d'une composition bitumineuse selon l'invention est mise en oeuvre en ajoutant 5 parties du polycondensat élaboré comme décrit dans l'exemple 1 sous forme solide à 100 parties d'un bitume TOTAL de pénétration 20 35/50. Le bitume est préalablement chauffé à 160°C et conservé à cette température dans des conditions d'agitation modérée (environ 100 tours/minute) pendant l'addition du polycondensat. Après ajout du polycondensat, le mélange est agité pendant 15 minutes pour obtenir un mélange homogène (Composition 1).
25 Exemple 8 : [0132] Le module de stockage G' et le module de pertes G" de la composition décrite dans l'exemple 7 sont mesurés sur un rhéomètre à cisaillement dynamique (MCR 301 d'Anton Paar). Les valeurs de tels paramètres à 1,6 Hz à 40°C, 60°C et 30 80°C sont présentées dans le Tableau 2. À titre de comparaison, les valeurs pour15 le bitume 35/50 pur sont également présentées On observe que la composition bitumineuse selon l'invention améliore les valeurs des modules par rapport au bitume pur. Le module de stockage selon l'invention est entre deux fois (40°C) et un ordre de grandeur (80°C) supérieur à celui du bitume pur. Le module de pertes est également plus important dans le cas de la composition bitumineuse selon l'invention que dans le cas du bitume pur. -- Tableau 2 -- G' (MPa) G' (MPa) G' (MPa) G" (MPa) G" (MPa) G" (MPa) 40°C 60°C 80°C 40°C 60°C 80°C Bitume pur 6,06 x 10"2 6,16 x 10 a 8,99 x 10 s 2,46 x 10 , 8,01 x 10 3 5,51 x 10 a 35/50 Com o- 1,11 x 10-1 2,31 x 10"3 8,29 x 10-5 2,83 x 10-1 1,22 x 10-2 9,46 x 10-4 p sition 1 Exemple 9 : [0133] Une composition bitumineuse est élaborée en ajoutant 5 parties du polycondensat préparé comme décrit dans l'exemple 3 sous forme solide dans 100 parties d'un bitume TOTAL de pénétration 35/50. Le bitume est préalablement chauffé à 160°C et conservé à cette température dans des conditions d'agitation modérée (environ 100 tours/minute) pendant l'addition du polycondensat. Après la fin de l'ajout du polycondensat, le mélange est agité pendant 15 minutes pour obtenir un mélange homogène (Composition 2). [0134] Un enrobé est élaboré à partir de cette Composition 2. Les agrégats minéraux suivants de granulométrie standard pour la construction d'enrobés sont employés dans cet enrobé : Charge calcaire 1,5 % Sable 0/4 48,5 % Agrégat 4/6 14 % Agrégat 6/10 36 % [0135] La Composition 2 est mélangée aux agrégats minéraux à 160°C, suivant un procédé de fabrication d'asphalte par mélangeage à chaud classique. La quantité de composition 2 dans l'enrobé est de 5,6 % par rapport aux agrégats. L'enrobé résultant est compacté sur une presse giratoire à 160°C L'échantillon compacté est ensuite refroidi et conservé à une température constante (20°C) pendant 24 heures avant essai. [0136] Un échantillon de référence utilisant du bitume 35/50 pur. et deux échantillons de comparaison, l'un contenant 100 parties d'un bitume 35/50 modifié par 5 parties d'un EVA 20/20 (Evathane 20/20, Arkema), l'autre contenant 5 parties d'un bitume modifié par des polymères commercial avec du SBS (SHELL), sont traités de façon identique. Des essais de traction indirecte sont mis en oeuvre sur tous les échantillons à l'aide d'une machine universelle d'essais Instron en compression à une vitesse de 50 mm/minute. [0137] Les valeurs du module d'élasticité, obtenues à partir des courbes de compression, sont présentées dans le Tableau 3. Il est clair que dans ce cas, la composition 2 présente, de façon surprenante, un module significativement supérieur à celui du bitume pur et comparable à ceux des échantillons préparés avec le polymère SBS. La composition selon l'invention et celle contenant le SBS ont un module supérieur à celle préparée avec le bitume modifié par EVA. On observe qu'un enrobé réalisé à partir de la composition bitumineuse selon l'invention permet d'obtenir des propriétés mécaniques similaires à celles de bitumes modifiés par des polymères classiques. -- Tableau 3 -- 35/0 pur Bitume 35/50 Bitume Composition 2 avec 5 % d 'EVA modifié SBS Module (MPa) 65 94 113 112 Exemple 10 : [0138] Les rapports de résistance à la traction indirecte (ITSR, indirect tensile strength ratios en langue anglaise) sont mesurés selon la norme ASTM D4867 (conditionnement à 60°C pendant 1 jour) sur les enrobés élaborés dans l'exemple 9. Un échantillon élaboré avec un bitume 35/50 pur a également été analysé à titre de référence. [0139] De plus, un essai ITSR a également été mis en oeuvre sur les enrobés élaborés selon la procédure de l'Exemple 9, comprenant une composition bitumineuse contenant le composé de type organogel de l'exemple 5 (Composition 3) pour démontrer les avantages de la présente invention. Cette Composition 3 a été élaborée par ajout de 5 parties du composé de type organogel de l'Exemple 5 dans 100 parties d'un bitume TOTAL de pénétration 35/50. Le bitume est préalablement chauffé à 170°C et conservé à cette température dans des conditions d'agitation modérée (environ 100 tours/minute) pendant l'addition de l'organogel Après la fin de l'addition de !'organogel, mélange est agité pendant 2 heures pour obtenir un mélange homogène. [0140] Le Tableau 4 ci-dessous présente les rapports ITSR entre la force de rupture d'un échantillon de l'enrobé testé après avoir été stocké en conditions sèches et un second stocké sous l'eau à 60°C pendant un jour. -- Tableau 4 -- 35/50 pur Enrobés avec la Enrobé de Composition 3 l'Exemple 9 ITSR 0,44 0,23 0,58 [0141] On observe que l'échantillon élaboré avec le composé de l'Exemple 5 diminue l'ITSR de l'enrobé, ce qui le rend plus sensible aux dégâts dus à l'humidité. [0142] En revanche, l'échantillon élaboré avec la composition 2, un polycondensat selon la présente invention, non seulement diminue cette valeur, mais également et de façon surprenante, l'augmente. Ceci démontre un net avantage des compositions bitumineuses selon la présente invention par rapport à d'autres compositions bitumineuses comprenant des molécules portant des groupements associatifs similaires à celui décrit dans l'Exemple comparatif 5.

Claims (2)

  1. Revendications1. Composition bitumineuse comprenant au moins un bitume et au moins un polycondensat comprenant un ou plusieurs groupements associatifs. (Al) où X représente un atome d'oxygène, un atome de carbone ou un groupement -N(R')-, où R' représente un atome d'hydrogène ou un groupement alkyle en C1-C6 linéaire ou ramifié, et où z représente un entier de valeur 0 ou 1, à la 15 condition que lorsque z est égal à 0, x ne représente pas un atome de carbone, les motifs de répétition Al étant séparés les uns des autres par : a1) une ou plusieurs chaînes hydrocarbonées en C1-C1oo, préférentiellement en C6-C1oo, saturées ou insaturées, linéaires ou ramifiées, différentes ou identiques, contenant éventuellement un ou plusieurs cycles hydrocarbonés, un ou plusieurs 20 cycles aromatiques et/ou hétérocycliques, et/ou a2) une ou plusieurs chaînes alkylène oxyde, par exemple éthylène oxyde, propylène oxyde ou butylène oxyde, avec au moins 2, préférentiellement 5 motifs de répétition, et R) au moins un groupement associatif B. 25 3. Composition bitumineuse selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans laquelle le ou les polycondensats comprennent au moins deux motifs de répétition Al et au moins un groupement associatif B, le rapport Al/B étant différent de 0, préférentiellement strictement supérieur à 0 et inférieur à 200, plus 30 préférentiellement compris entre 0,1 et 100, encore plus préférentiellement entre 0,2 et 50, et de façon avantageuse entre 0,3 et 20.
  2. 2. Composition bitumineuse selon la revendication 1, dans laquelle le ou lesdits polycondensats comprennent : a) au moins deux motifs de répétition de formule (Al) : O I [[NH] C-X. Composition bitumineuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le ou les polycondensats présentent une masse moléculaire moyenne en poids (Mw) comprise entre 200 daltons et 1000 kilodaltons, préférentiellement entre 1000 daltons et 500 kilodaltons, plus préférentiellement entre 2000 daltons et 100 kilodaltons. 5. Composition bitumineuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle le ou les polycondensats sont des homopolymères, des copolymères blocs ou des copolymères aléatoires, comportant des motifs de répétition amide, ester, uréthane ou urée, et préférentiellement, le ou les polycondensats sont des polyamides. 6. Composition bitumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le ou les groupements associatifs B du ou des polycondensats sont choisis parmi : /--'N NH N\N (B1) (B2) Z Z (B3) (B4) H H 1 1 N NNH NR 0 N Z Z (B5) (B6) où Z représente un atome d'oxygène, un atome de soufre ou un groupement ùNH, préférentiellement un atome d'oxygène, et R représente tout groupement substituant, par exemple un groupement alkyle linéaire ou ramifié en C1-C1o. 7. Composition bitumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la teneur en le ou les polycondensats est comprise entre 0,05 parties en poids à 20 parties en poids pour 100 parties du ou des bitumes. R (B7). Composition bitumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui se présente sous la forme d'une dispersion, d'une solution ou sous la forme d'une émulsion aqueuse, dans laquelle la quantité d'eau est comprise entre 10 % en volume et 70 % en volume du volume total de l'émulsion. 9. Procédé d'élaboration d'une composition bitumineuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins les étapes suivantes : ajout de 0,05 à 20 parties en poids du polycondensat défini ci-avant à l'état solide, fondu, dissous ou dispersé à 100 parties en poids d'un bitume à sa température standard de stockage, en fonction de sa classe, comme décrit dans la norme NF EN 13108-1 de février 2007, • ajout éventuel, avant ou après l'ajout du polycondensat, d'un ou de plusieurs additifs tels que ceux décrits auparavant, • mélangeage, préférentiellement sous agitation modérée, par tout moyen mécanique, pendant une durée généralement comprise entre 1 minute et plusieurs heures, typiquement entre 1 minute et 60 minutes, et obtention d'une composition bitumineuse prête à l'emploi. 10. Polycondensat capable de former une structure supramoléculaire comprenant : a) au moins deux motifs de répétition de formule (Al) : O {Il --[[NH]r C - X où X représente un atome d'oxygène, un atome de carbone ou un groupement - N(R')-, où R' représente un atome d'hydrogène ou un groupement alkyle en C1-C6 linéaire ou ramifié, et où z représente un entier de valeur 0 ou 1, à la condition que lorsque z est égal à 0, x ne représente pas un atome de carbone, les motifs de répétition Al étant séparés les uns des autres par : a1) une ou plusieurs chaînes hydrocarbonées en CI-C1oo, préférentiellement en C6-C1oo, saturées ou insaturées, linéaires ou ramifiées, différentes ou identiques,contenant éventuellement un ou plusieurs cycles hydrocarbonés un ou plusieurs cycles aromatiques et/ou hétérocycliques, et/ou a2) une ou plusieurs chaînes alkylène oxyde, par exemple éthylène oxyde, propylène oxyde ou butylène oxyde, avec au moins 2, préférentiellement 5 motifs de répétition, et 13) au moins un groupement associatif B. 11. Polycondensat selon la revendication 10, dans lequel le rapport Al/B est différent de 0, préférentiellement strictement supérieur à 0 et inférieur à 200, plus préférentiellement compris entre 0,1 et 100, encore plus préférentiellement compris entre 0,2 et 50, et de façon avantageuse compris entre 0,3 et 20. 12. Polycondensat selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, de masse moléculaire moyenne en poids (Mw) comprise entre 200 daltons et 1000 kilodaltons, préférentiellement entre 1000 daltons et 500 kilodaltons, plus préférentiellement entre 2000 daltons et 100 kilodaltons. 13. Polycondensat selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, qui est un homopolymère, un copolymère bloc ou un copolymère aléatoire, comportant des motifs de répétition amide, ester, uréthane ou urée, et qui est préférentiellement un polyamide. 14. Polycondensat selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel le ou les groupements associatifs B sont choisis parmi : / \ / \ /\N <N-NH _NNZNH N 1 Z Z (B1) (B2) (B3) (B4)25- 4 2 H I- N N 0 (B5) Z (B6) 0 N H R (B7) où Z représente un atome d'oxygène, un atome de soufre ou un groupement ùNH, préférentiellement un atome d'oxygène, et R représente tout groupement substituant, par exemple un groupement alkyle linéaire ou ramifié en CI-Cio. 15. Polycondensat selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, obtenu par la réaction des composés suivants : • oligomère d'acide gras, amine issue de l'ammoniation d'un oligomère d'acide gras et UDETA ; oligomère d'acide gras, amine issue de l'ammoniation d'un oligomère d'acide gras et UTETA ; oligomère d'acide gras, amine issue de l'ammoniation d'un oligomère d'acide gras et 4-amino-1,2,4-triazole ; • oligomère d'acide gras, diamine linéaire comportant 10 atomes de carbone et 15 UDETA ; • oligomère d'acide gras, diamine linéaire de polyoxyde de propylène et UDETA ; • oligomère d'acide gras, diamine linéaire de polyoxyde de propylène/éthylène et UDETA ; 20 • acide sébacique, amine issue de l'ammoniation d'un oligomère d'acide gras et UDETA ; • oligomère d'acide gras, mélange d'une amine issue de l'ammoniation d'un oligomère d'acide gras et d'une diamine linéaire comportant 10 atomes de carbone et UDETA ; 25 • oligomère d'acide gras, mélange d'une amine issue de l'ammoniation d'un oligomère d'acide gras et d'une diamine linéaire de polyoxyde de propylène et UDETA ; • acide subérique, amine issue de l'ammoniation d'un oligomère d'acide gras et UDETA ;oligomère d'acide gras, décanediol et UDETA ; oligomère d'acide gras, polypropylène glycol et UDETA ; acide subérique, oligomère d'alcool issu de l'hydrogénation d'un oligomère d'acide gras et UDETA ; acide sébacique, polypropylène glycol et UDETA ; oligomère d'acide gras, oligomère d'alcool issu de l'hydrogénation d'un oligomère d'acide gras et UDETA ; • oligomère d'acide gras, oligomère d'alcool issu de l'hydrogénation d'un oligomère d'acide gras et UTETA ; oligomère d'acide gras, mélange de décanediol et d'un oligomère d'alcool issu de l'hydrogénation d'un oligomère d'acide gras et UDETA ; • hexaméthylènediisocyanate, oligomère d'alcool issu de l'hydrogénation d'un oligomère d'acide gras et UDETA ; • toluènediisocyanate, oligomère d'alcool issu de l'hydrogénation d'un oligomère 15 d'acide gras et UDETA ; • toluènediisocyanate, oligomère d'alcool issu de l'hydrogénation d'un oligomère d'acide gras et UTETA ; • hexaméthylènediisocyanate, mélange de décanediol et d'un oligomère d'alcool issu de l'hydrogénation d'un oligomère d'acide gras et UDETA ; 20 toluènediisocyanate, polypropylène glycol et UDETA. 16. Polycondensat selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, obtenu par la réaction des composés suivants : • dimère/trimère d'acide gras, diamine issue de l'ammoniation et de 25 l'hydrogénation d'un dimère/trimère d'acide gras et UDETA, ou • dimère/trimère d'acide gras, diol issu de l'hydrogénation d'un dimère/trimère d'acide gras et UDETA; ou • diisocyanate saturé linéaire, diol issu de l'hydrogénation d'un dimère/trimère d'acide gras et UDETA. 30 17. Formulation comprenant au moins un polycondensat selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, et au moins un ou plusieurs additifs choisis parmi les agents anti-désenrobage, l'acide polyphosphorique, les pyrophosphates et autres composés similaires comportant au moins ungroupement (HO-)P-O, les paraffines, les esters d'acides gras et les cires fonctionnalisées, les dialkyldiamides, les composants de type résine, les polymères classiques, les caoutchoucs poreux, les agents fluxants, les asphaltites, les huiles d'origine végétale ou minérale et leurs dérivés, ainsi que ceux employés pour réduire la température de production d'un enrobé. 18. Utilisation d'un polycondensat selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, d'une formulation selon la revendication 17, ou d'une composition bitumineuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, pour le revêtement de surfaces carrossables, les applications d'imperméabilisation et la préparation de formulations adhésives. 19. Enrobé comprenant un polycondensat selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, une formulation selon la revendication 17 ou une composition bitumineuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 et des agrégats minéraux. 20. Surface carrossable revêtue entièrement ou en partie par une composition bitumineuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 ou par un enrobé selon la revendication 19.
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