Nouveaux bitumes en poudre obtenus par couplage de la chimie sol-gel et de l'émulsification

par Pauline Anaclet

Thèse de doctorat en Physico-chimie de la matière condensée

Sous la direction de Véronique Schmitt et de Rénal Backov.

Soutenue le 27-01-2017

à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde) , en partenariat avec Centre de Recherche Paul Pascal (Pessac) (laboratoire) .

Le président du jury était Cécile Zakri.

Le jury était composé de Véronique Schmitt, Rénal Backov, Cécile Zakri, Christine Dalmazzone, Jacques Livage, Vincent Gaudefroy, Yvong Hung.

Les rapporteurs étaient Christine Dalmazzone, Jacques Livage.


  • Résumé

    Le bitume, fraction la plus lourde du pétrole brut, sert de liant de granulats dans la fabrication de revêtements routiers. Ce matériau complexe est particulièrement difficile à manipuler et à transporter du fait de sa viscosité très élevée à température ambiante. L’objectif de cette thèse a été de fabriquer une nouvelle classe de matériau, de la poudre de bitume, en couplant l’émulsification et la chimie sol-gel. En effet, des capsules organo-minérales composées d’un cœur de bitume et d’une écorce de silice ont été synthétisées à partir de deux types d’émulsions, les émulsions de Pickering ainsi que les émulsions dites « classiques »stabilisées par des tensioactifs et minéralisées par deux précurseurs de silice, un amorceur moléculaire pur, le TEOS, et une solution de silicate de sodium. Ce nouveau bitume, facilement manipulable, peut être stocké dans des conditions sévères de pression et de température et libère son cœur de bitume par association d’une action thermique et mécanique afin d’assurer ses fonctions d’enrobage. De plus, une étude du comportement interfacial bitume-phase aqueuse a été réalisée afin de proposer des hypothèses pour expliquer la stabilité fragile des émulsions de bitume que nous avons pu observer.

  • Titre traduit

    New powdered bitumen obtained by coupling sol-gel chemistry and emulsification


  • Résumé

    Bitumen, the heaviest fraction of crude oil plays the role of aggregate binder in road manufacturing. This complex material is very difficult to handle and transport due to its very high viscosity at room temperature. The aim of this PhD thesis was to elaborate a new class of material, bitumen powder, by coupling emulsion science and sol-gel chemistry. Indeed organo-mineral capsules made of a bitumen core anda silica shell have been synthesized from two types of emulsions: Pickering emulsions and "classical" emulsions i.e. surfactant-stabilized emulsions and using two silica precursors: the TEOS molecular initiator and sodium silicate solution. This new bitumen is easy to handle, can be stored in drastic pressure and temperature conditions while releasing the bitumen core under combination of heat and mechanical stirring to ensure aggregate coating. In addition a bitumen-water interface study has been performed in order to propose some hypotheses to explain the observed fragile stability of bitumen emulsions.



Le texte intégral de cette thèse sera accessible librement à partir du 27-01-2027

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