Le projet FIBRA : la recherche européenne sur l'asphalte fibré

Le projet FIBRA (2018-2020) était un projet de recherche européen sur l'asphalte fibré mené dans le cadre du programme CEDR des gestionnaires routiers européens. Cinq instituts de recherche et deux entreprises routières de six pays ont développé des lignes directrices de conception, industrialisé la production et réalisé des planches d'essai — dont une sur l'A73 néerlandaise — et démontré que les fibres peuvent remplacer le bitume modifié aux polymères sans surcoût.

Qu'est-ce que le projet FIBRA ?

FIBRA est l'acronyme de « Fostering the implementation of fibre-reinforced asphalt mixtures by ensuring its safe, optimized and cost-efficient use » — librement traduit : favoriser l'adoption des enrobés fibrés en garantissant leur utilisation sûre, optimisée et économique. Le projet s'est déroulé de 2018 à 2020 au sein du programme de recherche transnational du CEDR.

Le point de départ était une lacune de connaissances classique. Les recherches en laboratoire montraient depuis longtemps que les fibres améliorent le comportement à la fissuration et à la fatigue de l'asphalte — le fonctionnement de ce mécanisme est expliqué dans qu'est-ce que l'asphalte fibré. Mais les gestionnaires routiers européens restaient réticents : il n'existait ni méthodes de caractérisation partagées, ni lignes directrices de conception, ni guère de retours d'expérience documentés sur des routes fortement sollicitées. Ce sont précisément ces obstacles que FIBRA devait lever.

Le CEDR : la recherche commandée par les gestionnaires routiers européens

CEDR signifie Conférence Européenne des Directeurs des Routes, l'organisation de coopération des gestionnaires routiers nationaux européens. Rijkswaterstaat y représente les Pays-Bas. Via un programme de recherche commun, les gestionnaires routiers financent des recherches sur les questions qui les concernent directement — des nouveaux matériaux à la gestion de patrimoine.

Cette maîtrise d'ouvrage est déterminante pour la valeur des résultats. La recherche du CEDR sur l'asphalte n'est pas pilotée par un fournisseur qui veut vendre son produit, mais par les acteurs qui gèrent les routes, les attribuent et doivent les entretenir pendant des décennies. La question posée par FIBRA était de ce fait, dès le premier jour, orientée pratique : à quelles conditions pouvons-nous prescrire en toute sécurité l'asphalte fibré sur notre réseau routier principal ?

Le consortium : sept partenaires de six pays

Le projet, dirigé par l'Université de Cantabrie en Espagne, réunissait cinq instituts de recherche et deux partenaires industriels de six pays :

• Université de Cantabrie (Espagne) — direction du projet et recherche sur les mélanges.

• Empa (Suisse) — institut fédéral de recherche en science et technologie des matériaux.

• Technische Universität Braunschweig (Allemagne) — recherche sur les matériaux routiers.

• SINTEF (Norvège) — l'une des plus grandes organisations de recherche indépendantes d'Europe.

• BAM Infra (Pays-Bas) — entreprise routière, responsable de la planche d'essai néerlandaise sur l'A73.

• Veidekke Industri (Norvège) — entreprise routière, responsable des essais en conditions réelles norvégiens.

Cette combinaison était délibérée : les universités et instituts pour la caractérisation en laboratoire et la modélisation, les entreprises routières pour le passage à l'échelle vers de vraies installations de production et de vrais tronçons de route. Rijkswaterstaat, en tant que membre du CEDR, était étroitement associé au volet néerlandais de la recherche.

Objectifs : de la lacune de connaissances à la ligne directrice

L'objectif de FIBRA était de favoriser l'adoption des enrobés fibrés en garantissant leur sécurité, leur optimisation et leur rentabilité. Cela s'est traduit par quatre axes de recherche concrets :

• Caractérisation — des méthodes de laboratoire partagées pour évaluer les mélanges fibrés, notamment sur leur comportement à la fissuration et à la fatigue.

• Lignes directrices de conception — des lignes directrices pratiques pour formuler des enrobés fibrés et pour le dimensionnement structurel des chaussées qui les intègrent.

• Industrialisation — porter le processus de production de l'échelle du laboratoire aux centrales d'enrobage ordinaires, sans adaptation des équipements de production et de pose existants.

• Validation et environnement — la réalisation de planches d'essai sous trafic réel, plus une évaluation de l'impact environnemental des chaussées FIBRA par analyse du cycle de vie.

Ce dernier axe n'a fait que gagner en importance avec l'arrivée des exigences de performance environnementale dans les appels d'offres ; comment le MKI de l'asphalte est calculé aujourd'hui, vous le lisez dans notre article sur la PCR Asphalte 2026.

Ce que la recherche en laboratoire comprenait

Avant qu'une seule tonne d'asphalte fibré ne prenne la route, le consortium a caractérisé différents types de fibres — dont les fibres d'aramide, de polyacrylonitrile (PAN) et de cellulose — dans des mélanges variés. Au centre figuraient les propriétés qui déterminent la durée de vie de l'asphalte : la résistance à la fatigue, à la fissuration et, pour les couches de roulement ouvertes, au plumage.

Détail important pour la pratique : les mélanges fibrés ont été conçus avec un bitume de pénétration standard au lieu du bitume modifié aux polymères (PmB), plus coûteux. La question de recherche centrale était de savoir si les fibres peuvent reprendre le rôle de la modification aux polymères — avec l'avantage supplémentaire qu'un bitume standard se met en œuvre à une température plus basse et que les fraisats se recyclent mieux par la suite.

Du laboratoire à la planche d'essai

Le projet ne s'est pas arrêté aux rapports. FIBRA comprenait l'industrialisation du processus de production et la réalisation de sections d'essai sous trafic réel, dont l'exemple le plus connu : la planche d'essai sur l'autoroute néerlandaise A73 près de Roermond, réalisée en août 2020 avec quatre variantes d'enrobé drainant bicouche.

Les mesures néerlandaises — des performances routières équivalentes avec une température de production inférieure de 15 à 20 °C et un MKI inférieur de plus de 10 % (cradle-to-gate) — sont traitées dans un article séparé : les résultats de la planche d'essai de l'A73 décrivent le dispositif complet, toutes les valeurs de mesure et le suivi à long terme par BAM et Rijkswaterstaat.

Pourquoi BAM croyait aux fibres

Pour une entreprise routière, participer à un tel projet de recherche est un choix stratégique. BAM voyait des avantages nets du renfort fibré par rapport au bitume modifié aux polymères, en particulier en matière de durée de vie, de température de production et donc de durabilité.

Le business case a été décisif : remplacer le bitume modifié aux polymères par un bitume fibré s'est révélé, dans le contexte néerlandais, neutre en coûts à durée de vie comparable. Qui obtient, pour le même prix, une température de production plus basse, un impact environnemental réduit et des fraisats mieux recyclables dispose d'une longueur d'avance dans les appels d'offres à critères EMVI et MKI. C'est pourquoi BAM considérait comme un atout stratégique d'explorer plus avant les possibilités des fibres.

Ce que le projet FIBRA a produit

Les résultats de FIBRA sont consignés dans des livrables publics, dont des rapports sur l'industrialisation du processus de production et la réalisation des sections d'essai (2021). En résumé, le projet a produit trois choses :

• Des lignes directrices — des outils pratiques pour concevoir et caractériser les enrobés fibrés et pour le dimensionnement structurel des chaussées, afin que les gestionnaires routiers puissent prescrire les fibres de manière fondée.

• Des preuves de terrain — des planches d'essai démontrant que l'asphalte fibré performe, sur des routes fortement sollicitées, au niveau des mélanges PmB, produit sur des installations existantes sans adaptation.

• Une justification environnementale — des analyses du cycle de vie qui quantifient l'impact environnemental réduit de la voie fibrée, utilisables dans les appels d'offres où l'indicateur de coût environnemental pèse.

Pour le thème de la prolongation de la durée de vie de l'asphalte, c'est surtout la combinaison des trois qui a de la valeur : non seulement l'affirmation que les fibres freinent la fatigue et la fissuration, mais aussi les méthodes de mesure et les données de terrain pour étayer cette affirmation projet par projet. Plus de recherches et d'études de cas dans notre dossier de connaissances asphalte fibré.

De la recherche européenne à votre projet

La technologie validée dans FIBRA est aujourd'hui tout simplement disponible. Avec AsphaltX, les fibres d'aramide pour asphalte, basées sur la même technologie d'aramide Twaron que sur l'A73, le renfort fibré est aujourd'hui appliqué sur des routes provinciales, des sites industriels et des voies de chantier. Le dosage se situe à titre indicatif autour de 0,05 % — quelque 500 grammes par tonne d'asphalte, selon le mélange et l'application.

Un exemple néerlandais à l'échelle provinciale est la N337 entre Zwolle et Deventer : sur 8 kilomètres, le renfort par fibres d'aramide y a conduit à 50 % d'orniérage en moins et 30 % de fissuration en moins par rapport à la section de référence. Si vous envisagez l'asphalte fibré pour une couche de roulement ou un projet d'entretien, nous réfléchissons avec vous sans engagement à la formulation du mélange, au dosage et au gain de MKI attendu via un devis sur mesure.

Sources

• Projet CEDR FIBRA (2018-2020), livrables publics, dont Deliverable 5.1 "Scaling up of the production process and implementation of test sections" et Deliverable 6.2 "Exploitation Strategy Plan", 2021.

• Rijkswaterstaat/BAM Infra Nederland, planche d'essai et jardin de démonstration asphalte durable A73.