Asphalte poreux (ZOAB) : fonctionnement, avantages et inconvénients

L'asphalte poreux est un enrobé bitumineux comportant au moins 20 % de vides : l'eau de pluie s'infiltre à travers la couche de roulement au lieu de ruisseler en surface, et les pores amortissent le bruit de roulement. Aux Pays-Bas, on l'appelle ZOAB (zeer open asfaltbeton, « béton bitumineux très ouvert ») ; en France et en Belgique francophone, on parle d'enrobé drainant.

Depuis la fin des années quatre-vingt, le ZOAB est le revêtement standard des routes nationales néerlandaises : environ 90 % du réseau principal en est recouvert. Revers de la médaille : une sensibilité à l'arrachement de gravillons et une durée de vie plus courte de la couche de roulement.

Que signifie l'acronyme ZOAB ?

L'acronyme ZOAB signifie littéralement béton bitumineux très ouvert (zeer open asfaltbeton) — prononcé comme un seul mot aux Pays-Bas. « Très ouvert » renvoie aux vides dans le mélange : là où un enrobé dense ne contient que quelques pour cent de pores, le ZOAB en compte au moins 20 % du volume. À l'international, ce type de mélange s'appelle porous asphalt (PA) ; dans les documents de recherche FIBRA sur l'A73, vous rencontrerez donc la désignation 2L-PA pour le ZOAB bicouche.

Le terme « asphalte ZOAB », que l'on lit souvent, est à strictement parler un pléonasme — l'asphalte figure déjà dans l'acronyme — mais il est complètement entré dans le langage courant. Le ZOAB est un mélange de couche de roulement : il forme la couche supérieure de la chaussée, posée sur une couche d'assise dense en enrobé qui assure la résistance structurelle.

En français, la même famille de mélanges porte plusieurs noms : asphalte poreux ou enrobé poreux (les termes généraux), enrobé drainant ou béton bitumineux drainant (BBDr) dans la pratique routière française. La norme européenne EN 13108-7 (NF EN 13108-7 en France) fixe les spécifications de ces bétons bitumineux drainants ; le principe est le même que celui du ZOAB néerlandais, tandis que la granulométrie, l'épaisseur et le type de liant varient selon le cahier des charges.

Qui a inventé le ZOAB ?

Il n'existe pas d'inventeur unique connu par son nom : le ZOAB a été développé aux Pays-Bas dans les années soixante-dix par le Rijkswaterstaat (l'administration nationale des infrastructures) avec le secteur routier, en s'appuyant sur l'expérience des couches de roulement poreuses appliquées auparavant sur les aéroports pour éviter les films d'eau sur les pistes de décollage et d'atterrissage. Les premières planches d'essai néerlandaises sont apparues sur le réseau national au début des années soixante-dix.

Les résultats — moins de projections d'eau, moins d'aquaplanage et une chaussée nettement plus silencieuse — furent si convaincants que le Rijkswaterstaat a prescrit le ZOAB comme couche de roulement standard des routes nationales à partir de 1987. Aujourd'hui, environ 90 % des routes nationales néerlandaises sont revêtues d'une couche de ZOAB, et ce mélange est reconnu à l'international comme un produit d'exportation néerlandais de la construction routière.

Comment fonctionne le ZOAB ?

Le secret du ZOAB réside dans la composition du mélange. Un enrobé dense contient, outre les gravillons, beaucoup de sable et de fines, si bien que la quasi-totalité de l'espace entre les pierres est remplie. Le ZOAB contient au contraire très peu de sable et de fines : le mélange est presque entièrement constitué de gravillons grossiers d'un seul calibre, enrobés d'une fine pellicule de mortier bitumineux. Les pierres s'appuient les unes sur les autres comme un squelette et laissent des pores ouverts entre elles — les vides d'au moins 20 % auxquels le mélange doit son nom.

Cette structure ouverte procure les deux propriétés pour lesquelles le ZOAB est appliqué : l'évacuation de l'eau et la réduction du bruit.

Évacuation de l'eau : pas de projections, moins d'aquaplanage

Par temps de pluie, l'eau s'infiltre dans la couche de roulement à travers les pores et s'écoule latéralement sur la couche d'assise dense vers l'accotement ou le système de drainage. La surface de roulement elle-même reste ainsi pratiquement exempte de films d'eau. Pour l'usager, cela signifie : quasiment pas de projections d'eau derrière les camions, une meilleure visibilité du marquage et un risque d'aquaplanage fortement réduit. Cet effet sur la sécurité routière fut à l'époque la principale raison du déploiement à grande échelle du ZOAB.

Réduction du bruit : les pores amortissent le bruit de roulement

Ces mêmes pores absorbent une partie du bruit de roulement et empêchent l'« effet de pompage d'air » entre le pneu et la chaussée. Le ZOAB monocouche est ainsi, à titre indicatif, environ 2 à 3 dB plus silencieux qu'un enrobé dense ; le ZOAB bicouche y ajoute encore environ 2 dB. Pour référence : sur la planche d'essai de l'A73, des niveaux sonores CPX de 91 à 93 dB(A) ont été mesurés douze semaines après la pose — et ces valeurs se sont révélées indépendantes du type de renforcement appliqué, comme nous le détaillons dans notre article sur l'asphalte fibré et la réduction du bruit.

Pour les gestionnaires de voirie soumis à des plafonds de production sonore, cet amortissement est souvent la raison décisive de choisir le ZOAB (bicouche).

ZOAB monocouche versus bicouche

Le ZOAB existe en deux variantes principales :

• ZOAB monocouche — une seule couche de roulement ouverte d'environ 50 mm avec des gravillons relativement grossiers (par exemple 11/16 mm). La solution standard sur la majeure partie du réseau national.

• ZOAB bicouche (aussi appelé ZOAB double couche) — une couche inférieure grossière et très ouverte, surmontée d'une fine couche supérieure en gravillons fins (« ZOAB bicouche fin », par exemple 4/8 mm). La couche fine agit comme un filtre : les salissures restent en surface et sont évacuées par la pluie et le trafic, si bien que la couche grossière inférieure reste ouverte.

Le ZOAB bicouche est la variante la plus silencieuse et s'applique surtout là où les exigences acoustiques sont strictes, par exemple le long des zones habitées. En contrepartie, la couche supérieure fine est la plus vulnérable à l'arrachement de gravillons et demande donc le plus rapidement de l'entretien. C'est précisément sur ce type de mélange (2L-PA 8) que le renforcement par fibres a été testé dans l'étude pratique FIBRA sur l'autoroute A73.

Asphalte poreux ou enrobé dense : la comparaison en un coup d'œil

Le tableau ci-dessous résume les principales différences entre le ZOAB monocouche, le ZOAB bicouche et une couche de roulement dense. Les valeurs sont indicatives : elles dépendent du mélange, de la charge de trafic et de la situation.

Quels sont les inconvénients de l'asphalte poreux (ZOAB) ?

La structure ouverte qui fait les qualités du ZOAB est en même temps son talon d'Achille. Trois inconvénients déterminent son profil d'entretien.

L'arrachement de gravillons : le mode de dégradation dominant

L'arrachement (rafeling en néerlandais) est le détachement de gravillons de la chaussée. Comme les pierres du ZOAB ne sont reliées entre elles que par de minces ponts de mortier bitumineux, la réserve est faible : lorsque le mortier vieillit sous l'effet du soleil, de l'eau et des variations de température, ces ponts deviennent cassants et le trafic déchausse les pierres. Une fois amorcé, le processus s'accélère — chaque gravillon disparu augmente la charge sur ses voisins. Pour le Rijkswaterstaat, l'arrachement est le mécanisme de dégradation déterminant qui marque la fin de vie d'une couche de ZOAB, et il s'aggrave aux endroits soumis à des efforts de cisaillement, comme les bretelles d'accès et de sortie et les courbes serrées.

Gel et verglas : glissant plus tôt, plus de sel

ZOAB et gel forment une combinaison délicate. Les pores isolent la couche de roulement du sous-sol plus chaud, si bien que la surface se refroidit plus vite qu'un enrobé dense et givre plus tôt. De plus, le sel de déneigement s'infiltre en partie dans les pores avec l'eau de fonte et agit donc moins longtemps sur la surface de roulement : la lutte contre le verglas sur ZOAB exige des salages plus fréquents et plus intensifs. D'où l'avertissement bien connu selon lequel les ponts et les sections en ZOAB sont les premiers à devenir glissants en conditions hivernales.

Durée de vie plus courte et coûts plus élevés

Une couche de roulement en ZOAB dure moins longtemps qu'une couche dense. À titre indicatif : là où un enrobé à matrice pierreuse (SMA) dure souvent 15 ans ou plus, le ZOAB monocouche est généralement remplacé après 10 à 13 ans et la couche supérieure fine du ZOAB bicouche souvent dès 7 à 9 ans — fortement selon la charge de trafic et la situation. Par ailleurs, le ZOAB est plus cher à la pose qu'un enrobé dense (plus de bitume de meilleure qualité par tonne, exigences de mise en œuvre plus élevées) et le drainage le long de la route demande une attention supplémentaire. Qui calcule sur l'ensemble du cycle de vie doit donc intégrer à la fois les coûts de construction et le cycle de remplacement plus court. Les tarifs indicatifs du ZOAB et des autres enrobés figurent dans notre article sur le prix de l'enrobé au m² et à la tonne.

Durée de vie et entretien du ZOAB

L'entretien du ZOAB tourne autour de deux objectifs : garder les pores ouverts et maintenir le mortier en bon état le plus longtemps possible.

• Nettoyer — avec une hydrocureuse à ZOAB (une combinaison projection-aspiration qui injecte de l'eau sous haute pression dans la chaussée et la réaspire immédiatement), les pores colmatés sont rouverts, afin de maintenir le drainage et la réduction du bruit à niveau.

• Préserver de manière préventive — les agents de régénération (rejuvenators) redonnent temporairement de la souplesse au mortier bitumineux vieilli et retardent l'arrachement ; un entretien prolongateur de durée de vie que les gestionnaires programment de plus en plus souvent.

• Surveiller et réparer — des inspections annuelles de l'arrachement et de la résistance à l'abrasion déterminent quand une réparation localisée ou un remplacement de la couche de roulement s'impose.

Comment traduire ces arbitrages dans un programme d'entretien, vous le lirez dans notre article sur l'entretien de l'asphalte et la prolongation de sa durée de vie.

Asphalte poreux pour parkings et allées : une autre conception

Le terme asphalte poreux désigne aussi les revêtements perméables de parkings, d'allées et de voiries peu circulées, conçus pour la gestion des eaux pluviales. Le principe diffère alors du ZOAB routier. Sur une autoroute en ZOAB, la couche d'assise reste dense et pratiquement imperméable : l'eau ne descend pas plus bas que la couche de roulement et s'écoule latéralement vers l'accotement. Sur un parking perméable, toute la structure laisse passer l'eau : elle traverse l'enrobé ouvert, est stockée dans une couche réservoir en granulats concassés (chaussée à structure réservoir), puis s'infiltre dans le sol ou est évacuée à débit limité par un drain.

Pour ce type d'ouvrage, les points d'attention restent proches de ceux du ZOAB :

• Colmatage : sable, terre et feuilles bouchent progressivement les pores. Un balayage avec aspiration maintient la perméabilité ; n'épandez jamais de sable sur la surface et n'appliquez ni enduit superficiel ni produit de scellement qui refermerait les pores.

• Sol support : sur un sol argileux peu perméable, la couche réservoir doit être drainée ; son épaisseur se dimensionne selon le sol et la pluie de projet.

• Usage : les braquages répétés à faible vitesse et le trafic lourd favorisent l'arrachement des gravillons d'un enrobé ouvert. Pour une aire de manœuvre de camions, un revêtement dense avec avaloirs reste souvent le choix le plus robuste.

Le renforcement par fibres : rendre le ZOAB plus résistant à l'arrachement

Puisque l'arrachement commence par le vieillissement des ponts de mortier, c'est là que se situe l'intervention la plus prometteuse : renforcer le mortier lui-même. C'est exactement ce que fait l'asphalte fibré. Pendant la production, des fibres résistantes — pour le ZOAB, généralement de l'aramide — sont mélangées à sec dans le mélange. Les fibres s'ancrent dans le mortier, pontent les microfissures naissantes et maintiennent le squelette granulaire intact plus longtemps : un renforcement par fibres contre l'arrachement du ZOAB au sens le plus littéral.

À ne pas confondre avec les fibres de cellulose souvent ajoutées aux enrobés drainants et aux SMA : celles-ci retiennent le liant dans le squelette granulaire pendant le stockage, le transport et la mise en œuvre (elles évitent l'égouttage du liant), alors que la fibre d'aramide renforce le mortier une fois la couche en service.

Que cela fonctionne sur le type de route le plus exigeant qui soit a été démontré aux Pays-Bas sur l'A73 près de Roermond. Dans le cadre du projet européen FIBRA, BAM et le Rijkswaterstaat y ont posé en août 2020 une planche d'essai en ZOAB bicouche supportant environ 50 000 véhicules par jour ouvré. La section avec fibre d'aramide (Twaron 1080, dosée autour de 0,05 % — soit quelque 500 grammes par tonne d'asphalte, selon le mélange et l'application) a affiché des performances équivalentes à la référence en bitume modifié aux polymères pour la résistance à l'abrasion, le drainage et le bruit, mais a été produite à environ 165 °C au lieu de 181 °C et a obtenu un score inférieur de plus de 10 % à l'indicateur de coût environnemental MKI (du berceau à la porte de l'usine).

Pour la pratique, cela signifie qu'il existe une fibre d'aramide adaptée aux couches de roulement en ZOAB qui s'intègre à la centrale d'enrobage sans modification de la formulation : AsphaltX, basée sur la même aramide Twaron que dans l'étude de l'A73, avec un point de fusion supérieur à 450 °C et inscrite sur la liste OPWA (BRL 9320 / NL BSB). Important à savoir : la fibre reprend le rôle de la modification aux polymères dans le mortier de la couche de roulement, mais ne remplace pas les mesures structurelles — le choix du mélange reste du sur-mesure par projet.

Un projet ZOAB ou un programme d'entretien ?

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