Etude du système colloïdal des bitumes et de son influence sur la physico-chimie des émulsions de bitume

Les techniques à l’émulsion de bitume constituent une solution majeure pour la décarbonation de la construction routière et amènent à une réduction significative de l’empreinte carbone des travaux routiers. Le bitume, mélange complexe d’hydrocarbures obtenu par la distillation du pétrole brut, est largement utilisé comme liant dans le domaine de la construction routière grâce à ses nombreuses qualités telles que sa souplesse d’emploi, ses propriétés viscoélastiques et adhésives, sa recyclabilité, son imperméabilité à l’eau et sa résistance chimique. Le bitume est utilisé dans la formulation de différents produits routiers comme les enrobés bitumineux à chaud et les techniques à froid à l’émulsion de bitume dont il constitue le liant qui assure la cohésion de l’ensemble du matériau. Cependant, la relation entre la composition des bitumes et les propriétés physico-chimiques des émulsions de bitume a été peu investiguée. D’un point de vue physico-chimique, le bitume peut être considéré comme un système colloïdal dans lequel les deux familles qui le composent, à savoir les asphaltènes (phase dispersée) et les maltènes (phase continue) jouent un rôle déterminant. Les asphaltènes sont des structures moléculaires polyaromatiques à haut poids moléculaire, contenant de nombreux hétéroatomes. Elles constituent les composés les plus lourds et les plus polaires du bitume. Ces caractéristiques font des asphaltènes un point clé pour mieux comprendre le comportement des bitumes et leur variabilité. Cette polarité joue un rôle important aux interfaces bitume/eau dans les émulsions de bitume pour les technologies dites « à froid ». L’objectif de cette thèse menée entre Vinci Construction et IFPEN est d’améliorer la compréhension du lien entre système colloïdal du bitume et propriétés des émulsions afin d’établir la relation structure-propriétés entre composition du bitume et propriétés des produits finis et optimiser la formulation des émulsions en fonction de l’origine du bitume.

Mots clefs : Emulsions, bitume, interfaces, rhéologie interfaciale

• Directeur de thèse    Dr Christine DALMAZZONE, christine.dalmazzone@ifpen.fr, IFPEN, ORCID : 0000-0002-2567-9385
• Ecole doctorale    ED388, Sorbonne Université
• Localisation du doctorant    Centre de Recherche Vinci Construction, Mérignac, France et IFPEN, Rueil-Malmaison, France
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2026 (2 novembre)
• Employeur    Vinci Construction (contrat CIFRE)
• Qualifications    Master en Sciences Physiques, Sciences Chimiques, Génie des matériaux
• Connaissances linguistiques    Anglais niveau B2 (CECR)
• Autres qualifications    Physico-chimie des Matériaux, Matière molle

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