Fondant routier
Un fondant routier est un produit utilisé dans l’action de salage des routes en période hivernale. Il a pour effet de faire fondre la pellicule de glace ou la neige compactée et durcie accumulée sur le revêtement des chaussées des suites des effets de phénomènes climatiques hivernaux et d’une température basse.
Principes
Un fondant routier fait fondre la glace ou la neige accumulée sur la chaussée en abaissant le point de congélation de l'eau.
Pour une quantité de fondant donnée, la quantité de glace fondue décroît avec l'abaissement de la température du mélange. À une certaine température limite, dite eutectique, il ne peut plus se former de solution de sel et la fonte cesse.
Concentration eutectique
La concentration eutectique est la quantité de fondant nécessaire pour abaisser le point de congélation à la température eutectique. À cette température, la fonte est très lente. Si on ajoute trop de sel (c'est-à-dire, si la concentration est supérieure à la concentration eutectique), les cristaux de sel sont précipités sans abaisser davantage le point de congélation. Ainsi, l'usage de trop de sel constitue un gaspillage car il diminue l'efficacité de la fonte de la glace par action chimique.
Courbe de température
La chaleur nécessaire pour faire fondre la glace provient de l'air et de la chaussée, sous la couverture de glace ou de neige. Lorsqu'un fondant est d'abord ajouté à la glace, l'élimination de la chaleur nécessaire pour la fonte de la glace abaisse la température du mélange de glace et d'eau jusqu'à ce qu'elle soit égale à celle de la concentration de solution saline. Toutefois, à mesure que la glace fond, la concentration de sel diminue et la température d'équilibre augmente (c'est-à-dire que le point de congélation est supérieur). Il s'ensuit donc que la fonte de la glace par l'addition de fondant entraîne un abaissement initial de la température, suivi de l'accroissement graduel de la température au fur et à mesure que la glace fond.
Types de fondants routiers
Les fondants routiers sont de divers types[1].
Chlorure de sodium
Le chlorure de sodium (NaCl) est le fondant le plus couramment utilisé tant en Europe qu’en Amérique du Nord. Il est formé (en % de la masse) d'environ 40 % de sodium et 60 % de chlore. En Amérique du Nord, des éléments en traces, y compris des métaux en traces, peuvent constituer jusqu'à 5 % du poids total du sel. Les substances qui peuvent être présentes sont le phosphore, le soufre, l'azote, le cuivre et le zinc.
Il ne peut être produit que par :
- extraction de sel gemme ;
- cristallisation de saumure obtenue après dissolution de sel gemme ou concentration d'eau de mer.
Chlorure de calcium
Le chlorure de calcium (CaCl2) (en % de la masse, 36 % calcium et 64 % chlore) est le deuxième sel de voirie le plus utilisé en Amérique du Nord et en Europe. Au Canada, il est également le principal abat-poussière chimique en usage. Il est cependant plus toxique et écotoxique que le chlorure de sodium.
Chlorure de magnésium
Le chlorure de magnésium (MgCl2) (en % de la masse, 26 % magnésium et 74 % chlore) est aussi utilisé comme fondant routier pour le déglaçage des routes. Au Canada ce sont entre 25 000 et 35 000 tonnes de chlorure de magnésium qui sont utilisées chaque année.
Composés organiques
Divers produits organiques sont utilisés (notamment aux États-Unis) pour remplacer le sel. Leur mode de fonctionnement est similaire: les ions qu'ils libèrent abaissent le point de congélation de l'eau. Ils sont généralement moins nocifs pour la végétation mais plus chers à produire, et leur impacts réels dans l'eau (en particulier la consommation d'oxygène) restent débattus. Les produits principaux sont listés ci-dessous, avec leur formule chimique typique.
- Acétate de calcium/magnésium (CaMg2(CH3COO)6)
- Acétate de potassium (CH3COOK)
- Formate de potassium (CHO2K)
- Formate de sodium (HCOONa)
- Formate de calcium (Ca(HCOO)2)
- Urée (CO(NH2)2)
Ferrocyanures
Des produits additifs, dits antimottants ou antiagglomérants, peuvent être utilisés pour éviter la reprise en masse. Les antimottants utilisables sont les hexacyanoferrates de sodium, de potassium, ou de calcium.
Le traitement antimottant est caractérisé par la teneur en ion hexacyanoferrate [Fe(CN)6]4-, exprimé en mg/kg de masse sèche de produit.
Mélanges
Des mélanges de chlorures de sodium et de chlorures de calcium ou de magnésium peuvent aussi être envisagés.
Pour être plus efficaces, ces produits peuvent être utilisés en solution sous forme de :
Propriétés physico-chimiques[1]
Le tableau suivant présente les propriétés physico-chimiques de quatre sels inorganiques (le chlorure de sodium, le chlorure de calcium, le chlorure de magnésium et le chlorure de potassium) et des ferrocyanures utilisés comme sels de voirie.
| Substance | Utilisation spécifique | Poids moléculaire | Température eutectique | Température d'emploi
(°C) |
Solubilité dans l'eau (g/100mL) (°C) |
|---|---|---|---|---|---|
| Chlorure de sodium, NaCl |
déglaçage des routes, anti-givrage et additif de déglaçage pour le sable | 58,44 | −21 °C | 0 à −15 °C | 35,7 à 0 °C |
| Chlorure de calcium, CaCl2 | déglaçage des routes, additif de déglaçage, anti-givrage, pré-mouillage, abat-poussière, construction des routes | 110,99 | −51,1 °C | <−23 °C | 37,1 à 0 °C |
| Mélange de chlorure de sodium et de chlorure de calcium (80/20) | déglaçage des routes, anti-givrage | s.o. | -12 | ||
| Chlorure de magnésium, MgCl2 | déglaçage des routes, additif de déglaçage, anti-givrage des routes, abat-poussière | 95,21 | −33,3 °C | −15 °C | 54,25 à 20 °C |
| Mélange de chlorure de sodium et de chlorure de magnésium (80/20) | déglaçage des routes | s.o. | < -15 | ||
| Chlorure de potassium, KCl | agent de déglaçage de remplacement pour les routes | 74,55 | −10,5 °C | −3,89 °C | 56,7 à 100 °C |
| Ferrocyanure de sodium, Na4Fe(CN)6•10H2O | additif anti-agglomérant | 484,07 | 31,85 à 20 °C | ||
| Ferrocyanure ferrique, Fe4[Fe(CN)6]3 | additif anti-agglomérant | 859,25 | insoluble |
Impacts sur l'environnement
Dans les régions froides où ils sont abondamment utilisés, comme dans le nord du Canada, les fondants routiers affectent l'environnement en le salinisant. C'est par exemple une cause de régression ou disparition locale des saumons ou de certains amphibiens.
Le sel peut également affecter les arbres qui le captent via leurs racines et l'accumulent. Au-delà d'un certain taux, l'arbre meurt. Lors d'incendies de forêts ou dans les chaudières ou cheminées, la combustion de bois imprégné de sel est source d'organochlorés toxiques et parfois très stables (dioxines, furanes). Ainsi, en Colombie-Britannique (et au Nouveau-Brunswick) a-t-on calculé que la combustion de bois chargé de sel entraînait le rejet dans l'air de 8,6 grammes équivalent-toxique/an, soit 4,3 % du total national des émissions de dioxines et de furannes de l’inventaire des rejets dressé dans le cadre de la Loi canadienne sur la protection de l’environnement (LCPE)[2].
C'est un impact plus anecdotique, mais on signale localement, des mammifères ayant appris à lécher les cristaux de sels protégés du lessivage sous la carrosserie et sur le pot catalytique. Il arrive alors que des animaux se coincent les cornes sous la carrosserie[3], ce qui est source de risques pour l'animal, pour le véhicule et pour les rangers qui doivent aider l'animal à se dégager.
Voir aussi
Articles connexes
Lien externe
- CETE de l’Est (France) sur le site Métier de la viabilité hivernale
Notes et références
- Rapport d'évaluation pour sels de voirie – Canada
- Note Émissions de dioxines et de furannes provenant de l’incinération et des chaudières des usines côtières de pâtes et papiers, CCME, consultée le 28 septembre 2008
- Illustration sur Flick, ici, mouflon d'Amérique en train de lécher le dessous d'une voiture sur le parking d'un site naturel (Waterton's Red Rock Canyon)
