Fondant routier

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Camion de salage

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[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

Les fondants routiers sont de divers types[1].

Chlorure de sodium[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

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 impact réel dans l'eau (en particulier la consommation d'oxygène) reste débattus. Les produits principaux sont listés ci-dessous, avec leur formule chimique typique.

Ferrocyanures[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

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 :

Dérivés de composants organiques[modifier | modifier le code]

Les premiers essais d'utilisation de résidus de composés organiques pour lutter contre le gel datent de 1987, en Hongrie ; il s'agissait alors de déchets de distilleries d'alcool[3] (vodka[4]). D'autres résidus organiques ont été testés, comme les déchets de production de farine de maïs, de vin ou de fromage, mais ils présentent cependant des inconvénients notables, comme les mauvaises odeurs issues de la poursuite de la fermentation[3]. Des saumures de cornichons et du jus de pommes de terre sont également à l'essai[5].

Le jus de la betterave à sucre est utilisé comme fondant routier en Amérique du Nord depuis 2005[6]. Son usage s'est répandu (en 2009, 2010 et 2011 pour Chicago, Montréal et Ottawa respectivement)[7]. Utilisé seul ou mélangé avec du chlorure de sodium, le jus de betterave est efficace jusqu'à -32°C et permet de réduire l'impact des agents de déglaçage sur l'environnement et les infrastructures[8],[9].

Propriétés physico-chimiques[1][modifier | modifier le code]

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 °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 °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[modifier | modifier le code]

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)[10].

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[11], 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[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b Rapport d'évaluation pour sels de voirie – Canada
  2. Étude d'impact des épandages de produits de voirie sur les milieux naturels et stratégie d'intervention durable pour le municipalité de Sainte-Anne-des-Lacs, Lacasse, Chaussadent, Tarte et Leroy, avril 2014, p. 54.
  3. a et b (en)Anti-freezing and deicing composition and method, brevet N° US6416684 B1, Todd A. Bloomer, 9 juillet 2002.
  4. (en)Beet Juice Fights Icy Roads, Voice of America, 7 mars 2014.
  5. (en)Four Foods That Help Prevent Slippery Roads, AccuWeather, 22 janvier 2015.
  6. (en)Beet juice melts ice from winter roads, The Star, 26 décembre 2012.
  7. (en)B.C. town uses beet juice on snowy roads, The Globe and Mail, 9 janvier 2014.
  8. Steve Proulx, « Déglaçant à la betterave », La Vie en vert, Télé-Québec,‎ (lire en ligne).
  9. (en)Liam Casey, « In Toronto’s deep freeze, beet juice beats salt for melting ice », Toronto Star,‎ (lire en ligne).
  10. 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
  11. 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)