Fondant routier
Un fondant routier est un produit utilisĂ© dans lâaction de salage des routes en pĂ©riode hivernale. Il a pour effet de faire fondre la pellicule de glace ou la neige compactĂ©e et durcie accumulĂ©e sur le revĂȘtement des chaussĂ©es des suites des effets de phĂ©nomĂšnes climatiques hivernaux et dâune tempĂ©rature basse.
Il provient de la méthode thermique (sel ignigÚne), de gisements géologiques salifÚres (sel gemme) ou des marais salants (sel de mer récolté en salines ou salins), ou il s'agit de coproduit ou sous-produit industriel par exemple issu de la production de la potasse à partir de sylvinite en vue produire du chlorure de potassium (on parle alors de « sel thermique »). Le chlorure de sodium est le plus utilisé.
Histoire
Si en France la saliculture date au moins de la Gaule prĂ©-romaine, le sel n'a commencĂ© Ă ĂȘtre vendu pour dĂ©neiger les routes qu'au dĂ©but des annĂ©es 1960. Mais son utilisation s'est depuis largement Ă©tendue, mĂȘme si le rĂ©chauffement climatique devrait diminuer les besoins[1].
Marché du sel de déneigement
En France
Ce marchĂ© se constitue au dĂ©but des annĂ©es 1960 quand le sel a commencĂ© Ă ĂȘtre utilisĂ© pour dĂ©neiger les chaussĂ©es[1].
Dans les annĂ©es 1980, lâoffre est trĂšs concentrĂ©e (quasi-bipolaire avec seulement deux fournisseurs : la C.S.M.E. et la S.C.P.A qui fournissent 90 Ă 99 % du sel, Solvay fournissant le complĂ©ment) :
- - Le sel thermique de la S.C.P.A, fabriqué et conditionné prÚs de Mulhouse est mis sur le marché sous trois dénominations correspondent à trois qualités : le « tout-venant essoré » (teneur en NaCl de 84 à 88 %), le « standard essoré », le plus vendu, contenant 90 à 92 % de NaCl et le « standard séché »[1].
- - Le sel gemme de la C.S.M.E. a deux origines : celui issu de la mine de Varangéville (aux abords de Nancy), étiqueté « sel spécial déneigement », est un peu moins pur que le « standard essoré » de la S.C.P.A. Il est aussi vendu en « qualité supérieure » alors dénommé « n° 4 calibré ». La C.S.M.E. vend aussi pour le déneigement du sel de mer récolté dans ses grands salins de Camargue, réputé trÚs pur[1].
- Au début des années 1980, alors que les ventes moyennes annuelles sont 750 000 tonnes/an, trois grands groupes se partagent ce marché : Solvay fournit environ 15 000 tonnes par an (2 % environ), le reste étant partagé entre les Salins et C.S.M.E (selon un accord tacite et illégal, montreront des documents saisis par la direction de la concurrence). Un rapprochement a eu lieu entre C.S.M.E. et Solvay, visant à ce que Solvay renonce totalement au marché du sel de déneigement au profit des deux grand producteurs[1].
- Ă la fin des annĂ©es 1980, l'Ătat et les dĂ©partements achĂštent les deux tiers des sels de dĂ©neigement de France[1].
Le reste est acheté par les concessionnaires autoroutiers, les communes et certaines entreprises[1].
Chaque année, 80 % des ventes se font alors entre novembre et mars, principalement dans le Nord et de l'Est du pays.
Ces ventes fluctuent annuellement selon la météo (presque du simple au double ; ex : 1 million de tonnes en 1979 contre 1 400 000 t en 1985, 512 000 tonnes en 1983 et 590 000 tonnes en 1984)[1] .
Le sel de mer est alors bien plus coûteux, mais il est apprécié par quelques acheteurs pour sa pureté. Son marché naturel est plutÎt celui du sel alimentaire, mais une petite quantité est vendue pour le déneigement.
Les fonctions des sels mis sur le marchĂ© sont assez similaires « surtout en ce qui concerne les qualitĂ©s les plus vendues : le « spĂ©cial dĂ©neigement » de la C.S.M.E. et le « standard essorĂ© » de la S.C.P.A ». Les choix des acheteurs se font donc en grande partie selon le prix final ou prix « rendu » qui est « Ă©gal au prix du produit au dĂ©part du lieu de production (prix « dĂ©part ») auquel sâajoute le prix du transport. Ce dernier peut ĂȘtre dâun montant Ă©gal ou supĂ©rieur au prix « dĂ©part » lorsque le point de livraison est Ă©loignĂ© des lieux de production. Ceux-ci Ă©tant peu nombreux - un pour la S.C.P.A., deux pour la C.S.M.E. -, le prix du transport reprĂ©sente, en tout Ă©tat de cause, une part importante du prix « rendu » consenti dans la plupart des rĂ©gions, compte tenu, en outre, du caractĂšre pondĂ©reux et de la faible valeur du sel »[1] . - En 1988, aprĂšs plusieurs annĂ©es d'enquĂȘte administrative, le Conseil de la concurrence, sur la base de documents saisis et d'une enquĂȘte administrative, constate et dĂ©nonce une entente illicite (sur les prix et/ou de stabilisation des parts respectives de marchĂ©), entente qui semble durer presque depuis le milieu des annĂ©es 1970 oĂč, aprĂšs avoir adhĂ©rĂ© au « ComitĂ© des salines de France » (syndicat professionnel crĂ©Ă© pour dĂ©fendre les intĂ©rĂȘts des producteurs français de sel), la S.C.P.A (qui vendait son sel antĂ©rieurement bien moins cher que celui de la C.S.M.E.) sâest vu demander (en aoĂ»t 1974) de la part de la CSME de « limiter sa concurrence » (piĂšce n° 254, feuillets 54 Ă 58 citĂ©s par la direction de la concurrence) ; avec une « clause de tonnage : 50-50 % », « la S.P.C.A. considĂ©rant, quant Ă elle, que cette proposition « pourrait ĂȘtre Ă 60 % S.C.P.A., 40 % C.S.M.E. ».
Au dĂ©but de lâannĂ©e 1976, les responsables des ventes du sel de dĂ©neigement de ces deux sociĂ©tĂ©s ont mis au point, ensemble, une Ă©tude qui divisait le territoire national en cinq zones et qui fixait les parts de marchĂ© devant ĂȘtre rĂ©alisĂ©es par les deux fournisseurs dans chaque dĂ©partement, Ă lâexception de ceux compris dans une zone dite « de tonnages marginaux » oĂč les livraisons pourraient ĂȘtre « rĂ©alisĂ©es librement par lâun et lâautre producteur » [2])[1]. Le cumul des parts de marchĂ© dĂ©partementales attribuĂ©es Ă chaque fournisseur devait aboutir Ă confĂ©rer Ă la S.C.P.A. 59,7 % des tonnages livrĂ©s et 40,3 % Ă la C.S.M.E ».
Lâentente comprenait un accord de rĂ©partition du marchĂ© (« Quotas sur le marchĂ© français du sel ») et des Ă©changes dâinformations sur les ventes (de 1976 ) 1984, selon le responsable des ventes de sel de dĂ©neigement de la S.C.P.A.[3].
Le 3 mai 1988, le Conseil de la concurrence a infligĂ© Ă la SociĂ©tĂ© commerciale des potasses et de l'azote et Ă la Compagnie des salins du Midi et des salines de lâEst une sanction financiĂšre de 1 million de francs chacune[1]. Il a aussi enjoint au Groupement des producteurs de sel de la presquâĂźle de GuĂ©rande, la CoopĂ©rative des producteurs de lâĂźle de Noirmoutier et la CoopĂ©rative agricole des producteurs de sel de la Charente-Maritime de mettre fin aux pratiques dâĂ©changes dâinformations sur les prix[1]. - Vers 2015 (selon le ComitĂ© des salines de France), le sel fait vivre prĂšs de 5 000 personnes environ (« 4 900 emplois directs et indirects en 2014, dont 4 500 uniquement en lien avec le sel issu de gisements souterrains »[4], principalement en Lorraine, RhĂŽne-Alpes, Languedoc-Roussillon, Provence-Alpes-CĂŽte d'Azur, Aquitaine, Poitou-Charentes, Pays de la Loire[4]) et la France en extrait ou produit 7 millions de t/an (dont 1 million de t/an de sel de mer), ce qui couvre 100 % des besoins en carbonate de sodium du pays et 70 % des besoins en sel cristallisĂ© (industrie, agent fondant et sel de cuisine)[5]. la production augmente : +12 % pour le sel par dissolution (aprĂšs une baisse de prĂšs de 3 % de 2013 Ă 2014[4]) et +11 % pour les sels cristallisĂ©s (+ 11 % de 2013 Ă 2014). 1/4 de ce sel est utilisĂ© pour le dĂ©neigement (baisse de 32 % environ de 2013 Ă 2014). et la moitiĂ© par l'industrie. Seul 10 % environ est du sel alimentaire[4].
Principes
Un fondant routier fait fondre la glace ou la neige accumulée sur la chaussée en abaissant le point de congélation de l'eau, selon la loi de la cryométrie.
Pour une quantité de fondant donnée, la quantité de glace fondue décroßt 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 trÚs 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 entraßne un abaissement initial de la température, suivi de l'accroissement graduel de la température au fur et à mesure que la glace fond.
Propriétés physico-chimiques
Le tableau suivant[6] 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/100 mL) (°C) |
---|---|---|---|---|---|
Chlorure de sodium, NaCl | dĂ©glaçage des routes, anti-givrage et additif de dĂ©glaçage pour le sable | 58,44 | â21 °C | 0 Ă â15 °C | 35,7 Ă 0 °C |
Chlorure de calcium, CaCl2 | dĂ©glaçage des routes, additif de dĂ©glaçage, anti-givrage, prĂ©-mouillage, abat-poussiĂšre, construction des routes | 110,99 | â51,1 °C | <â23 °C | 37,1 Ă 0 °C |
Mélange de chlorure de sodium et de chlorure de calcium (80/20) | déglaçage des routes, anti-givrage | s.o. | -12 | ||
Chlorure de magnĂ©sium, MgCl2 | dĂ©glaçage des routes, additif de dĂ©glaçage, anti-givrage des routes, abat-poussiĂšre | 95,21 | â33,3 °C | â15 °C | 54,25 Ă 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 dĂ©glaçage de remplacement pour les routes | 74,55 | â10,5 °C | â3,89 °C | 56,7 Ă 100 °C |
Ferrocyanure de sodium, Na4Fe(CN)6âą10H2O | additif anti-agglomĂ©rant | 484,07 | 31,85 Ă 20 °C | ||
Ferrocyanure ferrique, Fe4[Fe(CN)6]3 | additif anti-agglomérant | 859,25 | insoluble |
Types de fondants routiers
Les fondants routiers sont de divers types[6].
Chlorure de sodium
Le chlorure de sodium (NaCl) est le fondant le plus couramment utilisĂ© tant en Europe quâen AmĂ©rique du Nord. Il est formĂ© (en % de la masse) d'environ 40 % de sodium et 60 % de chlore. En AmĂ©rique du Nord, des Ă©lĂ©ments en traces, y compris des mĂ©taux en traces, peuvent constituer jusqu'Ă 5 % du poids total du sel. Les substances qui peuvent ĂȘtre prĂ©sentes sont le phosphore, le soufre, l'azote, le cuivre et le zinc.
Il ne peut ĂȘtre produit que par :
- extraction de sel gemme ;
- cristallisation de saumure obtenue aprĂšs 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 deuxiÚme sel de voirie le plus utilisé en Amérique du Nord et en Europe. Au Canada, il est également le principal abat-poussiÚre 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 utilisĂ©s (notamment aux Ătats-Unis) pour remplacer le sel. Leur mode de fonctionnement est similaire : les ions qu'ils libĂšrent abaissent le point de congĂ©lation de l'eau. Ils sont gĂ©nĂ©ralement moins nocifs pour la vĂ©gĂ©tation mais plus chers Ă produire, et leur impact rĂ©el dans l'eau (en particulier la consommation d'oxygĂšne) reste dĂ©battus. Les produits principaux sont listĂ©s ci-dessous, avec leur formule chimique typique.
- Acétate de calcium/magnésium (CaMg2(CH3COO)6)
- Acétate de calcium[7]
- Acétate de potassium (CH3COOK)
- Formate de potassium (CHO2K)
- Formate de sodium (HCOONa)
- Formate de calcium (Ca(HCOO)2)
- Urée[8] (CO(NH2)2)
Ferrocyanures
Des produits additifs, dits antimottants ou antiagglomĂ©rants, peuvent ĂȘtre utilisĂ©s pour Ă©viter la reprise en masse. Les antimottants utilisables sont les hexacyanoferrates de sodium, de potassium, ou de calcium.
Le traitement antimottant est caractĂ©risĂ© par la teneur en ion hexacyanoferrate [Fe(CN)6]4â, exprimĂ© en mg/kg de masse sĂšche de produit.
MĂ©langes
Des mĂ©langes de chlorures de sodium et de chlorures de calcium ou de magnĂ©sium peuvent aussi ĂȘtre envisagĂ©s.
Pour ĂȘtre plus efficaces, ces produits peuvent ĂȘtre utilisĂ©s en solution sous forme de :
Dérivés de composants organiques
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[9] (vodka[10]). 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[9]. Des saumures de cornichons et du jus de pommes de terre sont également à l'essai[11].
Le jus de la betterave à sucre est utilisé comme fondant routier en Amérique du Nord depuis 2005[12]. Son usage s'est répandu (en 2009, 2010 et 2011 pour Chicago, Montréal et Ottawa respectivement)[13]. 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[14] - [15].
Impacts sur l'environnement
Dans les rĂ©gions froides oĂč ils sont abondamment utilisĂ©s, comme dans le nord du Canada, les fondants routiers affectent l'environnement en le salinisant. C'est par exemple une cause de rĂ©gression ou disparition locale des saumons ou de certains amphibiens.
Le sel peut Ă©galement affecter les arbres qui le captent via leurs racines et l'accumulent. Au-delĂ d'un certain taux, l'arbre meurt. Lors d'incendies de forĂȘts ou dans les chaudiĂšres ou cheminĂ©es, la combustion de bois imprĂ©gnĂ© de sel est source d'organochlorĂ©s toxiques et parfois trĂšs stables (dioxines, furanes). Ainsi, en Colombie-Britannique (et au Nouveau-Brunswick) a-t-on calculĂ© que la combustion de bois chargĂ© de sel entraĂźnait le rejet dans l'air de 8,6 grammes Ă©quivalent-toxique/an, soit 4,3 % du total national des Ă©missions de dioxines et de furannes de lâinventaire des rejets dressĂ© dans le cadre de la Loi canadienne sur la protection de lâenvironnement (LCPE)[16].
C'est un impact plus anecdotique, mais on signale localement, des mammifÚres ayant appris à lécher les cristaux de sels protégés du lessivage sous la carrosserie ou qui se sont formés sur le pot d'échappement chaud. Il arrive alors que des animaux se coincent les cornes sous la carrosserie[17], 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 lâEst (France) sur le site MĂ©tier de la viabilitĂ© hivernale
Notes et références
- Conseil de la concurrence Décision n° 88-D-20 du 3 mai 1988 relative à des pratiques relevées sur le marché du sel, 3 mai 1988
- piÚce n°254, feuillets 131, 132, 134 à 151 cités par la direction de la concurrence
- « Des documents saisis dans les locaux de la S.C.P.A. montrent que cette sociĂ©tĂ© Ă©changeait avec la C.S.M.E. des tableaux statistiques dĂ©taillĂ©s retraçant les tonnages livrĂ©s au cours de lâannĂ©e Ă©coulĂ©e dans chaque dĂ©partement, selon les catĂ©gories de clientĂšle (piĂšce n° 256, feuillets 45 Ă 48, 56 Ă 62, 174 Ă 177, 203 Ă 226). Sur la page de prĂ©sentation des tableaux statistiques de lâannĂ©e 1983 figure la mention « Ă dĂ©truire aprĂšs consultation » (mĂȘme piĂšce, feuillet 203). Ă partir des informations obtenues, la S.C.P.A. calculait chaque annĂ©e la part de marchĂ© rĂ©alisĂ©e par elle dans tous les dĂ©partements »
- CSF Chiffres clés du sel, pour aller plus loin, Comité des salines de France, consulté 7 mars 2018
- CSF , Comité des salines de France, consulté 7 mars 2018
- Rapport d'Ă©valuation pour sels de voirie â Canada
- « Déneigement écologique : Grenoble teste un sel "vert" mis au point par un diplÎmé de Phelma », sur www.grenoble-inp.fr, (consulté le )
- Ătude d'impact des Ă©pandages de produits de voirie sur les milieux naturels et stratĂ©gie d'intervention durable pour la municipalitĂ© de Sainte-Anne-des-Lacs, Lacasse, Chaussadent, Tarte et Leroy, avril 2014, p. 54.
- (en)Anti-freezing and deicing composition and method, brevet N° US6416684 B1, Todd A. Bloomer, 9 juillet 2002.
- (en)Beet Juice Fights Icy Roads, Voice of America, 7 mars 2014.
- (en)Four Foods That Help Prevent Slippery Roads, AccuWeather, 22 janvier 2015.
- (en)Beet juice melts ice from winter roads, The Star, 26 décembre 2012.
- (en)B.C. town uses beet juice on snowy roads, The Globe and Mail, 9 janvier 2014.
- Steve Proulx, « DĂ©glaçant Ă la betterave », La Vie en vert, TĂ©lĂ©-QuĂ©bec,â (lire en ligne, consultĂ© le ).
- (en)Liam Casey, « In Torontoâs deep freeze, beet juice beats salt for melting ice », Toronto Star,â (lire en ligne, consultĂ© le ).
- Note Ămissions de dioxines et de furanes provenant de lâincinĂ©ration et des chaudiĂšres des usines cĂŽtiĂšres de pĂątes et papiers, CCME, consultĂ©e le 28 septembre 2008
- Illustration sur Flickr, 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)