La pénétrabilité à l'aiguille est une méthode qui sert à déterminer la consistance des produits à base de bitumes, cires, paraffines et autres produits de consistance pâteuse (mastics... ).

Appareillage

Le matériel indispensable pour réaliser l'essai d'un produit bitumineux comprend :

• un pénétromètre, système permettant à un porte-aiguille de se déplacer verticalement sans frottement mesurable, et donnant la possibilité de la détermination de la pénétration de l'aiguille au dixième de millimètre près. Le porte-aiguille doit pouvoir se démonter aisément du système, et peser 47, 50 g. Il faut prévoir une masse additionnelle de 50, 00 g pouvant se fixer sur le porte-aiguille si elle n'existe pas déjà. Ceci porte le poids de la totalité à 100 g ;
• une aiguille de pénétration en acier inoxydable, disposée sur le porte-aiguille. Son corps doit avoir un diamètre compris entre 1, 00 mm et 1, 02 mm ; une de ses extrémités doit être tournée symétriquement en un cône ayant un angle de 9 ° 10'sur toute sa longueur. Le diamètre de son extrémité doit être compris entre 0, 14 mm et 0, 16 mm ;
• un récipient d'échantillon d'essai, cylindrique, à fond plat, en verre ou en métal. La profondeur interne du récipient doit être supérieure d'au moins 10 mm à la pénétration attendue et elle ne doit pas être inférieure à 35 mm. Son diamètre intérieur doit être au moins de 55 mm et au plus de 70 mm ;
• un bain-marie, d'une capacité d'au moins 10 L, capable d'assurer la stabilité en température de l'échantillon d'essai dans une plage de ± 0, 1 °C ;
• un système de chronométrage, précis à ± 0, 1 s ;
• un (des) thermomètre (s).

Les appareils modernes sont équipés d'afficheurs numériques (durée et profondeur d'enfoncement visualisées).

Mode d'emploi

Dans le cas d'un produit bitumeux, l'échantillon à tester est en premier lieu porté à une température de 80 à 90 °C au-dessus du point de ramollissement attendu, puis refroidi à la température ambiante, entre 15 et 30 °C pendant 60 à 90 min pour les échantillons courants. Les échantillons sont ensuite positionnés dans un bain-marie à température constante pour une durée égale à celle du refroidissement, puis l'essai est réalisé.

L'aiguille est abaissée lentement jusqu'à ce que sa pointe coïncide avec son image réfléchie par la surface de l'échantillon, puis le porte-aiguille est libéré au cours du laps de temps prescrit et descend par gravité. L'aiguille s'enfonce alors dans l'échantillon de bitume. On mesure la profondeur d'enfoncement à l'issue du temps prescrit.

Quand les conditions d'essai ne sont pas prescrites, la température, la charge appliquée et la durée d'application de la charge doivent être respectivement de :

• 25 °C, 100 g et 5 s pour des valeurs de pénétration inférieures à 500 ± 0, 1 mm ;
• 15 °C, 100 g et 5 s pour des valeurs de pénétration supérieures à 500 ± 0, 1 mm.

Résultats

Les profondeurs de pénétration sont exprimées en dixièmes de millimètre. Le résultat sert à déterminer dans quelle classe se situe l'échantillon de bitume testé. Treize classes sont déterminées en Europe pour les bitumes routiers :

• Essai à 25 °C :

  20-30 30-45 35-50 40-60

  50-70 70-100 100-150 160-220 250-330

• Essai à 15 °C :
  • 70-130 (classe 250/330)
  • 90-170 (classe 330/440)
  • 140-260 (classe 500/650)
  • 180-360 (classe 650/900)

Normalisation

Ce test est normalisé en Europe sous le code NF EN 1426 - Bitumes et liants bitumineux : Détermination de la pénétrabilité à l'aiguille. Il existe dans la majorité des autres pays du monde avec des conditions d'expérimentation identiques.

Voir aussi

Liens externes

• Site de l'Association Francaise de Normalisation
• Site du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées

Autres essais envisageables pour les liants hydrocarbonés

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