Les mois d'hiver rouvrent chaque année la même question : pourquoi les chaussées et les trottoirs se « fissurent-ils » si rapidement pendant les périodes plus froides, de sorte que des nids-de-poule et des irrégularités apparaissent sur l'asphalte après seulement quelques cycles de gel et de dégel ? Le problème n'est pas seulement esthétique. Les fissures et les dommages augmentent le risque d'accidents pour les conducteurs, les cyclistes et les piétons, accélèrent la détérioration de la base et apportent aux villes des factures élevées pour des réparations qui se répètent souvent de saison en saison.

C'est précisément à cette intersection de la sécurité, de la durabilité et des coûts d'entretien qu'apparaît une nouvelle idée qui, du moins selon les résultats de laboratoire, pourrait changer la façon dont l'asphalte se « comporte » lorsque les températures chutent en dessous de zéro. Une équipe de recherche dirigée par le Pr Elham Fini a développé un liant pour asphalte obtenu à partir d'huile d'algues. Lors de tests à des températures inférieures au point de congélation, les échantillons avec des algues ont montré moins de fissuration par rapport aux liants conventionnels à base de pétrole.

Physique hivernale de l'asphalte : où se produisent les dégâts

La plupart des surfaces routières reposent sur le même principe : un mélange de granulats de pierre et de sable « tient » ensemble grâce au bitume – une substance épaisse et collante obtenue par le raffinage du pétrole brut. Le bitume dans l'asphalte a un double rôle. D'une part, il lie les particules de granulat et assure la solidité, et d'autre part, il permet une certaine élasticité, c'est-à-dire la capacité de la chaussée à se dilater et se contracter à mesure que la température change.

Le problème survient lorsque la température chute très rapidement bien en dessous de zéro. Dans de telles conditions, le liant bitumineux peut devenir plus fragile et perdre une partie de sa flexibilité, ce qui augmente la probabilité de microfissures sous la charge du trafic ou sous l'influence du gel et du dégel répétés. Une fois les fissures apparues, l'eau pénètre plus facilement dans la structure de la chaussée. L'eau qui gèle ensuite se dilate et détruit davantage le matériau, de sorte que les dommages se transforment avec le temps en trous et en soulèvements – des « points de rupture » hivernaux typiques sur les routes.

Liant à base d'algues : une alternative plus « caoutchouteuse » et durable

Dans un article publié dans la revue ACS Sustainable Chemistry & Engineering, les chercheurs présentent un soi-disant bioliant (biobinder) fabriqué à partir d'huile d'algues, conçu comme une alternative plus durable et élastique à une partie du liant bitumineux classique. Selon l'explication de l'équipe, les composés obtenus à partir d'algues pourraient améliorer la résistance de l'asphalte à l'humidité, augmenter la flexibilité et encourager un comportement ressemblant à l'auto-guérison. En pratique, cela pourrait signifier une durée de vie plus longue de la chaussée et moins de besoins en réparations coûteuses et fréquentes.

Une telle approche s'appuie sur des résultats antérieurs de la même direction de recherche : l'huile extraite des algues peut être transformée en un produit qui se comporte de manière « similaire au bitume », mais est plus résistant et fonctionnel dans certains régimes de température. Dans les travaux plus récents, les chercheurs se sont concentrés sur une question concrète : quels types d'algues donnent des huiles avec les propriétés les plus favorables pour l'asphalte, surtout lorsqu'il s'agit de basses températures et de refroidissement rapide.

Modèles informatiques et choix entre quatre types d'algues

Afin de restreindre le choix, l'équipe a appliqué des modèles informatiques pour évaluer l'huile de quatre types d'algues. L'objectif était d'identifier les huiles qui peuvent être transformées en un liant compatible avec la partie solide du mélange asphaltique, tout en conservant la fonctionnalité dans des conditions de gel. L'huile de la microalgue verte d'eau douce Haematococcus pluvialis s'est distinguée comme le candidat le plus prometteur.

Dans les simulations et les évaluations, l'huile de cette espèce a montré une meilleure résistance aux déformations permanentes sous une charge semblable à ce qui se produit sur les routes sous l'influence du trafic, ainsi qu'une plus grande résistance aux dommages causés par la présence d'humidité. Pour la construction routière, ce n'est pas un point secondaire : l'eau et l'humidité, surtout en combinaison avec de basses températures, accélèrent souvent la dégradation de l'asphalte. Si le liant supporte mieux l'humidité et conserve un comportement plus élastique, la chaussée peut rester plus longtemps dans un état plus sûr pour le trafic et plus favorable à l'entretien.

Tests en laboratoire : charge de trafic et cycles de gel

Après les évaluations informatiques, les chercheurs ont vérifié les formulations dans des démonstrations en laboratoire qui imitaient une combinaison de charge de trafic et de cycles de gel. Dans ces tests, les échantillons d'asphalte avec un liant à base de H. pluvialis ont montré, selon les auteurs, jusqu'à 70 % de meilleure récupération après déformation (deformation recovery) par rapport aux échantillons avec un liant habituel obtenu à partir de pétrole brut.

Traduit en langage courant, un tel résultat suggère que le matériau pourrait mieux « revenir » après une charge, c'est-à-dire éviter plus facilement l'affaissement permanent et les dommages qui deviennent avec le temps des fissures. Le comportement à basse température est précisément crucial pour les climats où l'hiver apporte des chutes soudaines de température et plusieurs épisodes consécutifs de gel et de dégel.

Effet climatique : petit remplacement, grand pourcentage dans l'estimation

L'article traite également de l'effet climatique potentiel du remplacement d'une partie du liant pétrolier par un bioliant. Les chercheurs estiment que le remplacement de 1 % du liant pétrolier conventionnel par un liant à base d'algues pourrait réduire les émissions nettes de carbone liées à l'asphalte de 4,5 %. Dans un scénario où la part de bioliant atteindrait environ 22 %, l'asphalte pourrait – selon leur estimation – devenir potentiellement neutre en carbone.

Il est important de souligner que ce sont des estimations qui dépendent des hypothèses de calcul des émissions nettes et de la manière dont le carbone est calculé tout au long du cycle de vie du matériau. Cependant, les chiffres indiquent clairement la logique de la recherche : même un remplacement partiel de matériau provenant de sources fossiles par une alternative à base de biomasse peut avoir un effet mesurable, surtout si la technologie était appliquée dans de grands projets d'infrastructure où la consommation totale de liant est considérable.

Ce que la technologie pourrait signifier pour les routes et les trottoirs

Bien qu'il s'agisse de résultats de laboratoire, l'objectif de l'innovation est pratique : prolonger la durée de vie de l'asphalte dans des conditions où le gel et l'humidité accélèrent la dégradation. Dans les villes aux hivers marqués, les dommages n'apparaissent souvent pas progressivement, mais par vagues – après des refroidissements soudains et des cycles de glace répétés. Toute réduction des fissures et des déformations permanentes pourrait signifier moins d'interventions d'urgence, moins de rapiéçages temporaires et un standard d'entretien plus stable.

Un tel changement aurait également une dimension de sécurité. Un nid-de-poule n'est pas seulement un désagrément qui secoue le véhicule ; il peut causer des dommages aux pneus et à la suspension, une perte de contrôle et des chutes de cyclistes ou de piétons. Si le liant s'avère plus résistant dans des conditions de température critiques, il est raisonnable de s'attendre également à un risque moindre lié à la dégradation soudaine de la surface – à condition que les résultats soient confirmés hors du laboratoire et dans différents types de mélanges asphaltiques.

Du travail scientifique au chantier : ce qu'il reste à prouver

Pour que l'innovation passe du travail scientifique à la pratique standard, il est courant qu'elle doive passer une série de vérifications supplémentaires : comportement dans de grandes séries et différentes recettes de mélanges asphaltiques, exposition à long terme au rayonnement UV et à l'oxydation, résistance aux influences chimiques (par exemple les sels), et compatibilité avec les processus industriels existants de mélange et de pose de l'asphalte.

Il y a aussi l'aspect économique. Les chercheurs décrivent l'approche comme une voie potentielle vers une infrastructure hautement efficace, d'un coût acceptable et durable. Cependant, le rapport coût-bénéfice réel dépend largement des coûts des matières premières, du traitement et de la logistique, ainsi que du cycle de vie de la chaussée. En pratique, « plus avantageux » n'est souvent pas seulement le prix du matériau, mais le coût total de l'entretien au fil des ans. S'il était prouvé que le bioliant réduit le besoin de réparations, le coût initial pourrait être plus facilement justifié.

Qui est derrière la recherche et comment elle a été présentée au public

L'article sur le bioliant à base d'algues a été publié le 17 novembre 2025 dans la revue ACS Sustainable Chemistry & Engineering, et un résumé plus large des résultats a été présenté publiquement dans un communiqué de la Société américaine de chimie (ACS) le 15 décembre 2025. Le communiqué souligne l'accent mis sur l'amélioration de la durabilité des surfaces routières et piétonnes dans des conditions plus froides, tout en recherchant des solutions matérielles plus durables pour l'infrastructure.

Dans le même contexte, il est indiqué que les auteurs de la recherche ont remercié le Département de l'Énergie des États-Unis (U.S. Department of Energy) pour le financement, ce qui est un cadre fréquent pour les projets reliant les innovations matérielles, la transition énergétique et la réduction de l'empreinte environnementale.

ACS et le rôle des revues scientifiques dans la vérification des affirmations

La Société américaine de chimie (ACS) agit en tant qu'organisation à but non lucratif fondée en 1876 et agréée par le Congrès des États-Unis. Le rôle de l'ACS dans de tels sujets n'est pas de mener la recherche elle-même, mais de publier et de diffuser les résultats scientifiques par le biais de revues évaluées par des pairs et de canaux de communication tels que les communiqués PressPacs. Pour le public, il est important de comprendre la différence : le communiqué est le point d'entrée, tandis que les détails clés, la méthodologie et les données se trouvent dans le travail scientifique lui-même.

Pour l'instant, le message que les auteurs soulignent se résume à deux points : un bioliant obtenu à partir d'huile d'algues montre un potentiel pour que l'asphalte devienne plus résistant à la fissuration et aux déformations permanentes dans des conditions inférieures à zéro, tout en ouvrant un espace pour la réduction des émissions nettes de carbone si une partie du liant pétrolier était remplacée à long terme par un matériau à base de biomasse.