La formation d’un "gel" de dihydrate de sodium

La variation d’adhérence liée à la formation de dihydrate de sodium (NaCl-2H2O)

Le dihydrate de sodium?

Lors de l’épandage de chlorure de sodium sur une chaussée, celui-ci s’hydrate si l’humidité relative de l’air est supérieure à 80%. Il se forme alors une saumure à la surface de la chaussée qui peut être relevée et nébulisée par les véhicules. Les insolubles contenus dans ces fondants, associés aux pollutions naturelles du milieu (gomme, huiles, etc…), sont de ce fait projetés sur les véhicules (opacification des pares-brises). Par suite d’une élévation des températures et d’une diminution de l’humidité relative de l’air, la saumure sèche en se concentrant à la surface de la chaussée, ce qui entraîne une micro-recristallisation de chlorure de sodium. Celle-ci peut se faire sous forme de dihydrate (NaCl-2H2O) qui confère à la chaussée un aspect blanchâtre et peut être la cause d’une perte d’adhérence.

Le diagramme de phases du système binaire NaCl-H2O est présenté ci-dessous. Trois différentes phases solides peuvent exister pour ce système :
- glace,
- dihydrate de sodium NaCl-2H2O dite phase hydrohalite
- sel anhydre NaCl

Ce diagramme permet d’identifier, à partir de la composition et la température de la phase liquide, les phases solides en équilibre avec la solution aqueuse NaCl.
Pour des concentrations comprises entre 0 et 23,2% (% en masse de NaCl), seule la phase solide glace apparaît. Pour des concentrations supérieures à 23,2%, la phase hydrohalite ou la phase anhydre NaCl sont susceptibles de se former.

Diagramme de phase "Formation du dihydrate"

Cette approche thermodynamique montre que la phase cristalline observée sur les chaussées à températures négatives peut se présenter sous forme d’hydrohalite.

Des investigations expérimentales danoises ont montré que l’apparition progressive de dihydrate de sodium (NaCl-2H2O) passe par l’apparition d’un "gel" modifiant le niveau d’adhérence de la surface routière ce qui pourrait constituer un facteur accidentogène.
Des investigations complémentaires sont en cours avec nos collègues danois.

En outre, des expériences françaises (2002) ont tenté de reproduire le mécanisme de formation de dihydrate de sodium en caisson climatique et de mesurer suivant différents sénarii les variations d’adhérence.
Cette étude a permis de montrer que le dihydrate de sodium présent sur les surfaces d’essai n’entraînait pas, sous cette forme (éventuellement associée au NaCl anhydre) de variation d’adhérence. Ce résultat est confirmé jusqu’à un dosage de 360 g/m². Des investigations complémentaires ont prouvé qu’une réduction notable d’adhérence était observée durant la phase transitoire de réhumectation d’une surface macrotexturée, initialement recouverte d’un dihydrate de sodium cristallisé.

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