Résumé

Produit de distillation du pétrole, le bitume est chauffé puis mélangé à de la matière minérale broyée (le granulat) pour former l’enrobé bitumineux qui est utilisé pour le pavage de la grande majorité des routes. Les gaz, vapeurs et particules émis lorsque le bitume ou l’enrobé est chauffé sont constitués d’un groupe complexe de composés chimiques réglementés sous le nom de fumées d’asphalte (ou de bitume), notamment dans le Règlement sur la santé et la sécurité du travail du Québec. Si le bitume démontre un manque d’adhésivité au granulat selon la norme prescrite, une dope d’adhésivité (additif chimique) y est ajoutée. Ce type de bitume, que l’on nommera bitume haute résistance au désenrobage (HRD), est utilisé au Québec depuis environ 15 ans.

Depuis quelques années, des travailleurs du pavage se plaignent de problèmes d’irritation des yeux et du système respiratoire à la suite de l’utilisation de bitume HRD avec ce type d’additif. Cependant, les substances émises lors de la mise en œuvre d’un enrobé avec bitume HRD avec dope d’adhésivité ont fait l’objet de peu d’études. Les deux premiers objectifs de la présente étude étaient de caractériser en laboratoire les fumées émises par un bitume HRD avec additif pour ensuite identifier les composés chimiques spécifiques à ce type de bitume et qui sont soupçonnés irritants ou sensibilisants. Le troisième objectif était de développer une méthode de prélèvement et d’analyse des composés mis en évidence par cette recherche pour évaluation ultérieure en milieu de travail.

Deux approches complémentaires ont été utilisées en laboratoire : un système de génération par espace de tête (headspace, HS) couplé à la chromatographie phase gazeuse et spectrométrie de masse (CPG-SM) et un système de génération par réacteur. Trois ensembles bitumes et additifs (dope d’adhésivité), nommés ici S, V et W, ont été retenus pour cette étude sur la base de leur fréquence d’utilisation par le ministère des Transports, de la Mobilité durable et de l’Électrification des transports du Québec.

Les deux approches ont permis d’identifier plusieurs composés contenus dans les émissions produites lors des générations avec additifs seuls, notamment des amines, amides, aminoalcool, glycols et éthers de glycol. Lors des générations de fumées avec bitume, l’approche HS-CPG-SM n’a permis de mettre en lumière qu’un nombre restreint de composés spécifiquement attribuables à la présence de l’additif, soit la pyrazine (S, V et W), l’éthylène glycol (W), le diéthylène glycol (W) et le triéthylène glycol (W).

En se basant sur leur caractère irritant et leur représentativité de l’ensemble des composés identifiés, dix composés ont été évalués systématiquement lors de 74 essais de génération par réacteur, grâce notamment à l’optimisation de la méthode IRSST 363 (Amines dans l’air). Les résultats obtenus ont démontré que la majorité des composés évalués étaient attribuables à la présence d’additif dans les trois bitumes étudiés. Les composés présentant les concentrations les plus élevées lors des générations étaient les suivants : pipérazine (S, V et W), éthylène diamine (S, V et W), éthanolamine (W), diéthanolamine (W) et diéthylène glycol (W). La température de chauffage du bitume dans le réacteur s’est avérée être le principal déterminant des concentrations mesurées. Des échantillons d’air prélevés en centrale d’enrobage, directement au-dessus du réservoir de bitume avec additif (S) à 160-165 °C, ont révélé des résultats du même ordre de grandeur que ceux obtenus au laboratoire pour le même bitume, venant ainsi confirmer la validité des résultats obtenus par l’approche réacteur et ainsi l’atteinte de l’ensemble des objectifs de l’étude.

Cette recherche permet de conclure que la présence des additifs dans le bitume pourrait augmenter le potentiel irritant des fumées d’asphalte. Des évaluations plus poussées en milieu de travail sont cependant requises pour confirmer le niveau d’exposition des travailleurs à ces composés irritants.