Caractérisation expérimentale des propriétés thermiques de granulats de verre postconsommation et analyse par simulation numérique du comportement thermique d'une structure de chaussée avec couche de verre postconsommation

Résumé

En 2014, ce sont près de 200 000 tonnes de verre qui ont été générées par la société québécoise dont une part non négligeable (57%) est entreposée dans des lieux d’enfouissements techniques, car souvent impropre au recyclage. Il convient donc de trouver des solutions innovantes à l’utilisation de ce verre postconsommation (VPC). L’incorporation de particules de verre dans la structure de chaussée est un concept datant des années 70 et qui a refait surface au LCMB. Les performances mécaniques et hydrauliques de matériaux de chaussées incorporant des particules de VPC ont été très bien documentées tandis que l’aspect thermique est souvent négligé, voir ignoré. Pourtant, le verre est bien connu pour ses propriétés thermiques isolantes et le recours à des couches de conductivité thermique est souvent utilisé pour limiter la pénétration du front de gel. Le présent projet de recherche a pour objectif d’évaluer l’impact de l’incorporation de VPC dans des mélanges granulaires de pierre calcaire, et ce, par le biais d’essais expérimentaux sur les matériaux, mais également des simulations numériques à l’échelle de la chaussée. Les essais expérimentaux ont permis de mesurer la conductivité et diffusivité thermique de mélange de VPC et de pierre calcaire, et ce, pour différentes classes granulométriques et différentes teneurs en eau et en verre. Les résultats de cette première phase ont mis en évidence l’impact important de la teneur en eau et l’influence de la teneur en verre sur les propriétés thermiques des différents mélanges considérés. D’autre part, le recours aux simulations numériques a permis d’obtenir un aperçu du régime thermique d’une structure de chaussée incorporant une couche de VPC. L’influence de la position et de l’épaisseur de la couche de VPC a été analysée au cours de cette deuxième phase du travail. L’analyse s’est principalement concentrée sur l’évolution du front de gel dans la structure de chaussée et les résultats montrent la conséquence de l’incorporation de cette couche de VPC avec notamment une diminution de la profondeur de pénétration du front de gel.

Date	19 mai 2017
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Michel Vaillancourt (Directeur(-trice)) & Daniel Perraton (Codirecteur(-trice))