Influence des conditions de cure en laboratoire sur les propriétés physiques et mécaniques des matériaux traités au ciment et au bitume formulés avec de l’émulsion ou de la mousse de bitume

Résumé

Le retraitement en place est une technique de réhabilitation des chaussées bitumineuses qui offre des avantages techniques, économiques et environnementaux, notamment lors de l’ajout des liants hydrauliques et/ou bitumineux. Cette approche permet de réutiliser l’ensemble des matériaux existants in situ, sans chauffage, réduisant ainsi les coûts, les émissions de gaz à effet de serre (GES) et la consommation de ressources naturelles, tout en augmentant la capacité portante et la durabilité des infrastructures routières. L’ajout de liants (le procédé de retraitement) confère aux matériaux recyclés un comportement évolutif au cours du temps, qui est fonction de la vitesse de mûrissement de ces liants. À son tour, ce mûrissement va dépendre des conditions environnementales (ou de la cure), qui vont avoir un effet déterminant sur la performance à long terme des chaussées réhabilitées. Cependant, au Québec, les méthodes actuelles de cure en laboratoire ne tiennent pas compte des conditions climatiques et des caractéristiques spécifiques des couches de matériaux recyclés et retraités. De plus, il existe peu de recherches comparant l’effet de l’émulsion de bitume et de la mousse de bitume sur les propriétés des matériaux recyclés et retraités. Ces lacunes limitent le potentiel d’adoption de cette technique et rendent nécessaire le développement d’une méthodologie adaptée pour mieux caractériser ces matériaux formulés en laboratoire et notamment, de mieux reproduire les conditions in situ. Dans ce contexte, un programme expérimental a été élaboré pour évaluer l’effet des conditions de cure sur les propriétés évolutives des matériaux traités au ciment et au bitume (MTCB). Ces matériaux ont été fabriqués en laboratoire avec de l’émulsion ou de la mousse de bitume, tout en conservant une composition volumétrique identique afin de garantir une comparaison juste. Trois régimes de cure, simulant des combinaisons de température et d’humidité relative représentatives du climat et des pratiques de l’industrie québécoise, ont été étudiés sur une période de 28 jours. Une cure étendue, jusqu’à 90-100 jours, a également été réalisée pour analyser les propriétés à long terme des MTCB. Les résultats ont montré qu’une cure à haute température et faible humidité relative accélère la perte d’eau et favorise un développement rapide des propriétés mécaniques, tandis qu’une cure sous forte humidité ralentit ce processus. Une variation cyclique entre une humidité ambiante ≈ 30 %) et une humidité élevée ≈ 100 %) ralentit l’évolution des propriétés à court terme, mais permet une progression continue à long terme. En ce qui concerne le choix des liants, les matériaux formulés avec la mousse de bitume ont présenté des propriétés mécaniques légèrement supérieures à court terme. Toutefois, ces différences s’atténuent après 28 jours. Par ailleurs, les matériaux à la mousse de bitume se sont révélés moins sensibles aux variations d’humidité relative. Les résultats de ce mémoire offrent de nouvelles perspectives pour optimiser les pratiques de réhabilitation des chaussées au Québec. En proposant une méthodologie expérimentale adaptée aux conditions climatiques locales, cette recherche fournit des données utiles aux concepteurs, notamment sur le comportement à long terme des couches de matériaux recyclés et sur l'influence des variations climatiques en chantier sur leurs propriétés.

Date	2 avr. 2025
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Éric Lachance-Tremblay (Directeur(-trice))