La vitesse de propagation des ondes de cisaillement pour la caractérisation des enrobés recyclés à froid

Résumé

Les enrobés recyclés à froid (ERF) en très jeune âge s’assimilent à un matériau granulaire non lié et vont ensuite devenir un matériau cohérent lorsque la cure s’effectue. Cet aspect initial est dû à la présence d’eau dans le mélange en jeune âge, à des fins de maniabilité. Pour cette raison, les essais classiques de caractérisation des enrobés bitumineux ne sont pas adaptés. Cependant, il est important de connaitre le comportement des ERF en très jeune âge, après le compactage, en raison de la réouverture rapide de la chaussée au trafic. Une technique non destructive basée sur les ondes de cisaillement, le Piezoelectric Ring Actuator Technique (P-RAT) est utilisée. Cette technique d’analyse fréquentielle détermine la vitesse de propagation de l’onde de cisaillement (Vs). Elle a été utilisée dans les sols et les bétons avec succès ainsi que dans un projet de mémoire pour caractériser les ERF en jeune âge. Le présent doctorat poursuit ces travaux et vise à déterminer la pertinence du paramètre Vs pour caractériser les ERF lors de leur cure. De plus, il est important d’évaluer les limites du PRAT quant aux matériaux testés et aux conditions d’essais. Enfin, le P-RAT sera utilisé pour déterminer le comportement anisotropique des ERF. Les premiers essais réalisés sur des plaques d’ERF montrent l’évolution des paramètres Vs, la perte d’eau et l’amplitude des signaux de 90 minutes après compactage à 30 jours de cure à l’air libre. Vs et la perte d’eau évoluent rapidement en jeune âge et atteignent par la suite une asymptote. Un lien entre ces paramètres existe, mais le manque de mesures en très jeune âge empêche de modéliser correctement leur évolution. Ensuite, des mesures de Vs sur des cylindres d’ERF compactés à différentes teneurs en vide (10,7 à 17,5 %) à la presse à cisaillement giratoire (PCG) sont réalisées. Des améliorations au montage expérimental permettent de commencer les essais 10 minutes après compactage et la température de surface et la perte d’eau sont mesurées en parallèle. Il apparait que cette dernière est influencée par la température de surface et les conditions de cure (air libre ou étuve) ainsi que par la géométrie des spécimens. Le modèle Michaelis-Menten est utilisé pour modéliser avec succès les évolutions de Vs et de la perte d’eau en fonction du temps de cure. La prépondérance de la création de liens bitumineux comparativement à la perte d’eau est mise en avant. Vs évolue linéairement avec la compacité, passant de 253 à 330 m.s-1 et de 370 à 610 m.s-1 pour les valeurs initiales et finales, respectivement. Les résultats de Vs obtenus sont cohérents avec les données de la littérature. Finalement, l’anisotropie des ERF est évaluée via Vs. Les mesures dans trois directions diffèrent de 0,6 à 11,5 % et une tendance symétrique apparait dans les plaques d’ERF testées. Des mesures de Vp via une méthode temporelle montrent le même phénomène. De plus, la tomodensitométrie met en évidence un alignement préférentiel des granulats dans la direction de déplacement de la roue de compactage.

Date	14 avr. 2025
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Yannic A. Éthier (Directeur(-trice)) & Alan Carter (Codirecteur(-trice))