Mesure des propriétés viscoélastiques linéaires et du comportement et des caractéristiques à basse température d’un enrobé de surface incorporant de forts taux de granulats bitumineux récupérés (GBR)

Résumé

L'utilisation de granulats bitumineux récupérés (GBR) est une solution envisagée dans le secteur des matériaux bitumineux pour des raisons environnementales. Bien que le Québec utilise déjà les GBR dans la production d'enrobés bitumineux, les taux sont limités à 10% et 20% pour les couches de surface et de base des chaussées, respectivement. Cette prudence est due aux conditions climatiques locales et au manque de preuves sur les performances à basse température des enrobés avec plus de 20% de GBR. Un rapport de Bitume-Québec (2023) indique qu'il y a plus de 4,55 millions de tonnes de GBR en inventaire, mais le taux de recyclage annuel est de seulement 14,8%. Utiliser des taux élevés de GBR nécessite de considérer plusieurs facteurs comme la taille des particules et la quantité de bitume, ainsi que la température et la durée de malaxage. Bien que l'ajout de GBR augmente la rigidité et améliore les performances à l'orniérage, il peut rendre les enrobés plus fragiles à basse température. Pour mieux comprendre et optimiser l'utilisation des GBR dans les régions froides, un projet a été lancé par le laboratoire sur les chaussées et matériaux bitumineux (LCMB) et BauVal Inc. Ce projet est divisé en deux parties : la formulation d'enrobés à fort taux de GBR et la caractérisation de leurs performances à basse température. La thèse se concentre sur la deuxième partie. La revue de littérature a permis de mettre l’accent sur les conditions assurant une production de qualité des enrobés recyclés et à bâtir la méthodologie expérimentale permettant la caractérisation des mélanges du projet. Les résultats montrent qu'un temps de malaxage optimal est nécessaire pour obtenir un comportement similaire au mélange de référence, le comportement VEL et les propriétés thermiques sont influencés par l’ajout du GBR entrainant un gain de module de rigidité tandis qu’au retrait thermique empêché (essai TSRST), l’influence est ressentie lorsque le taux de GBR dépasse 30%. Les essais de traction directe et d’endommagement thermique ont également révélé un gain de performance à basse température avec l'ajout de GBR. Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour confirmer ces résultats, la notion de reste de réserve de résistance en traction (RRRT), introduite dans cette thèse, montre que la chaussée serait plus robuste dans les basses températures avec l’ajout du GBR jusqu’à 40%. Ce concept de RRRT peut être utilisé comme un outil pour prédire l’apparition de la fissuration transversale dans les chaussées au Québec.

Date	28 avr. 2025
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Alan Carter (Directeur(-trice)), Kevin Bilodeau (Codirecteur(-trice)) & Michel Vaillancourt (Codirecteur(-trice))