Modélisation de la performance à la fissuration des chaussées réhabilitées par les techniques de retraitement type I et type II

Résumé

Le passage répété du poids lourd et les conditions climatiques extrêmes entrainent la dégradation des structures de chaussées, ce qui impose parfois le recours à des techniques de réhabilitation permettant de maintenir la route en état sécuritaire et prolonger sa durée de vie. Depuis les années 1980, les techniques de recyclage, notamment les techniques de retraitement type I et type II, ont commencé à gagner en popularité au Québec. Ces méthodes permettent d’améliorer l’état structural et fonctionnel de la chaussée et répondent aux exigences du développement durable. Bien que ces techniques soient considérées performantes, certains aspects relatifs à la prédiction de leurs performances restent peu maitrisés. La fissuration est l’un des modes de dégradation les plus fréquents dans les chaussées réhabilitées, cependant les méthodes de dimensionnement actuelles ne tiennent pas compte de l’existence des fissures dans les structures dégradées. En outre, la compréhension du comportement des matériaux recyclés à froid est nécessaire pour prédire le comportement de ces chaussées. C’est dans ce cadre que s’inscrit cette thèse qui vise à modéliser et évaluer la performance des chaussées réhabilitées par retraitement type I et type II à la fissuration. Afin d’atteindre l’objectif de cette thèse, l’étude s’est divisée en trois volets. La première partie concerne la caractérisation, en laboratoire, du comportement des matériaux recyclés à froid utilisés dans les chaussées réhabilitées par retraitement type I et type II (MR7 et MR5, respectivement). L’essai de module complexe a été utilisé pour caractériser le comportement viscoélastique alors que l’essai de flexion semi-circulaire pour déterminer la résistance à la fissuration des MR5 et MR7. La deuxième partie a été consacrée pour modéliser le comportement de ces matériaux en utilisant la méthode des éléments finis. Pour ce faire, un modèle 2D de l’essai SCB a été développé à l’aide du logiciel ABAQUS et calibré selon les résultats expérimentaux. L’initiation et la propagation des fissures ont été modélisées par la méthode des éléments finis étendus. Les résultats numériques ont montré un bon accord avec la propagation des fissures observée en laboratoire. La dernière partie est destinée pour développer des modèles en éléments finis des structures de chaussées et évaluer leurs comportements. Afin de valider l’approche de modélisation, une structure réelle disponible dans la base de données LTPP a été modélisée par la méthode des éléments finis. La comparaison des résultats de modélisation et les mesures de déflexions sur la chaussée a permis de valider cette approche. Finalement, les structures réhabilitées ont été modélisées et évaluées vis-à-vis à la fissuration. Les résultats ont montré que la technique de retraitement type I est sensible à la remontée des fissures existantes alors que la performance du retraitement type II est liée au comportement des MR5.

Date	10 mars 2020
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Alan Carter (Directeur(-trice)) & Michel Vaillancourt (Codirecteur(-trice))