Couplages thermomécaniques dans les enrobés bitumineux
Couplages thermomécaniques dans les enrobés bitumineux
La température influe doublement sur le comportement des structures de chaussée. D’une part, les matériaux bitumeux sont thermo-susceptibles, leur rigidité évolue fortement en fonction de la température. D’autre part, les dilations/contractions thermiques, pour des chaussées soumises à des températures basses et des amplitudes thermiques qui atteignent fréquemment 70°C, sont à l’origine de contraintes mécaniques importantes. Ce deuxième effet qui traduit un couplage thermomécanique est mal connu et mal pris en compte dans le dimensionnement. Il est bien souvent à l’origine de fissurations qui entraînent rapidement des désordres dans la chaussée.
Une collaboration a été initiée en 2000 avec l’entreprise Total pour étudier les propriétés à froid des enrobés bitumineux. Au cours de ces travaux, un appareil couplant des sollicitations mécaniques et thermiques de manière indépendante a été développé. Cet appareil a finalement été livré ainsi que les résultats finaux à l’entreprise Total en 2004.
La comparaison des essais de traction et de retrait empêchés réalisés à différentes périodes et par différents expérimentateurs a permis de valider ce nouvel outil d’expérimentation.
En outre l’appareil a été équipé pour la mesure d’émission acoustique en continu. Les zones de rupture dans l’éprouvette peuvent également être localisées. Parmi les paramètres enregistrés, outre l’énergie acoustique, l’amplitude des ondes peut être utilisée comme indicateur de l’endommagement.
Au cours des recherches précédentes (thèse Cifre de F. Olard 03) et de ces travaux, le modèle DBN développé au DGCB a démontré sa pertinence. Parmi les résultats notables, les résultats des essais ont montré que la rupture de type fragile obtenue à basse température est très peu influencée par l’histoire thermique ou mécanique.
Ce sujet a également fait l’objet d’une coopération avec le laboratoire des voies de circulation de l’EPF de Lausanne.
Dispositif expérimental pour essais thermomécaniques sur enrobés bitumineux et éprouvette instrumentée
