Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

TABLE DES MATIÈRES Page INTRODUCTION ..........................................

TABLE DES MATIÈRES Page INTRODUCTION .....................................................................................................................1 CHAPITRE 1 PROBLÉMATIQUE DE RECHEHRCHES ET OBJECTIFS ....................5 1.1 Introduction ....................................................................................................................5 1.2 Problématique ................................................................................................................6 1.3 Questions de la recherche ............................................................................................10 1.4 Objectifs .......................................................................................................................11 1.4.1 Principaux objectifs .................................................................................. 11 1.4.2 Les objectifs spécifiques ........................................................................... 12 1.4.2.1 Le rôle du liant d’apport et le rôle des granulats bitumineux recyclés (GBR) ........................................................................... 12 1.4.2.2 Les sollicitations climatiques ..................................................... 14 1.4.2.3 Comportement des ECF vis-à-vis des sollicitations mécaniques ........................................................... 17 1.4.2.4 Quantification des impacts environnementaux .......................... 17 CHAPITRE 2 ÉTUDE BILIOGRAPHIQUE ....................................................................21 2.1 Introduction ..................................................................................................................21 2.2 Entretien et préservation des chaussées .......................................................................22 2.2.1 Dégradation de la chaussée ....................................................................... 22 2.2.2 L’entretien des chaussées .......................................................................... 29 2.3 Généralités sur les ECF ................................................................................................31 2.3.1 Composition des ECF ............................................................................... 32 2.3.2 Méthodologie de formulation et validation des ECF ................................ 37 2.3.2.1 Comparaison des approches canadiennes et françaises ............. 37 2.3.2.2 Formulation des ECF ................................................................. 40 2.3.2.3 Essai de la validation de la formulation ..................................... 40 2.3.3 Fabrication et mise en œuvre des ECF ..................................................... 44 2.3.4 Avantages et domaines d’emploi des ECF ............................................... 45 2.3.5 Comparaison des différentes techniques d’entretien à froid des chaussées ............................................................................................ 46 2.4 Recyclage des GBR dans les techniques routieres ......................................................47 2.4.1 Généralités sur le recyclage ...................................................................... 47 2.4.2 Notion de GBR ......................................................................................... 50 2.4.3 Domaine de réutilisation des GBR ........................................................... 51 2.4.4 Caractérisation des GBR ........................................................................... 52 2.4.5 Rôle des liants présents dans une technique de recyclage ........................ 54 2.5 Conclusion ...................................................................................................................56 CHAPITRE 3 MATÉRIAUX UTILISÉS POUR LA FORMULATION DES ECF ........57 3.1 Introduction ..................................................................................................................57 XII 3.2 Matériaux employés pour les essais effectués au Canada ...........................................57 3.3 Matériaux employés pour les essais en France ............................................................59 3.4 La fabrication des ECF en laboratoire .........................................................................61 3.4.1 Correction de la granulométrie pour recycler ........................................... 62 3.4.2 Essais réalisés sur les ECF ........................................................................ 67 3.5 Conclusion ...................................................................................................................67 CHAPITRE 4 FORMULATION DES ECF AVEC 100 % DE GBR ...............................69 4.1 Introduction ..................................................................................................................69 4.2 Objectifs .......................................................................................................................70 4.3 Méthodologie ...............................................................................................................70 4.3.1 Choix des matériaux et composition des ECF .......................................... 71 4.3.2 Démarche expérimentale .......................................................................... 71 4.3.3 Essais réalisés pour la validation des formulations des ECF avec GBR-C .................................................... Erreur ! Signet non défini. 4.4 Interprétation des résultats ...........................................................................................75 4.4.1 Validation de la formulation ECF vierge .................................................. 75 4.4.2 Résultats des essais des ECF avec GBR-C ............................................... 76 4.4.2.1 Analyse de tous les mélanges (ECF +GBR-C) .......................... 76 4.4.2.2 Analyse complémentaire sur le mélange DG 9 .......................... 87 4.5 Conclusion ...................................................................................................................91 CHAPITRE 5 ÉTUDE DU VIELLISSEMENT THERMIQUE ET PHOTOCHIMIQUE SUR LES ECF VIERGES ET ECF AVEC GBR ....93 5.1 Introduction ..................................................................................................................93 5.2 Problématique du vieillissement des ECF ...................................................................94 5.3 Organisation de l’étude ................................................................................................96 5.4 Phénomène de vieillissement d’un enrobé bitumineux ...............................................97 5.4.1 Notion de vieillissement ........................................................................... 97 5.4.2 Evolution des enrobés bitumineux dans le temps ..................................... 98 5.4.2.1 Phénomène du vieillissement thermique du liant hydrocarboné ..................................................................... 98 5.4.2.2 Le vieillissement photochimique ............................................... 99 5.4.2.3 Mécanisme du vieillissement thermique et photochimique d’un liant bitumineux .............................................................. 100 5.4.2.4 Comparaison entre le vieillissement thermique et photochimique ...................................................................... 102 5.4.3 Méthodologies de vieillissement accélérées en laboratoire .................... 103 5.5 Démarche expérimentale adoptée pour la simulation du vieillissement thermique et photochimique ......................................................................................105 5.5.1 Méthode de vieillissement thermique et UV accélérée en laboratoire adoptée .................................................................................................... 105 5.5.2 Organisation de l’étude pour la simulation du vieillissement thermique et le vieillissement photochimique ........................................ 107 5.5.2.1 Procédure expérimentale du vieillissement thermique ............ 107 XIII 5.5.2.2 Procédure expérimentale du vieillissement photochimique .... 109 5.5.3 Matériaux et matériels utilisés pour la procédure du vieillissement thermique et photochimique ................................................................... 110 5.5.3.1 Matériaux de base .................................................................... 110 5.5.3.2 Formules étudiées .................................................................... 111 5.5.3.3 Matériels retenus pour la caractérisation des essais de vieillissement thermique et photochimique ............................. 111 5.6 Résultats et discussion ...............................................................................................112 5.6.1 Caractérisation des matériaux de formulation en vue de l’étude thermique et photochimique .................................................................. 112 5.6.1.1 Analyse de la granulométrie des granulats vierges et GBR ..... 112 5.6.1.2 Caractérisation du liant d’apport et du bitume d’enrobage des GBR .................................................................................. 113 5.6.2 Étude du vieillissement thermique des ECF vierges et des ECF avec GBR ................................................................................................ 118 5.6.2.1 Évaluation des performances du liant ...................................... 119 5.6.2.2 Extraction séquencée des ECF recyclés après le vieillissement thermique ......................................................... 127 5.6.2.3 Conclusion des résultats du vieillissement thermique des ECF vierges et de ECF avec des GBR ............................. 128 5.6.3 Étude des résultats du vieillissement photochimique ............................. 130 5.6.3.1 Interprétation des résultats du vieillissement photochimique sur les matériaux ..... Erreur ! Signet non défini. 5.7 Étude complémentaire sur l’impact des constituants des ECF sur le vieillissement photochimique ........................................ Erreur ! Signet non défini. 5.7.1 Procédure expérimentale établie pour l’étude complémentaire ...... Erreur ! Signet non défini. 5.7.1.1 Identification des différents paramètres de l’étude .......... Erreur ! Signet non défini. 5.7.1.2 Préparation des échantillons ............. Erreur ! Signet non défini. 5.7.2 Résultats des essais de l’étude complémentaire ........... Erreur ! Signet non défini. 5.8 Conclusion .................................................................................................................147 CHAPITRE 6 VALORISATION DES GBR DANS LES ECF- INCIDENCE DES CYCLES GEL-DÉGEL SUR LES PERFORMANCES DES ECF ........151 6.1 Introduction ................................................................................................................151 6.2 Étude bibliographique sur le phénomène du gel-dégel ..............................................152 6.2.1 Prise en compte du gel dans le dimensionnement des chaussées ........... 152 6.2.1.1 Méthode empiriques ................................................................. 152 6.2.1.2 Méthode mécaniste empirique ................................................. 153 6.2.2 Analyse du phénomène gel-dégel ........................................................... 153 6.2.2.1 Effet de la période du gel ......................................................... 153 6.2.2.2 Effet de la période de dégel ..................................................... 155 6.2.2.3 Cycle de gel dégel .................................................................... 157 XIV 6.2.3 Démarche expérimentale pour l’étude du phénomène gel-dégel ............ 158 6.2.3.1 Méthodologie adoptée .............................................................. 158 6.2.3.2 Formulation, préparation et conditionnement des différents ECF ......................................................................... 159 6.2.3.3 Fabrication des supports enrobés ............................................. 160 6.2.4 Essai de gel-dégel ................................................................................... 161 6.2.5 Moyens de caractérisation ....................................................................... 163 6.2.5.1 Au niveau des granulats vierges et GBR ................................. 163 6.2.5.2 Au niveau du liant bitumineux ................................................. 164 6.2.5.3 Au niveau des ECF .................................................................. 165 6.2.5.4 Au niveau des complexes enrobés à chaud+ ECF ................... 165 6.3 Résultats expérimentaux et discussion.......................................................................165 6.3.1 Observation visuelle des granulats vierges et GBR ................................ 165 6.3.2 Analyse des liants après cycle gel-dégel (CGD) ..................................... 167 6.3.2.1 Au niveau du bitume pur et bitume additivé ............................ 167 6.3.2.2 Au niveau du liant de l’émulsion et des GBR.......................... 168 6.3.2.3 Au niveau des liants extraits des galettes d’ECF ..................... 171 6.3.3 Caractérisation au niveau des ECF ......................................................... 175 6.3.3.1 Essai d’abrasion ....................................................................... 175 6.3.3.2 Orniérage .................................................................................. 177 6.4 Conclusion .................................................................................................................182 CHAPITRE 7 IMPACT DU VIELLISSEMENT THERMIQUE SUR LA RÉSISTANCE À L’ORNIÉRAGE D’ENROBÉS À CHAUD ORNIÉRÉS ET RHÉABILITÉS À L’ECF .............................................185 7.1 Introduction ................................................................................................................185 7.2 Orniérage des ECF .....................................................................................................186 7.3 Procédure expérimentale de mesure de l’orniérage des plaques d’enrobés à chaud revêtues à l’ECF ...........................................................................................190 7.3.1 Matériaux et formulation ........................................................................ 191 7.3.2 Fabrication des plaques d’enrobés ornières et réhabilités à l’orniérage ............................................................................................ 191 7.3.3 Déroulement de l’essai de l’orniérage .................................................... 193 7.4 Discussion des résultats .............................................................................................195 7.4.1 Résultats des essais d’orniérage sur les plaques d’enrobés à chaud ....... 195 7.4.2 Résultats des essais de l’orniérage des couples enrobé à chaud+ ECF .. 196 7.5 Prédiction de l’orniérage du couple enrobé à chaud + ECF ......................................204 7.5.1 Développement du modèle ..................................................................... 204 7.6 Conclusion .................................................................................................................208 CHAPITRE 8 ÉTUDE DE LA RHÉOLOGIE DES ECF- APPLICATION AU DIMENSIONNEMNT RATIONNEL FRANCAIS ................................211 8.1 Introduction ................................................................................................................211 8.2 Comportement mécanique des matériaux viscoélastiques .........................................212 8.2.1 Mesure du module de rigidité ................................................................ 215 XV 8.3 Méthodologie adoptée pour l’étude ..........................................................................215 8.3.1 Formulation et confection des éprouvettes ............................................. 216 8.3.2 Procédure de fabrication des éprouvettes ............................................... 216 8.3.3 L’essai de traction indirecte .................................................................... 217 8.4 Analyse et interprétations des résultats du module élastique en fonction de la température et la fréquence ........................................................................................219 8.4.1 Mesure de la composante visqueuse de l’ECF ....................................... 222 8.4.1.1 Analyse rhéologique (courbe de black et courbe maitresse) ... 223 8.5 Mesure de l’impact de l’ECF sur le dimensionnement des structures des chaussées selon la méthode rationnelle française (Alizée-LCPC) ............................228 8.5.1 Analyse des résultats de la simulation .................................................... 231 8.6 Conclusion .................................................................................................................232 CHAPITRE 9 RÉALISATION D’UN CHANTIER EXPÉRIMENTAL D’ECF AVEC GBR-VALIDATION DES ESSAIS DE LABORATOIRES ......234 9.1 Introduction ................................................................................................................234 9.2 Descriptif de la planche d’essai et du chantier expérimental .....................................235 9.2.1 Formulation des ECF avec 50 % GBR pour la réalisation de la planche test et du chantier ................................................................... 236 9.2.2 Mise en œuvre de la planche d’essai et du chantier ................................ 237 9.3 Interprétation des résultats .........................................................................................238 9.4 Conclusion .................................................................................................................241 CHAPITRE 10 ANALYSE DES CYCLES DE VIE DES ECF SANS ET AVEC GBR-COMPARASION AVEC DES TECHNIQUES CONCURRENTIELLES .........................................................................242 10.1 Introduction ................................................................................................................242 10.2 Contexte et objectifs ..................................................................................................243 10.2.1 Probinord, l’entreprise et son ECF.......................................................... 243 10.2.2 Les objectifs de l’étude ........................................................................... 244 10.3 Présentation des principaux outils et paramètres .......................................................245 10.3.1 Béton bitumineux très mince (BBTM) ................................................... 245 10.3.2 Analyse de cycle de vie (ACV) .............................................................. 245 10.3.2.1 Définition du champ de l’étude ................................................ 246 10.3.2.2 Inventaire des flux.................................................................... 247 10.3.2.3 Évaluation des impacts ............................................................ 248 10.3.3 Le logiciel SEVE (Système d’Évaluation de Variantes Environnementales) ................................................................................ 248 10.4 Comparaison environnementales des ECF et autres techniques ................................250 10.5 Démarche de travail ...................................................................................................252 10.5.1 Données de calcul ................................................................................... 252 10.5.2 Les différentes étapes de la réalisation d’ECF ........................................ 254 10.5.3 Hypothèses choisies ................................................................................ 255 10.5.3.1 Données nécessaires pour SEVE ............................................. uploads/Management/ahm-2-clic-439.pdf