Modélisation de la remontée de fissure en fatigue dans les structures routières par endommagement et macro-fissuration : de l'expérimentation à l'outil de dimensionnement pour l'estimation de la durée de vie

Discipline

Génie Civil

Classification

Sciences de l'ingénieur,

Bâtiments

Mots-clés libres

modèles et modélisation, élasticité, déformations (mécanique), chaussées et revêtements, viscoélasticité

Mots-clés

Génie civil -- Recherche - Thèses et écrits académiques

La remontée des fissures au travers de la couche de roulement est une dégradation récurrente des structures semi-rigides, mais également des rechargements de structures. Les actions, principalement les facteurs thermiques et les passages répétés des charges roulantes, agissent en permanence sur la chaussée, mais leurs actions sur la fissuration interviennent préférentiellement à différents moments de la durée de vie de la structure. Dans le cas des structures semi-rigides, dont la couche de base est en matériaux traités aux liants hydrauliques, la fissuration transversale d'origine thermique est inévitable. Les variations thermiques vont initier la fissure à la base de la couche de roulement par fatigue. C'est pourquoi, l'emploi de ces couches dans les structures routières est généralement associé à des procédés de préfissuration permettant de contrôler et limiter la fissuration. L'ouverture de la fissure, et ainsi sa vitesse de remontée au travers de la couche de roulement, est directement reliée au choix du pas de préfissuration. De plus, les couches de bases traitées aux liants hydrauliques de ces structures présentent une rigidité élevée, la sollicitation dominante, sous trafic, est le cisaillement et non l'ouverture de la pointe de fissure. L'étude de la fissuration en fatigue sous sollicitations de cisaillement dans une éprouvette de béton bitumineux montre qu'une loi reliant la vitesse de propagation au facteur d'intensité de contrainte en mode de cisaillement avec une loi puissance, de type loi de Paris, amène à des résultats physiquement incohérents. Considérant le cordon de béton bitumineux comme un élément de joint endommageable, une loi de comportement a été établie et implantée dans un code de calcul pour simuler le comportement d'une structure routière sous trafic. Les résultats obtenus, grâce à une approche découplée de la remontée de fissure sous variations thermiques puis sous le passage des charges roulantes, sont satisfaisants ; et la voie suivie dans ce travail reste prometteuse.