Vers la modélisation du comportement à la fatigue des chaussées bitumineuses routières sous chargement réel

Discipline

Génie Civil

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

déformations (mécanique), chaussées et revêtements, viscoélasticité, fatigue des matériaux

Mots-clés

Matériaux bitumineux -- Fatigue - Thèses et écrits académiques,

Chaussées - Thèses et écrits académiques,

Durée de vie (ingénierie) - Thèses et écrits académiques,

Viscoélasticité - Thèses et écrits académiques,

Circulation - Thèses et écrits académiques

Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une meilleure évaluation des effets des charges réelles sur la durabilité des chaussées bitumineuses. Cette thèse propose une démarche originale pour l'amélioration de l'évaluation de l'agressivité sur des chaussées bitumineuses, de nouveaux types de poids lourds dont la configuration d'essieux n'est pas aujourd'hui prise en compte dans les règlements. Elle associe une approche numérique et une approche opérationnelle. L'approche « numérique » repose sur une analyse des signaux de déformations horizontales subis au passage des configurations du trafic sur trois structures de chaussée du plan expérimental, tirées du catalogue des structures neuves (LCPC-SETRA, 1998). A cette fin, la réponse de ces chaussées à comportement viscoélastique est évaluée par une modélisation numérique 3D à charge roulante. Afin de s'assurer de la fiabilité de la méthode utilisée, les signaux numériques de déformations sont d'abord comparés et validés par des signaux de déformations issus d'une chaussée expérimentale, instrumentée et testée sur le manège de fatigue de l'IFSTTAR Nantes. Les signaux numériques issus de modélisations sont ensuite analysés en fonction des variables de chargement (vitesse des véhicules, température des matériaux bitumineux, configuration de la charge, distance inter-essieux, modèle de chargement, temps de repos entre les essieux, rigidité des matériaux, charges en giratoire). D'autres aspects tels que la contrainte de cisaillement d'interface BBSG-GB3 et l'énergie dissipée sur un cycle de chargement sont également analysés. A partir de ces signaux numériques, les durées de vie en fatigue des structures de chaussée du plan expérimental sont évaluées en fonction des paramètres influents. Les agressivités du trafic sont alors déterminées à partir de ces durées de vie en fatigue en section courante et giratoire (approche « opérationnelle »). Les résultats obtenus sont prometteurs et seront sans doute exploités et utilisés par toute la communauté « routière ».