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ANNÉE : 2007/2008
A.3
Sujet de thèse
Année universitaire : 2007/2008
Direction scientifique (DS)
Bureau des Emplois Scientifiques non Permanents
Affaire suivie par :
Sujet n°:
Unité technique : PCM / MSC
Programme :
Opération : 11P065
Conseiller d’études LCPC : Emmanuel Chailleux
Tél. : 02.40.84.56.82
Directeur de thèse : Fabienne Farcas
Tél. : 01.10.43.54.14
Ecole doctorale : en cours de recherche
Etablissement d’inscription : en cours de recherche
E-mail : [email protected]
E-mail : [email protected]
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Titre du sujet : Structure physico-chimique et résistance à la fissuration des bitumes
Objectif 1 : détermination d’une méthode de caractérisation du comportement à la fissuration cyclique et
monotone des liants bitumineux
Objectif 2 : Influence des paramètres structuraux physico-chimiques en liaison avec le risque de fissuration
des bitumes dans les enrobés.
Description détaillée du sujet :
Les fissures observées dans les enrobés bitumineux, qu’elles soient engendrées par des contraintes
thermiques ou liés à des mécanismes de fatigue, sont en grande partie localisées au sein même du film de
liant. Ce sont donc directement les propriétés mécaniques du bitume qui influent sur l’apparition et la
propagation de ce type de dégradation. Pour améliorer la durabilité des chaussées, le choix de ce matériau
doit être pertinent. Cependant, les outils actuels de spécifications ne permettent pas de caractériser la
résistance à la fissuration des différents types de liant.
Face à cette carence, la profession routière est en demande de critères d’analyse pour le choix de ces
liants bitumineux. Ces critères peuvent être déterminés par des essais physico-mécaniques performantiels.
Connaissant cette performance spécifique, il serait alors possible d’établir des liens entre les paramètres
structuraux des liants et leur tenue à la fissuration. La connaissance des structures physico-chimique « à
risque » représenterait un moyen d’améliorer la durabilité des infrastructures routières.
Dans cet objectif, le sujet de thèse proposé s’organisera autour des points suivants :
1- une caractérisation physico-chimique impliquant notamment le développement des techniques d’analyse
en DSC modulée afin de mieux appréhender les différentes phases des bitumes et leurs évolutions dans
le temps
2- une caractérisation physico-mécanique basée sur des outils d’évaluations du risque d’endommagement
par fissuration monotone et cyclique des liants. Les caractérisations s'appuieront sur des essais de
rupture locale répétée et de flexion sur barreau entaillé récemment développés par la division MSC du
LCPC et par l’ERA d’Aix en Provence. L'optimisation d'un protocole expérimental pour l’essai de fatigue
sur bitume sera nécessaire.
La validation de cette étude s’appuiera sur l’évaluation de la résistance en fatigue des enrobés à partir
d’essais de laboratoire mais également à partir de tests à une échelle plus importante (type manège ou
FABAC). L’évaluation de la fissuration d’origine thermique sera évalué à l’aide de l’essai de retrait
empêché. Les matériaux choisis seront d’origine diverses afin de refléter le plus complètement possible la
diversité structurelle des bitumes dans le monde.
Cette thèse sera encadrée par le service PCM et la division MSC en collaboration avec l'ERA d'Aix en
Provence. Elle bénéficiera de collaborations engagées dans le cadre de la RILEM (TG1 du TC ATB) et de
projet en cours de montage avec l'institut de recherche en construction (CNRC) du Canada. Elle s’inscrira
dans le sujet 3 de l’opération 11P065
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