Projet ANR-14-CE22-0019 – SolDuGri : Pour une solution durable du renforcement des infrastructures par grilles en fibre de verre
Programme : Du bâtiment au cadre de vie bâti durable (DS0602) 2014
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Monsieur Cyrille CHAZALLON (Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie)
Partenaires : PME; COLAS SA; PME; Institut Charles Sadron; Institut français des sciences et technologies des transports, de l'aménagement et des réseaux; Laboratoire public; TPE
Montant : 894263.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 54 mois
Résumé : La construction et la réparation des infrastructures routières dans une optique de développement durable, se doivent de nos jours d’intégrer les problèmes de rareté future des matières premières telles que les produits dérivés du pétrole. Compte-tenu du patrimoine routier existant, environ 1 million de km en France, la réparation est un enjeu majeur, en effet la valeur patrimoniale du réseau national est estimée à 250 milliards d’euros et celle du réseau complet est estimée à 2000 milliards d’euros (Corniou, 2012). Le vieillissement des infrastructures nécessite de développer des solutions abordables de réingénierie écologique, qui vont permettre la rénovation totale ou partielle.
Dans le domaine de la construction neuve, il s’agit de développer et de mettre en oeuvre des solutions qui minimisent, à des coûts maîtrisés, les impacts environnementaux et énergétiques, pendant la phase de construction mais aussi tout au long de la vie de la chaussée.
Les grilles, notamment en fibre de verre, constituent une solution performante, et économique pour le renforcement des chaussées bitumineuses, afin d’augmenter leur durée de vie et ralentir la remontée des fissures, tant en chaussées neuves, qu’en renforcement. Les grilles sont utilisées en tant que renfort, pour améliorer les performances en traction, et la résistance à la fissuration.
Aujourd’hui, les grilles sont de plus en plus utilisées pour améliorer la durée de vie des chaussées, mais cette utilisation repose essentiellement sur des règles empiriques, basées sur les retours d’expérience. L’objectif de ce projet est d’associer études en laboratoire, observations tirées d’essais en vraie grandeur, et modélisation, afin :
• d’améliorer la conception des grilles : composition des fils et de la résine, ouverture de la maille.
• d’améliorer les essais utilisés pour caractériser en laboratoire les performances mécaniques des grilles : essais de traction, de fluage, d’indentation et de fatigue sur les grilles, essais de résistance lors de la mise en oeuvre, essais de fatigue et de fissuration sur enrobés (chauds, tièdes) renforcés à différentes températures.
• de mieux comprendre, grâce à des essais en laboratoire et en vraie grandeur, l’impact des conditions de mise en œuvre sur le comportement des grilles, le collage des couches d’enrobés, et leur mode de fonctionnement dans la chaussée, avec différents matériaux bitumineux (chauds, tièdes).
• de développer des modèles appropriés pour décrire le comportement mécanique et évaluer la durée de vie des
matériaux renforcés.
• de vérifier la possibilité de recyclage intégral de ces matériaux.
• de mettre au point des méthodes d’évaluation des impacts économiques et d’appliquer une méthode d’analyse du cycle de vie pour évaluer les impacts environnementaux du procédé de renforcement.
Les résultats attendus visent une optimisation des propriétés mécanique de la grille dans le contexte du renforcement des chaussées existantes et des chaussées neuves en liant les études expérimentales menées en laboratoire et celles menées in situ sur planches d’essai et sur manège de fatigue.
L’originalité scientifique et théorique réside dans la mise au point d’un modèle couplant fatigue et endommagement pour prédire l’effet des grilles de renforcement sur le comportement en fatigue d’une structure de chaussée renforcée. Une attention toute particulière sera portée à la quantification de l’endommagement subi par la grille lors de sa mise en œuvre et sur son collage. Pour ce dernier point un essai de laboratoire sera développé. Notons pour finir que l’impact environnemental du renforcement de chaussées par grilles de fibre de verre sera considéré depuis la fabrication de la grille, jusqu’à son recyclage intégral ainsi que son utilisation avec des enrobés tièdes, ces derniers étant amenés à se développer.