Module de rigidité et comportement en fatigue des enrobés bitumineux : expérimentations et nouvelles perspectives d'analyse

La connaissance du module de rigidite et du comportement en fatigue des enrobes bitumineux conditionne le dimensionnement des chaussees. Une campagne experimentale de mesure du module complexe est realisee selon trois procedures : les essais en cisaillement mettent en evidence un domaine lineaire reduit. Dans ce domaine, la comparaison d’essais en flexion et en traction compression confirme le caractere intrinseque du module complexe. Les essais en flexion et en cisaillement permettent de caler le modele rheologique de Huet-Sayegh qui est ensuite utilise pour caracteriser le comportement du materiau a l’etat vierge. Le phenomene de fatigue, traditionnellement decrit en laboratoire par la perte de rigidite d’une eprouvette met en realite en jeu des mecanismes complexes et simultanes. L’augmentation de temperature de l’eprouvette par dissipation visqueuse au cours d’essais de fatigue continus est mise en evidence experimentalement. Une modelisation thermomecanique supposant la transformation en chaleur de l’energie visqueuse dissipee, permet de quantifier les consequences de cet echauffement sur la chute de rigidite en cours d’essai et confirme l’interet des essais discontinus pour en limiter les effets. Une campagne experimentale d’essais de fatigue discontinus en cisaillement avec mesure du module complexe au cours des temps de repos, a l’aide d’une procedure d’essai originale, est realisee. Elle montre que pendant une grande partie de l’essai, l’evolution du module complexe est entierement situee sur la courbe de Black (norme de module en fonction de l’angle de phase) du materiau vierge. Cette phase d’essai est donc liee a un effet bitume (diminution de module se traduisant de la meme facon qu’une augmentation de temperature ou une diminution de frequence), qui pourrait etre de la thixotropie. Ce phenomene, reversible dans cette phase, explique en partie les differences de durees de vie observees entre essais continus et discontinus. Il apporte un eclairage nouveau sur l’autoreparation et les analyses usuelles des essais de fatigue.