Essais de caractérisation de l’effet de l’eau sur les caractéristiques

L’évaluation de l’effet de l’eau sur les caractéristiques d’un EB peut se faire par l’un des trois types d’essais suivant (Pinzon, 2004):

• essais de caractérisation de l’interface bitume-granulat;

• essais qualitatifs de l’augmentation de surface par décollement du bitume; • essais d’évaluation des pertes de propriétés mécaniques.

Parmi les essais de caractérisation de l’interface bitume-granulat, un essai nommé Net

Adsorption Test permet de choisir des couples bitume-granulat et d’en évaluer leur

comptabilité (Curtis et al., 1993). L’essai est divisé en deux étapes. Dans un premier temps, les granulats sont trempés dans une solution composée de bitume dilué dans un solvant (toluène). La quantité de bitume restante dans la solution et la quantité de bitume adsorbée sur les granulats sont toutes les deux déterminées par spectrométrie. Par la suite, les granulats sont lavés à l’eau et la quantité de bitume désorbé par l’eau est mesurée par spectrométrie. La quantité de bitume restante sur les granulats permet une comparaison directe entre les différents couples bitume-granulat. Par contre, aucune étude n’a encore été réalisée afin de valider ce type d’essai par rapport au comportement in situ des EB (Pinzon, 2004).

De façon générale, le principe des essais qualitatifs de décollement du bitume consiste à immerger dans l’eau une fraction granulaire enrobée de bitume pendant un certain temps. Au Québec, le ministère des Transports (MTQ) a mis sur pied une méthode d’essai intitulé LC25-

009 : Évaluation de la résistance d’un liant bitumineux au désenrobage en fonction d’une source granulaire donnée. Pour cet essai, une quantité fixe de granulats enrobés de bitume sont

immergés dans des béchers remplis d’une solution d’eau déminéralisée à température ambiante. Les béchers sont placés sur une table agitatrice durant 24 heures. Le principal désavantage de ces essais réside dans le fait que l’appréciation de la surface enrobée se fait visuellement par un évaluateur d’expérience. Par contre, l’avantage de ces essais est qu’ils sont très faciles, simples et rapides à réaliser (Pinzon, 2004).

Finalement, le dernier type d’essai d’évaluation de l’effet de l’eau est les essais d’évaluation de pertes de propriétés mécaniques. Pour ces essais, la détérioration de l’enrobé par l’eau est définie comme étant le changement de la propriété du matériau étudié évalué avant et après trempage dans l’eau (Pinzon, 2004). Le trempage dans l’eau des éprouvettes se déroule en deux étapes : 1) saturation en eau des pores sous pression atmosphérique ou de façon forcée (sous vide), 2) trempage dans l’eau pour une durée déterminée. L’évaluation de la détérioration des propriétés mécaniques peut se faire avec des essais destructifs ou non destructifs. Une liste exhaustive des différents essais destructifs est présentée dans la thèse de (Pinzon, 2004). Les

principaux désavantages des essais destructifs sont qu’ils sont longs à réaliser, nécessitent une grande quantité de matériau et présentent une faible répétabilité.

Les essais de type non destructifs sont plus efficaces que les essais destructifs pour mesurer la dégradation des éprouvettes due à l’eau, car ils permettent de recueillir plus d’informations, et ce, avec moins d’éprouvettes et de séries de mesures (Pinzon, 2004). Parmi les essais non destructifs, il y a la mesure du module résilient et la mesure du module complexe. La mesure du module résilient se fait au moyen d’essai triaxial ou bien d’essai de traction. Par contre, la mesure du module résilient n’offre pas une bonne répétabilité et par le fait même, ne permet pas de mesurer avec précision la dégradation des éprouvettes dues à l’eau (Pinzon, 2004).

La mesure du module complexe d’un enrobé vise à quantifier dans le domaine des petites déformations la rigidité d’un enrobé soumis à des cycles de traction-compression. Étant donné le comportement viscoélastique des enrobés, cet essai permet d’évaluer la dépendance de la rigidité vis-à-vis de la température (thermique) et la fréquence de sollicitation (cinétique). En opposition à l’essai de module résilient, la mesure du module complexe peut se faire selon plusieurs températures et plusieurs fréquences ce qui permet d’obtenir plus d’informations que les essais à chargement uniaxial et monotone (module résilient) sur le comportement thermique et cinétique des éprouvettes testées (Pinzon, 2004). De plus, les résultats d’un essai de module complexe sont plus quantitatifs que ceux d’un essai destructif où les résultats sont plutôt de type qualitatif (Lamothe, 2014).

La majorité des études de la sensibilité à l’eau des enrobés se fait au moyen d’essais mécaniques réalisés sur des éprouvettes en condition sèche et humide. Les résultats de ces essais sont faciles à interpréter et permettent une appréciation « grossière » de la sensibilité à l’eau. Or, malgré ces avantages et le fait que ces essais soient populaires et simples à réaliser, ils présentent les principaux désavantages suivants (Bhasin et al., 2006) :

• corrélation faible avec les performances en chantier ; • longue durée des essais ;

• impossibilité d’associer les propriétés des matériaux avec les mécanismes qui causent le dommage dû à l’eau ;

• impossibilité d’identifier des mesures correctives pour répondre aux mécanismes de rupture.

Les méthodes traditionnelles d’évaluation de la sensibilité à l’eau sont utiles aux fins d’analyse comparative de la sensibilité à l’eau de différents EB, mais elles ne mettent pas l’accent sur la mesure des propriétés fondamentales des matériaux reliés aux mécanismes décrits (Bhasin et al., 2006).

1.6 Utilisation du verre dans les enrobés bitumineux