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Pour comparer objectivement le comportement du liant dans les différents mélanges, il est nécessaire de normaliser les réponses de différentes éprouvettes. À cet effet, on définit le paramètre adimensionnel req comme suit :

r_eq = ^εeq ε^moyeq (3.5) avec : ε^moy_eq = ² 3  (ε^moyxx )²− εmoy

xx ε^moyyy + (ε^moyyy )²+ 3(ε^moyxy )² (3.6) où εmoy

eq est la déformation moyenne équivalente au sens de Von Mises.

Le paramètre reqexprime le rapport entre la déformation locale dans le liant et la déformation macroscopique de l’éprouvette. Nous allons l’appeler par la suite le facteur de localisation de la déformation.




                

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Figure 3.23 – Distribution de req pour différents mélanges.

représentée sur Fig. 3.23. Plusieurs différences dans les mécanismes de déformation peuvent être observées à partir de ces cartes.

Le mélange 100% AE affiche les valeurs du facteur de localisation les plus élevées. Une forte concentration de ce facteur est particulièrement observée à l’interface entre le liant et les granulats. Cette concentration de déformation pourrait traduire une éventuelle propagation de fissures à l’interface entre le liant et les granulats en question (rupture adhésive). Afin d’inspecter davantage cet aspect, la couche d’adhésif utilisée pour déposer la grille a été enlevée à l’aide d’une ponceuse à bande et la surface de l’échantillon a été examinée avec un microscope optique. Les images correspondant aux zones A1-A2 (voir Fig. 3.23d) sont présentées sur Fig. 3.24a-b. Les fissures sont observables dans certaines zones de l’interface entre le liant et les granulats. Cependant, dans d’autres régions, la présence de fissures est plus difficile à détecter en raison de la présence d’une fine couche d’adhésif qui subsiste après le ponçage. Pour cela, une autre éprouvette du même enrobé a été testée dans les même conditions d’essai mais sans la grille. La surface de cette éprouvette a également été observée à l’aide du microscope optique après l’essai. Un exemple de certaines images de sa micro-structure est représenté sur la Fig. 3.25a-b. La Fig. 3.25a montre la présence d’une fissure à l’interface entre un gros granulat et le liant. De plus, sur Fig. 3.25b la présence de fissures au-tour des petites particules peut également être observée. Des images additionnelles relatives à la microstructure de cet échantillon sont présentées dans l’annexe B.2. Ces observations


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Figure 3.24 – Microstructures de l’échantillon 100% AE observé avec un microscope optique. (a) zone A1, (b) zone A2




 

Figure 3.25 – Microstructures de l’échantillon 100% AE testé sans la grille, (a) et (b) exemples de fissures à l’interface de certains granulats.

tendent à montrer que la concentration importante du facteur d’amplification autour des gros granulats dans l’échantillon 100% AE traduit en effet une rupture d’interface entre le liant et le granulat dans ces zones. Il est possible que l’ancienne couche de bitume enrobant les GAE compromette l’adhérence entre les granulats et la nouvelle couche du liant constituant ainsi une ligne de faiblesse suivant laquelle de fissures se propagent.

Le mélange 0% AE présente des concentrations de req qui sont moins accentuées que celles de l’échantillon avec 100% d’AE (cf Fig. 3.23a). Les valeurs de req au sein du liant sont du même ordre de grandeur et semblent être moins dispersées comparées à celles de l’échantillon 100% AE. Des concentrations de req peuvent être visualisées dans certaines zones du mas-tic et dans des points de contact entre les granulats. Certains bords pointus des granulats semblent induire une concentration du facteur de localisation. Suivant la même méthodolo-gie que pour le mélange précédent, la grille a été poncée et la surface de l’échantillon a été examinée avec un microscope optique. L’examen n’était pas concluant quant à la présence de fissures au sein de l’échantillon. Une autre éprouvette de la même composition mais sans la grille a été également testée dans les même conditions puis observée avec le microscope. Une seule fissure a pu être observée dans cette éprouvette et celle-ci est localisée dans le mastic (cf Fig. 3.26a-b).




Figure 3.26 – Microstructure de l’échantillon 0% AE testé sans la grille et observé avec un microscope optique. (a) Image mettant en évidence l’existence d’une fissure au sein du liant et (b) image de niveaux des gris de la même zone permettant une meilleure visualisation de la fissure.

Les remarques descriptives précédentes peuvent être appuyées en traçant les histogrammes représentant la distribution du facteur de localisation dans le liant. Les histogrammes cor-respondants sont illustrés sur la Fig. 3.27. On peut observer que toutes les distributions presentent une asymétrie gauche. Les courbes relatives aux mélanges 0% AE et 100% AE permettent de définir deux intervalles :

— le premier intervalle correspond à req < 2, 45. Dans cette zone, le nombre de pixels

est supérieur pour le mélange 0% AE que à celui pour l’échantillon 100% AE. Cela suggère que les valeurs du facteur de la localisation du mélange 0% AE sont moins dispersées autour de la moyenne et donc réparties d’une manière plus homogène dans le mastic. Cela est également en accord avec les remarques faites ci-dessus concernant la distribution des valeurs de req.

— le deuxième intervalle correspond à req > 2, 45. Dans ce cas, le nombre de pixels est

supérieur pour l’échantillon 100% AE. Ceci est cohérent avec le fait que le pic de

r_eq dans 100% AE sont plus prononcés. Les valeurs de req qui sont supérieures à 4, sont principalement localisées autour des gros granulats (comme cela a été illustré précédemment dans cette section).

La distribution du facteur de localisation de la déformation pour les échantillons 20% AE et 40% AE est représentée sur Fig. 3.23b-c. L’échantillon 20% AE présente des concentrations de facteur de localisation qui sont concentrées autour de certains gros granulats. La concen-tration de req dans l’échantillon 40% AE est principalement répartie en diagonale et sur des zones correspondant à de petites particules. Ces zones fournissent une ligne de faible rigidité par rapport aux autres parties de l’échantillon où de plus grandes particules sont distribuées. Les pics du facteur de localisation relatif aux échantillons 20% AE et 40% AE semblent être plus prononcés que ceux correspondant au mélange 0% AE mais sont moins prononcés que ceux correspondant à 100% AE. Ceci est également visible sur l’histogramme présenté sur la Fig. 3.27. On peut remarquer que pour req > 3, 8, les histogrammes correspondant aux

1 2 3 4 5 r eq 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 P roport ion d e p ixe l 0% AE 20% AE 40% AE 100% AE

Figure 3.27 – Histogramme de la distribution req.

échantillons 20% AE et 40% AE sont situées entre ceux relatifs aux échantillons 0% AE et 100% AE. De plus, ces histogrammes semblent correspondre à celui du 0% AE, en le trans-latant vers la droite. Cela montre que la réponse mécanique des échantillons 20% AE et 40% AE résulte d’une combinaison des réponses mécaniques des mélanges 0% AE et 100% AE. En effet, l’ajout d’agrégats au mélange d’apport entraîne une amélioration de sa réponse mécanique en compression. Cependant, les propriétés de ce dernier sont plus dispersées. Cela pourrait être attribué au fait que la formation des amas empêche la répartition homogène du liant d’apport, ce qui entraîne une augmentation de l’hétérogénéité du mélange résultant.