Au terme de ce cours, l’étudiant sera en mesure :

• d’illustrer la fonction des matériaux bitumineux dans le contexte des chaussées souples afin de reconnaitre son évolution potentielle vis-à-vis les effets combinés du trafic et du climat;
• d’évaluer le comportement en petites déformations des enrobés bitumineux (mesure du module complexe) et à grandes déformations (déformation plastique : orniérage);
• de quantifier et de modéliser l’endommagement par fatigue des matériaux bitumineux;
• de relier la résistance en fatigue évaluée en laboratoire à l’échelle du matériau à la performance de la structure de la chaussée par l’application d’une fonction de transfert;
• de différencier le mode de fabrication des enrobés à chaud de celui des enrobés recyclés retraités à froid en place et en usine d’enrobage;
• d’expliquer les techniques de fabrication des enrobés tièdes, leurs avantages, leurs désavantages et les contraintes spécifiques de mise en œuvre.

Enrobés bitumineux à chaud et tièdes, matériaux recyclés retraités à froid avec liant hydrocarboné et chaussées souples. Formulation, rhéologie et comportement mécanique des chaussées souples. Essais homogènes et essais non homogènes. Mesure du module complexe, de la résistance en fatigue et du comportement visco-plastique des enrobés en laboratoire. Modèles rhéologiques simples pour décrire le comportement en petites déformations de l’enrobé (Huet-Sayegh, 2S2P1D) et lois de comportement de fatigue et de déformation permanente. Fonctions de transfert du laboratoire à la chaussée. Principes de base de la formulation des matériaux bitumineux à chaud, tièdes et à froid. Techniques de fabrication et de mise en œuvre.

Ce cours a pour but de permettre à l’étudiant de maîtriser les notions fondamentales de formulation, caractérisation et mise en œuvre des matériaux bitumineux.

Au terme de ce cours, l’étudiant sera en mesure :

• De traduire et d’illustrer le comportement mécanique d’une chaussée bitumineuse.
• D’illustrer la fonction des matériaux bitumineux dans le contexte des chaussées bitumineuses et en reconnaitre son évolution potentielle vis-à-vis les effets combinés du trafic et du climat.
• D’expliquer la méthode de mesure en laboratoire pour évaluer le comportement en petites déformations des enrobés bitumineux (mesure du module complexe) et à grandes déformations (déformation plastique : orniérage).
• D’expliquer l’endommagement par fatigue des matériaux bitumineux, de le quantifier et de modéliser à l’échelle du matériau.
• De relier la résistance en fatigue évaluée en laboratoire à l’échelle du matériau à la performance de la structure de la chaussée par l’application d’une fonction de transfert.
• De différencier le mode de fabrication des enrobés à chaud de celui des enrobés recyclés retraités à froid en place et en usine d’enrobage.
• D’identifier et d’expliquer les techniques de fabrication des enrobés tièdes et de décrire les avantages, les désavantages et les contraintes spécifiques de mise en œuvre.

Thématiques abordées : les enrobés bitumineux à chaud et tiède, les matériaux recyclés retraités à froid avec liant hydrocarboné et les chaussées bitumineuses ; les notions de base sur la formulation, la rhéologie et le comportement mécanique des chaussées bitumineuses ; les essais homogènes et les essais non-homogènes ; la mesure du module complexe, de la résistance en fatigue et du comportement viscoplastique des enrobés en laboratoire ; les modèles rhéologiques simples pour décrire le comportement en petites déformations de l’enrobé (Huet-Sayegh, 2S2P1D) et les lois de comportement de fatigue et de déformation permanente ; les fonctions de transfert du laboratoire à la chaussée ; les principes de base de la formulation des matériaux bitumineux à chaud, tiède et à froid ; les techniques de fabrication et de mise en œuvre.

• 36 heures d’enseignement : À raison de trois (3) fins de semaine intensives, comprenant des revues de la littérature, des périodes de discussion, des exercices dirigés en classe, des mini-tests afin d’assimiler la théorie et pour terminer, d’une présentation orale effectuée par les étudiants sur un sujet spécifique (projet).
• Projet : Dans le cadre du cours, vous avez à faire une revue de la littérature sur un des sujets se rapportant aux matériaux bitumineux. Ce projet se présente sous trois (3) formes : A) sommaire d’une (1) page de 350 mots, B) rapport d’une vingtaine de pages pour la section développement c'est-à-dire sans compter le sommaire, les remerciements, les tables des matières, des tableaux et des figures, la liste des abréviations et la conclusion), et C) présentation orale d’une durée maximale de quinze (15) minutes suivie d’une période de questions de cinq (5) minutes. Dans l’ensemble, cette activité vise, d’une part, à développer un esprit d’analyse et de synthèse et, d’autre part, à transmettre à l’ensemble du groupe une partie de vos connaissances acquises dans l’exercice de ce projet. Le rapport écrit doit être présenté selon des normes professionnelles, comprenant un sommaire, une introduction, la revue de la littérature, une description des différents concepts traités (aspects physiques ou chimiques dépendamment du sujet), une discussion, une conclusion et les perspectives de recherches appliquées ou fondamentales. Dans le cas d’étude plus technique liée à la mise en œuvre, il faut évidemment intégrer au rapport une présentation de la technique et faire ressortir les points les plus importants : limites et conditions d’utilisation, avantages et désavantages, points critiques à surveiller lors de la mise en œuvre et autres. Une attention particulière doit être portée pour bien préciser les références, les sources, qui appuient vos énoncés. Il faut clairement mettre en relief la pertinence des énoncés et ce, dans un esprit de rigueur scientifique. La remise s’effectue sur Moodle (copie électronique) et en classe (copie papier).
• Mini-tests : Au terme d’une fin de semaine, un mini-test est donné. Chacun des mini-tests porte sur la matière présentée lors de cette même fin de semaine. Seul l’usage des documents personnels est permis c.à.d. que l'usage de la calculatrice, de tablette et d'ordinateur portable est interdit.
• Devoirs : Afin d’assurer une bonne assimilation de la matière tout au long de la période de cours, de deux (2) à quatre (4) devoirs doivent être effectués et remis au terme de la fin de semaine suivante. Notamment, la lecture de certains articles est exigée et l’étudiant doit fournir des résumés d’un maximum absolu de 265 mots. Les devoirs sont corrigés et retournés à l’étudiant avant la date de l’examen final aux fins de vérification, mais sont repris par le professeur. La remise s’effectue sur Moodle (copie électronique) et en classe (copie papier).
• Examen final : L’examen final couvre toute la matière du cours. L'examen final est placé sur Moodle dans le cadre de la 4^ème fin de semaine de cours. Une période de 24 heures est allouée. L’usage de la calculatrice, de tablette, d’ordinateur portable et des documents personnels est permis. La remise s’effectue sur Moodle (copie électronique). La remise de la copie papier n’est pas nécessaire.

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La note finale est la résultante des évaluations des mini-tests, des devoirs, du projet et de l’examen final.

NOTE: Toute absence à un examen non justifiée par un motif majeur (maladie avec billet médical, accident, décès d'un proche), entraînera l'attribution de la note zéro (0) pour un examen ou un mini-test. L'étudiant devra démontrer, à la satisfaction du directeur du département, que son absence était justifiée.  

GRILLE D’ÉVALUATION POUR LE PROJET

Le projet, suite à une revue de la littérature, donnant lieu à la remise d’un document de synthèse (avec un sommaire d’une page) et à une présentation orale seront évaluées selon la pondération suivante :

Aucun retard accepté.

Les documents et les notes de cours devront être imprimés par les étudiants.

Association des constructeurs de routes et grands travaux du Québec (ACRGTQ).

Association française de normalisation (AFNOR).

American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO).

Bitume Québec (BQ).

Bureau de normalisation du Québec (BNQ ou NQ).

Centre de recherches routières (CRR).

Corté, J.-F. & Di Benedetto, H. (2004). Matériaux routiers bitumineux 1 : description et propriétés des constituants. Hermés Lavoisier.

Delorme, J. L. (2007). Manuel LPC d'aide à la formulation des enrobés à chaud. Études et recherches des Laboratoires des ponts et chaussées. Série Chaussées.

Di Benedetto, H. & Corté, J.-F. (2005). Matériaux routiers bitumineux 2 : constitution et propriétés thermomécaniques des mélanges bitumineux. Hermés Lavoisier.

Faure, M. (1998). Cours de routes, tome 2. Les cours de l’ENTPE. Aléas.

Gouvernement du Québec (GQ).

Laboratoire de chaussées (LC).  

Lamothe, S. (2014). Endommagement d'un enrobé bitumineux partiellement saturé en eau ou en saumure soumis à des sollicitations cycliques de gel-dégel et mécaniques. Thèse de doctorat. École de technologie supérieure.

Lamothe, S. (2004). Enrobé grenu : influence du dosage en filler et de l'ajout d'un sable roulé sur le couple ouvrabilité-orniérage. Mémoire de maîtrise. École de technologie supérieure.

Laboratoire sur les chaussées et matériaux bitumineux (LCMB) (anciennement le Laboratoire universitaire sur les chaussées, routes et enrobés bitumineux, LUCREB).

Meunier, M. (2012). Prédiction de l'orniérage lié aux déformations permanentes des enrobés bitumineux. Thèse de doctorat. École de technologie supérieure.

Ministère des Transports du Québec (MTQ).

Olard, F. (2003). Comportement thermomécanique des enrobés bitumineux à basses températures. Relations entre les propriétés du liant et de l'enrobé. Thèse de doctorat. INSA de Lyon.

Regroupement professionnel des exploitants de centrale d'enrobage (RPECE).

Revue générale des routes et aérodromes (RGRA).

Roberts, F.L., Kandhal, P.S., Ray Brown, E., Lee, D.-Y., & Kennedy, T.W., Hot mix asphalt Materials, mixture design, and construction, 2e ed. NAPA Research and Education Foundation, 1996.

SETRA & LCPC. (1994). Conception et dimensionnement des structures de chaussée. Guide technique. Service d'études sur les transports, les routes et leurs aménagements & Laboratoire central des Ponts et Chaussées.

Transports Québec (TQ).

Union des syndicats de l'industrie routière française (USIRF).

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