Etude expérimentale et modélisation de l’impact des charges routières sur le comportement mécanique des couches de surface

Cette thèse de doctorat porte sur l’analyse et la modélisation du comportement des couches de surface des chaussées sous les charges du trafic, en mettant particulièrement l’accent sur les effets des conditions de collage entre les couches. L'étude s'inscrit dans le cadre du projet national ANR BINARY et se base sur l’analyse de deux expérimentations en vraie grandeur réalisées sur le manège de fatigue de l'Université Gustave Eiffel. Ces expérimentations ont consisté à tester des structures de chaussées neuves et réhabilitées, sous différentes conditions de chargement et de température. Les chaussées ont été instrumentées avec des jauges de déformation et des fibres optique, une technique d'instrumentation innovante permettant de réaliser des mesures distribuées des déformations, sous charges roulantes. Les résultats montrent l'effet significatif des conditions de collage des interfaces sur les performances des couches de surface, et leur évolution avec le trafic et les conditions de température. Deux approches de modélisation ont été développées pour prédire lecomportement des chaussées expérimentales, et en particulier le comportement des interfaces. La première approche est basée sur le logiciel Viscoroute©2.0, et simule l'interface comme une couche mince avec un module d'élasticité fonction de la température. La deuxième approche repose sur une analyse par éléments finis avec le logiciel FreeFem++, modélisant l'interface comme une surface frottante, régie par la loi de Coulomb, avec un angle de frottement indépendant de la température. Cette deuxième approche a été introduite afin d’améliorer la modélisation d’interfaces dégradées, partiellement glissantes. Le manuscrit analyse également l'effet d’essieux tridem à roues larges sur l’endommagement des chaussées. Cette recherche contribue à améliorer la compréhension des déformations induites par le trafic dans les couches de surface et ouvre des perspectives pour le développement d'une approche plus rationnelle de dimensionnement des chaussées à l’avenir