Analyse Du Vieillissement Des Liants Hydrocarbonés - Strasbourg, France - INSA Strasbourg (Laboratoire ICUBE)

Description

**Analyse du vieillissement des liants hydrocarbonés par l'Intelligence Artificielle**:

- Réf
- **ABG-117917**
- Stage master 2 / Ingénieur- Durée 6 mois- Salaire net mensuel 630 euros- 21/11/2023- INSA Strasbourg (Laboratoire ICUBE)- Lieu de travail- Strasbourg Grand Est France- Champs scientifiques- Sciences de l'ingénieur
- Génie civil, BTP
- Science de la donnée (stockage, sécurité, mesure, analyse)
- Mots clés- : indicateurs de vieillissement, composition chimique, rhéologie, liants hydrocarbonés, fouille de données**Établissement recruteur**:
**Site web**:
L'INSA Strasbourg (Laboratoire ICUBE)

**Description**:
**Contexte**

Le vieillissement chimique des liants hydrocarbonés constitue l'un des principaux modes de dégradation des infrastructures de transport. Il concerne principalement les couches de surface en raison de l'exposition à l'oxygène, aux rayons UV et aux variations de températures tandis que les couches de fondation le sont à un degré moindre en raison de l'oxygène piégé dans les sols. Le bitume doit répondre à un ensemble de spécifications traditionnellement liées aux propriétés physiques ou rhéologiques, (Lesueur, 2009a). Par conséquent, toute modification substantielle de la rhéologie est généralement indésirable, car elle implique une baisse des performances et, par conséquent, une réduction de la durée de vie de l'enrobé bitumineux. Cependant, ces altérations sont susceptibles de se produire en raison de la nature organique du bitume, qui le rend très sensible au vieillissement oxydatif lorsqu'il est en contact avec l'oxygène et d'autres espèces réactives de l'oxygène naturellement présentes dans l'atmosphère. Le phénomène dit de vieillissement est une combinaison de plusieurs mécanismes et peut être divisé en deux étapes : le vieillissement à court et celui à long terme.

Les paramètres qui ont une influence sur la cinétique de vieillissement sont:

- L'oxygène de l'air
- La minéralogie et la surface spécifique des granulats influencent la cinétique de vieillissement du bitume.
- La température possède également une forte influence sur le vieillissement

Pour le bitume, la caractérisation de l'impact du vieillissement s'observe dans des essais chimiques et des essais rhéologiques. En raison de la composition chimique extrêmement complexe du bitume, les chercheurs se sont attachés à fractionner les composants du bitume en groupes génériques en fonction de leur réactivité et/ou de leur polarité au cours des dernières décennies (saturés, aromatiques, résines, asphaltènes). Lors du vieillissement, il est fréquent de constater une production nette positive de la fraction résineuse, c'est-à-dire que la diminution de la fraction aromatique entraîne une augmentation significative de la résine et une légère croissance de la fraction asphaltène (Mirwald, et al., 2020 ; Themeli et al., Les deux cas impliquent une augmentation de la polarité de l'environnement intermicellaire (maltène) de plus faible poids moléculaire (PM). Cela intensifie les liaisons intermoléculaires, entraînant une réduction de la mobilité entre elles (Petersen, 1984) et facilite la dissipation des contraintes mécaniques et thermiques, augmentant ainsi la susceptibilité à la fissuration des matériaux bitumineux.

La spectroscopie FTIR a été largement utilisée pour suivre le niveau d'oxydation du bitume à travers les changements de deux groupes fonctionnels : le carbonyle (C=O) et le sulfoxyde (S=O). Les essais de chromatographie CES également connue sous le nom de chromatographie par perméation de gel (CPG), permettent de classer les bitumes en fonction de leur taille moléculaire ou de la distribution de leur poids.

Enfin des essais de module complexe sont réalisés sur une gamme donnée de fréquence et température. A partir de ces résultats d'essais, des critères de rupture basés sur la rhéologie ont été établis (AASHTO M 320, 2017), et le paramètre G-R (Rowe, 2011) a été largement utilisé pour évaluer la résistance à la fissuration sans charge des matériaux bitumineux depuis les liants jusqu'aux mélanges. Des méthodes plus récentes (Théméli et al., 2015, 2016) permettent d'interpréter la variation de l'angle de phase en fonction de la distribution des masses moléculaires apparentes, cette dernière étant reliée au vieillissement du bitume.

Il n'y a pas d'études menées à ce jour permettant de prédire les observations menées à différents niveaux de vieillissement et à différentes échelles : liant - mastic - mélanges granulaires. Le projet se concentrera sur les liants et mélanges étudiés lors de l'étude menée dans l'ANR Movedvdc, cette base de données pourra être élargie selon les besoins de l'étude en agrégeant des résultats publiés. Les tendances actuelles et futures, concernant les matériaux des infrastructures de trans