Ecoulements dans les bétons bitumineux drainants : développement d'un perméamètre"V.H."et modélisation d'essais in situ

= Flow through porous asphalt : Development of a permeameter"Winter Maintenance" and modeling of in situ experiments

• Auteur / Autrice : Malek Jouni
• Direction : Hervé Di Benedetto
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Civil
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Ecole nationale des travaux publics de l'Etat (Vaulx-en-Velin, Rhône1975-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écoulement visqueux

Hydrocarbures

Drainage domestique

Résumé

Les BBDr offrent aux usagers confort et sécurité par le temps de pluie. Ils possèdent, également, un comportement thermique particulier qui rendent les techniques classiques en viabilité hivernale peu efficaces. Ce travail a pour objectif d'expliquer les phénomènes de transit en vue d'optimiser les solutions utilisées. La technique des BBDr ainsi qu'une comparaison entre cette technique et celles utilisées pour les enrobés classiques sont présentées. Les phénomènes hivernaux, les modes d'intervention et les problèmes rencontrés sur les enrobés drainants sont détaillés. Un perméamètre appelé "Perméamètre de Viabilité Hivernale" ("VH") a été développé au DGCB de l'ENTPE pour l'étude des écoulements des solutions salines. Ce perméamètre mesure la perméabilité (K), au sens de Darcy, dans une gamme de température comprise entre -20 et 20°C pour des débits variant entre 100 et 2000 ml. L'étude menée pour déterminer les propriétés rhéologiques de solutions salines montre que ces solutions sont des fluides newtoniens. Une campagne expérimentale a été réalisée, avec le perméamètre "VH", afin de caractériser les propriétés d'écoulement des solutions salines et de l'eau à travers les BBDr. Il en ressort que la perméabilité intrinsèque dépend du type de fluide et que la température joue un rôle essentiel. Le fonctionnement des perméamètres utilisés in situ pour caractériser la capacité de dépendant de l'épaisseur et que V p. Donnée par le perméamètre de chantier, est proportionnelle à K et à un facteur dépendant de l'épaisseur et de la porosité. Chacun des facteurs est quantifié pour les structures types de chaussées. La relation entre V p et V q est, également fournie. Trois comparaisons de natures différentes entre des mesures sur chaussées et des modélisations valident nos développements.

Though porous asphalt offers to drivers comfort and security during the rainfall, its particular thermal behavior makes the classical techniques used in winter maintenance inefficient. This work aims to explain the transit phenomena in order to find the optimum of the used solutions. The technique of porous asphalt as well as a comparison between this technique and the classical one is presented. The winter phenomena, the methods of intervention and the problems of porous asphalt are detailed. A permeameter which is called "Permeameter of winter maintenance" has been devclopcd al DGCB of the "Ecole des TPE" in order to study the flow of saline solutions. This permeameter mesures the permeability (K) as defined by Darcy for a temperature interval between -20 and 20°C. Its flow rate range varies between 100 and 2000 ml. The study carried on, using a rheometer, to determine the rheological properties or saline solutions shows that these solutions are newtonian fluids. An experimental campaign has heen realized, using the permeameter "V. H", in order to characterize the properties of the saline solutions flow as well as water flow through porous asphalt. It is shown that the intrinsic permeability depends on the type of the fluid and the temperature plays an essential role. Then, the functioning of the in situ permeameters used to characterize the drainage capacity of porous asphalt is modeled. The analytical and numerical developments show that obtained by using the automatic permeameter, is proportional to K. Also, it is proportional to a factor which depends on the thickness. While V P· obtained by the use of the site permeameter, is proportional to K and a factor which depends on both the thickness and the void ratio. The relation between Vp and Vq is given. Three comparisons of different natures between measurements realized on pavements and modeling validate our developments.