Le recyclage du VPC

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 REVUE DE LITTÉRATURE
1.1 Le recyclage du VPC
1.1.1 Situation québécoise
1.1.2 Projets de recherche
1.2 Le verre postconsommation (VPC) dans les chaussées
1.2.1 Le Glasphalt
1.2.2 Le VPC dans les couches granulaires
1.2.3 Aspect thermique
1.2.3.1 L’intérêt des propriétés thermiques
1.2.3.2 Contribution thermique du VPC
1.3 Action du gel sur les chaussées
1.3.1 Contexte climatique
1.3.2 Dégradations liées au gel et dégel
1.3.3 Dimensionnement au gel des chaussées
1.3.4 Isolation de la chaussée
1.3.5 Formation des lentilles de glace
1.3.6 Vitesse de gonflement et de dégonflement
1.4 Transferts thermiques : quelques éléments fondamentaux
1.4.1 Modes de transferts thermiques
1.4.1.1 Rayonnement
1.4.1.2 Conduction
1.4.1.3 Convection
1.4.2 Propriétés thermiques
1.4.2.1 Conductivité thermique
1.4.2.2 Capacité thermique
1.4.2.3 Diffusivité thermique
1.4.3 Transfert de chaleur dans les milieux poreux
1.4.3.1 Effets de la porosité et de la composition minéralogique du milieu
1.4.3.2 Effet de l’eau
1.5 Mesure des propriétés thermiques
1.5.1 Méthodes en régime permanent
1.5.1.1 Méthode de la plaque chaude gardée
1.5.1.2 Méthode à flux radial
1.5.2 Méthodes en régime quasi-établi
1.5.2.1 Méthode de contact : la sonde thermique
1.5.2.2 Mesure de la diffusivité thermique
1.5.3 Choix des méthodes de mesures
1.6 Synthèse de la revue de littérature
CHAPITRE 2 OBJECTIF ET PROGRAMME EXPÉRIMENTAL
2.1 Problématiques et objectif de l’étude
2.2 Méthodologie
2.2.1 Phase I : programme expérimental
2.2.1.1 Granulométrie à l’étude
2.2.1.2 Influence de la nature minéralogique des mélanges
2.2.1.3 Influence de la granulométrie
2.2.1.4 Influence de la teneur en eau (wc)
2.2.1.5 Dispositifs expérimentaux
2.2.2 Phase II : modélisation numérique
2.2.2.1 Outils de modélisation
2.2.2.2 Étude paramétrique
2.3 Plan de travail
CHAPITRE 3 DESCRIPTION DES PROCÉDURES EXPÉRIMENTALES
3.1 Mélanges à l’étude
3.1.1 Source de granulats
3.1.1.1 Granulats de pierre calcaire
3.1.1.2 Granulats de VPC
3.1.2 Préparation des mélanges
3.1.3 Préparation de l’eau
3.2 Mesure de la conductivité thermique
3.2.1 Procédure
3.2.1.1 Équipements
3.2.1.2 Compactage
3.2.1.3 Hétérogénéité, dimensions finies, et paramètres d’essai
3.2.1.4 Mesure et acquisition
3.2.2 Calibration
3.2.3 Analyse des données
3.3 Mesure de la diffusivité thermique
3.3.1 Théorie
3.3.1.1 Méthode des différences finies
3.3.1.2 Résolution numérique de l’équation de la chaleur unidimensionnelle
3.3.2 Procédure
3.3.2.1 Dispositif expérimental
3.3.2.2 Compactage
3.3.3 Calibration
3.3.4 Analyse des résultats
3.3.4.1 Acquisition
3.3.4.2 Calcul d’α
CHAPITRE 4 PRÉSENTATION ET ANALYSE DES RÉSULTATS EXPÉRIMENTAUX
4.1 Essais préliminaires : densité des particules sèches des mélanges
4.2 Résultats des essais de conductivité thermique
4.2.1 Phase de calibration
4.2.2 Influence de la taille des granulats
4.2.2.1 Résultats sur la pierre calcaire
4.2.2.2 Résultats sur le VPC
4.2.3 Influence de la nature minéralogique
4.3 Résultats des essais de diffusivité thermique
4.3.1 Phase de calibration
4.3.2 Influence de la taille des granulats
4.3.2.1 Résultats sur la pierre calcaire
4.3.2.2 Résultats sur le VPC
4.3.3 Influence de la nature minéralogique
CHAPITRE 5 ÉTUDE PARAMÉTRIQUE PAR SIMULATIONS NUMÉRIQUES
5.1 Validation sur un cas simple
5.1.1 Caractéristiques de l’échange convectif
5.1.2 Solution analytique et résultats de la simulation numérique
5.2 Présentation des cas d’étude
5.2.1 Configurations considérées
5.2.2 Propriétés des matériaux
5.2.3 Conditions initiales, aux limites et températures de l’air
5.3 Résultats pour le cas Tconst air
5.3.1 Configuration de référence : cas #1 à l’état sec (S : θ = 0%) et partiellement saturé (PS : θ = 10%)
5.3.2 Incorporation de couches de VPC (θ = 0%)
5.3.3 Incorporation de couches de VPC (θ = 10%)
5.4 Résultats pour le cas Tsin air
5.4.1 Configuration de référence
5.4.2 Incorporation de couches de VPC (θ = 0%)
5.4.3 Incorporation de couches de VPC (θ = 10%)
CHAPITRE 6 SYNTHÈSE ET ANALYSE
6.1 Synthèse des essais de conductivité thermique
6.1.1 Effet de la porosité à l’état sec (θ = 0%)
6.1.2 Effet de la teneur en eau
6.1.3 Effet de la teneur en VPC
6.2 Synthèse des essais de diffusivité thermique
6.2.1 Effet de la teneur en eau
6.2.2 Effet de la teneur en VPC
6.3 Modélisation numérique
6.3.1 Impact de la teneur en eau
6.3.2 Impact de l’épaisseur et de la position de la couche de VPC
CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS
ANNEXE I EXEMPLE DE PRÉPARATION DES MÉLANGES
ANNEXE II PROCÉDURE POUR LA PRÉPARATION DU MÉLANGE EAU/AGAR-AGAR
ANNEXE III THÉORIE DE LA SONDE THERMIQUE
ANNEXE IV MONTAGE DE LA SONDE THERMIQUE
ANNEXE V EXEMPLE DE CODE FLAC
ANNEXE VI RÉSULTATS DES SIMULATIONS NUMÉRIQUES
BIBLIOGRAPHIE