L'endommagement mécanique et le vieillissement physico-chimique sont des phénomènes inévitables qui se produisent durant la durée de vie des structures de chaussées à cause du chargement répétitif du trafic et des agents environnementaux (humidité, UV, ...). Ces phénomènes sont constamment en opposition avec les moyens économiques mis en œuvre pour préserver la fonctionnalité et la sureté du réseau routier.

Le projet MOVEDVDC (MOdélisation du Vieillissement et de l'Endommagement pour l'évaluation de la Durée de Vie des Chaussées) vise à améliorer les méthodes de redimensionnement des anciennes chaussées pour optimiser l'entretien de ces dernières. La démarche proposée dans ce projet se focalise sur la caractérisation des performances mécaniques résiduelles des matériaux constituants les couches d'assise et leur évolution dans le temps. Pour ce faire, l'étude expérimentale sera menée sur des enrobés prélevés sur cinq chaussées routières en service depuis plus de 15 ans et des enrobés analogues fabriqués en laboratoire puis vieillis artificiellement. Deux types d'essais mécaniques sont prévus dans ce projet : d'une part les essais de modules complexes et d'autre part les essais de fatigue. Ces essais mécaniques seront associés à des mesures de propagation d'ondes élastoqies (ultrason et émission acoustique).

Cette étude préliminaire, traite du potentiel de la méthode UPV (Ultrasonic Pulse Velocity) dans la caractérisation des enrobés bitumineux qui présente deux difficultés majeures vis-à-vis la propagation des ondes ultrasonores. En plus du caractère hétérogène de ce type de matériau (dispersion des ondes) et sa forte atténuation des ondes, s'ajoute la sensibilité thermique et la sensibilité cinétique (fréquence) de sa matrice bitumineuse. Le but étant de proposer, sur la base de plaques prélevées in-situ ou fabriquées au laboratoire, une cartographie spatiale des propriétés élastiques de l'enrobés étudiés (E, G et ν). Les résultats présentés dans cet article reposent sur des mesures conjointes de vitesses d'ondes de compression (P) et de cisaillement (S). Un accent particulier sera accordé au traitement des signaux, notamment les méthodes de détermination du TOF (Time Of Flight) en fonction du rapport signal/bruit. L'effet concomitant lié à la densité du matériau sera traité lors du prélèvement des éprouvettes cylindriques destinées à l'essai de module complexe en traction-compression alternées. Le passage des vitesses ultrasonores vers les propriétés élastiques repose dans un premier temps sur une modélisation analytique de la propagation des ondes dans un milieu 3D isotrope, élastique et homogène. La prise en compte de la viscoélasticité dans la détermination des propriétés élastiques nécessite, en plus des vitesses VP et VS, une mesure des facteurs d'atténuation en séparant les effets liés à l'étalement géométrique et à la dispersion causée par les hétérogénéités. Une des actions proposées pour atteindre cette perspective est de reconstituer sur la base d'une imagerie de la structure granulaire un modèle numérique viscoélastique hétérogène en élément finis qui prend en compte également l'endommagement de la matrice visqueuse.