Ce travail de thèse vise à mieux comprendre comment l’adhérence des chaussées varie en présence d’un film d’eau très mince (épaisseur inférieure à 1 mm) à la surface de la chaussée. Cet état de mouillage peut engendrer le phénomène de viscoplanage qui est à l’origine d’accidents en cas de pluie légère ou juste après un épisode pluvieux. La finalité de la thèse est de proposer des critères permettant de définir les conditions d’apparition du viscoplanage. Des essais en laboratoire ont été réalisés sur différents types d’échantillons : des enrobés bitumineux mais aussi des mosaïques de graviers roulés et sablés qui permettent l’étude de l’influence de la microtexture, paramètre essentiel pour l’évacuation des films d’eau minces. Des essais sur route réelle (piste) ont également été effectués pour valider la représentativité des essais en laboratoire. Des protocoles d’essais spécifiques ont été développés pour suivre l’évolution du coefficient de frottement de l’état de chaussée sec jusqu’au mouillage complet de la surface. La courbe représentant la variation du coefficient de frottement avec la hauteur d’eau est similaire à la courbe de Stribeck qui met en évidence trois régimes de lubrification : limite, mixte et hydrodynamique. L’influence de divers paramètres (vitesse, microtexture, macrotexture) sur cette variation est étudiée. Une hauteur d’eau dite ń critique ż, transition entre le régime de lubrification limite (valeur du coefficient de frottement proche de la valeur sur surface sèche) et le régime de lubrification mixte (chute brutale du coefficient de frottement), est définie. La relation entre la hauteur d’eau critique, la microtexture et la vitesse est analysée. L’influence relative des paramètres de contact est quantifiée. Un modèle physique est développé. Il comporte trois contributions (déformation de la gomme, adhésion et effets hydrodynamiques) et prend en compte les conditions de contact (charge verticale, vitesse). Ce modèle est appliqué à des profils de texture mesuré avec un capteur laser à très haute résolution. Une méthode d’analyse de profils est développée pour déterminer des indenteurs, aspérités sur lesquelles les calculs de déformation et d’adhésion sont appliqués. La comparaison entre le modèle et les essais est satisfaisante, justifiant les hypothèses du modèle. Celui- ci a notamment permis de souligner l’importance du film d’eau présent au sommet des aspérités d’une chaussée. Un modèle de la littérature a été utilisé, comme première tentative, pour estimer l’épaisseur de ce film. Des applications des résultats de la thèse sont citées : elles contribuent à une meilleure compréhension de la présence de films d’eau très minces sur l’adhérence mais également à la détermination des critères d’établissement du viscoplanage.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00851330 |
| Date | 25 October 2012 |
| Creators | BEAUTRU, Yannick |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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