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Dissertations / Theses on the topic 'Bitume'
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El, Beze Laëtitia. "Recyclage à chaud des agrégats d'enrobés bitumeux : identification de traceurs d'homogénéité du mélange entre bitume vieilli et bitume neuf d'apport." Aix-Marseille 3, 2008. http://www.theses.fr/2008AIX30044.
Full textAbstract:
Dans le domaine routier, les enjeux économiques et environnementaux du recyclage ont pris une telle importance que l'utilisation de matériaux recyclés est devenue une option dont l'examen est incontournable. Dans le cas du recyclage à chaud des agrégats d'enrobés bitumineux, le matériau issu généralement du rabotage de la couche de roulement de la chaussée, est mélangé à chaud à un liant neuf d'apport. Malgré les progrès réalisés, cette filière de valorisation n'a pas atteint son plein potentiel. Les processus de mélange entre liant vieilli de l'agrégat bitumineux à recycler et liant neuf d'apport sont encore insuffisamment identifiés et mal maîtrisés, et peuvent être mis en cause en cas de dégradation anormale de l'enrobé final. Pour la première fois, la question est abordée par une approche microscopique basée sur l'utilisation de traceurs, pour caractériser de façon directe et in situ le niveau d'homogénéité du mélange de bitumes vieilli et neuf, dans un enrobé recyclé modèle de laboratoire<br>In the road field, recycling is become more and more important for both economical and environmental concerns. In the case of hot-mix asphalt recycling process, the reclaimed asphalt pavement (RAP) is generally mixed with a virgin binder at high temperature. Despite technical progress, this way of valorization has not reached its full potential. The mixing process between the aged binder of the reclaimed asphalt pavement and the new asphalt bituminous binder are still insufficiently described and brought under control, and could be involved in unusual damages processes of the final asphalt pavement. For the first time, a microscopic approach based on tracers is used to directly characterize by an in-situ means, the homogeneity level of the mixture of aged and new bituminous binders for a laboratory model of recycled asphalt pavement
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Themeli, Andrea. "Etude du potentiel d'emploi des bitumes naturels dans la production des liants bitumineux durs et des enrobés à module élevé." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAD020.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est d’étudier le potentiel d’un bitume naturel (BN) extrait en Albanie pour la production des bitumes durs (BD) et des enrobés à module élevé (EME). Pour la production des BD, différentes techniques de raffinage du pétrole existent. Néanmoins, avec certains bruts pétroliers il est impossible de les fabriquer. De plus, les BD de raffinerie comportent souvent des défauts qui limitent leurs applications. Ces raisons, couplées à des questions d’approvisionnement, conduisent à chercher des méthodes de substitution. Dans ce contexte, il est intéressant d’utiliser des BN. Cette étude a montré que le BN d’Albanie donne des BD et des EME en conformité avec la Normalisation Européenne, résistants au vieillissement et performants aux basses températures. Un dosage adéquat permet de formuler des matériaux d’une dureté désirée en réponse des exigences techniques des applications routières visées tout en facilitant la gestion des stocks de bitumes dans les centrales d’enrobages<br>The aim of this thesis is to study the potential of a natural bitumen (NB) mined in Albania in the production of hard bitumens (HB) and that of high modulus asphalt concrete (HMAC). Various petroleum refining techniques are available for the production of HB. Nevertheless, this is impossible with some crude oils. In addition, HB from refineries often present shortcomings which limit their applications. These reasons, coupled with practical issues related to HB supply, motivate the research of alternative methods. In this industrial context it is interesting to use NB. This study has shown that the Albanian NB provides HB and HMAC in accordance with European Standards, resistant to aging and relatively performant at low temperatures. The proper dosage of this NB allows the formulation of materials of desired properties, in response to the technical requirements of the considered road applications, facilitating in this way the use of bitumen stocks in asphalt concrete production plants
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Merce, Manuel. "Formulation de bitumes aux propriétés rhéologiques modulables." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0334.
Full textAbstract:
La construction des routes avec des techniques d'enrobage à chaud (T=160 °C) implique une consommation d'énergie fossile et des rejets de gaz à effet de serre importants. Une production plus écologique du bitume nécessite de diminuer les températures d'enrobage en conservant les propriétés mécaniques des enrobés ainsi obtenus. Le développement de techniques permettant de réduire les températures est donc un enjeu majeur de l'industrie routière. Dans ce travail, nous avons joué à la fois sur la composition et le procédé pour moduler les propriétés du bitume et atteindre l’objectif fixé.Nous avons décomposé le bitume en ses différentes fractions en utilisant des techniques de séparation asphaltènes/maltènes à l'aide d'un alcane (pentane et heptane). Nous avons formulé des bitumes à différentes proportions et natures d'asphaltènes en introduisant des protocoles de préparation originaux. A l’aide de techniques de caractérisation variées telles que la rhéologie, la diffusion des rayons X ou encore des techniques de microscopies et d'analyses thermiques, nous avons déterminéles rôles des différentes fractions du bitume. Nous avons ainsi montré l'impact important des asphaltènes, mais également des fractions que nous avons qualifiées « d'intermédiaires », sur les comportements rhéologiques. Enfin, nous avons élaboré des objets coeur-écorce, composés d’une écorce rigide, non collante, riche en asphaltènes et d’un coeur mou, riche en maltènes. Ces objets sont particulièrement intéressants pour le transport du bitume à température ambiante<br>The classic manufacture of hot mix asphalt for road construction is associated with a high consumption of fossil fuels and a high level of emissions of greenhouse gases into the atmosphere. A cleaner production of bitumen requires lowering the manufacturing temperature of these products without impoverishing their level of mechanical performances. The development of technologies that enable temperature reduction had thus become a major objective in the field of road engineering. In this work, we are playing on both composition and process in order to control the final properties of the material and propose an interesting way to reduce temperature during transportation. We have been interested in the different fractions composing the bitumen. We have there by employed a separation technique with alkane (heptane and pentane) to segregate the maltenes and asphaltenes. We could therefore realize diverse reconstituted bitumen using original protocols. Using various characterization techniques (such as rheology, X-ray scattering, optic, electronic and atomic force microscopy, infrared spectroscopy, thermal analysis...), we get insight into the effect of asphaltenes content and nature on bitumen properties. Our results show the huge impact of asphaltenes and other fractions called "intermediate fractions" on bitumen rheological properties. Finally, we propose an innovative processing of bitumen via the elaboration of core/shell objects composed of a rigid, nonsticky and asphaltenes-rich corona and a soft maltenes-rich core. These objects are very interesting for transporting bitumen at ambient temperature
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Walczak, Isabelle. "Détermination des produits organiques d'altération chimique et radiochimique du bitume : Application aux enrobés bitumés." Lyon, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAL0008.
Full textAbstract:
Les différentes qualités du bitume, comme sa grande imperméabilité et sa relative inertie face à la plupart des agents chimiques, ont autorisé son utilisation pour l'enrobage des déchets nucl_éaires de faible et moyenne activités. Un scénario de gestion à long terme de ces c'olis prévoit un stockage en formations géologiques profondes. Dans cette situation, de 1' eau liquide sera présente au contact du colis bitumé potentiellement vieilli pendant la phase préliminaire d'entreposage par le couplage des facteurs oxygène atmosphérique et irradiation interne (radio-oxydation). L'eau constitue le vecteur de solubilisation d'espèces organiques, qui, en fonction de leur polarité seront susceptibles de complexer les radioéléments entraînant une augmentation de leur solubilité et de leur transfert dans le champ proche. Dans un premier temps, nous avons étudié la lixiviation d'un bitume non vieilli par une eau dont la composition chimique simule une eau en équilibre avec les matériaux de la barrière ouvragée puis, dans un deuxième temps, nous avons intégré le vieillissement potentiel du bitume. L'altération chimique du bitume conduit à la lixiviation d'espèces organiques dont la quantité et la nature dépendent du pH, de la force ionique et de la surface du matériau exposée à la lixiviation. Pour une eau de type ciment, les molécules identifiées sont des acides carboxyliques, des glycols et des composés aromatiques. La biodégradabilité de ces molécules a été démontrée mais elle ne sera effective, en stockage profond, que dans la mesure où les micro-organismes pourront se développer dans de tels milieux. L'étude de l'altération radio-oxydante a montré que la matrice bitume est très sensible au couplage des facteurs oxygène-irradiation qui se traduit par la formation d'espèces oxydées principalement des acides aromatiques. L'étude de matériaux irradiés à faible débit de dose montre que les transferts d'eau sont peu modifiés alors que la solubilisation de matière organique est accrue<br>Bitumen can be used for embedding most of wastes because of its high impermeability and its relatively low reactivity with most of chemicals [1]. Bituminization is one of selected solutions in agreement with nuclear safety, waste compatibility and economic criteria. Bitumen, during storage, undergoes an auto-irradiation due to embedded radio-elements. During this stage, drums are not airtight then oxygen is present. In disposal configuration, water, which is a potential vector of radioactivity and organic matter, is another hazard factor liable to deteriorate the containment characteristics of bitumen wastes. The generation of water soluble organic complexing agents can affect the integrity of the waste form due to an increase of the radionuclides solubility. The first aim of this work is the quantitative and qualitative caracterisation of soluble organic matter in bitumen leachates. Different leaching solutions were tested (various pH, ionic strength, ratio SN). When the pH of the leaching solutions increases, the total organic carbon released increases as well. Identified molecules are aromatics like naphthalene, oxidized compounds like alcohols, linear carbonyls, aromatics, glycols and nitrogen compounds. For the cement-equilibrated solution (pH 13. 5), the effect of ionic strength becomes significative and influences the release of soluble organic matter. This soluble organic matter can be biodegraded if microorganisms can growth. The second aim of this work is to study the effect of radio-oxidative ageing on the bitumen confinement properties. During radio-oxidation, the chemical properties of bitumen are modified. The μ-IRTF analysis shows the formation of hydroxyl compounds and α-β-unsaturated acids. The formation of these polar groups doesn't influence, in our study, the water uptake. However the organic matter release increases significantly with the irradiation dose
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Moncel, Matthieu. "Analyse thermique avancée pour l’étude et la caractérisation de produits pétroliers complexes tels que les bitumes." Thesis, Nice, 2014. http://www.theses.fr/2014NICE4147.
Full textAbstract:
Au cours de cette thèse, de nouvelles méthodes d’analyse thermique et de traitement des données applicables à l’étude et la caractérisation de produits pétroliers complexes, ont été proposées, afin de mieux caractériser les bitumes. Le bitume, sous-produit de l’industrie pétrolière, est un matériau complexe dont les propriétés et la composition changent au gré des cocktails de pétroles bruts ou des procédés de raffinage. Une connaissance approfondie des propriétés de chaque bitume est donc nécessaire. Les tests mécaniques normés utilisés aujourd’hui pour caractériser le bitume sont insuffisants. Afin de pallier ce problème les techniques de DSC avancées ont été exploitées. Ce travail a porté principalement sur l’étude des trois phénomènes pouvant être observés au cours du chauffage des bitumes: la transition vitreuse, la cristallisation et la fusion. La première partie de ce travail a été consacrée à l’étude de ces trois phénomènes sur des molécules modèles, la diéthanolamine et la triéthanolamine. L’intérêt de la perturbation stochastique de température (TOPEM®) réside notamment dans la possibilité de séparer certains phénomènes se produisant sur un même domaine de températures. La méthodologie développée a ensuite été appliquée aux bitumes afin de mettre en évidence des corrélations entre données DSC (fraction cristallisable, température de transition vitreuse, température et enthalpie de fusion) et données mécaniques. Il a été montré également que la calorimétrie ultra-rapide permet de séparer certains phénomènes grâce à une approche différente mais complémentaire à la perturbation stochastique de température TOPEM®<br>This thesis tackled new methods of thermal analysis and data treatment applicable to the study and characterization of complex petroleum products. The objective was to better characterize bitumen, which, as a by-product of petroleum industry, is a complex material. Its properties and composition are not set and change according to the cocktails of crude oils or to the refining processes. Thorough knowledge of the properties of asphalt is thus necessary to be able to use them in the best conditions. The standardized mechanical tests used today to characterize the asphalt are insufficient. To compensate for this problem, the techniques of advanced DSC were exploited. This work concerned mainly the study of three phenomena which can be observed during the heating of asphalts: glass transition, crystallization, and melting. The first part of this work was dedicated to the study of these three phenomena on model molecules _ the diethanolamine and the triethanolamine _ as they were presenting thermal events in a range of temperatures similar to the one of bitumen. The interest of the stochastic temperature perturbation (TOPEM®) lies in particular in the possibility of separating some phenomena occurring on the same range of temperatures. Thus, thanks to this method, glass transition can be analyzed independently of the enthalpic relaxation or of the crystallization. The developed methodology was then applied to bitumen so as to highlight correlations between DSC data and mechanical data . It was also shown that the ultra-fast calorimetry enables to separate some phenomena thanks to a different but complementary approach of stochastic temperature perturbation TOPEM®
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Coustham, Thomas. "Synthèse de polymères supramoléculaires pour le renfort de bitume." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066658.
Full textAbstract:
Les polymères supramoléculaires sont des assemblages de molécules ou de polymères qui interagissent par liaisons non-covalentes. Cette dernière caractéristique les rend stimulables, notamment par une modification de température. L’objectif de ce projet consiste à utiliser cette chimie non-covalente pour gélifier le bitume à température d’usage (0 – 70°C) et ainsi améliorer ses propriétés mécaniques (dureté, résistance sous compression et sous cisaillement) sans augmenter la viscosité du bitume chaud (150 – 180°C) lors de sa mise en œuvre. Deux types d’interactions ont été utilisées : la liaison hydrogène ou le π-stacking. La première a permis à des additifs composés de trois blocs, un segment cohésif au centre et de deux segments externes servant à la solubilité, de s’auto-assembler pour former des fibres qui servent de renfort au bitume. Un travail d’ajustement des différents paramètres et des monomères utilisés a permis d’optimiser les propriétés de l’additif tout en évitant sa dégradation ou sa solubilisation. L’ajout d’un polymère portant deux segments cohésifs permet d’améliorer encore les propriétés mécaniques par un effet de réticulation réversible. La seconde interaction, le π-stacking, est une interaction déjà présente dans le bitume entre différentes molécules poly-aromatiques, nommées asphaltènes, et qui a pour conséquence leur agrégation à froid. Deux approches différentes ont été testées pour connecter ces agrégats. Celles-ci doivent encore être optimisées<br>Supramolecular polymers are assemblies of molecules or polymers which interact together by non-covalent bonds. This characteristic makes them sensitive to various stimuli such as a change of temperature. The aim of this project is to use non-covalent chemistry to jellify and improve mechanical properties of bitumen at temperature of use (0 – 70°C) without increasing the viscosity at the processing temperature (150 - 180°C).Two kinds of interactions have been used: hydrogen bond or π-stacking. The first one has allowed triblock copolymers, built with a central cohesive block and two external chains for compatibilization with the matrix, to self-assemble into fibers which can reinforce bitumen. Structural parameters and the nature of monomers have been adjusted to optimize mechanical properties and to avoid dissolution and degradation. Addition of a polymer end-capped with two cohesive segments has allowed improving the properties of bitumen by reversible cross-linking. The second interaction used, π-stacking, is already present in bitumen between poly-aromatics molecules, called asphaltens, and it is responsible for their self-assembly at room temperature. Two different strategies have been tested to connect these aggregates but have to be optimized
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Yan, Xili. "Comportement mécanique des enrobes au bitume et au bitume-polymère (Styrelf 13) : Utilisation de l'essai triaxial de révolution." Lyon, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAL0024.
Full textAbstract:
Cette étude traite du comportement mécanique des enrobés bitumineux. Une importante campagne expérimentale est présentée, elle comporte deux phases : la confection des échantillons et la réalisation des essais mécaniques. Deux sort es de variables d'essais sont donc distinguées : les variables de formulation et les variables de sollicitation. Une étude expérimentale, à l'aide d'un appareil triaxial de révolution régulé en température, est réalisée. L'influence de la teneur en liant, de la compacité, de la température, de la pression de confinement et de la vitesse déformation correspondent à des aspects spécifiquement étudiés, pour deux types de matériaux traités respectivement au bitume classique et au bitume-polymère (Styrelf 13). Le comportement mécanique des enrobés est analysé, à l'aide d'une étude statistique effectuée au Centre de Recherche ELF Solaize (CRES) d'une part et à partir de l'interprétation des essais réalisés au Laboratoire Géomatériaux de l' ENTPE d' autre part. Un critère de rupture est proposé pour les enrobés bitumineux. Des différences. Des propriétés mécaniques entre les enrobés au bitume et au Styrelf 13 sont mises en évidence<br>This research deals with the mechanical behaviour of bituminous mixture. A large experimental project comprising of two principal stages has been performed The first one concerns the preparation of the samples and the second deals with the accomplishment of the mechanical tests. Two types of variables in the tests can be distinguished: formulation variables and loading pattern variables. An experimental study based on temperature regulated triaxial revolution tests has been performed. The influence of the binder content, the compactness, the temperature, the confinement pressure and the axial strain rate were the principal aspects of the studied, for two types of materials treated respectively with classical bitumen and with polymer bitumen (Styrelf 13). The mechanical behaviour of the bituminous mixtures has been analysed, on one hand with a statistical study performed at the "Centre de Recherche ELF Solaize (CRES)", and on the other hand with the interpretation of the performed tests at the "Laboratoire Géomatériaux" of the "ENTPE". Finally, a failure criteria has been proposed for the materials "bituminous mixtures". Some differencies in the mechanical properties the mixtures treated with bitumen and with Styrelf 13 have been specified
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Breton, Laurence. "BITUME, SILLONS, MATIÈRE : LE QUESTIONNEMENT DES ÉCARTS." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27922/27922.pdf.
Full text
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Girard, Matthieu. "Biofiltration des vapeurs de bitume - aspects opérationnels." Thesis, Université Laval, 2007. http://www.theses.ulaval.ca/2007/24612/24612.pdf.
Full textAbstract:
Cette étude a été menée dans le cadre d’un souci des nuisances olfactives présentes autour d’une usine de mélange et de stockage de bitume polymérisé. Le traitement par biofiltration des vapeurs émanant de ce bitume présente un défi particulier puisque cet effluent combine des composés odorants avec des composés organiques volatils (COV). L’objectif général de l’étude était de déterminer l’applicabilité de la biofiltration pour le traitement d’air chargé en vapeurs de bitume.
Une analyse exhaustive des vapeurs de bitume a d’abord permis d’identifier plus de 100 composés. Cette analyse a ensuite été utilisée pour créer un mélange gazeux synthétique représentatif des vapeurs de bitume : H2S et cinq COV (hexane, décane, toluène, p-xylène et thiophène). Deux biofiltres pilotes ont alors été alimentés avec cet air vicié pendant une période de 106 jours. Le biofiltre 1 était un système simple en une étape et le biofiltre 2 était un système double en deux étapes distinctes. Les pilotes, d’un diamètre de 25 cm, étaient garnis sur 1 et 2 m avec un milieu organique pour obtenir des temps de résidence en fût vide de 36 et 72 secondes respectivement.
Les résultats obtenus démontrent qu’une période d’environ 50 jours a été nécessaire pour atteindre le régime stationnaire. Les deux pilotes ont présenté de très bonnes performances épuratoires pour l’H2S; l’enlèvement quasi total de ce composé a été observé après quelques semaines et s’est maintenu pendant toute la durée subséquente de l’expérience. Par contre, le traitement des COV était nettement moins efficace. Le pilote 1 a seulement atteint une efficacité de 20% tandis le pilote 2 a atteint 60%. Les capacités épuratoires maximales ont été obtenues avec le pilote 2 et correspondent à 25 g•m-3•h-1 pour l’H2S et à 5,3 g•m-3•h-1 pour les COV.
Ce projet a permis de démontrer le potentiel de la biofiltration pour le traitement simultané d’H2S et de COV. Il a également été possible d’établir certaines conditions d’opération nécessaire au bon fonctionnement du procédé et de déterminer qu’un système en deux étapes serait mieux adapté au traitement des vapeurs de bitume.<br>This study was carried out in response to odour problems around a polymer-modified bitumen mixing and storage plant. Biofiltration of these bitumen vapours presents an interesting challenge since they combine odorous substances with volatile organic compounds (VOCs). The general objective of this study was to determine the potential of biofiltration for the treatment of air containing bitumen vapours.
By means of a detailed analysis of the bitumen vapours, it was possible to identify over a 100 compounds. This analysis was then used to create a synthetic gas which was representative of the bitumen vapours: H2S and five VOCs (hexane, decane, toluene, p-xylene and thiophene). Two pilot-scale biofilters were operated using this synthetic gas for a period of 106 days. Biofilter 1 was a single-stage system while biofilter 2 was a two-stage system. The biofilters, 25 cm in diameter, were filled with 1 and 2 m of an organic filter medium to obtain empty bed residence times of 36 and 72 seconds respectively.
Results demonstrated that a period of about 50 days was necessary to reach a steady state. The two biofilters performed very well in regards to H2S; the complete removal of this compound was observed after a few weeks and was subsequently maintained for the rest of the experiment. However, VOC elimination was much less efficient. Biofilter 1 was only able to treat 20% of the inlet concentration while biofilter 2 removed 60%. Maximum elimination capacities of 25 g•m-3•h-1 for H2S and 5.3 g•m-3•h-1 for VOCs were obtained with biofilter 2.
This project demonstrated the potential of biofiltration for the simultaneous treatment of H2S and VOCs. It was also possible to establish certain operating conditions necessary for proper operation and to determine that a two-stage system would be more efficient for the treatment of bitumen vapours.
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Devès, Lise. "Additifs pour application bitume. Formulation de bitumes renforcés aux températures d’usage et fluidifiés au-delà de 140 °C." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066656.
Full textAbstract:
Des polymères et molécules présentant des fonctions réactives maléimide et furane ont été synthétisés. Des systèmes modèles en solvant et en masse ont permis d'étudier la réaction de Diels-Alder et de valider le concept d’association thermoréversible. La transition sol-gel a été caractérisée plus finement par rhéologie en appliquant le critère de Winter-Chambon, et des paramètres essentiels tels que l’énergie d’activation du matériau ont pu être déterminés. Les additifs synthétisés ont ensuite été introduits dans le bitume, avec pour objectif de renforcer le bitume à toutes les températures d’usage sans augmenter sa viscosité à chaud pour faciliter sa mise en œuvre. Une formulation particulièrement prometteuse a pu être identifiée et étudiée en détail. Il a ainsi pu être mis en évidence que les additifs apportent de l’élasticité à 5 °C et du module entre 40 et 80 °C. Au-delà de 135 °C, une réduction de viscosité, par rapport au bitume seul, a été observée. Une étude portant sur la synthèse de nouveaux diénophiles, la caractérisation de leur stabilité à 140 °C et de leur réactivité avec le furane a également été menée. Des diénophiles stables à 140 °C ont pu être identifiés mais cette stabilité accrue se traduit également par une diminution de leur réactivité<br>Polymers and molecules bearing reactive furan and maleimide moieties were synthesized. Diels-Alder reaction was studied in solution and in mass using model systems which allowed the concept of thermoreversible association to be validated. Sol-gel transition was characterized thoroughly by rheology, employing the Winter-Chambon criterion and essential parameters such as the activation energy were obtained. Synthesized additives were then introduced into the bitumen with the aim of reinforcing the bitumen at service temperature without increasing its viscosity at high temperature to prevent any processing difficulties. One of the studied formulations was found to be particularly promising and its properties were thoroughly investigated. It was thus shown that the additives bring elasticity at 5 °C and that rigidity is enhanced between 40 and 80 °C. Above 135 °C the viscosity of the formulation became lower than that of the bitumen alone. The synthesis of new dienophiles was presented and, their stability at 140 °C and their reactivity towards the furan moiety were investigated. Some dienophiles proved to be stable at 140°C but this enhanced stability went along with a reduced reactivity
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Dhondt, Axel. "Impacts du procédé de fabrication sur les propriétés thermorhéologiques de liants routiers purs et modifiés aux polymères." Thesis, Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai, 2018. http://www.theses.fr/2018MTLD0010.
Full text
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Dhondt, Axel. "Impacts du procédé de fabrication sur les propriétés thermorhéologiques de liants routiers purs et modifiés aux polymères." Electronic Thesis or Diss., Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai, 2018. http://www.theses.fr/2018MTLD0010.
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Gallu, Raïssa. "Design de polyuréthanes thermoplastiques (TPU) et étude des morphologies multi-échelles de mélanges bitume / TPU." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEI087.
Full textAbstract:
Des polyuréthanes thermoplastiques (TPU) contenant des segments rigides et segments souples d’architecture moléculaire variable sont synthétisés en deux étapes, dont la première fait intervenir un pré-polymère polyuréthane. La microstructure de ces polymères montre qu’une séparation de phases intervient entre segments souples et rigides selon la nature des segments utilisés. Les segments rigides peuvent s’organiser sous deux formes, l’une amorphe et l’autre organisée sous forme d’entités cristallines. La morphologie des TPU dépend de la structure chimique du segment rigide employé. L’incompatibilité entre segments souples et rigides a été mise en évidence à partir de l’analyse des paramètres de solubilité complétée des caractérisations à différentes échelles par des techniques de microscopie (électronique et AFM) et de diffusion des rayons X. Ces polyuréthanes thermoplastiques sont ensuite utilisés pour préparer des mélanges bitume –polymère. Les interactions entre segments du polymère et fractions du bitume sont étudiées en considérant les paramètres de solubilité de chacun d’eux et des mesures de gonflement afin de juger de la miscibilité entre les composés. Des huiles modèles sont employées dans le but de mimer certaines fractions huileuses du bitume, et les segments souples et rigides sont synthétisés séparément afin d’étudier les propriétés de chacune des phases en présence dans le mélange bitume – polymère. La morphologie multi-échelle des mélanges est étudiée en lien avec les propriétés rhéologiques et la structure du polymère utilisé. L’ajout de polymère dans le bitume permet de modifier les propriétés viscoélastiques du bitume au-delà de sa transition vitreuse grâce au gonflement sélectif du polymère par les fractions huileuses. Après avoir mis en évidence et analysé le gonflement sélectif grâce à la prise en considération des paramètres de solubilité et mesuré les tensions interfaciales, nous montrons que la présence d’une phase continue riche en polymère contenant des segments rigides semi-cristallins dans les mélanges conduit à retarder l’écoulement du matériau bitumineux à plus hautes températures. La composition en huile de cette phase riche en polymère dépendra de son affinité avec les fractions du bitume et donc de la structure chimique du polymère. De plus, la teneur du polymère en segments rigides semi-cristallins est aussi un levier permettant d’intervenir sur son affinité avec le bitume et par conséquent sur les propriétés rhéologiques du mélange bitume-polymère<br>Thermoplastic polyurethane (TPU) containing hard and soft segments with variable molecular architecture are synthesized in two steps, the first one including a polyurethane pre-polymer. The microstructure of theses polymers shows phase separation occurring between soft and hard segments according to the nature of the segments. Hard segments can organize under two forms, either amorphous or crystalline. The morphology of TPU depends on the chemical structure of the hard segment involved. Incompatibility between soft and hard segments was highlighted from solubility parameters analysis, complete with characterization at various scales with microscopy (electron and AFM) and X-ray scattering technics. Theses thermoplastic polyurethanes are used to prepare bitumen-polymer blends. Interactions between the polymer segments and bitumen fractions are studied, considering solubility parameters of each of them and swelling measurements in order to study miscibility between the compounds. Model oils are used in the aims of mimicking some oily fractions of bitumen, and soft and hard segments are separately synthesized to study properties of each phases in the bitumen-polymer mixture. Multi-scale morphology of the blends is studied in connection with rheological properties and structure of the used polymer. The addition of polymer in bitumen allows to modify viscoelastic properties of bitumen beyond its glass transition due to the selective swelling of the polymer by the oily fractions. Having highlighted and analyzed the selective swelling by considering solubility parameters and interfacial tension measurements, we show that the presence of a continuous polymer-rich phase containing semi-crystalline hard segments in the blends leads to delay the flow of the bituminous material at highest temperatures. The oil composition of this polymer-rich phase will depend on its affinity with the fractions of bitumen and thus on the chemical structure of the polymer. In addition, semi-crystalline hard segment content of the polymer is also a key parameter allowing to adjust its affinity with bitumen and consequently on rheological properties of the bitumen-polymer mixture
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Fort, Océane. "Synthèse d’additifs supramoléculaires pour le renfort du bitume." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS067.
Full textAbstract:
En raison de l'augmentation constante du trafic au cours des dernières années et de l'accroissement de la vitesse et de la charge des véhicules, les chaussées sont de plus en plus sollicitées. Cela a pour conséquence de réduire leur durée de vie. L'amélioration des propriétés du bitume, matériau essentiel dans la production des routes, est donc une question d'actualité. Plusieurs additifs ont été développés afin d'améliorer les propriétés du bitume (dureté, résistance à l'orniérage, etc.). Malheureusement, l'ajout de ces molécules (principalement des polymères) dans le bitume conduit à une augmentation de la viscosité et donc à une augmentation des températures de mise en œuvre. Dans ce contexte, nous avons étudié une nouvelle classe d'additifs basée sur la chimie supramoléculaire, les organogélateurs, qui sont capables d'améliorer les performances mécaniques du bitume aux températures de service (0 - 70 °C) tout en limitant l'augmentation de la viscosité à haute température (150 - 180 °C) afin de limiter les coûts énergétiques. Les paramètres structuraux de plusieurs molécules organogélatrices ont été ajustés pour optimiser les propriétés mécaniques. L'ajout d'un polymère présentant deux segments cohésifs a également permis d'améliorer la résistance aux grandes déformations. Enfin, les mécanismes responsables de l'auto-assemblage des organogélateurs ainsi que la relation structure/propriété sont appréhendés grâce à des caractérisations multi-échelles approfondies<br>Due to a steady increase of the traffic in recent years together with an increase in the speed and load of the vehicles, the roadways are more and more stressed. This has the consequence of reducing their service life. Improving the properties of bitumen, an essential material in the production of roads, is therefore a current issue. Several additives are developed in order to improve the properties of bitumen (hardness, resistance to rutting, etc.). Unfortunately, the addition of these molecules (mainly polymers) into bitumen is leading to an increase in viscosity and therefore to an increase in the processing temperatures. In this context, we have investigated a new class of additive based on supramolecular chemistry, organogelators, that are able to improve the mechanical performance of bitumen at service temperatures (0 – 70 °C) while limiting the increase in viscosity at high temperatures (150 – 180 °C) to limit energy costs. Structural parameters of several organogelators have been adjusted to optimize mechanical properties. Moreover, addition of a polymer end-capped with two cohesive segments has allowed improving the resistance to high deformation. Finally, the mechanisms responsible for the self-assembly of the organogelators as well as the structure/property relationship are understood through extensive multiscale characterizations
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Durand, Anne. "Relations entre la composition des bitumes et leurs propriétés physico-chimiques. Application à la formulation des liants modifiés bitume-EVA." Rouen, 1997. http://www.theses.fr/1997ROUES082.
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Les performances en application routière d'un enrobé dépendent des interactions entre ses différents constituants. La démarche expérimentale a consisté tout d'abord à étudier le bitume pur, sans l'ajout d'aucun additif, pour essayer d'évaluer l'importance de la composition du bitume, déterminée par l'origine du brut, sur les caractéristiques physico-mécaniques du bitume. Dans un second temps, l'étude de mélanges binaires : bitume-polymère ou bitume-filler a été réalisée pour évaluer l'influence des différents paramètres sur les propriétés du mélange en fonction des proportions des différents constituants et à nouveau de la composition du bitume. L'action physique du polymère permet d'améliorer grandement les caractéristiques mécaniques et viscoélastiques du liant mais son influence diffère suivant la composition du bitume. Les caractéristiques des mastics sont déterminées par la quantité de filler dans le mélange. L'étude d'un mélange ternaire, bitume-polymère-filler, permet de déterminer l'impact des différents paramètres sur le comportement physico-mécanique du mélange. Enfin, une étude des propriétés d'interface liant-granulat permet l'évaluation des phénomènes de mouillage et d'adhésion des différents liants sur une surface défavorable : le silex. Cette étude prospective montre que l'adjonction de polymère se fait sans nuire aux propriétés d'adhésivité du bitume pur, mais au contraire, en améliorant la résistance au désenrobage à l'eau. Les caractéristiques physico-chimiques prédites ont été reliées autant que faire se peut aux performances en application routière mais des essais sur le terrain restent nécessaires pour valider entièrement les estimations et hypothèses avancées dans cette étude.
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Genevois, Carole. "Étude comparative de l'activité génotoxique des condensats de fumées de bitume et de goudron : recherche d'un biomarqueur spécifique d'exposition aux fumées de bitume." Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO1T323.
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Vassaux, Sabine. "Mouillabilité et miscibilité des bitumes : application au recyclage." Thesis, Montpellier, 2017. http://www.theses.fr/2017MONTS008/document.
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Le recyclage des matériaux routiers constitue une voie de développement durable qui présente des bénéfices en termes de consommation d’énergie et de ressources non renouvelables. Pour mieux prédire les propriétés finales de ces matériaux, la compréhension des phénomènes de mélange intervenant lors de la fabrication des enrobés à chaud et à tiède en centrale d’enrobage est indispensable. L’objectif de la thèse est donc de comprendre et d’identifier les facteurs influençant les phénomènes de mouillage, de remobilisation et de miscibilité des liants bitumineux. Pour cela, la démarche d’étude choisie consiste à étudier les interactions locales entre les constituants organiques et inorganiques du mélange selon une approche physico-chimique aux interfaces et interphases. Concernant le mouillage, des indicateurs ont été sélectionnés pour suivre son évolution à l’interface bitume/roche polie. L’influence du vieillissement du liant a aussi été prise en compte. La viscosité et le taux d’asphaltènes des bitumes ainsi que la composition de surface du substrat minéral influencent la qualité de mouillage. Les résultats ont montré que les évolutions étaient régies par un modèle applicable aux surfaces polies, poreuses et chimiquement hétérogènes. La remobilisation du liant vieilli (à température réduite) par le liant d’apport (chauffé à 160°C) a été étudiée à l’interface et à l’interphase sur des échantillons « bitume d’apport/bitume vieilli ». A l’interface, le temps d’étalement est influencé linéairement par la viscosité du liant vieilli. Concernant l’interphase, l’analyse des échantillons bitumineux a montré qu’une diminution de l’écart de températures entre les liants conduit à un meilleur mélange. Des méthodologies ont été développées pour suivre la migration du liant vieilli au moyen de techniques comme la micro fluorescence X, la microscopie infrarouge en mode ATR et en mode d’imagerie ATR. La microscopie infrarouge en mode d’imagerie ATR est particulièrement adaptée pour étudier la remobilisation du bitume vieilli à l’aide de la fonction carbonyle qui résulte de l’oxydation du bitume et traduit son état de vieillissement. Les résultats ont permis de déterminer les paramètres influents tels que la viscosité et la nature du liant vieilli ainsi que l’effet bénéfique d’un produit « régénérant » sur la remobilisation. L’effet d’une énergie d’agitation mécanique améliore également le mélange des liants. Concernant les résultats obtenus par micro fluorescence X, des éléments métalliques entrant dans la composition du bitume ont été choisis comme traceurs internes pour suivre la migration d’un liant. Des hypothèses ont été proposées pour expliquer les différences de migration des traceurs observées. Enfin, l’ensemble des méthodologies développées à l’échelle des liants a été appliqué à l’étude des produits routiers incorporant des granulats neufs et vieillis. Les résultats montrent une cohérence entre les tendances observées à l’échelle microscopique et macroscopique. Le procédé de fabrication à chaud favorise la remobilisation tandis que l’augmentation du taux d’agrégats d’enrobé le freine. L’augmentation du taux d’agrégats réduit également l’homogénéité du mélange bitumineux fabriqué qui a été évaluée au travers de la répartition spatiale de la fonction carbonyle, obtenue par un traitement statistique des cartographies chimiques par microscopie infrarouge<br>In the road industry, the main challenge is to produce warm-mix asphalt mixtures while incorporating high rates of reclaimed asphalt, which come from the deconstruction of old pavement. However, the combination of recycling and the reduction of mix manufacture temperatures (warm mixes) raises technical issues about performance and durability of final pavement materials. In order to better predict final properties of these recycled materials, it is also necessary to understand phenomena occurring during the manufacture of recycled asphalt mixtures in the plant. The objectives of the PhD thesis are to understand and identify factors impacting wetting, remobilization and miscibility phenomena existing between organic and inorganic constituents of the bituminous mixture happening during the manufacturing step. The selected experimental approach consists in studying materials interactions according to a physicochemical approach at interfaces and interphases.Concerning wetting mechanisms at the “bitumen/aggregate” interface, some indicators were selected to assess wetting evolutions on a polished mineral slide. The binder ageing influence has also been studied. The bitumen viscosity and asphaltene content influence the wetting quality as well as the surface composition of the mineral substrate. Results have shown that “bitumen/aggregate” wetting evolutions were governed by a model associated to polished, porous and chemically heterogeneous surfaces.Remobilization of the aged binder (at a lower temperature) by the virgin one (heated at 160°C) has been studied at the interface and at the interphase of “aged binder/virgin binder “samples. At the bituminous interface, the spreading time is linearly influenced by the aged binder viscosity. At the bituminous interphase, bituminous sample analysis has shown that a reduction in the binders temperature difference leads to a better blend. Methodologies have been developed to monitor the aged binder migration using techniques such as X-ray micro fluorescence, infrared microscopy in ATR mode and in imaging ATR mode. Infrared microscopy in imaging ATR mode is a suitable technique to monitor the aged binder migration coupled to the carbonyl function marker resulting from the bitumen oxidation and ageing. Results have identified influent parameters corresponding to the aged binder viscosity and chemical composition, as well as the beneficial effect of a rejuvenator on remobilization. The effect of mechanical agitation energy also improves the binders blend. Concerning X-ray micro fluorescence results, binders remobilization has been assessed by the migration of metals which are involved in the bitumen internal composition. Some hypotheses have been proposed to explain observed migration differences of studied markers.Finally, all customized binder-scale methodologies have been applied to the study of road products incorporating virgin aggregates and reclaimed asphalt pavement. Results have shown similarities between observed trends at the microscopic and macroscopic scales. The hot manufacturing process promotes remobilization while the increase in the reclaimed asphalt rate limits it. The increase in the reclaimed asphalt rate also reduces the asphalt mixture homogeneity degree which has been evaluated through the carbonyl function spatial distribution, obtained by a chemical mappings statistical treatment
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Rivola, Linda. "Utilizzo di ringiovanenti per il bitume ossidato: lo stato dell'arte." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016.
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L'elaborato analizza l'effetto di additivi WMA e ringiovanenti sulle prestazioni finali del conglomerato bituminoso. Vengono percio citati diversi studi per cercare di capire come l'utilizzo del fresato e degli additivi influisca sulle prestazioni del conglomerato.
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Ould-Henia, Mehdi Ould Henia Mehdi. "Modélisation et prédiction du comportement rhéologique des mélanges bitume caoutchouc /." [S.l.] : [s.n.], 2005. http://library.epfl.ch/theses/?nr=3231.
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Somé, Sâannibè Ciryle. "Comportement thermomécanique des enrobés tièdes et de l'interface bitume-granulat." Phd thesis, Université de Nantes, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00855431.
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La compréhension du comportement thermomécanique des matériaux bitumineux et la durabilité de l'interface bitume-granulat sont des facteurs clés pour prédire l'endommagement des chaussées. Dans ce cadre, cette thèse s'attache à évaluer la qualité du collage entre le bitume et le granulat par une méthode thermique originale dans les conditions de fabrication d'enrobés bitumineux tièdes. Elle vise ensuite à étudier l'influence de la qualité de collage sur leurs performances mécaniques. Dans le chapitre 1, les différentes techniques de caractérisation mécanique des perfmances mécaniques et de l'interface bitume-granulat y sont présentées. Il s'agit essentiellement d'essais permettant d'évaluer le désenrobage bitume-granulat sous l'action de l'eau. Les chapitres 2 et 3 fournissent une description des mécanismes de transferts thermiques qui s'opèrent lors de la mise contact de deux milieux de températures différentes. Les bases théoriques sont présentées pour permettre de formuler et de résoudre le problème de conduction inverse résultant de la mise en contact du bitume et du granulat en vue d'estimer la résistance thermique de contact (RTC). La description du protocole expérimental pour déterminer la RTC ainsi que l'étude des propriétés thermophysiques et de mouillabilité des matériaux font l'objet des chapitres 4 et 5. La RTC est utilisée comme indicateur de la qualité du collage bitume-granulat et les résultats obtenus sont présentés et interprétés dans le chapitre 6. Les chapitres 7 et 8 présentent des résultats complémentaires de performances mécaniques des enrobés et des liants bitumineux, étudiés dans les Chapitres précédents et utilisés pour la formulation d'enrobés ou le dimensionnement de chaussées.
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Goavec, Marie. "Séchage des matériaux de chaussée traités à l’émulsion de bitume." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1048/document.
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Les matériaux de chaussée dits “à froid”, formés d’un mélange de granulats et d’une émulsion de bitume, constituent une alternative plus économique et respectueuse de l’environnement aux matériaux de chaussée classiques. Cependant, ces mélanges incorporent une quantité significative d’eau, retardant la consolidation du mélange granulaire. L’objectif de cette thèse est de comprendre le déroulement du séchage au sein de l’enrobé, un milieu granulaire poreux saturé en émulsion de bitume, et quel en est l’effet sur sa structure et ses propriétés. Les principaux mécanismes du séchage de milieux poreux simples initialement saturés en eau sont relativement bien connus : celui-ci se déroule selon une longue première période à vitesse constante associée à une désaturation homogène du milieu et durant laquelle environ 90% d’eau est extraite, suivie d’une période à vitesse décroissante. Quelques travaux ont récemment montré que l’on peut largement s’éloigner de ce schéma dès que le fluide interstitiel est plus complexe (solution saline, suspension, gel), du fait du transport et/ou de l’accumulation des composants non-évaporables contenus dans le fluide. Nous avons choisi de décomposer le problème en étudiant d’abord le séchage du fluide complexe seul, autrement dit l’émulsion de bitume (ainsi que des émulsions modèles de silicone afin de mieux comprendre les mécanismes), puis le séchage de cette même émulsion en milieu poreux. Notre travail s’appuie sur le suivi « macroscopique » du séchage (i.e. pesée), et un suivi des caractéristiques internes (distribution de de liquide au sein du matériau) par Imagerie par Résonance Magnétique, qui fournit des informations originales très complètes. Nous montrons ainsi que l’extraction d’eau résultant du séchage d’émulsions modèles de silicone et de bitume seules est essentiellement homogène sur toute l’épaisseur (centimétrique) de l’émulsion, et associée à la compaction et la déformation progressives des gouttes de phase dispersée. Cependant, un gradient de concentration existe près de la surface libre et il s’avère que dans cette zone la coalescence de gouttes de phase dispersée ralentit très fortement le séchage. Nous montrons ensuite que la vitesse de séchage de milieux poreux initialement saturés en émulsion diminue dès le départ et continuellement jusqu’à de très faibles valeurs. La formation et la progression rapide d’un front sec dans le milieu poreux ainsi que l’absence de migration de bitume dans le milieu poreux, observés par IRM, permettent d’expliquer en partie ce phénomène, mais il faut probablement y ajouter les caractéristiques propres du séchage de l’émulsion de bitume, qui contribuent également à ralentir la vitesse d’évaporation<br>The preparation of cold mix asphalts, composed of aggregates and bitumen emulsion, represent a substantial economic and environmental potential but the presence of water delays the strengthening of the material. Our objective is to understand how the mix dries and how this affects its properties. The drying of pure liquids in simple porous media has been extensively studied : a constant drying rate period as well as a homogeneous distribution of water are observed until 90% of the water has been extracted; afterwards the drying rate decreases. Studies have shown that the drying of complex fluids (ionic solutions, suspensions, gels) is very different due to the transport and/or accumulation of the fluid’s non-vaporizable elements. We chose to study first the drying of the complex fluid i.e. the bitumen emulsion as well as silicone oil emulsions to understand better the drying mechanisms, then the drying of the complex fluid in a porous media. We used Magnetic Resonance Imaging (MRI) to monitor the internal characteristics of our systems. This allowed us to show that water is extracted uniformly over the drying emulsion’s entire thickness ($approx$cm), leading to the progressive droplet compaction and deformation. However, a water concentration gradient forms near the free surface, which ultimately slows the drying as droplets coalesce. We then show that the drying rate of a porous medium initially saturated with emulsion decreases from the beginning of drying. The rapid formation and progression of a dry area in the porous medium and the absence of bitumen transport partly explain this but it is very likely that the bitumen emulsion’s drying characteristics contribute to the decreasing drying rate
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Geisler, Flavien. "Etude des mécanismes d'action des additifs de maniabilité aux interfaces des enrobés bitumineux tièdes." Thesis, Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2015. http://www.theses.fr/2015ECDL0015.
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L'additivation chimique des bitumes est un des procédés employé industriellement pour produire des enrobés bitumineux tièdes. Bien que différents additifs commerciaux soient disponibles sur le marché, les mécanismes d'actions impliqués dans la réduction des températures de mise en œuvre demeurent relativement mal connus. Dans le cadre de cette thèse CIFRE TOTAL, trois approches complémentaires ont été étudiées afin d'avoir une meilleure compréhension de ses mécanismes. La particularité de notre démarche vient du fait que ces études ont été réalisées aux températures de mise en œuvre des enrobés bitumineux (90°C - 165°C). Dans un premier temps, une étude rhéologique indique qu'à ces températures, le bitume possède un comportement newtonien sur une large gamme de taux de cisaillement. Nous avons montré que la viscosité du bitume est peu sensible à l'ajout d'additifs mais qu'elle dépend essentiellement de la température. Nous suggérons que la viscosité volumique n'est pas adaptée pour comprendre les phénomènes mis en jeu. Nous proposons alors d'étudier le comportement rhéologique des bitumes en films minces (de quelques dizaines de micromètres). Dans un deuxième temps, nous avons employé une approche tribologique afin de mieux appréhender le comportement des systèmes liant/granulats. Des tests de frottement menés sur avec des matériaux modèles en présence de bitume révèlent qu'en régime de lubrification hydrodynamique, la réponse en frottement n'est pas sensible à l'additivation des bitumes mais à la température. En régime de lubrification limite, notre étude a montré que la réponse en frottement dépend de la température, des matériaux et de l'additivation des bitumes. Enfin, une approche interfaciale indique que les additifs modifient peu la tension superficielle du bitume et le mouillage des granulats dans l'air. En milieu aqueux, l'effet tensioactif de certains additifs est clairement mis en évidence par des essais de détermination de tension interfaciale et par des essais de mouillage. La combinaison de ces trois approches permet une meilleure compréhension des phénomènes se produisant aux niveaux des interfaces granulat/granulat et granulat/bitume<br>One way to produce Warm Mix Asphalt (WMA) consists in adding chemicals to bitumen. Although several! kinds of additives are available on the market the mechanisms of this technology remains still not well understood. This thesis realized within a partnership between TOTAL and the Laboratory of Tribology and Systems Dynamic is focus on three axes to get a better understanding of these mechanisms. One singularity of our approach is due to the fact that experiments were performed at industrial processing temperatures (90°C- 165°C). ln a first lime, a rheological study has shown that bitumen exhibits a Newtonian behaviour at mixing and compacting temperatures. Bitumen viscosity mainly depends on temperature but in not very affected by the chemical additivation. We suggest that the bulk rheology is not adapted to understand the phenomena which are involved and we propose to study the behaviour of thin films of few tens of microns instead. ln a second lime, a tribological approach was employed to better understand mechanisms involved in binder/aggregate systems. Friction tests were performed with model materials. Results are that the friction answer is not sensible to the presence of additives but ta temperature in hydrodynamic lubrication range. ln boundary lubrication range, the response is material-, temperature- and additive-dependant. Finally, results of an interfacial study have shown that the interfacial tension of bitumen and that the wettability of aggregates are not very sensitive ta additives when the experiments are performed in air. When performed in an aqueous medium, interfacial tension measurements and wettability tests clearly allow to reveal the surfactant behaviour of effect of some additives. The combination of the three approaches allow a better understanding of phenomena which are involved at bitumen/aggregates and aggregates/aggregates interfaces
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Lalanne, Florence. "Bitumes pétroliers modifiés polymères comme nouveaux liants routiers." Bordeaux 1, 1985. http://www.theses.fr/1985BOR10553.
Full textAbstract:
Cet ouvrage comporte quatre chapitres concernant les bitumes petroliers modifies polymeres comme nouveaux liants routiers. Dans le premier chapitre nous positionnons l'etude en analysant la bibliographie et en explicitant le choix des polyurethannes comme polymeres modifiant le bitume. La deuxieme partie est consacree a l'elaboration de composes bitume-polyurethannes acryles, reticulant in situ avec des peroxydes. Dans le chapitre iii, nous etudions la faisabilite d'une reaction polyol isocyanate en presence de bitume a basse temperature. Puis, nous analysons la comptabilite de plusieurs polyols avec le bitume. Enfin, dans le dernier chapitre, nous mettons au point une nouvelle emulsion composite issue du melange d'une emulsion d'isocyanate et d'une de bitume pbht. Sa rupture conduit a l'obtention d'un bitume petrolier modifie polyurethanne
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Tort, Frédéric. "Mécanismes d'évolution des gazoles au stockage et modélisation chimique du vieillissement des bitumes." Aix-Marseille 3, 1992. http://www.theses.fr/1992AIX30010.
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Béghin, Alain. "Apport de mesures rhéologiques et de pelage à l'analyse de la rupture de liants bitumineux." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066393.
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Meltzheim, Bénédicte. "Modélisation chimique du vieillissement du bitume : réactions d'addition nucléophile et d'oxydation de substrats phaléniques." Aix-Marseille 3, 1995. http://www.theses.fr/1995AIX30081.
Full textAbstract:
Les bitumes subissent des phenomenes de vieillissement qui se repercutent sur la degradation des chaussees bitumeuses. Des etudes ont ete entreprises pour connaitre les causes et les structures responsables de ce vieillissement dans le but de trouver des additifs appropries capables d'empecher cette degradation. L'analyse d'un bitume apres vieillissement montre une augmentation de la teneur en asphaltenes et une apparition de fonctions polaires. Notre travail consiste a modeliser ce vieillissement. Le phenalene et ses derives semblent etre de bons modeles des structures polyaromatiques presentes dans les asphaltenes. Nous avons realise, pour modeliser l'augmentation de la teneur en asphaltenes, des reactions d'additions nucleophiles de derives soufres sur la phenalenone. Parallelement, dans le but de representer l'apparition des fonctions polaires telles que les sulfoxydes et les carbonyles, nous avons realise des reactions d'oxydation de derives soufres et de groupements methyleniques benzyliques. Ces resultats s'averent interessants puisqu'ils permettent de conclure que les derives du phenalene sont des modeles correctement choisis pour les asphaltenes et que les modeles de reaction propose tel que l'addition nucleophile et de l'oxydation explique de facon satisfaisante l'augmentation de la teneur en asphaltenes et l'apparition de fonctions polaires detectes lors du vieillissement des bitumes
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Anaclet, Pauline. "Nouveaux bitumes en poudre obtenus par couplage de la chimie sol-gel et de l'émulsification." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0007.
Full textAbstract:
Le bitume, fraction la plus lourde du pétrole brut, sert de liant de granulats dans la fabrication de revêtements routiers. Ce matériau complexe est particulièrement difficile à manipuler et à transporter du fait de sa viscosité très élevée à température ambiante. L’objectif de cette thèse a été de fabriquer une nouvelle classe de matériau, de la poudre de bitume, en couplant l’émulsification et la chimie sol-gel. En effet, des capsules organo-minérales composées d’un cœur de bitume et d’une écorce de silice ont été synthétisées à partir de deux types d’émulsions, les émulsions de Pickering ainsi que les émulsions dites « classiques »stabilisées par des tensioactifs et minéralisées par deux précurseurs de silice, un amorceur moléculaire pur, le TEOS, et une solution de silicate de sodium. Ce nouveau bitume, facilement manipulable, peut être stocké dans des conditions sévères de pression et de température et libère son cœur de bitume par association d’une action thermique et mécanique afin d’assurer ses fonctions d’enrobage. De plus, une étude du comportement interfacial bitume-phase aqueuse a été réalisée afin de proposer des hypothèses pour expliquer la stabilité fragile des émulsions de bitume que nous avons pu observer<br>Bitumen, the heaviest fraction of crude oil plays the role of aggregate binder in road manufacturing. This complex material is very difficult to handle and transport due to its very high viscosity at room temperature. The aim of this PhD thesis was to elaborate a new class of material, bitumen powder, by coupling emulsion science and sol-gel chemistry. Indeed organo-mineral capsules made of a bitumen core anda silica shell have been synthesized from two types of emulsions: Pickering emulsions and "classical" emulsions i.e. surfactant-stabilized emulsions and using two silica precursors: the TEOS molecular initiator and sodium silicate solution. This new bitumen is easy to handle, can be stored in drastic pressure and temperature conditions while releasing the bitumen core under combination of heat and mechanical stirring to ensure aggregate coating. In addition a bitumen-water interface study has been performed in order to propose some hypotheses to explain the observed fragile stability of bitumen emulsions
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Leal-Calderon, Fernando. "Contribution à l'étude des propriétés physico-chimiques des émulsions de bitume." Bordeaux 1, 1992. http://www.theses.fr/1992BOR10559.
Full textAbstract:
Les proprietes physico-chimiques des emulsions de bitume sont etudiees autour de deux themes principaux: 1) le comportement de phase: on montre que les emulsions de bitume presentent des equilibres de type solide-gaz ce qui permet la separation des particules de tailles differentes par une methode analogue a une cristallisation fractionnee. Une telle demixtion est liee a l'existence d'interactions dites de depletion ou de volume exclu. L'etude est etendue aux equilibres de type liquide-gaz observes avec des dispersions de latex. Un resultat particulierement interessant a ete l'observation d'un point critique en microscopie optique. Une interpretation theorique des comportements de phase est proposee dans le cadre de la thermodynamique des fluides simples. 2) la coalescence: les differents mecanismes de la coalescence sont etudies en analysant l'influence de l'extraction du tensioactif, de l'elimination de l'eau et de l'interaction avec un substrat mineral
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Chambrion, Philippe. "IInfluence d'adjuvants carbochimiques sur le comportement physico-chimique d'un bitume pétrolier." Mulhouse, 1993. http://www.theses.fr/1993MULH0292.
Full textAbstract:
Certains liants routiers destinés aux enduits superficiels sont obtenus par l'association de bitumes pétroliers et de composés carbochimiques. Ces systèmes sont caractérisés par une très grande complexité, tant du point de vue de la nature chimique de leurs constituants que de celui de leurs interactions, et donc, au niveau de leur compatibilité mutuelle. L'influence des fractions paraffiniques a été démontrée sur le comportement du bitume. Elles sont miscibles à une température supérieure de 100°C avec les autres composés présents dont elles se séparent lors d'un refroidissement, rendant ainsi les propriétés physico-chimiques du bitume étroitement dépendantes de son histoire thermique. Des goudrons et goudrons reconstitués ont été étudiés avant et après un traitement à -17°C. Certaines fractions présentes se séparent alors et cristallisent. Les caractéristiques vitreuses (Tg et Ea) de ces systèmes dépendent de la présence de pyridines et/ou de phénols. Il est montré que la présence de pyridines et/ou phénols est responsable de la stabilité des goudrons. Dans tous les cas, le mélange de bitume et de goudron s'accompagne de la formation irréversible d'un floculat. Sa taille et son taux sont abaissés par les phénols, tandis que les bases favorisent sa croissance. La miscibilité du bitume avec les produits carbochimiques a été définie par l'existence d'une phase liquide unique, quelle que soit la température. Il est alors possible de considérer que 20 % de goudron sont compatibles avec le bitume. Lorsque deux phases liquides coexistent, elles sont l'une et l'autre constituées de composés carbochimiques et pétrochimiques. Les plus légers forment une phase dont la fonctionnalité est proche de celle du bitume. Les plus lourds, au contraire, ont un caractère carbochimique plus marqué
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Balandraud, Nathalie. "Etude du vieillissement simulé et in situ des bitumes routiers par IRTF et fluorescence UV en excitation-émission synchrones : détermination des relations structures chimiques - propriétés rhéologiques par analyse en composantes principales." Aix-Marseille 3, 1994. http://www.theses.fr/1994AIX30102.
Full textAbstract:
L'oxydation et le vieillissement de la matiere se traduisent le plus souvent par des evolutions structurales entrainant des modifications de comportement. Ceci est particulierement important en industrie, notamment pour les produits fossiles et derives. Ainsi, les phenomenes de vieillissement des bitumes routiers peuvent etre suivis par differentes methodes physiques et rheologiques. Cependant, pour mieux les apprehender, il est necessaire d'etudier l'evolution chimique des bitumes, en preservant au maximum leur integralite (approche globale). L'etude de leur oxydation apres vieillissement par test rtfot (en film mince, a chaud et sous air) ou en service (sur la route), a ete menee ponctuellement par prise de spectres irtf et de fluorescence uv en excitation-emission synchrones (ees). L'evolution des bitumes a ete simulee par oxydation en continu, dans une cellule irtf mise au point a cet effet. Resituer les phenomenes naturels et les tests industriels, en comparant les indices obtenus en discontinu avec ceux en continu, a permis de mieux apprehender les chemins reactionnels de ces matieres organiques complexes. Dans cet objectif, des indices de vieillissement ont ete determines a partir des spectres des bitumes et de leurs fractions asphalteniques et malteniques. En fluorescence uv ees, ces indices traduisent l'etat de condensation des especes aromatiques presentes. En irtf, les indices decrivent les structures chimiques et les groupements fonctionnels. Leur evolution est correlee a celle des indices de fluorescence. Cette etude a permis de mettre en evidence des differences de reactivite selon l'origine du bitume (sa composition, etc. ) et les conditions d'utilisation. L'analyse en composantes principales (acp) des bitumes, en fonction soit de leurs proprietes rheologiques et mecaniques, soit de leurs indices spectrometriques, est semblable. En consequence, l'influence du taux et de la nature de certaines structures chimiques du liant sur ses proprietes rheologiques est indeniable. Il est maintenant possible, connaissant la structure initiale des bitumes, d'estimer sinon de prevoir une partie de leurs comportements rheologiques et chimiques, durant les vieillissements thermiques et sur site, par une regression multilineaire de certains indices spectrometriques. L'interet des outils analytiques developpes (indices spectrometriques d'irtf et de fluorescence uv), simples a realiser, ne s'arrete pas a l'etude du vieillissement des bitumes. En effet, l'etude prospective realisee sur les bitumes polymeres a aussi demontre la pertinence de l'information apportee par cette methodologie analytique. Les fractions bitumineuses responsables du gonflement du polymere ont ainsi ete determinees. De meme, il est possible, par comparaison avec une banque de donnees spectrales, de prevoir les phenomenes de demixtion de polymere au sein du bitume et l'interet industriel de ces melanges
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Salou, Martine. "ARelation entre la stabilité et les propriétés macroscopiques des émulsions de bitumes et les propriétés physico-chimiques et interfaciales des bitumes." Mulhouse, 1996. http://www.theses.fr/1996MULH0020.
Full text
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Florentin, Cécile. "Etude de la destabilisation d'émulsions de bitume : comportement en milieux poreux en vue de la création de barrières d'imperméabilisation." Le Havre, 2001. http://www.theses.fr/2001LEHA0006.
Full textAbstract:
L'injection d'émulsions de bitume à des fins d'étanchéité se heurte aux difficultés de maîtrise spatiale et temporelle de la démixtion du bitume et de la phase aqueuse. L'association d'un mélange de tensioactifs cationiques à un agent basique a permis de retarder et de contrôler la déstabilisation. La spectro-rétrodiffusion de la lumière (850 nm), à fraction dispersée constante, met en évidence, sur des mélanges 50/50 de solutions de soude et d'émulsions pseudo-monodisperses renfermant 60% de bitume, l'influence de divers paramètres sur les cinétiques de déstabilisation : la concentration en soude, le pH, la teneur en tensioactif et la taille des gouttelettes. L'agrégation résulte d'un ensemble de mécanismes concomitants ou successifs : la coalescence, la sédimentation ou le crémage, la formation de gel, la démixtion. Des temps expérimentaux caractéristiques de la déstabilisation sont mis en parallèle aux temps d'agrégation calculés à l'aide de théories classiques ou plus récentes. Enfin, l'injection à débit volumique constant de mélanges soude/émulsion dans un milieu poreux non consolidé, constitué de sable silicieux, se caractérise par un colmatage relativement brutal. Il intervient après un temps qui dépend non seulement des paramètres de formulation (concentration en soude, teneur en tensioactif, taille des gouttelettes) mais aussi du débit. Les temps de colmatage sont comparables aux temps de déstabilisation hors du milieu poreux. L'étude a permis de distinguer des systèmes pour lesquels il était possible de contrôler dans le temps et dans l'espace la déstabilisation de l'émulsion et donc le dépôt du bitume<br>The injection of bitumen emulsions with the aim of sealing comes up against the difficulties of space and temporal control of bitumen and aqueous phase separation. The association of a cationic surfactants mixture to a basic agent made it possible to delay and control the destabilization. The light back-scattering (850 nm), at constant dispersed fraction, highlights, on 50/50 ratio mixtures of soda solutions and pseudo-monodisperse emulsions containing 60% of bitumen, the influence of various parameters on the destabilization kinetics : soda concentration, pH, surfactants content and droplet size. Aggegation results from a whole of concomitant or successive mechanisms : coalescence, sedimentation or creaming, gel formation, separation. Destabilization characteristic experimental times are compared to the aggregation times calculated using classical or more recent theories. Lastly, the injection with constant volume flow of soda/emulsion mixtures in an unconsolated porous medium, made up of siliceous sand, is characterized by a relatively sudden plugging. It occurs after a time depending not only on formulation parameters (soda concentration, surfactant content, droplet size) but also on the flow. Plugging times are comparable with destabilization times out of the porous medium. The study allowed us to find systems for which it was possible to control in time and space the emulsion destabilization and thus the bitumen deposit
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Michon, Laurent. "Contribution à l'étude structurale de bitumes routiers. Analyses spectroscopiques et étude par les réseaux de neurones." Dijon, 1996. http://www.theses.fr/1996DIJOS051.
Full textAbstract:
Notre contribution à l'étude des bitumes routiers, peut se résumer de la façon suivante: la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN) du carbone-13 s'est révélée être un bon outil dans l'analyse structurale des bitumes. Un nouveau jeu de paramètres moléculaires moyens simples a été proposé. L'analyse de bitumes ayant et après oxydation a conduit à proposer que l'aromatisation des structures peut se faire selon trois voies principales. L'analyse fonctionnelle des bitumes a porté sur l'étude des fonctions oxygénées et soufrées. Dans le premier cas, il a été montré que la méthode d'analyse par RMN du silicium-29 permet d'étudier de manière qualitative et quantitative les produits qui possèdent de faibles teneurs en oxygène. Le contenu acide total a été déterminé et corrélé à l'évolution des bitumes au cours de l'oxydation. Dans le second cas, les études menées par X-ray absorption near edge structure ont permis de proposer la répartition en fonction de type sulfure et de type thiophénique dans le bitume. Concernant l'oxydation du soufre, cette étude a permis de montrer que la proportion du soufre subissant l'oxydation n'est que de 1%. Les réseaux de neurones ont permis d'établir des corrélations structure-propriété dans des milieux chimiquement complexes comme les bitumes. Il ressort que les paramètres moléculaires moyens servent de base dans la prédiction des propriétés rhéologiques mesurées à froid et qu'elles sont dépendantes des chaines aliphatiques.
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Al, Saab Dani Martinez Luis. "Etude de la production et de la migration des hydrocarbures dans le bassin du Donets en Ukraine Aspects économiques et Exploitation /." S. l. : Nancy 1, 2007. http://www.scd.uhp-nancy.fr/docnum/SCD_T_2007_0071_ALSAAB.pdf.
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Mouazen, Mouhamad. "Évolution des propriétés rhéologiques des enrobés bitume, vers une loi vieillissement/viscosité." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00628039.
Full textAbstract:
Cette thèse est un apport à la compréhension de l'évolution des propriétés rhéologiques des enrobés bitume soumis à une irradiation γ. La prédiction du gonflement suivant la composition radiologique d'un enrobé est nécessaire pour évaluer l'intégrité des colis, en particulier durant la phase de réversibilité du stockage (durée séculaire). Le but de cette thèse est donc d'acquérir les données expérimentales rhéologiques et leur évolution sous irradiation pour in fine prédire l'évolution dans le temps des colis de bitume en terme de gonflement. C'est la raison pour laquelle une stratégie a été mise en place. Après avoir caractérisé le comportement du bitume exempt de sels grâce aux mesures rhéologiques et thermiques, une série d'extrusion d'enrobés modèles a été préparée. En extrusion bivis, l'état de dispersion dépend fortement des conditions opératoires (vitesse N et débit Q) et principalement du rapport N/Q ; des valeurs extrêmes de N/Q montrent un seuil d'écoulement élevé qui est un indicateur de l'amélioration de l'état de dispersion. Par ailleurs, l'enrobé industriel montre la viscosité la plus importante par rapport aux enrobé modèles, ce qui limite la migration des bulles. Une grande partie de ce travail a été consacrée à l'effet de l'irradiation γ sur le comportement du bitume et des enrobés. Des modifications externes et des changements structuraux ont lieu sous irradiation. A la fin de ce manuscrit, un modèle basé sur l'expression de Krieger-Dougherty a été établi et qui montre une très bonne adaptation aux résultats expérimentaux.
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Ziyani, Layella. "Etude des phénomènes physico-chimiques à l'interface émulsion de bitume/sustrat minéral : application à la formulation de Bétons Bitumeux à l'Emulsion (BBE)." Ecole centrale de Nantes, 2013. http://www.theses.fr/2013ECDN0021.
Full text
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Thiriet, Amélie. "Contribution à la compréhension du mûrissement des mélanges granulaires à l'émulsion de bitume." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2021. http://www.theses.fr/2021ECDN0040.
Full textAbstract:
La thèse porte sur la « Contribution à la compréhension du mûrissement des mélanges granulaires à l’émulsion de bitume ». Le matériau étudié, la grave-émulsion (GE), est un enrobé bitumineux utilisé pour la construction et l’entretien des chaussées routières. Il est composé d’un squelette granulaire continu et de bitume sous la forme d’une émulsion directe huile dans eau. L’eau contenue dans l’émulsion permet au matériau lors de l’étape de fabrication de répartir le liant dans le squelette granulaire de façon homogène sans chauffer la masse granulaire, contrairement aux enrobés usuels élaborés « à chaud » et une mise en oeuvre aisée en assurant une lubrification des contacts entre les granulats. En effet, les constituants des enrobés à chaud doivent être séchés et chauffés, ce qui demande de l’énergie et génère des fumées pouvant impacter l’environnement et les travailleurs sur chantier. La présence d’eau dans la GE lui confère néanmoins un comportement hautement évolutif avec le temps. Sa rigidité augmente dans une phase appelée « mûrissement ». Ce comportement est en partie lié au séchage du mélange mais n’est pas encore bien compris et reste un verrou scientifique qui limite le recours à cette technique routière à fort potentiel environnemental.Pour mieux comprendre les mécanismes en jeu et les évolutions des propriétés de la GE lors du mûrissement, une méthodologie d’étude a été mise en place. Trois types de matériaux ont été soumis à différents essais : des échantillons fabriqués et mûris en laboratoire, des échantillons de matériaux récupérés sur chantier puis mûris en laboratoire, et des échantillons carottés sur chantier. Tout d’abord, des essais mécaniques de type oedométrique ont permis de suivre la rigidification du matériau avec le temps et en fonction de conditions climatiques maîtrisées. Ensuite, les liants des matériaux en cours de mûrissement ont été extraits et leurs niveaux d’oxydation ainsi que leur comportement rhéologique ont été mesurés. Pour tenter de mieux identifier les mécanismes mis en jeu dans le murissement, l’angle de contact entre une goutte de bitume déposée sur la surface d’une lame de verre a été mesuré afin d’évaluer les temps caractéristiques d’étalement du liant et de les comparer avec la cinétique de rigidification du mélange. Enfin en complément de cette approche expérimentale, une variable de mûrissement a été établie, permettant de modéliser l’évolution du module à partir des données expérimentales issues des campagnes d’essais mécaniques et du modèle de Huet et Sayegh<br>This study deals with the “Contribution to the understanding of cold mix asphalt curing”. The studied material, cold mix asphalt for base course namely grave-emulsion (GE), is a bituminous mixture for pavement composed of aggregates and emulsified bitumen (oil-in-water type). The water contained in the emulsion allows to disperse the binder in the aggregate backbone during the manufacturing step, and allows an easier mix implementation without heating aggregates, contrary to common hot mix asphalt process. Indeed, hot mix components have to be dried and heated, which requires a large amount of energy and generates fumes leading to stress environment and the workers on site. However the water presence gives a highly evolutive behaviour to the material with time. Its stiffness increases during a phase called “curing”. This behaviour is partly linked to the mix drying but is not completely understood yet, and remains a scientific problem that restricts the use of this high environmental potential road technique.To better understand the mechanisms involved during cold mix asphalt curing, a dedicated methodology has been implemented. Three types of materials were submitted to different tests: samples made and cured in laboratory, samples from loosed mix (from worksite) and then compacted and cured in lab, and samples cored on site. First of all, mechanical oedometric tests allowed the monitoring of the material stiffening with time and depending on controlled climatic conditions. Then, binders were extracted during curing and their oxidation levels and rheological behaviours were measured. In addition, the contact angle between a bitumen droplet and a glass substrate was measured to evaluate the spreading characteristic times of the binder and compare them to the mix stiffness kinetics. Finally, a curing variable was defined, allowing the modelling of the modulus evolution thanks to experimental data from test campaigns and the Huet and Sayegh model
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Corrégé, Frédéric. "Pyrolyse des schistes bitumineux par ondes moyennes fréquences." Toulouse, INPT, 1991. http://www.theses.fr/1991INPT068H.
Full textAbstract:
Cette etude cherche a montrer la faisabilite de la pyrolyse in situ des schistes bitumineux a des frequences a l'ordre de 10 khz, dans le but d'en extraire leur huile. A cette fin, le comportement de la permittivite complexe du schiste au cours du chauffage et l'importance des contacts conducteurs metalliques-schiste sont etudies. La modelisation electrothermique de la chauffe in situ est proposee, qui permet de determiner une implantation optimale des electrodes dans la couche de schiste. Tous ces resultats sont valides par le chauffage d'un bloc de schiste en laboratoire, de dimensions suffisantes pour constituer l'ultime etape avant des essais sur une installation semi-industrielle
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Boucard, Laure. "Déstabilisation des émulsions de bitume et évaluation du comportement à l'interface huile/eau." Thesis, Nantes, 2016. http://www.theses.fr/2016NANT4054/document.
Full textAbstract:
La compréhension des phénomènes physico-chimiques intervenant dans le processus de déstabilisation des émulsions est fondamentale pour prédire le comportement au jeune âge des mélanges à l’émulsion de bitume. Ce travail de thèse vise à identifier les différents mécanismes et à déterminer les paramètres influant sur la stabilité d’émulsions directes concentrées dans des conditions de non séchage. Afin d’étudier la rupture des émulsions, des systèmes modèles et réels ont été formulés avec différentes huiles (bitume, huiles de silicone et d’hexadécane) et différents tensioactifs cationiques (sel d’ammonium quaternaire et diamine). Pour simuler les phénomènes (relargage d’espèces ioniques en solution avec ou sans remontée de pH) intervenant lors de la mise en contact des émulsions avec les granulats, différentes solutions électrolytiques (NaOH, NaCl et KBr) ont été utilisées pour les déstabiliser. Le comportement des systèmes a été étudié en cours de déstabilisation. Des méthodologies et des outils ont été mis en place et ont permis de classer les émulsions selon leur processus et cinétiques de déstabilisation en réalisant des observations macroscopiques, microscopiques et en utilisant la rhéologie (plus particulièrement l’évolution de l’angle de phase du liant). Ces travaux ont permis d’identifier les mécanismes (floculation, coalescence et percolation) intervenant dans le processus de déstabilisation et de déterminer les paramètres influant tels que la concentration en électrolyte, la température et la composition du bitume. Enfin l’action des fractions cristallisables et des acides naphténiques du bitume sur la déstabilisation des émulsions a été établie et discutée<br>Understanding the physical-chemical phenomena occurring in the emulsion breaking process is fundamental to predict the behavior of bitumen emulsion cold mixtures at fresh state. This work aims to identify the different mechanisms involved, and determine the parameters influencing the stability of concentrated oilin- water emulsions without drying. To study the emulsion breaking, models and real systems have been formulated with different oils (bitumen, silicone and hexadecane oils) and different cationic surfactants (quaternary ammonium salt and diamine). In order to simulate the phenomena (release of ionic species in solution with or without pH rising) occurring when the emulsion is put into contact with the aggregates, different electrolyte solutions (NaOH, NaCl and KBr) were used as destabilizing agent. The emulsions behavior was monitored throughout the destabilization using specifically developed methodologies and tools. Emulsions have been ranked in function of their destabilization kinetics and process by performing macroscopic and microscopic observations and by using rheology (especially by following the phase angle evolution of the binder). This work has permitted mechanisms identification (flocculation, coalescence and percolation) involved in the destabilization process and to determine the main factors influencing it such as electrolyte concentration, temperature and bitumen composition. Finally, the impact on the emulsion destabilization of the crystallized fractions and naphthenic acids of bitumen was demonstrated and discussed
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Zannis, Pascal. "Recherche d'un test d'appréciation du phénomène de rupture-murissement des émulsions de bitume." Bordeaux 1, 1992. http://www.theses.fr/1992BOR10508.
Full textAbstract:
Apres avoir defini le probleme general pose par le technicien de la route l'objectif de la recherche est precise: il s'agit d'acquerir une connaissance approfondie du mecanisme de la rupture des emulsions de bitume dans le cas particulier de la technique d'enduisage et de tenter de determiner un temps caracteristique appele temps de murissement. Apres avoir fait un bilan des methodes de caracterisation de la rupture et conclu a la necessite de concevoir un test non-destructif, le chapitre ii decrit le test du diapason et donne sa pertinence. Le chapitre iii est consacre a la recherche de correlations entre les proprietes physico-chimiques et le comportement a la rupture en presence de granulats. L'importance des facteurs de compositions sur le temps de rupture est precise pour chacun des tests retenus: le test du diapason apparait comme le plus sensible et confirme son interet
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Mouffe, Shirley. "Maîtrise de la réactivité thermique lors de l'élaboration d'un conditionnement par le bitume." Compiègne, 2004. http://www.theses.fr/2004COMP1524.
Full textAbstract:
Notre objectif est d'étudier les réactions chimiques et transitions de phases qui peuvent se produire lorsque du nitrate de magnésium, du nitrate de sodium, un précipité de soufre cobalt et du ferrocyanure de nickel potassium sont chauffés ensemble lors du conditionnement de déchets nucléaires par le bitume. La méthodologie appliquée associe plusieurs techniques: la température, l'enthalpie et la cinétique de réaction sont déterminées par calorimétrie, les produits de réaction sont caractérisés par des analyses chimiques, spectrométrie de masse et DRX. Trois domaines de température et d'énergie sont mis en évidence en fonction de la composition (composés seuls ou en mélange). L'étude des réactions de NaNO3 avec le précipité de soufre cobalt permet de montrer l'effet de l'eau sur la température de réaction. Celle entre Mg(NO3)2, 6 H20 avec CoS indique que différents phénomènes thermiques se superposent et que la cinétique de réaction est lente (plusieurs heures)<br>This work deals with the study of chemical reactions and phases transitions which can occur between magnesium nitrate, sodium nitrate, cobalt sulphur product, and nickel potassium ferrocyanide, when they are heated together during bituminisation process of nuclear waste. The applied methodology associates a few techniques: temperature, enthalpy, and kinetics of reaction are determined by calorimetry, reaction products are characterised by chemical analyses, mass spectrometry and XRD analysis. Three fields of temperature and energy are observed in function of composition (one compound or a mixture of compounds). The study of reactions between NaNO3 and cobalt sulphur product shows that the presence of water has got an effect on reaction temperature. The study of Mg(NO3)2, 6 H20 and CoS shows an overlapping of different signals, and that the reaction rate is very slow (a few hours)
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Marchal, Antoine. "Modélisation du gonflement radiolytique d'enrobés bitumineux." Thesis, Paris, ENMP, 2015. http://www.theses.fr/2015ENMP0038/document.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de prédire le gonflement de fûts d'enrobés bitumineux contenant des déchets radioactifs en condition d'entreposage, de transport et de stockage. L'incorporation de radionucléides dans du bitume provoque en effet sa radiolyse et du dihydrogène est ainsi généré dans le matériau. Ce gaz est solubilisé dans la matrice jusqu'à ce que sa concentration atteigne une valeur limite, la saturation. Au-delà de celle-ci, un mécanisme de germination a lieu : des bulles sont formées. Elles vont par la suite croître grâce à l'apport de gaz par radiolyse et migrer sous l'effet de la poussée d'Archimède. Le gonflement du matériau résulte alors de la compétition entre création et évacuation de gaz. Un modèle a été construit pour décrire l'évolution d'une population de bulles. Sa résolution analytique n'étant pas possible, un code numérique a été développé. Les résultats montrent qu'une augmentation de la viscosité du fluide, du terme source de gaz apporté par radiolyse ou de la hauteur du récipient induisent une augmentation du gonflement et qu'une augmentation du coefficient de diffusion du gaz dans la matrice diminue le gonflement. Lorsque le fluide présente un seuil d'écoulement, le comportement de la population de bulles est modifié et l'évacuation de gaz par migration des bulles se fait par à-coups, contrairement au cas d'un fluide newtonien où une évacuation stationnaire est atteinte. Cette dernière a enfin servi à l'optimisation des conditions opératoires<br>The aim of this PhD thesis is to predict the swelling of bitumen barrels in which radioactive salts are mixed. The bitumen exposed to radioactivity undergoes a chemical reaction: the radiolys. This implies a generation of dihydrogen. The created is solubilized until the concentration reaches a limit value which is called saturation. Over this limit nucleation of bubbles is observed. Then they will grow thank to the contribution of the gas generated by radiolys and they will be submitted to Archimede's principle so that they will rise in the fluid. The swelling is the result of the competition between generation and evacuation of gas. A model has been built to describe theevolution of a bubble population. Because of it is not possible to solve it analitically, a numerical program was developed. The results show that an increase of the fluid viscosity, the gas generation or the container height lead to an increase of the swelling and that an increase of the diffusioncoefficient contributes to a decrease of the swelling. In the particular case of a yield stress fluid, the behavior of the bubble population is modified and the evacuation of gas is done with several shots, at the opposite of the case of a Newtonian fluid for which a stationary evacuation is reached
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Arenas, Calderon Edward Julián. "Étude de l'élaboration en continu d'émulsions de bitime [i.e.bitume] à taille de gouttes maîtrisée à l'aide de mélangeurs statiques." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0050/document.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur l'émulsification en continu du bitume à l'aide de mélangeurs statiques de type SMX, dans le domaine des émulsions concentrées, voire très concentrées. Ce travail suit une approche intégrant trois types de paramètres : procédé, formulation physico-chimique et composition, avec pour objectif ultime la maîtrise de la taille de gouttes. Il a été montré qu'une combinaison de fortes teneurs en bitume et de hautes températures d'émulsification favorisent l'obtention de très petites tailles de gouttes (diamètre médian inférieur ou égal à 1 µm). Cette observation contraste avec l'émulsification à forte teneur en phase dispersée en procédé discontinu. Ces résultats mettent en évidence une compétition entre les aspects énergétiques de l'émulsification et la formulation physico-chimique. Il a été mis en évidence, que lors de l'émulsification en continu à des fractions massiques en bitume supérieures à 90 %, la taille des gouttes n'est pas une fonction de l'énergie fournie mais que ce sont les paramètres de formulation qui contrôlent l'émulsification. Le suivi de la cinétique de l'émulsification et de la morphologie de l'émulsion au cours du processus d'émulsification a montré que le mécanisme d'émulsification à très fortes concentrations en bitume (90 % massique) passe par une étape d'inversion de phases catastrophique, suivie d'un affinage de l'émulsion dû aux effets de cisaillement et d'élongation lors de la phase finale de mélange. Une méthodologie basée sur une analogie de Poiseulle pour la mesure en ligne de la viscosité de procédé a été développée, permettant l'évaluation in-line du comportement rhéologique d'un fluide à travers des mesures de débit et de perte de charge<br>This work focuses on the continuous emulsification process (using SMX static mixers) of bitumen for concentrated and highly concentrated emulsions. This work uses an approach that integrates the process, the physic-chemical formulation and composition parameters, with the main objective of controlling the drop size of the emulsions. It was shown that the emulsification carried out at high bitumen concentrations and high temperatures favours the production of emulsions with very small droplets sizes (mean diameter ? 1 mm). This is in contrast with emulsification process in batch mode, in the same concentration and temperature conditions. These results demonstrate the competition between energy and physic-chemical formulation aspects. It was also revealed that when continuous emulsification is carried out at 90 % wt. of bitumen, droplet sizes are not a function of the energy provided and, hence, the emulsification process is controlled by the formulation parameters. Morphological analyzes, coupled with kinetics of emulsification obtained by in-situ monitoring of the viscosity, allowed the description of the mechanisms occurring during the emulsification at high internal phase ratio. It was possible to identify two principal steps in the mechanism: a catastrophic phase inversion followed by a droplet reduction by agitation, the largest size reduction being achieved thanks to the effects of shear and elongation in the static mixer. An inline process viscosity measurement methodology was developed. This methodology, based on a Poiseuille analogy, allows the evaluation of the rheological behavior of a fluid through flow rate and pressure drop measurements
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Mélot, Geoffroy. "Modélisation poromécanique du gonflement d'enrobés bitumineux par reprise d'eau." Thesis, Paris Est, 2019. http://www.theses.fr/2019PESC1041.
Full textAbstract:
L'objectif principal de ce travail de thèse est le développement d'un modèle numérique pour reproduire le comportement d’enrobés bitumineux sous eau. Les enrobés bitumineux sont principalement produits lors du retraitement industriel du combustible usé et sont classés comme déchets radioactifs Faible ou Moyenne Activité à Vie Longue (FAVL et MAVL). Le stockage géologique est la solution de référence pour les enrobés bitumineux classés MAVL. Dans les conditions du stockage géologique, et après une longue période de temps, les enrobés bitumineux entreront en contact avec l’eau de site. Les cristaux de sel présents dans le bitume couplés à la nature semi-perméable de ce dernier pourront alors entraîner des phénomènes osmotiques conduisant à la reprise en eau et le gonflement du matériau. Un modèle poromécanique a été mis en œuvre dans un code de calcul élément finis pour modéliser le comportement des enrobés bitumineux dans de telles conditions. Ce modèle tient compte de l'impact de la dissolution des sels, du transport advectif, de la diffusion et de l'osmose. Il décrit également le comportement viscoélastique du matériau. Ce modèle a permis d’analyser et reproduire des essais expérimentaux réalisés sur différents types d’échantillons de bitumes français simplifiés. L’évolution de la quantité d'eau absorbée et de sel relargué par l'échantillon pendant les essais de lixiviation a ainsi été étudiée ainsi que le gonflement résultant. La dépendance des paramètres matériaux avec la variation de porosité est également prise en compte, notamment au moyen de méthodes d’homogénéisation<br>The main objective of this thesis is the development of a numerical model to reproduce the behaviour of simplified Bituminized Waste Products (BWP) during a leaching test. BWP is composed of salt crystals immobilised in a bitumen matrix. BWP were mainly produced during industrial reprocessing of spent fuel, and are classified as low or intermediate activity long lived radioactive waste. Geological disposal is the reference solution for intermediate level long-lived BWP. Under geological disposal conditions, and after a long period of time, BWP will undergo water re-saturation from the host rock. Dissolution of salt crystals and osmotic process could lead to swelling of the bitumen matrix and water uptake.A poromechanical numerical model has been implemented in a finite element software to model BWP behaviour under such conditions. The constitutive model takes into account the impact of dissolution, permeation, diffusion and osmosis. A viscoelastic constitutive law is also used. This model is calibrated with experimental data on French simplified BWP containing a highly soluble salt. Evolution of the amount of water absorbed and salt leached by the sample during the test and swelling are carefully studied. The dependency of material parameters with porosity variation is also examined. Some homogenization method are used for mechanical parameters
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LANOTTE, MICHELE ANTONIO. "Studio dell'interazione tra polverino di gomma e bitume nei leganti modificati con tecnologia "wet"." Doctoral thesis, Politecnico di Torino, 2014. http://hdl.handle.net/11583/2546349.
Full textAbstract:
All’interno delle pavimentazioni stradali, di pari passo con l’impiego di nuovi prodotti concepiti ad hoc, nel tempo, si è andato diffondendo con sempre maggiore frequenza l’utilizzo di componenti di riciclaggio o di recupero, in linea con quanto avvenuto in altri settori produttivi, rispondendo all'esigenza di ridurre il consumo di materie prime limitando l’accumulo di rifiuti. Alla luce di ciò, il riutilizzo di pneumatici fuori uso (PFU) nelle pavimentazione stradali rappresenta uno dei casi di recupero di maggiore interesse per gli operatori del settore stradale e per i gestori di rifiuti.
L’impiego della gomma come agente modificante nelle miscele bituminose si afferma a partire dagli anni ’60, soprattutto negli Stati Uniti dove, gli studi in merito, portarono alla definizione di due metodologie differenti per la produzione di conglomerati bituminosi modificati conosciute come “wet” e “dry”.
Sebbene sia passato oltre mezzo secolo dalle prime sperimentazioni, alcuni aspetti inerenti il comportamento dei conglomerati e dei leganti bituminosi contenenti prodotti da pneumatici fuori uso con tecnologia "wet", risultano essere ancora poco noti ed indagati. Le miscele di conglomerato bituminoso contenenti il legante commercialmente denominato "asphalt-rubber", ad esempio, risultano avere un comportamento che risente della forte influenza delle particolari caratteristiche meccaniche e prestazionali del legante stesso.
Data la natura composita di quest’ultimo, è facilmente intuibile come le proprietà finali di tali prodotti siano funzione diretta dei due materiali componenti, il bitume ed il polverino di gomma, oltre che delle modalità di miscelazione attuate al fine di attivare il processo di interazione tra i suddetti materiali. Questi aspetti, sicuramente più di altri, risultano essere ancora poco analizzati sebbene, la perfetta conoscenza di ciò che accade durante il processo produttivo, potrebbe far comprendere al meglio le caratteristiche finali del prodotto.
L’obiettivo principale della ricerca è quello di condurre un’analisi di incidenza di una serie di fattori di interazione che intervengono durante la produzione dei leganti confezionati con metodologia “wet”, in modo da valutare quali siano quelli più significativi per l’ottimizzazione del processo produttivo. I fattori oggetto di analisi sono i seguenti: tempo di maturazione, temperatura di miscelazione, quantitativo di agente modificante, caratteristiche geometriche e morfologiche delle particelle.
Obiettivo secondario della ricerca è quello di fornire, attraverso l’analisi critica dei risultati ottenuti nei test condotti e dall'applicazione dei modelli scelti per l’elaborazione dei dati conseguiti, una valutazione sintetica del processo di interazione attraverso la proposta di un indice di compatibilità tra i due materiali che compongono il legante modificato.
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Godinot, Nicolas. "Contribution à l'étude de la perception olfactive : qualité des odeurs et mélanges de composés odorants." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10224.
Full text
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Lesueur, Didier. "Propriétés mécaniques des liants routiers : relations structure/propriétés." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0130.
Full textAbstract:
Après une étude bibliographique mettant l'accent sur les modèles de structure proposés pour les bitumes et bitumes modifiés par des polymères, les propriétés viscoélastiques linéaires de liants routiers ont été étudiées en fonction de la fréquence et de la température. Il ressort de cette étude que les bitumes non-modifiés peuvent être décrits comme des suspensions colloïdales. En conséquence, une augmentation de la teneur en phase dispersée renforce le matériau. Par ailleurs, la modification par un copolymère de styrène et de butadiène induit une séparation de phase, la phase riche en polymère étant la phase dispersée pour les teneurs en polymère étudiées (jusqu’à 6% en masse). Le modèle rhéologique développé par Palierne pour les émulsions est alors applicable à ces matériaux multiphasés<br>Following a literature review focusing on the structure of bitumens and polymer modified bitumens, linear viscoelastic properties of paving grade binders were studied versus temperature and frequency. It is shown that neat asphalt cements can be looked upon as colloidal suspensions. As a consequence, the higher the dispersed phase content, the higher the modulus of the material. Moreover, modification of a bitumen by styrene-butadiene block copolymers induces a phase separation, the polymer rich phase being the dispersed phase for the investigated polymer contents (up to 6 % mass). The Palierne emulsion model describes the rheological properties of such multiphased materials
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Schlepp, Laurence. "Réactivité des bitumes d'enrobage des déchets ultimes : comparaison avec un analogue naturel." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2000. http://www.theses.fr/2000INPL096N.
Full textAbstract:
Les bitumes industriels, résidus de distillation des huiles pétrolières, sont constitués de molécules de type paraffinique, naphténique et aromatique, plus ou moins fonctionnalisées, leur conférant une composition et une structure complexes. Entre autres applications, les bitumes industriels sont utilisés pour l'enrobage des déchets radioactifs de faible et moyenne activité à vie longue, destinés au stockage dans une formation sédimentaire. En condition de stockage, la matrice bitumineuse pourrait être soumise à différents processus d'altération, tels que la radiolyse, l'oxydation, le lessivage ou le stress thermique, ce qui pourrait affecter ses propriétés de confinement des radioéléments. Afin de prédire le comportement à long terme des matrices bitumineuses, il est nécessaire d'étudier leur réactivité vis-à-vis de différents processus d'altération. Pour cela, deux approches ont été envisagées. La simulation des processus d'oxydation et de stress thermique et la caractérisation des produits formés par des techniques analytiques adaptées ont révélé que le bitume subissait, pour des conditions expérimentales poussées, des transformations conduisant à son insolubilisation, respectivement par oxydation et condensation et par aromatisation et condensation. La validation des simulations impose l'étude de cas naturels afin d'estimer le comportement à long terme des enrobés bitumineux. Parmi les gisements uranifères présentant des occurrences de bitumes actuellement disponibles, il a été montré que le bassin permien de Lodève présentait les meilleures caractéristiques : reconstitution de la lignée roche mère-huile-bitume, combinaison possible des processus d'altération, composition et réactivité des huiles originelles proches de celles des matrices d'enrobage. Les expériences menées en laboratoire et la comparaison avec l'analogue naturel suggèrent que le bitume d'enrobage sera globalement stable vis-à-vis des processus d'oxydation, de stress thermique et de radiolyse en condition de stockage. Néanmoins, il est nécessaire de poursuivre les investigations par le couplage expérimental des différents processus.
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Adlani, Ahmed El. "Contribution à l'étude des transformations physico-chimiques de bitumes français et américains." Lille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LIL10129.
Full textAbstract:
Le comportement thermophysique (sous différentes pressions) de deux séries de bitumes (français et américains) a été étudié à l'aide de méthodes spécifiques d'analyses : enthalpique différentielle, thermobarométrique et thermodilatométrique. Dans le domaine des températures d'usage, des transformations ont e��té mises en évidence. Des domaines de stabilité en pression et température ont pu être déterminés ; ils permettent de caractériser les bitumes. Des différences de comportement thermique ont été observées en fonction, d'une part de la classe d'appartenance, d'autre part du mode d'élaboration. Dans le cas ou les bitumes vérifient le modèle thermique de Van der Waals, les volumes libres ont été déterminés dans chaque état stable. Pour les bitumes américains, les coefficients de dilatation thermique isobare et de compressibilité isotherme ont été mesurés. L'histoire thermique des bitumes apparaît comme un facteur primordial. Ceci a été principalement mis en évidence par l'existence d'un phénomène d'hystérésis thermobarométrique au cours des cycles thermiques qui conduit à une densification des bitumes et qui est attribué à une variation importante des valeurs du coefficient de compressibilité isotherme. Enfin, une corrélation du phénomène de densification avec les données chimiques a été obtenue
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Nguyen, Hoai Nam. "Étude numérique de la fissuration d'un milieu viscoélastique : analyse de l'essai de rupture sur bitume." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005307.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse est consacré à l'étude des phénomènes d'initiation et de propagation d'une fissure dans un matériau bitumineux. À l'aide d'un essai innovant développé au Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, on reproduit les conditions d'initiation et de propagation d'une fissure confinée dans un film de bitume. Dans la première partie de ce travail de thèse, on aborde l'approche utilisée pour identifier les propriétés rhéologiques à l'aide du modèle de Maxwell généralisé. La détermination des séries de Prony passe par les méthodes d'optimisation linéaire et non-linéaire pour représenter précisément le module complexe du liant bitumineux dans le domaine fréquentiel. Ce comportement viscoélastique identifié est ensuite validé par l'essai de