Contribution des déchets plastiques composites (matrice polymère + fibres de renfort) dans l’amélioration des performances mécaniques des enrobés bitumineux
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Université d’Abomey-Calavi, École Polytechnique d’Abomey-Calavi
Abstract
Cette étude examine, par simulation numérique, l’influence de l’incorporation de déchets plastiques composites renforcés de fibres sur le comportement mécanique des enrobés bitumineux en climat tropical. La méthodologie repose sur des simulations par éléments finis (logiciel Abaqus) de l’essai Marshall et d’une structure de chaussée multicouche soumise à des charges représentatives. Les résultats montrent une amélioration notable de la stabilité Marshall (+11%) et une réduction des déplacements critiques à l’échelle structurelle, identifiant une plage optimale d’incorporation de 10 à 12 %. Cette étude ouvre des perspectives pour l’utilisation durable de plastiques composites dans les infrastructures routières tropicales.
Description
Cette recherche porte sur l’utilisation de déchets plastiques composites (matrice polymère et fibres de renfort issues notamment de mobiliers usagés) pour améliorer les performances mécaniques des enrobés bitumineux destinés aux couches de roulement des chaussées dans un contexte tropical. Le travail s’appuie sur une modélisation numérique par éléments finis via Abaqus, modélisant l’essai Marshall et une structure de chaussée multicouche sur un sol élastique. Les taux d’incorporation étudiés vont de 0 à 20 %, en évaluant l’impact sur la stabilité mécanique, les déplacements verticaux et la rigidité structurelle effective. Les résultats démontrent une amélioration significative de la stabilité Marshall (augmentation de 21,0 kN à 23,3 kN), ainsi qu’une réduction des déplacements critiques sur la chaussée, traduisant une meilleure redistribution des contraintes et un module équivalent global amélioré. L’analyse couplée des performances mécaniques et volumétriques identifie une plage optimale d’incorporation entre 10 et 12 %, offrant un compromis favorable en termes de rigidité, stabilité et durabilité. Ce travail scientifique contribue à la valorisation durable des déchets plastiques composites en infrastructures routières en climat tropical, et justifie la méthode numérique comme outil d’évaluation fiable dans ce domaine. En arrière-plan, le mémoire présente un état de l’art détaillé sur les chaussées et les enrobés bitumineux, les types de plastiques utilisés, les propriétés mécaniques recherchées, et les modalités de modélisation numérique appliquée à la mécanique des chaussées.
Citation
AÏDEKON Ernest, Contribution des déchets plastiques composites dans l’amélioration des performances mécaniques des enrobés bitumineux, Mémoire de fin de formation, Université d’Abomey-Calavi, 2025