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Incorporation de verre postconsommation dans les structures de chaussée et les enrobés bitumineux Du verre recyclé sur nos routes : une idée qui fait du chemin

Du verre recyclé sur nos routes : une idée qui fait du … · à la formulation des matériaux bitumineux et à la mesure de ses propriétés thermomécaniques (module complexe,

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I n c o r p o r a t i o n d e v e r r e p o s t c o n s o m m a t i o n d a n s l e s s t r u c t u r e s d e c h a u s s é e e t l e s e n r o b é s b i t u m i n e u x

Du verre recyclé sur nos routes : une idée qui fait du chemin

Enjeu

Les Québécois génèrent annuellement plus de 192 000 tonnes de verre (bouteilles, pots, contenants variés, etc.), dont plus de 77 % sont récupérées par la collecte sélective. La recherche menée par Michel Vaillancourt, Daniel Perraton et Alan Carter vise à donner une seconde vie à ce matériau en l’intégrant aux structures de chaussée : dans les enrobés bitumineux – communément appelés « asphalte » – et dans la fondation granulaire.

L’utilisation de verre récupéré par la collecte sélective, sous forme de petites particules et de granulats concassés, est une avenue prometteuse pour accroître les performances des matériaux dans les revêtements bitumineux.

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Objectifs

Intégrer le verre mixte dans les enrobés bitumineux et dans la structure des chaussées de manière à en améliorer les propriétés. Exemple : résistance au gel, au dégel et à la circulation automobile, facilité d’utilisation pour les entrepreneurs qui l’appliqueront, etc.

Intégrer annuellement, et de manière écoresponsable, 100 000 tonnes de verre mixte, soit la moitié du verre récupéré annuellement au Québec, dans la structure des chaussées, et ce, de façon à améliorer son comportement, à réduire son coût environnemental et à valoriser le verre mixte.

Faire en sorte que la technologie innovante qui résultera de ce projet de recherche puisse être utilisée partout au Québec.

Former du personnel qualifié dans le secteur des enrobés bitumineux et des structures de chaussée qui sera, par le fait même, sensibilisé à la valorisation et au recyclage des matériaux postconsommation.

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Axes de recherche

Leur recherche est composée de deux axes :

Le matériau : l’équipe travaille sur les matériaux qui composent la structure de la chaussée. Elle cherche à optimiser les proportions de bitume, de pierres concassées et de verre mixte qui composeront le revêtement bitumineux. Elle souhaite aussi trouver les meilleures combinaisons de pierres concassées et de verre mixte qui entreront dans la composition des matériaux de fondation, et ce, de manière à améliorer le drainage et l’isolation de la structure de la chaussée.

La structure de la chaussée : l’équipe étudiera la performance de la chaussée au moyen d’essais de laboratoire et de modélisations numériques du comportement de l’enrobé bitumineux. Une fois cette étape accomplie, elle réalisera des essais sur des sites extérieurs. Une première planche d’essai a été mise en place en novembre 2015 sur le débarcadère d’un entrepôt de la Société des alcools du Québec (SAQ). Une seconde est visée à l’été 2016 dans la municipalité de Saint-Hippolyte, tandis que d’autres essais seront réalisés en 2017 sur des chaussées de la ville de Montréal.

Les trois professeurs, tous membres du Laboratoire sur les chaussées et matériaux bitumineux (LCMB), veulent comprendre les impacts du verre postconsommation sur les performances du revêtement bitumineux et sur les propriétés des matériaux granulaires qui se trouvent dans les fondations des chaussées.

Plus de 25 % de l’ensemble des matériaux de la planche d’essai ont été substitués par du verre recyclé mixte.

Première planche d’essai en test, devantl’édifice Hector-Barsalou, de la SAQ.

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Volet matériaux bitumineux (revêtement)

Impact du verre dans les enrobés bitumineux conventionnels

Formulation d’enrobés bitumineux

Étude de l’adhésion bitume-granulat de verre

Étude des propriétés thermomécaniques et de ladurabilité

Étude du comportement du mastic bitume-filler de verre

Développement d’un rhéomètre à cisaillement annulaire

Propriétés hydriques du verre

Propriétés mécaniques du verre

Propriétés thermiques du verre

Impact des caractéristiques du verre

Suivi des performances d’une planche d’essai

Aspects rhéologique et physique du verre dans les enrobés bitumineux

Utilisation du verre dans les matériaux de fondation

Modélisation du comportement de la chaussée

Volet matériaux granulaires(fondation granulaire)

Projetverre

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Chercheur principal

Durée du projet

Collaborateurs

Michel Vaillancourt est professeur au Département de génie de la construction depuis 2012. Titulaire d’un doctorat de l’ÉTS, il se spécialise dans la géotechnique routière, l’auscultation de la chaussée et le diagnostic des causes de dégradation.

Trois ans et demi (à compter de 2014 jusqu’en 2018)

Alan Carter est professeur au Département de génie de la construction depuis 2004. Titulaire d’un doctorat de l’Université Auburn (États-Unis), il se spécialise dans l’étude des matériaux bitumineux servant à la réhabilitation et à l’entretien des chaussées, de même qu’au dimensionnement des chaussées.

Daniel Perraton, professeur au Département de génie de la construction, est titulaire d’un doctorat de l’INSA Toulouse. Il s’intéresse particulièrement à la formulation des matériaux bitumineux et à la mesure de ses propriétés thermomécaniques (module complexe, résistance à la fatigue, déformations permanentes / orniérage et fissuration à basse température).

Ils sont épaulés par des stagiaires, des étudiants des cycles supérieurs ainsi que des professeurs associés.

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Société des alcools du Québec (SAQ) Mitacs-Accélération (programme de stages) Éco Entreprises Québec (EEQ) Ville de Montréal

Sources de financement(Sur trois ans)

250 000 $

220 000 $

75 000 $ 75 000 $

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Avantages recherchés

Au terme de ce projet de recherche, l’équipe s’attend à ce que l’intégration du verre postconsommation permette : • d’améliorer certaines propriétés mécaniques des enrobés bitumineux ; • de diminuer l’énergie nécessaire à leur fabrication et à leur mise en œuvre ; • de réduire les proportions de bitume nécessaires à leur fabrication et, par le fait même, les gaz à effet de serre (GES) qu’ils génèrent ; • d’améliorer la drainabilité et le pouvoir isolant de la fondation granulaire.