Contribution à l'auscultation des chaussées mixtes par méthodes GPR et électrique

Dans le contexte des infrastructures urbaines québécoises vieillissantes et dans un souci de planification des travaux, il faut pouvoir diagnostiquer de façon rapide, fiable et à moindre coût les chaussées urbaines. Ce mémoire de maîtrise s'intéresse à investiguer et à développer le potentiel du géoradar et des méthodes électriques pour l'auscultation des chaussées urbaines, soumises aux cycles de gel-degel et de saturation et désaturation. On souhaite détecter les défauts et estimer la teneur en eau dans les chaussées mixtes. Ces dernières consistent en une couche de surface asphaltée, une dalle de béton de ciment et une fondation. Des études antérieures basées en grande partie sur des modélisations et des études terrain, ont montré un potentiel certain de l'application conjointe du GPR et des méthodes électriques pour l'auscultation de ce type de chaussée. Toutefois, une meilleure évaluation du potentiel serait obtenue si on pouvait avoir accès aux propriétés physiques des matériaux de la chaussée et à des données géotechniques. La mise en contexte permet tout d'abord de souligner le lien entre les variations de propriétés physiques des matériaux routiers, l'apparition des défauts structuraux et la teneur en eau. Après une brève étude par modélisation numérique, des mesures radar sont réalisées sur une chaussée montréalaise (Canada) avant sa réhabilitation complète. Lors de la destruction de la chaussée, on prélève des échantillons de sols dans les tranchées et des blocs de béton et d'asphalte sont récupérés pour étudier ensuite leurs propriétés physiques en laboratoire. La permittivité complexe du béton et de l'asphalte est mesurée avec une sonde à terminaison ouverte qui intègre sur un volume de 30 cm3 dans la plage de fréquence 50 MHz-900 MHz. Les mesures de résistivité électrique sont faites sur des carottes extraites des blocs de béton et d'asphalte avec un montage simple. Les mesures sont faites sur les échantillons secs et humides, ce qui permet d'obtenir une approximation des valeurs prises en fonction des changements climatiques sur une année. En parallèle, on mesure la teneur en eau sur les échantillons de sol. Les teneurs en eau sont élevées et le sol a une composition de silt argileux, ce qui justifie la forte conductivité obtenue avec les mesures électriques réalisées sur la fondation de la chaussée reconstruite. Les données géophysiques et géotechniques disponibles sont ensuite compilées. Des modélisations dites de vérification et de corrélation sont réalisées pour être comparées aux mesures réalisées sur le terrain. Finalement, on observe une bonne concordance. Ce travail fournit une base à des travaux futurs plus spécifiques.