Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux

Type de document

RAPPORT DE STAGE

Langue

français

Auteur

DELAMARE ; AREFI ; FARCAS

Résumé / Abstract

Depuis une vingtaine d'années les produits géosynthétiques sont de plus en plus utilisés dans le domaine du génie civil. Les géotextiles en polypropylène (PP) utilisés sont soumis à des contraintes d'utilisation qui affectent leur durabilité. La durée de vie préconisée des ouvrages d'art étant d'une centaine d'années, il est nécessaire de simuler le vieillissement par une méthode de vieillissement accélérée. Traditionnellement les essais de vieillissement sont réalisés dans des étuves ventilées à hautes températures (110-130°C). Or les résultats d'essais de traction de PP vieillis à 130°C ne permettent pas de classer les polymères en fonction de leur stabilisation alors qu'un vieillissement à 70°C rend mieux compte de l'action des antioxydants. Toutefois, les vieillissements à basses températures nécessitent des temps d'essais beaucoup plus longs, c'est pourquoi certains auteurs proposent d'accélérer la vitesse d'oxydation en augmentant la pression d'oxygène. En se basant sur les conditions de vieillissement proposées par le projet de norme européen Pr pR EN ISO 13438, (80°C, 5MPa d'oxygène, pH 10), ce travail a porté sur l'étude de l'influence du pH de la phase aqueuse sur le vieillissement physico-chimiques de trois formulations de fibres de PP fournies par BIDIM : stabilisation de process (as received ou AR), stabilisation de process et 0,75% d'antioxydant HALS (formulation commerciale), stabilisation de process et 3% d'antioxydant HALS (excès de stabilisant afin d'exacerber le rôle de ces stabilisants). Les échantillons ont été vieillis à pH 6 (milieu de référence) et 10 (milieu simulant le béton) sous une pression d'oxygène de 5MPa et une température de 80°C. Le suivi de la quantité d'hydroperoxydes, formés au cours de la dégradation du PP, par AED modulée, et les mesures de température d'oxydation par AED sous oxygène, ont mis en évidence un mécanisme de vieillissement identique en milieu sec et humide et une cinétique d'oxydation accélérée par la phase aqueuse. Cette accélération est expliquée une extraction plus rapide des stabilisants. Parallèlement les essais de traction confirment l'accélération de la dégradation des PP en milieu humide. Les différents résultats obtenus mettent en évidence l'effet néfaste d'une sur-stabilisation lorsque le vieillissement est réalisé à un pH de 6, ce phénomène n'étant pas observé pour un vieillissement à pH 10. Cette étude a permis de montrer qu'une phase aqueuse accélère la cinétique d'oxydation d'un PP vieille à une température 80°C , et une pression d'oxygène de 5MPa, de plus, elle favorise l'extraction des stabilisants. Ces derniers sont plus vite extraits à un pH de 10 qu'à un pH de 6. On a également pu constater qu'un excès de stabilisation en HALS n'était pas nécessaire, voire parfois néfastes.