Développement de procédés d'amélioration des fondations routières par calcification chimique et biologique

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D'après les données du Ministère des Transports du Québec (MTQ) pour l'année 2019-2020, un budget totalisant 835,8 millions de dollars a été dédié à l'entretien du réseau routier québécois, soit une hausse de 15,8% par rapport à l'année précédente. De plus, un budget de 130,5 milliards de dollars est prévu dans le cadre du Plan québécois des infrastructures 2020-2030. L'ampleur de ces budgets démontre ainsi l'importance de l'entretien des infrastructures, et en particulier des chaussées, dans l'enveloppe globale du Gouvernement du Québec. De plus, selon le ministère des Transports du Québec, 50% du réseau routier québécois, soit l'équivalent de 163 000 km de routes, se trouve en mauvais ou très mauvais état. Ceci est le résultat de l'augmentation du trafic, notamment du trafic lourd, mais aussi des conditions climatiques sévères du Québec (écarts de température importants et cycles de gel/dégel). Dans un tel contexte, le programme de recherche proposé vise à développer de nouveaux matériaux de fondation routière, capables de se régénérer en cas d'altération de la surface de roulement et d'éviter la détérioration des chaussées. Ultimement, le programme cherchera à améliorer la qualité du réseau routier, tout en diminuant les coûts d'entretien. Pour cela, nous comptons mettre en ouvre une technique développée dans les années 2000, connue sous le nom de biocalcification ou MICP (Microbially Induced Calcite Precipitation). Cette approche biologique vise à créer des cristaux de carbonate de calcium, qui agissent en tant que liant dans les sols granulaires et améliorent leurs performances mécaniques. Depuis une dizaine d'année, mon équipe de recherche s'est intéressée à cette technique et a proposé de l'incorporer dans les chaussées routières. L'approche visait alors à traiter les chaussées routières lors de leur construction, mais la possibilité de régénérer un matériau granulaire n'a pas encore été abordée. De nombreux exemple d'application de la méthode MICP dans les bétons sont rencontrés dans la littérature, notamment pour colmater les fissures et éviter la corrosion des armatures, mais cette approche est encore inexistante dans les sols. En complément de ce procédé, une toute nouvelle technique reposant sur l'utilisation des sels de voiries pour générer des carbonates de calcium dans les fondations sera testée. L'idée est que le déglaçage des chaussées ou l'épandage d'abats-poussière pourrait conduire à l'amélioration des fondations lors de l'infiltration des résidus de sel. Le but ultime du programme de recherche est de mettre au point un procédé de fondations aux propriétés régénératrices qui puissent voir leurs performances s'améliorer à l'apparition de la moindre fissure dans la surface de roulement. Ceci permettra de prolonger la durée de vie des chaussées, tout en améliorant la sécurité pour les usagers.