du Dimensionnement à l’Entretien Durable des Infrastructures Routières

Responsables

Jean-Marc Martin et Juliette Blanc (IFSTTAR/MAST/LAMES), Sébastien Wasner (CEREMA/LR Aix) 

Enjeux et objectifs

La diminution des moyens financiers alloués aux infrastructures routières  nécessite d'optimiser les moyens consacrés à l'entretien et à la préservation du patrimoine routier. L’entretien des chaussées doit s'appuyer sur des méthodes de gestion et de diagnostic optimisées du point de vue technique, économique, environnemental et social. Les méthodes d’auscultation doivent permettre d’estimer l’endommagement de la chaussée en termes de durée de vie résiduelle. Il est attendu des progrès sur l’instrumentation et l'auscultation des chaussées, sur la modélisation du comportement des chaussées et la simulation des dégradations selon le programme d’entretien choisi. Les systèmes d'aide à la gestion devront être adaptés en conséquence.

Etat de l'art

Les méthodes de dimensionnement des chaussées neuves sont depuis longtemps maitrisées, contrairement à l’évaluation de la durée de vie résiduelle des chaussées en service. Pour déboucher sur une méthodologie d’évaluation de la durée de vie résiduelle, de nouveaux travaux doivent portés sur les performances mécaniques des matériaux anciens et sur la modélisation des chaussées endommagées.
Concernant la gestion de l’entretien des réseaux, le système de gestion actuel (GIRR) a fait ses preuves mais doit progresser pour prendre en compte les impacts économiques, environnementaux et sociétaux. Le nouveau système pourra aussi utiliser les résultats de la modélisation des chaussées endommagées.

Les résultats délivrés par les systèmes de gestion de l’entretien sont extrêmement sensibles aux données d’entrées et tout particulièrement aux dégradations de surface relatives à la chaussée à entretenir. Pour s’affranchir de la dispersion assez grande du traditionnel relevé visuel, un observatoire de routes de quelques centaines de km, relevé précisément et régulièrement, devrait permettre d’optimiser le système de gestion et d’en montrer l’utilité.

Parallèlement à l’optimisation du système de gestion qui fonctionne à l’échelle d’un réseau routier (plusieurs centaines de km), des lacunes apparaissent aussi en matière d’auscultation et de diagnostic de sections de routes élémentaires (quelques centaines de mètres). On pense par exemple à une nouvelle méthode de découpage en zones homogènes basée sur une analyse multicritères, à une meilleure caractérisation mécanique des chaussées à partir des mesures de déflexion, ou à une instrumentation in situ des chaussées. Un outil logiciel de diagnostic fondé sur une base de connaissance ouverte pourrait apporter aussi une aide précieuse.

Enfin, lorsqu’une solution de renforcement de chaussée est préconisée, elle est souvent issue du guide actuel sur les renforcements de chaussées. Le dimensionnement proposé se base sur la méthode de dimensionnement des chaussées neuves. Des améliorations pourraient donc être proposées pour prendre en compte le vieillissement de la chaussée. On commence aussi à voir des techniques innovante de renforcement qu’il est judicieux d’évaluer.

Structure

Sujet 1 : Etudes et modélisation des mécanismes d’endommagement des chaussées

1.1 Performances mécaniques des matériaux bitumineux anciens
1.2 Méthodologie pour l’évaluation de la durée de vie résiduelle des chaussées
1.3 Appropriation et mise au point de nouveaux modèles de calcul pour les chaussées endommagées ou fissurées

Sujet 2 : Moyens pour la recherche sur la gestion des réseaux

2.2 Le réseau routier virtuel (RRV)
2.3 Les modèles dommages – dégradations (MDD)

Sujet 3 Mise en place d’un Observatoire de la Route

3.1 Observatoire de routes principales (type RN et autoroute)
3.2 Observatoire de routes secondaires (type RD) et développements d’outils d’auscultation simplifiés

Sujet 4 Gestion durables des réseaux

4.1 Un système de gestion optimisé : SAGIR
4.2 Prise en compte de technique routière adaptée au changement climatique : TRACC

Sujet 5 Auscultation et diagnostic des sections

5.1 Découpage en zones homogènes multicritères
5.2 Auscultation structurelle et instrumentation des chaussées
5.3 Outil d’aide au diagnostic

Sujet 6 Dimensionnement et techniques innovantes de renforcement des chaussées

6.1 Amélioration de la méthode de dimensionnement des renforcements
6.2 Méthodes de renforcement innovantes

Produits principaux

  • RRV : réseau routier virtuel : spécifications + logiciel + article
  • MDD : Modèle endommagement-dégradations
  • Observatoires de routes (principal et secondaire)
  • UniBox : capteur bas coût de mesure d’uni
  • Thèse de F. Menant Suivi de longitudinal par véhicules traceurs munis de capteurs bas coût
  • Démonstrateur projet R2I Miranda : évaluation capteurs smartphone pour la mesure d’indicateurs routiers
  • Gamme GSR gestion simplifiée des routes : relevés dégradations, exploitation, base de données, restitution SIG
  • SAGIR Système d’aide à la gestion des infrastructures routières de 3ème génération
  • TRACC Techniques routières adaptées au changement climatique : évolution de la base et couplage informatique avec d’autres logiciels de gestion
  • DISC : logiciel d’aide au diagnostic des structures de chaussées
  • Méthodologie d’exploitation des bassins de déflexion
  • Démonstrateur de chaussée instrumentée
  • Article dans RGRA sur l’utilisation des fibres optiques (dans le cadre des Journées manège, octobre 2013)
  • Article dans BCRA 2013 sur la comparaison de méthodes non destructives de détection de défauts d’interface
  • Article Essai en vraie grandeur, sur le manège de fatigue, d’une structure de chaussée renforcée par une géogrille, Revue Générale des Route et des Aérodromes, n° 910, mars 2013
  • Article Review of glass fiber grid use for pavement reinforcement and APT experiments at IFSTTAR EATA Conference, International journal of road materials and pavement design (Special edition), Vol 14, pp 287-308
  • Article ISAP sur les Fibres Optiques
  • Article pour la revue Materials and Structures sur l’auscultation du site manège de fatigue     

Partenariats

Publics

  • IFSTTAR départements MAST (laboratoires LAMES, MIT, OA), COSYS
  • CEREMA CETE (Aix, Strasbourg, Saint-Brieuc, Toulouse), CG 44, CG 33, DIR Méditerranée

Privés

  • ASFA, Escota, Cofiroute, Colas, Saint Gobain, RILEM (TC MCD, SIB), INSA Strasbourg

2014 - ... ANR  proposition sur les méthodes de renforcement par grilles

2012-2013 Projets européens EVITA, SABARIS : indicateurs environnementaux

2012-2016 Conventions CG 33, CG 44, DIR Méd, ESCOTA : observatoire de routes

2012-2016 Partenariats sur contrats COFIROUTE, COLAS, ASFA, RILEM (TC MCD, SIB), Saint GOBAIN, INSA : chaussées instrumentées, diagnostic, modélisation

2013-2016 Projets développement

  • RRV : réseau routier virtuel
  • Gamme GSR : Mesure (relevé visuel + uni), Edition, Exploitation, Base de données
  • UniBox : mesure d’uni longitudinal par capteur bas coût
  • MIRANDA : Application smartphone de mesure du confort routier
  • SAGIR : système d’aide à la gestion detroisième génération
  • DISC : logiciel de diagnostic des structures des chaussées

Thèses associées

  • Fabien Menant Suivi de l’uni longitudinal au moyen de véhicules traceurs munis d’une instrumentation bas coût
  • Hanan Nasser Mise au point d’un outil de calcul rapide de chaussées fissurées - FISSUROUTE
  • Issa Amjad Systèmes d'aide à la gestion

 

Illustration des différents sujets de l’opération