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Journées Techniques Routes 2013 Nantes – 6 & 7 février 2013. Ferhat Hammoum (IFSTTAR – Responsable du Laboratoire Matériaux pour les Infrastructures de Transport) Bertrand Pouteau (Eurovia – Centre de recherche).
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Journées Techniques Routes2013Nantes – 6 & 7 février 2013 Ferhat Hammoum (IFSTTAR – Responsable du Laboratoire Matériaux pour les Infrastructures de Transport) Bertrand Pouteau (Eurovia – Centre de recherche) CCLEAR : Instrumentation Intelligente pour évaluer l’impact des conditions climatiques sur les chaussées
Contexte : Réseau routier & Climat Hiver 2001-2002 Hiver 2009-2010 • Les enjeux et les contraintes • Réduction Budgétaire pour l’entretien du réseau • Patrimoine important ( > 40 ans) • Economie des ressources et d’énergie • Réchauffement climatique • Viabilité hivernale / Politique des transports • Règles de construction Eté 2003 Hiver 2005-2006 Mieux prendre en compte les phénomènes liés aux conditions climatiques sur les chaussées (en particulier les couches de roulement et les interfaces)
Contexte : Réseau routier & Climat Evaluation des conditions climatiques (Océanique, Méditerranéen, Continental) Conditions réelles Combinaison des effets (trafic + climat) Besoins de connaissances pour renforcer notre doctrine Variabilité de la température Eau et changements de phase Des éléments qui ne sont pas bien pris en compte dans nos méthodes !
Projet de recherche : CCLEAR (2011-2014) Définition des scénarios : paramètres météorologiques METEO France Adaptation (solutions) Projet CCLEAR Impact sur les infrastructures routières Vulnérabilité Axe 1 : Définition des scénarios climatiques et instrumentation d’un site expérimental Axe 2 : Les mouvements d’eau dans la chaussée et les effets des cycles gel/dégel Axe 3 : Les effets de la température sur les structures de chaussées Axe 4 : Etude de la durabilité des infrastructures routières à long terme
Choix du site expérimental • A75 • 2 x 2 voie • Montpellier > Clermont-Ferrand • Proximité Saint-Chély-d’Apcher (Lozère – 48) • env. 1000 m d’altitude • Trafic • 13800 véhicules/jour/sens • 13% de PL (1800 PL/j/s) • Climat • Zone climatique sévère : H4 – hivers rigoureux • Exposition sud : forts écarts de température entre jour et nuit. H2 H3 H1 H4
Structures de chaussée 2 1 3 • Chaussée existante : • Structure inverse (1992) et BBTM en couche de roulement (2003) • Nature des travaux en zone courante : • Remplacement de la couche de surface • BBSG / BBTM >>> BBMa 4cm • Structure de la zone expérimentale • Purge de la couche de GB3 et substitution par un BBSG • Permettre une instrumentation de la structure en profondeur 10 cm
Description du site expérimental Voie lente Longueur 35 mètres Date des travaux : 4 au 7 juin 2012
Instrumentation du site expérimental H H H H H H H H H H H H 10 cm H H H H H H H H H H H Sonde de température et capteurs de déformation Capteur de déformation d’interface Sonde d’humidité Cryopédomètre
Instrumentation - complément 2 Profils instrumentés • Capteurs Aériens • Température de l’air & hygrométrie • Précipitation (nature et intensité) • Pluviomètrie • Vent (Vitesse, Direction) • Rayonnement (atmosphérique Ra et global Rg) • Capteurs de Chaussée • Température de surface de la chaussée • Etat de la surface de chaussée (sec, mouillé, ruisselant, salé) • Pont de congélation Station météo
Synoptique de l’instrumentation 1 • Rabottage / Purge • Pose des sondes d’humidité • Accrochage sur GRH • Implantation des capteurs • Mise en œuvre des capteurs • Mise en œuvre de l’enrobé • Itération des étapes 4-5-6 après les deux couches de BBSG 2 3 3 4 5 6
Bilan de l’instrumentation Planning : 1 journée par couche de chaussée Planning respecté Taux de survie de capteur 63%, supérieur aux taux survie moyens
Méthode de collecte des données • Mesures de déformations contexte routier > 1000 Hz • Mesures en dynamique rapide • Pour mémoire : Température << 1 Hz • Historique des débit de données • 2G : 384 kbits/s (jusqu’à 2004) • 3G : 7,2 Mbits/s (depuis 2004) • Bientôt 4G : 100 à 1024 Mbits/s • Pour mémoire Transmission par fibre optique : 200 Mbits/s Mesure de déformation ► Planification de campagnes de mesures régulières Ponctuel Depuis 2009 : Développement de systèmes télémesure rapide Continu Les phénomènes à observer dans le cadre de CCLEAR nécessitent une surveillance continue
SMARTVIA 0-10V Mesure 2,5 V 24V Enregistrement des données Gestion des données Intégration à la structure Autodiagnostic de chaussée DPHY VAOP VCAN DBIN Conversion DBIN/DPHY 12V – 30V Energie
Déclinaison technologique à l’A75Déploiement : 1er S. 2013 Système PEGASE Logiciels : SMARTVIA Serveur SMARTVIA
Conclusions & perspectives • Mise en place d’une section expérimentale destinée à l’étude de phénomènes hydriques, thermiques et mécaniques sur un réseau autoroutier. • Développement de solutions innovantes d’autodiagnostic comme support du projet CCLEAR • Démonstrateur du système SMARTVIA sur plateforme PEGASE • développement et la valorisation des nouvelles technologies • contribution au projet R5G • Vitrine technologique pour l’ensemble de la profession
Remerciements • Agents de l’IFSTTAR, des LRPC de Clermont-Ferrand, Toulouse, Autun, Aix en Provence, Ile de France, Angers, Saint Brieuc • CEI Saint Chély • DIR MC • EUROVIA DALA