Ce travail de recherche avait pour objectif de prédire l’évolution de l’adhérence à partir de l’essai en laboratoire ou du modèle physique. Grâce au développement d’un essai en laboratoire et d’un modèle physique, deux applications peuvent être envisagées :
pour les gestionnaires routiers, il serait intéressant de prédire l’évolution de l’adhérence d’une couche de roulement neuve avant de la soumettre au trafic. Ceci permettrait de planifier l’entretien et la durée de service pour la sécurité routière ; pour les concepteurs routiers, il devient possible de choisir la formulation et les
matériaux utilisés dans la couche de surface de la chaussée, selon des critères liés à l’adhérence. Nous pouvons traiter des questions économiques et stratégiques par le modèle physique.
VI.4.1.1 Pour les gestionnaires routiers
Lorsqu’une chaussée neuve est mise en service, nous nous demandons comment l’adhérence évoluera en fonction du temps et du trafic. Ceci permet d’envisager l’entretien et la durée de service à partir d’un trafic donné. Dans la littérature existante, il existait jusqu’à présent peu de travaux permettant de répondre à cette question.
Aujourd’hui, nous pouvons répondre cette question selon nos travaux réalisés. En effet, l’échantillon d’enrobé neuf est d’abord prélevé in situ avant la circulation. Puis, les essais de polissage et les mesures du frottement sont effectués sur cet échantillon neuf à l’aide de la machine Wehner et Schulze. Une courbe d’évolution de l’adhérence en fonction du nombre de rotations WS peut être obtenue. Cependant, cette courbe obtenue est établie en laboratoire sans prendre en compte le vieillissement. Pour simuler l’évolution in situ, un terme présentant l’effet du vieillissement est ajouté. Avec la relation entre le trafic et la durée de polissage WS (cf. formule VI.10), nous obtenons la courbe de prédiction d’évolution de l’adhérence. Rappelons que le paramètre « k » est constant, k = 0,024. Cependant, cette valeur n’est pas garantie pour les enrobés autres que les BBTM (qui sont aujourd’hui en France les plus courants pour les chaussées à fort trafic).
La Figure VI.21 montre les comparaisons entre les mesures réalisées sur les carottes en BDR et la courbe de simulation prenant en compte l’effet du vieillissement en laboratoire. Rappelons que les courbes « Mesure WS (labo) » sont obtenues à partir des mesures de frottement WS ajoutant le vieillissement en laboratoire sur les échantillons neufs pour les sites d’Angers, Clisson et Coëx. Le terme du vieillissement « (1-d)µv » et la fonction de décapage sont donnés par les formules (VI.7) et (VI.9). Le nombre de rotations WS est traduit en trafic par la formule (VI.10). Pour les sites Saint-Fulgent et Fontenay, les mesures de frottement WS sur les carottes prélevées en rive après quelques années de trafic sont directement utilisées sans ajouter de terme du vieillissement. Cependant, les mesures de frottement sont effectuées par la machine WS ; les données doivent donc être transformées en frottement CFL par la formule d’Huschek (VI.12). Parallèlement, les
frottements CFL(80) in situ sont calculés par la formule (VI.13). Dans la Figure VI.21, nous constatons que la courbe de mesure WS avec prise en compte du vieillissement se superpose bien aux points de mesure en BDR.
Angers (BBSG 0/10) 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0 200 000 400 000 600 000 800 000 Trafic (TCPL) µw s
Mesure WS (BDR) Mesure WS (Labo)
Mesure WS (Labo) : Prendre en compte vieillissement Clisson (BBTM 0/10) 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0 100 000 200 000 300 000 400 000 Trafic (TCPL) µw s
Mesure WS (BDR) Mesure WS (Labo)
Mesure WS (Labo) : Prendre en compte vieillissement k = 0,024, écart-type : 0,020 k = 0,024, écart-type : 0,014 Coëx (BBTM 0/6) 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0 100 000 200 000 300 000 Trafic (TCPL) µw s
Mesure WS (BDR) Mesure WS (Labo)
Mesure WS (Labo) : Prendre en compte vieillissement Saint-Fulgent (Section F8, BBTM 0/10) 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0 500 000 1 000 000 1 500 000 2 000 000 Trafic (TCPL) CF L 8 0
Mesure ADHERA Mesure WS (Labo)
Mesure WS (Labo) : sans vieillissement
k = 0,024, écart-type : 0,049 k = 0,024, écart-type : 0,040
Figure VI.20 : Prédiction de l’évolution de l’adhérence à partir de l’essai en laboratoire
VI.4.1.2 Pour les concepteurs routiers
Les choix du type d’enrobé et des matériaux utilisés en BDR est effectué par les ingénieurs routiers lors de la conception. Or on a vu qu’on pouvait prédire l’évolution de l’adhérence à partir de la formulation et des granulats choisis. Pour répondre à ce besoin, le modèle physique peut être utilisé. On utilise le modèle d’ajustement sur la mesure d’une galette des gravillons et les hypothèses qui sont prises pour la contribution du bitume, le veillissement ect. La Figure VI.21 montre les comparaisons entre les frottements mesurés en BDR et les frottements calculés par le modèle physique (VI.4). Rappelons que les frottements en BDR sont mesurés en laboratoire avec la machine WS pour les sites d’Angers, Clisson et Coëx. Pour le site de Saint-Fulgent, les frottements CFL(80) sont interpolés par les
frottements CFL(60) et CFL(90) par la formule (VI.13). La courbe d’évolution par le modèle physique prend en compte le vieillissement pour les sites d’Angers, Clisson et Coëx. Le site de Saint-Fulgent est une chaussée déjà ancienne ; la fonction vieillissement n’est donc pas nécessaire.
Dans la Figure VI.21, on constate que le modèle physique reproduit assez bien l’évolution de l’adhérence en fonction du trafic pour les sites de Clisson et Coëx. Pour le site d’Angers, les points de mesure de frottement en BDR sont supérieurs à la courbe du modèle physique. En effet, le modèle physique est développé à l’aide de l’ajustement de la courbe d’évolution du granulat par la formule (VIII.1). Cette courbe d’évolution descend très vite au début du polissage. Ensuite, elle évolue toujours au dessous de la courbe d’évolution de l’enrobé après décapage. Ici, nous supposons que les macrotextures sont différentes pour un enrobé BBSG et pour sa galette de gravillons. La macrotexture d’enrobé amènerait plus d’adhérence que celle de granulats. Pour le site de Saint-Fulgent, les frottements à partir de quatrième point sont plus faibles, à cause du changement du pneu. Les trois premiers points sont superposés sur la courbe du modèle physique.
Angers (BBSG 0/10) 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0 200 000 400 000 600 000 800 000 Trafic (TCPL) µ
Mesure WS (BDR) Modèle physique
Clisson (BBTM 0/10) 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0 100 000 200 000 300 000 400 000 Trafic (TCPL) µ
Mesure WS (BDR) Modèle physique
Coëx (BBTM 0/6) 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0 100 000 200 000 300 000 Trafic (TCPL) µ
Mesure WS (BDR) Modèle physique
Saint-Fulgent (Section F8, BBTM 0/10) 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0 500 000 1 000 000 1 500 000 2 000 000 Trafic (TCPL) CF L 8 0
Mesure ADHERA Modèle physique
Bien entendu, jusqu’à présent, l’effet des variations saisonnières n’a pas été pris en compte dans les courbes de simulation en laboratoire et dans le modèle physique. Or, ce phénomène influence fortement l’évolution de l’adhérence.