2.2.1 Caractéristiques des chaussées
2.2.1.1 Texture de surface de la chaussée
La distribution du contact entre le pneu et la chaussée varie selon la texture de surface, générant des forces de compression et des composantes vibrantes radiale et tangentielle à l’interface (Bueno et al., 2013). Les textures « négatives » sont uniformes et les textures « positives » sont rugueuses. La zone de contact est plus petite pour les éléments de routes appartenant à la première catégorie (Kawakami et al., 2017).
La friction des roues sur la chaussée arrache des particules et des poussières. En suspension dans l’air, leur dispersion est accentuée par le trafic et le vent (Pellecuer, 2014). La nature antidérapante et rugueuse de la chaussée qui vise à garantir la sécurité des usagers, crée une nuisance sonore importante. À plus de 40 km/h, c’est le contact entre la roue du véhicule et la surface de la chaussée qui constitue la source principale de bruit (Bueno et al., 2013).
Afin de traduire l’état de dégradation de la route, les administrations routières disposent de deux indices : l’uni qui traduit la régularité du profil de la chaussée en long et en travers, et l’IRI. Pellecuer (2014) soutient qu’une bonne valeur de l’uni et une faible rugosité permettent une réduction de la pollution atmosphérique et de l’émission de gaz à effet de serre (Pellecuer, 2014). De plus, les études de Gillespie et McGhee (2007) et Kawakami et al. (2017) exposent le lien entre le vieillissement de la route, traduit par l’augmentation de la valeur de l’IRI, et l’augmentation de la consommation de carburant. Les études menées aux États-Unis, citées dans l’article de Gillespie et McGhee (2007), montrent que la consommation de carburant par voiture et par camion augmente respectivement de 0.13 % et de 0.45 % pour chaque incrémentation de la valeur de l’IRI de 1% (Gillespie & McGhee, 2007). Donc, si la route est en mauvais état, IRI > 1.7 m/km, (Ministère des Transports du Québec, 1999) la consommation de carburant et donc l’émission de substances nocives sont plus importantes. La résistance de roulement étant plus faible dans le cas de textures
« négatives », la route accroche moins et la génération de pollution est moindre (Kawakami et al., 2017).
La macrostructure de la chaussée influence donc grandement la quantité et la gravité des émissions polluantes.
2.2.1.2 État et entretien de la chaussée
Les dégradations de surface de la chaussée telles que les fissures, les ornières et les arrachements sont à l’origine de bruits ponctuels le long de la chaussée, mais répétés par le nombre de véhicules franchissant l’obstacle (Bueno et al., 2013). Les détériorations diminuent la qualité de la couche de surface de la chaussée et en ce sens, entraine une augmentation du rejet de polluants.
La fréquence de nettoyage de la route, des bordures, des caniveaux et des accotements influence l’émission de particules et de poussières car les défauts de la chassée agissent comme des réservoirs dans lesquels elles se déposent (Etyemeziana et al., 2003).
2.2.1.3 Localisation, matériaux et géométrie
En plus de l’état de surface de la route, le type de sols, l’épaisseur et les matériaux des couches constitutives de la route influencent le rejet de polluants (Bueno et al., 2013). En effet, les composés chimiques présents dans la chaussée peuvent réagir avec des gaz présents dans l’air sous certaines conditions de température et de pression ou être emportés par les eaux de pluie et contaminés l’air et les sites à proximité par ruissellement (Pellecuer, 2014). De plus, certains mélanges permettent de diminuer l’empreinte environnementale : par exemple, des études européennes et américaines ont démontré que le mélange bitume- caoutchouc permet de diminuer le bruit de 2 à 10 dB par rapport à un mélange bitumineux dense (Bueno et al., 2013).
La localisation et la géométrie de la route, par exemple à proximité d’un chantier, au croisement avec une route non-revêtue ou bien présentant de nombreux virages, peuvent être à l’origine d’une émission de poussières plus importante (Etyemeziana et al., 2003).
2.2.1.4 Vitesse des véhicules
Les routes construites pour accueillir une circulation rapide possèdent des caractéristiques qui devraient les rendre moins polluantes que les routes à basse vitesse. Cependant, la haute vitesse des véhicules empruntant la première catégorie de chaussée entraine davantage d’émissions polluantes (Etyemeziana et al., 2003). Des contraintes mécaniques s’appliquent sur le caoutchouc du pneu et donc la température du pneu augmente avec la vitesse. Or l’augmentation de la température peut entrainer un arrachement des matériaux constitutifs du pneu, se classant parmi les COV et les poussières (Dahl et al., 2006). De plus, à haute vitesse, les véhicules consomment plus de carburant et rejettent plus de particules (Etyemeziana et al., 2003).
Figure 2.1 Caractéristiques de la route à l'origine des coûts environnementaux Adaptée de Pellecuer (2014)
2.2.2 Impacts de la phase d’utilisation de la route
Dans les hypothèses initiales de la recherche, il a été choisi de se focaliser seulement sur la phase d’utilisation de la route. La phase d’utilisation est la plus longue de la durée de vie totale de la route. La route est effective et les véhicules l’empruntent. Au cours de cette phase, les dégradations et les défauts apparaissent et la chaussée vieillit. La phase d’utilisation comprend également l’entretien qui constitue actuellement la priorité des systèmes de gestion des chaussées (Kulkarni & Miller, 2003).
La phase d’utilisation de la route comptabilise le plus grand nombre d’impacts environnementaux. Le Tableau 2.1 présente la liste de ses effets classés par catégories touchées : les sols, l’eau, les écosystèmes, l’air, les activités humaines, les déplacements et la réinstallation de populations, le patrimoine et la culture, les sites naturels et enfin la santé et la sécurité.
Tableau 2.1 Impacts environnementaux engendrés par les phases de construction et d’utilisation de la chaussée
Adapté de United Nations (2001)
Paramètres Impacts environnementaux
Sol
Glissement de terrain
Érosion et modification du relief Sédimentation du bord des routes
Baisse de fertilité Contamination
Eaux
Modification du cours d’eau en surface et en profondeur
Dégradation de la qualité de l’eau (déchets, lubrifiants, carburant, détergents)
Sédimentation des cours d’eau
Air Dégradation de la qualité de l’air
Sites naturels
Destruction des sites naturels Modification du drainage naturel
Dégradation ou destruction de la végétation et des arbres Déforestation et désertification
Écosystèmes
Dégradation ou destruction d’habitats naturels
Dégradation ou destruction de la biodiversité et de la végétation Disparition des zones de reproduction ou de nourriture (animaux aquatiques et oiseaux migrateurs particulièrement touchés) Contamination de sites
Transmission de maladies
Augmentation du braconnage, de la chasse et de la pêche
Santé Sécurité
Transmission de maladies
Contamination des ressources d’eau potable Accident de la route
Fatigue, migraines, nausées, vertiges
Bronchites chroniques ou passagères, asthmes
Diminution de la pression artérielle, de l’acuité visuelle et des capacités physiques, de la capacité de concentration
Troubles nerveux, maladies respiratoires et cardiovasculaires, cancers
Activités humaines
Division de communautés
Désintégration des activités sociales
Perturbation ou interruption des modes de transports traditionnels Perte des commerces de bord de routes
Dégradation ou perte des habitations de bord de routes
Déplacements Réinstallation
Déplacement permanent ou temporaire des institutions publiques et privées
Déplacement des populations et des commerces
Culture Patrimoine
Dégradation des sites, des structures et des vestiges archéologiques, historiques, religieux et culturels