Quand le pétrole rebat les cartes de la route : la décennie du choc dans la RGRA (1970-1980)
Le quadruplement du prix du baril à l'automne 1973 ébranle une profession qui avait bâti son savoir-faire sur un bitume abondant et bon marché. Entre 1973 et 1980, ingénieurs, entrepreneurs et pouvoirs publics repensent en profondeur les techniques routières : chasse à l'énergie grise des chaussées, irruption des préoccupations environnementales autour des grands chantiers autoroutiers et premiers pas du recyclage des enrobés.
Avant 1973, la route française vivait sur un « régime de croisière » : des techniques bitumineuses éprouvées, bien maîtrisées, et une énergie abondante (figure 1). La hausse massive du prix du pétrole change la donne du tout au tout. Le bitume, longtemps considéré comme un simple sous-produit de raffinage, devient un poste de dépense scruté de près : en 1974, son prix triple en un an et demi, et la facture pour le budget des routes s'alourdit de plusieurs centaines de millions de francs.
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Le bitume, matière première devenue stratégique
La profession se divise alors sur la marche à suivre.
- Les cimentiers y voient une occasion de pousser leurs techniques : une étude comparative montre qu'à performance égale, une chaussée en béton de ciment consomme environ 30 % d'énergie de moins qu'une chaussée en grave-bitume, l'écart provenant presque intégralement du bitume incorporé dans les couches de surface. Ces chiffres, présentés comme des ordres de grandeur, nourrissent une controverse durable entre partisans du « noir » et du « blanc » (encadré).
- Les producteurs de bitume et les entreprises de travaux routiers répliquent en rappelant les atouts propres à leur matériau : c'est la seule technique applicable à toutes les couches d'une chaussée, la plus souple face aux intempéries et au trafic, et la seule qui se prête à un « aménagement progressif », c'est-à-dire à un renforcement en plusieurs étapes échelonnées dans le temps, plutôt qu'à un surdimensionnement initial coûteux. Des études communes entre le Syndicat des entrepreneurs de travaux routiers (ancêtre de Routes de France) et le Groupement professionnel des bitumes (GPB, devenu Eurobitume) établissent que les solutions grave-bitume et grave-émulsion restent compétitives, y compris dans cette nouvelle donne énergétique.
RGRA n° 512 de septembre 1975
Au moment où les partisans de chacune des deux techniques affûtent leurs armes, il paraît bien dangereux pour un entrepreneur d'exprimer une opinion.
La Revue générale des routes et des aérodromes, toujours bien informée, savait que notre entreprise était un exemple de « bicéphalisme », réalisant aussi bien des chaussées en « blanc » qu'en « noir » et c'est sans doute pour cette raison qu'elle m'a invité à donner mon point de vue.
J'ajouterais même, en bon commerçant, que nous réaliserions ces chaussées en jaune, en vert ou dans n'importe quelle couleur, estimant que l'un de nos principaux rôles est l'adaptation. Notre spécialité, c'est la chaussée, et non la couleur.
Après réflexions, j'ai accepté d'écrire ce propos, malgré la crainte de contrarier des amis que j'ai dans les deux camps. Et puisque ce sont des amis, ils ne m'en tiendront certainement pas rigueur !
Je n'ai d'ailleurs pas la prétention de me poser en arbitre dont quelqu'un donnait la définition suivante : « Officier chargé de couper la poire en deux au moyen du fil à couper le beurre. »
J'essaierai très modestement de trouver le chemin du bon sens et de la simplicité.
Il ne m'appartient pas de mettre en parallèle les avantages techniques de chacun des procédés et je fais confiance aux antagonistes pour dresser la liste des très importants avantages de leur propre méthode et des très graves inconvénients du concurrent.
Tout d'abord, il est indéniable que chaque technique a un champ d'application plus particulier et je pense qu'il vaut mieux d'emblée aborder ce problème plutôt que de rechercher, par des calculs savants des bilans d'économie énergétiques. Cela ne représente pas grand-chose par rapport à l'énergie de consommation de la circulation automobile par exemple.
Que les partisans du « noir » se rassurent, leur technique ne peut pas disparaître. La majorité des travaux d'entretien, d'élargissement de reprofilage, sont obligatoirement de leur ressort, et cela représente un volume de travaux important.
Mais au fait ! Qu'appelle-t-on au juste la technique du « noir » ? Bien souvent du noir sur du blanc ; c'est-à-dire du béton bitumineux sur des couches de base en grave ciment ou en grave laitier et éventuellement sur des couches de fondation stabilisées elles-mêmes.
De son côté, le « blanc » fait toujours appel à du « noir » : enduits de cure sur grave laitier, bandes d'arrêt d'urgence, échangeurs, chaussées déviées en béton bitumineux.
Il y a donc de la place pour chacun.
Puisque la crise de l'énergie n'a pas véritablement provoqué de révolution, tout au moins en technique routière, il importe en premier lieu de tenir compte de l'outil de travail actuel, c'est-à-dire du parc de matériel français qu'il est économiquement indispensable de bien utiliser.
D'ailleurs, et je me permets une parenthèse, nous vivons une époque de changement et d'évolution de notre société. Au moment où l'on va garantir l'emploi des travailleurs, il faudra bien trouver une solution pour garantir l'emploi de l'outil de travail, donc des entreprises. Ce ne sera pas tâche facile si l'on veut sauvegarder les vertus de l'économie libérale, mais il faudra bien trouver une solution de concertation générale. Il est indéniable que l'outil de travail routier est composé d'un parc de matériels de « noir » très important et il faudra bien en tenir compte, d'autant que cette technique est irremplaçable dans de nombreux cas. Elle présente l'avantage de la souplesse d'exécution par des unités de toutes importances, de la plus petite à la plus grande, réparties sur tout l'hexagone.
Au-delà de la querelle des matériaux, un consensus émerge : le bitume, loin de disparaître, doit évoluer. Les formulations sont revues pour permettre des mises en œuvre en épaisseurs plus faibles, plus économes en liant, tandis que des voies alternatives sont explorées – incorporation de calcaires asphaltiques ou de schistes bitumineux pour réduire la teneur en liant, ou association bitume-soufre, le soufre devenant potentiellement excédentaire avec le développement de la désulfuration des produits pétroliers. Ces recherches restent toutefois émergentes et n'ont pas encore d'application généralisée à la fin des années 1970.
L'entretien plutôt que le tout-neuf
La crise redistribue aussi les priorités entre construction neuve et entretien du patrimoine routier. Avec la chute brutale des tonnages d'enrobés fabriqués à partir de la mi-1974 (jusqu'à 30 % de baisse dans certaines entreprises), la profession prend conscience de la nécessité de mieux amortir un outil industriel considérable (centrales d'enrobage, matériel de mise en œuvre) constitué durant les années de forte croissance.
Cette rationalisation s'accompagne d'une réflexion sur les techniques d'entretien elles-mêmes : les enduits superficiels, un temps jugés dépassés, retrouvent un rôle de premier plan grâce à leurs progrès techniques et à leur faible coût énergétique, tandis que les enrobés denses à froid, économes en énergie de fabrication, sont développés comme alternative aux enrobés à chaud pour certains usages. La notion de politique de conservation du patrimoine routier s'impose : il s'agit désormais d'entretenir préventivement des chaussées globalement bien construites plutôt que de les laisser se dégrader jusqu'à nécessiter des reconstructions lourdes.
L'environnement s'invite dans les projets autoroutiers
Le second grand bouleversement de la période est d'une autre nature : la prise en compte croissante de l'environnement dans la conception des infrastructures. Le mouvement démarre dès 1973, porté par des associations minoritaires mais actives et relayées par les médias, et se structure juridiquement avec la loi du 10 juillet 1976 relative à la protection de la nature. Son décret d'application d'octobre 1977 impose désormais aux maîtres d'ouvrage une étude d'impact préalable à toute déclaration d'utilité publique, analysant l'état initial du site, les effets du projet sur la faune, la flore, les paysages, le bruit ou la qualité des eaux, et les mesures prévues pour supprimer, réduire ou compenser ces atteintes.
Cette nouvelle réglementation se traduit concrètement sur le terrain autoroutier à travers plusieurs chantiers :
- L'environnement agricole : le remembrement, parfois avec inclusion des emprises, limite à moins de 5 % le prélèvement foncier subi par les exploitants, moyennant un doublement de la charge foncière pour le maître d'ouvrage.
- La flore et la faune : passages à gibier, atténuation de l'effet de lisière en forêt, ouvrages de franchissement pour limiter l'effet de coupure du tracé.
- La protection des eaux : fossés étanches, bassins de décantation, dispositifs de retenue pour prévenir les pollutions chroniques (sels de déverglaçage, lessivage des chaussées) ou accidentelles.
- La lutte contre le bruit : la circulaire du 7 mars 1978 fixe pour la première fois une limite chiffrée (65 décibels en façade des habitations riveraines des voies rapides) et généralise le recours aux merlons de protection, moins coûteux que les écrans antibruit.
- L'intégration paysagère : modelage des talus, adoucissement des pentes, usage du photomontage pour visualiser l'ouvrage avant sa construction.
Cette prise en compte a un coût, estimé à quelques points de pourcentage du budget des travaux, voire davantage sur les sections les moins fréquentées. Elle allonge aussi les délais de conception. Mais les professionnels s'accordent à reconnaître son utilité : une contrainte environnementale identifiée en amont, dès le choix du tracé, coûte toujours moins cher qu'un ouvrage de protection ajouté après coup pour rattraper un problème découvert trop tard.
La question énergétique elle-même infuse cette réflexion environnementale à travers un autre débat : celui du recours aux graves non traitées, c'est-à-dire non stabilisées par un liant. S'il contribue à économiser du liant, ce choix impose en contrepartie d'augmenter fortement les volumes de granulats extraits et transportés, avec un bilan énergétique et environnemental potentiellement défavorable, comme le soulignent certains ingénieurs de l'époque.
Le recyclage des enrobés : une piste encore expérimentale
Face au renchérissement du bitume et des granulats, une troisième piste se dessine à la toute fin de la décennie : le recyclage en centrale des enrobés de récupération issus du fraisage des chaussées anciennes, jusqu'alors systématiquement mis en décharge. L'enjeu est double : économique et énergétique, puisque ces matériaux contiennent à la fois des granulats réutilisables et un bitume partiellement régénérable.
Les États-Unis, pionniers dès 1974, ont déjà mené près de quarante chantiers expérimentaux et atteint 1,2 million de tonnes d'enrobés recyclés produits fin 1978, un chiffre toutefois bien en deçà des prévisions initiales, freiné par des incertitudes technologiques persistantes. L'Allemagne, de son côté, a buté sur des difficultés de concassage préalable et de surchauffe des centrales prototypes lors d'un premier chantier mené en 1978-1979.
En France, c'est le constructeur Creusot-Loire, avec sa gamme de centrales sécheur-malaxeur TSM-Ermont, qui porte l'expérimentation, en lien avec le Laboratoire central des ponts et chaussées (LCPC) et les directions départementales de l'Équipement.
Les essais menés en 1979-1980 avec des taux de recyclés allant de 33 % à 100 % démontrent la faisabilité technique du procédé, mais révèlent aussi sa principale difficulté : le bitume ancien, oxydé, voit sa pénétration insuffisamment restaurée par un simple ajout de bitume neuf. La solution retenue passe par l'emploi d'un « bitume de recyclage » spécialement formulé, mis au point avec le centre de recherche de Shell, qui permet de régénérer efficacement les propriétés du liant sans surcoût par rapport à un bitume classique.
Ces travaux, encore expérimentaux à l'aube des années 1980, posent les bases d'une filière appelée à se développer largement dans les décennies suivantes, à mesure que la maîtrise des températures et des dosages en centrale progressera.
La vidéosurveillance, autre grand chantier technique de la décennie
Durant cette même période, la RGRA se penche sur une innovation d'un autre ordre : l'utilisation de la télévision pour la gestion du trafic. Un article du numéro 550 de décembre 1979 (encadré ci-après) décrit comment les réseaux de caméras viennent compléter les systèmes automatiques de régulation, alors limités aux seules données chiffrées issues des capteurs (débit, vitesse, densité).
La télévision apporte ce que le recueil de données ne peut fournir : une vue d'ensemble du terrain, capable de révéler des situations imprévues (accident, manifestation, véhicule de secours…) qu'aucun algorithme de l'époque ne sait interpréter.
L'article détaille aussi les choix techniques du moment (tubes Vidicon, liaisons par câble coaxial ou multiplexage HF) et un premier bilan économique, avec des installations autoroutières chiffrées autour de 1,8 million de francs pour une douzaine de caméras.
Quarante ans plus tard, le principe reste étonnamment actuel : les centres de gestion de trafic urbains et autoroutiers continuent d'associer recueil de données automatisé et vidéosurveillance humaine. Ce qui a radicalement changé, c'est la frontière entre les deux : là où l'exploitant de 1979 devait lui-même repérer l'anomalie à l'écran, les systèmes actuels de détection automatique d'incidents s'appuient sur l'intelligence artificielle et le traitement d'image pour identifier en temps réel un ralentissement, un véhicule à contresens ou un obstacle sur la chaussée, l'opérateur humain n'intervenant plus qu'en confirmation ou en complément. Les caméras elles-mêmes, devenues numériques et connectées, alimentent désormais des plateformes de gestion urbaine intégrée qui croisent vidéo, données de mobilité et informations en temps réel diffusées aux usagers.
Conclusion
En l'espace de dix ans, le choc pétrolier a transformé une évidence technique – l'abondance du bitume – en une contrainte à gérer avec méthode.
La profession a répondu sur trois fronts complémentaires : l'optimisation énergétique des structures de chaussée et le recentrage sur l'entretien du patrimoine existant, l'intégration précoce et systématique de l'environnement dans la conception des grands ouvrages et l'amorce d'une économie circulaire du bitume par le recyclage en centrale. Ces trois chantiers, engagés dans l'urgence, ont posé les fondations de pratiques qui structurent encore aujourd'hui la construction et l'entretien du réseau routier français.
Historique
Depuis quelques années déjà, les équipements électroniques se sont révélés être des auxiliaires efficaces dans l'aide apportée à la circulation avec, comme première application, la commande des feux tricolores aux carrefours par des régulateurs gérant les courants conflictuels aux intersections à l'aide d'automatismes appropriés. Ainsi, l'évolution des techniques de gestion fit apparaître la nécessité de donner aux exploitants des outils plus puissants pour tenter de mieux appréhender ce phénomène déroutant qu'est la circulation (fig. 1).
Cet accroissement des moyens a consisté principalement à essayer de quantifier et de décrire
la circulation que l'on cherche à réguler. Pour cela, on dispose de deux sources d'informations :
- l'une permettant de quantifier le trafic, en réalisant un recueil de données par l'intermédiaire de capteurs : ceux-ci comptent les véhicules et analysent le trafic selon des critères de vitesse, de densité ou de taux d'occupation ;
- l'autre permettant d'en décrire les différents aspects, par la visualisation du terrain grâce à la télévision.
De ce fait, il était intéressant de concenter et d'associer en un même lieu les informations chiffrées du trafic que nous fournit le recueil de données et la visualisation simultanée des conditions de circulation en différents points du réseau exploité, tel que peut le permettre un réseau de télévision.
1. Association de la télévision à la gestion de la circulation
1.1. Rappel du système de régulation du trafic
La création d'un centre d'exploitation correspond au désir de maintenir dans des limites acceptables les conditions de circulation, c'est-à-dire de stabiliser ou réguler. Pour cela, il est nécessaire de bien connaître le phénomène que l'on veut réguler, d'une part, et de posséder des moyens d'action sur ce phénomène, d'autre part.
Le système de régulation automatisé installé au centre d'exploitation (habituellement dénommé PC) (fig. 2) sera bâti sur ce principe et comprendra :
- le recueil de données,
- le système de traitement,
- les dispositifs d'action sur le terrain.
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Ces trois niveaux constituent les éléments indissociables de tout système de régulation. Les moyens actuels permettent un fonctionnement automatique de cet ensemble. Toutefois, le point faible de cette structure provient principalement du recueil de données qui ne peut prendre en compte qu'un nombre limité de paramètres représentatifs du trafic.
Parmi ceux-ci, on trouve habituellement : le débit, la vitesse, la densité, le taux d'occupation, l'intervalle véhicules.
Ces données ne permettent pas toujours de déceler les anomalies constatées sur le terrain. Par exemple, les événements occasionnels indépendants du trafic ne sont pris en compte que par les effets qu'ils induisent sur le trafic. L'interprétation de ces situations particulières par le système de traitement devient impossible, car, dans ce cas, les mesures réalisées ne correspondent pas aux situations types qui ont été programmées dans la machine.
La visualisation du trafic par télévision sera alors indispensable et permettra ainsi de renforcer l'efficacité du système automatique (fig. 3).
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1.2. Introduction de la TV dans les systèmes de régulation
Le dispositif de visualisation du trafic par télévision peut être aussi assimilé à une structure de système de régulation. On y retrouve en effet les mêmes sous-ensembles que dans le système automatique (fig.4) :
- le recueil de données est réalisé par la caméra,
- le système de traitement a son équivalent en la personne de l'exploitant qui observe les images du trafic visibles sur les moniteurs,
- le dispositif d'actions est constitué par l'organisation du PC qui permettra à l'exploitant de déclencher l'intervention la mieux adaptée.
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Ce dispositif de visualisation présente en outre l'avantage d'introduire un contrôle humain en complément du processus de régulation automatique.
Son mode de fonctionnement indépendant peut de ce fait constituer une sauvegarde en cas de défaillance du système de régulation automatisé. Toutefois, même dans ce cas, l'intervention de l'opérateur reste réservée aux situations particulières qui ne relèvent pas d'un traitement automatique.
1.3. Les services que l'on peut attendre d'un réseau de télévision
Un système de visualisation du trafic trouve son application dans différents types d'exploitation tels que :
- la circulation dans les centres urbains,
- la sécurité sur les voies rapides et dans les tunnels.
1.3.1. La circulation dans les centres urbains
Dans un centre urbain, les utilisations d'un réseau de télévision sont très diversifiées. Pour la régulation, on peut associer les images du trafic au synoptique général du système de régulation, établissant ainsi la relation instantanée entre les plans de feux, les mesures fournies par les indicateurs de trafic et les conditions réelles du trafic saisies dans les carrefours caractéristiques ou les axes importants (fig. 5).
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La télévision nous montre l'environnement de la circulation
Prévue initialement pour la surveillance des points critiques de la voirie urbaine, l'exploitation des réseaux de télévision mis en place a montré que la richesse de l'image permettait une exploitation plus complète. En effet, la télévision permet de s'intéresser à l'environnement de la circulation. On peut ainsi traiter le stationnement le long des voies. C'est l'exemple de la ville de Nancy, qui, pour préserver la capacité intégrale des artères importantes, surveille le stationnement depuis le PC et, grâce à une liaison radio avec la police, peut intervenir en quelques instants auprès de l'automobiliste en faute. Le rôle de ces agents n'est pas systématiquement répressif, mais le plus souvent dissuasif envers l'automobiliste qui ne peut ainsi prétexter même un arrêt de quelques instants. La rapidité d'intervention est ici un facteur très important pour l'efficacité de cette méthode.
Les actions de lutte contre le stationnement ou l'arrêt abusif peuvent ainsi être modulées par le PC selon les nécessités de la circulation.
Aide à l'adaptation et évolution du système
Une autre application consécutive à l'emploi de la télévision est la mise au point des plans de circulation. En effet, lors de la mise en oeuvre d'une opération de régulation, un certain nombre d'enquêtes sont réalisées pour permettre de définir le système. Il s'avère qu'au cours de la mise au point de celui-ci, le réalisateur cherche toujours à actualiser ses informations ou à les compléter. Cette utilisation pour la mise au point du système se poursuit durant l'exploitation de celui-ci et notamment pour les extensions et les modifications que l'on peut être amené à lui apporter. Ces enquêtes peuvent ainsi être réalisées depuis le PC dans d'excellentes conditions d'observation, ce qui améliore sensiblement la précision des relevés vis-à-vis des résultats obtenus par les enquêtes sur le terrain.
Durant ces relevés, on peut aussi noter les relations qui existent entre le plan de feu en cours et les situations de différents carrefours et remédier aux anomalies constatées.
Pour ces enquêtes de circulation, l'emploi d'un magnétoscope sera souvent bénéfique, car on gardera en mémoire l'évolution d'un phénomène, ce qui permettra de vérifier ou de confirmer des résultats du recueil de données.
Des détails qui ont leur importance.
Par expérience, la télévision est très sollicitée par l'ingénieur de trafic pour ce mode d'utilisation. Les observations ont parfois des conséquences inattendues. Par exemple, suite à la mise en place de parcmètres sur les trottoirs, on s'est aperçu que les arrêts en double file, nécessités pour la prise d'un emplacement, étaient si fréquents que l'artère considérée était en permanence utilisée au tiers de sa capacité, mettant ainsi en échec les stratégies élaborées pour cette zone. D'autres applications de la télévision sont réalisées, telles la surveillance des chantiers de voirie, les livraisons, les accidents.
La découverte et l'étude de ces situations est nettement facilitée par la télévision, car l'observation peut être faite sans limitation de durée et avec une vue d'ensemble que ne peut avoir un observateur sur le terrain. Par ailleurs, les relations entre divers éléments du trafic peuvent être observées simultanément sans difficultés, ce qui n'est pas le cas des enquêtes terrain, quand on connaît les difficultés rencontrées pour coordonner les actions d'un groupe d'enquêteurs.
Utilisée ainsi pour la mise au point des systèmes de gestion centralisée du trafic, la télévision est le moyen efficace pour percevoir la circulation dans la ville sous un angle nouveau.
La télévision : moyen efficace de gestion des incidents
Outre cette application à la connaissance du réseau, la télévision permet l'observation des perturbations occasionnelles qui entravent les actions de la régulation. Dès que la perturbation est signalée, l'exploitant peut en observer les causes et mettre en oeuvre les moyens d'intervention les mieux adaptés pour circonscrire les répercussions de l'événement.
Parmi ces événement on peut citer :
- la progression d'un véhicule de secours,
- l'organisation d'un plan ORSEC,
- les manifestations sportives,
- les fêtes ou quinzaines commerciales.
Tous ces événements qui animent la vie de la cité sont autant d'occasions, pour les responsables du trafic, d'avoir à faire face à des situations imprévisibles qui nécessitent des décisions immédiates
Les autres moyens de déplacement dans la ville
Enfin, la télévision peut encore intervenir dans la gestion centralisée des lignes de transports collectifs et dans l'examen des conflits qui peuvent naître à proximité des zones d'activité intense entre divers modes de déplacement, tels que : automobiles, autobus, piétons, cyclistes.
Par ces différents aspects de l'exploitation de la télévision en milieu urbain, on saisit mieux l'intérêt de posséder un outil permettant d'appréhender la circulation et son environnement.
1.3.2. La sécurité sur les voies rapides et dans les tunnels
Le milieu urbain ne représente pas le seul cas d'utilisation de la télévision au service de la circulation. On rencontre ces installations sur les corridors autoroutiers ainsi que dans les tunnels. Dans ces deux cas, l'utilisation de ces installations pour la surveillance et la sécurité est prépondérante.
Généralement, la surveillance du trafic est assurée par des patrouilles motorisées. Celles-ci doivent souvent travailler dans des conditions difficiles et dangereuses. Les chaussées mouillées sont particuliérement redoutables pour des motocyclistes qui doivent se rendre rapidement sur les lieux d'accidents : accidents d'autant plus nombreux que les conditions atmosphériques sont mauvaises.
La surveillance des tunnels, par la pollution élevée qu'on y rencontre, présente aussi des conditions d'exploitation inacceptables pour les patrouilles qui doivent parcourir ces tunnels en permanence. La mise en place d'un système TV permet d'effectuer cette surveillance depuis le PC, ce qui améliore les conditions de surveillance et assure à l'usager d'excellentes conditions de sécurité, ce qui est finalement le but recherché (fig. 6).
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La surveillance des corridors concerne principalement les points singuliers tels que :
- les viaducs,
- les échangeurs,
- les rétrécissements de voies,
- les entrées et sorties du réseau.
Ces points sont en effet des zones d'incidents potentiels et doivent faire l'objet d'une surveillance attentive.
Sur les corridors où sont installés des systèmes de recueil de données, certains permettent - par un traitement informatique - de détecter les incidents. La télévision est le complément indispensable qui permet de valider la présomption d'incident (élaborée par la traitement informatique) et d'évaluer les moyens de secours à mettre en oeuvre. L'intervention des équipes de secours est surveillée depuis le PC, ce qui facilite la mise en place des mesures d'exploitation qui limiteront les répercussions éventuelles de l'incident.
L'exploitation des tunnels routiers répond aux mêmes préoccupations, mais avec une plus grande sévérité dans la recherche de la sécurité. Les réseaux de télévision qui y sont installés doivent permettre une couverture totale de la zone (fig. 7).
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Les interventions doivent pouvoir être déclenchées avec un maximum de rapidité et de précision, car il faut tenir compte, d'une part, de la difficulté d'accès dans les tunnels et, d'autre part, des répercussions très graves que peut avoir un accident étant donné le nombre très élevé d'usagers qui peuvent se trouver emprisonnés sous le tunnel.
Les responsables d'exploitation sont unanimes sur ce point : bon nombre d'accidents sont détectés directement par la télévision, ce qui permet de gagner un temps appréciable sur l'organisation des secours.
Par ces quelques exemples, on imagine mieux les services rendus par une installation de télévision. Ces installations, qui sont coûteuses par les importants travaux qu'elles nécessitent, deviennent très vite indispensables à l'exploitant.
Il est difficile de chiffrer l'intérêt économique qu'elles peuvent présenter, toutefois, la conséquence immédiate d'une telle installation est la diminution notoire des effectifs nécessaires pour exploiter un secteur et une meilleure efficacité de l'exploitation réalisée et par conséquent de la sécurité.
De plus, quelles que soient les conditions d'exploitation (milieu urbain, corridor ou tunnel) les opérateurs sont unanimes pour reconnaître la nécessité d'un tel outil qui présente la circulation sous son aspect concret, face au recueil de données dont l'interprétation des mesures n'est pas toujours aisée.
2. Les matériels et techniques utilisés
Pour réaliser la visualisation du trafic il faut dominer principalement deux impératifs techniques qui sont :
- le recueil des images,
- l'acheminement de ces images vers le poste central.
Les ressources de la technologie actuelle nous offrent un éventail de possibilités qui permettent toujours de trouver une solution bien adaptée. La seule difficulté réside dans les compromis qu'il faut faire au moment du choix final entre la qualité recherchée et le prix de revient du système.
L'étude d'un système de télévision peut globalement se décomposer en quatre parties :
- investigations sur les points à observer,
- procédés de transmission des images,
- modalité d'utilisation des images au PC,
- bilan financier de l'opération et sujétions d'installation.
Chacun de ces points constitue un élément important dans la démarche qui conduira à définir le système à mettre en oeuvre.
Un réseau de télévision est constitué par :
- des caméras, qui sont les capteurs du système,
- les câbles et amplificateurs de transmission, qui assurent la liaison avec le PC,
- les moniteurs sur lesquels on observera les images recueillies par les caméras.
2.1. Il faut saisir l'image
Tout d'abord, on s'intéressera aux caméras.
L'installation peut se faire sur une plate-forme fixe dont l'orientation est déterminée à la mise en place, ou sur une plate-forme motorisée dont on peut télécommander l'orientation depuis le PC. On voit tout de suite la souplesse d'emploi que permet cette dernière solution. Pour en tirer le meilleur parti, on utilise un zoom comme objectif, ce qui permet d'adapter le champ de vision à l'orientation de la caméra (fig. 8).
Les zooms habituellement utilisés ont une focale variable de 20 à 100 m. Dans le cas de caméras fixes (montées sur support non motorisé) on utilise des objectifs à focale fixe. Le choix entre ces deux possibilités résulte directement de la configuration du point d'observation. La caméra fixe est utilisée principalement pour les zones peu étendues. C'est le cas des tunnels dans lesquels l'interdistance entre caméras est faible (de l'ordre de 100 à 200 m). Un autre intérêt de la focale fixe réside dans sa faible absorption de lumière, ce qui permet d'utiliser facilement la caméra pour les faibles niveaux d'éclairement.
La caméra munie de zoom et montée sur support télécommandé est utilisée dans la majorité des autres cas.
Les caractéristiques du support étant examinées, il faut choisir le modèle de caméra. Ce choix est défini par le tube d'analyse admis par la caméra et par la finesse du détail analysé.
2.2. De l'image optique à l'image électrique
Le rôle de la caméra est de transformer en un signal lumineux qui restituera sur l'écran l'image captée par la caméra. Il existe une gamme très étendue de tubes d'analyse et par conséquent de caméras, toutefois, pour les applications à la circulation, les modèles les plus employés sont les tubes Vidicon ou Newvicon de 1 pouce ou de 2/3 de pouce de diamètre. Ces dimensions définissent approximativement le diamètre de la couche sensible du tube.
C'est la différence de sensibilité qui caractérise ces deux types de tubes. Pour le Vidicon, le seuil de sensibilité se situe vers 10 lux alors qu'il est de 0,4 lux pour le Newvicon.
Du point de vue purement technique, le Newvicon est le mieux adapté pour l'exploitation routière de jour et de nuit, mais la différence du prix (1 Newvicon = 10 Vidicon) a fait choisir les Vidicon pour la majorité des installations.
Le diamètre du tube a une incidence sur la finesse du détail saisi par la caméra. C'est ainsi que le tube de 1 pouce a été longtemps le seul utilisé, mais les progrès de la technologie permettent d'obtenir maintenant de bons résultats avec le 2/3 de pouce, qui présente en outre l'intérêt d'un encombrement plus faible et d'un coût moins élevé.
Un autre facteur est à prendre en compte dans le choix d'une caméra : sa constitution technologique. En effet, ce matériel est appelé à fonctionner en extérieur dans des conditions rigoureuses et dans des situations où l'accès, souvent difficile, nécessite des camions élévateurs ; cela occasionne des dérangements importants dans la circulation (ce que l'on cherche justement à éviter). Il est donc important de s'assurer de la meilleure fiabilité de fonctionnement possible en choisissant des composants de qualité et des techniques de construction qui permettent d'obtenir un produit résistant aux variations de température, aux vibrations, à l'humidité et à la corrosion due aux gaz d'échappement.
Dans la recherche de la réduction du nombre d'opérations d'entretien, on peut noter un dispositif électrique qui permet la mise en veille de la caméra. L'intérêt de ce circuit est de disposer immédiatement d'une image sans attendre le préchauffage du tube d'analyse. Par ailleurs, ce circuit a pour effet de prolonger considérablement la durée du tube d'analyse. On a pu atteindre des durées de vie de 3 ans pour des tubes utilisés dans des conditions normales d'éclairement avec dispositif de veille, alors que les mêmes tubes utilisés en permanence dans des tunnels (aux limites de leurs possibilités) avaient une durée de vie de 4 à 6 mois (fig. 9).
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Avec le circuit de veille, le nombre d'interventions nécessitées pour le changement des tubes d'analyse sont considérablement réduits et le coût de l'entretien diminué.
L'énumération de ces quelques critères montre que le choix de la caméra de télévision, outre les performances purement techniques du matériel, doit tenir compte dans une large mesure des conditions d'emploi et d'implantation du matériel.
2.3. Cheminement du signal électrique
Le deuxième chaînon à examiner dans une installation TV est relatif aux transmissions. En effet, la caméra délivre un signal électrique appelé « signal vidéo » qu'il faut acheminer jusqu'au PC. Le problème à résoudre provient, d'une part, de la distance à parcourir et, d'autre part, de la fréquence du signal vidéo.
Les installations de surveillance par télévision sont destinées à assurer la couverture de zones géographiques étendues. Dans le cas du milieu urbain, on aura le plus souvent des liaisons dont la longueur est de l'ordre de 5 à 8 km (il faut ici considérer la longueur du câble de liaison qui est souvent plus élevée que l'éloignement géographique de la caméra au PC).
Les liaisons les plus longues se rencontrent sur les corridors urbains où certaines installations comportent des liaisons qui atteignent 24 km (autoroute A13).
Les tunnels aussi comportent des liaisons dont la longueur varie selon les ouvrages. Par exemple, le tunnel de l'Épine comporte des liaisons de 3 km, alors qu'à Sainte-Marie-aux- Mines, la zone surveillée se prolonge jusqu'à 6 km du PC.
2.4. Comment relier plusieurs points
Pour collecter ces images, la technique actuelle offre principalement deux moyens :
- la liaison par faisceaux hertziens,
- la liaison par câbles
Les liaisons par faisceaux hertziens ne sont pratiquement jamais utilisées dans les opérations de circulation. En effet, la législation actuelle réserve en priorité l'usage des ondes radio pour les liaisons point fixe - point mobile ou réciproquement. De plus, les liaisons radio doivent se faire en vue directe, ce qui, compte tenu des contraintes d'environnement, rend ces liaisons délicates à entretenir dans les installations définitives. Toutefois, en cas de nécessité, elles peuvent être envisagées car elles permettent des liaisons d'excellente qualité sur 35 km ou plus, par l'emploi de relais. Les matériels qui permettent ces réalisations fonctionnent dans plusieurs bandes de fréquences : 6,5 à 7,3 GHz - 9,6 GHz - 12,2 GHz. L'utilisation de ces bandes de fréquences est soumise à l'approbation du ministère des Télécommunications ; chaque bande est attribuée à des applications spécifiques telles que : militaires, de radio-diffusion ou de reportage. Outre cette autorisation de fréquence, il faut considérer les contraintes de l'environnement, car l'érection d'une antenne de grande hauteur n'est pas toujours possible (fig. 10).
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Les liaisons par câble sont, par contre, très utilisées pour des installations fixes de surveillance. Dans ces liaisons, la principale difficulté technique provient de l'affaiblissement du signal vidéo, qui est fonction de la longueur de la liaison.
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L '« usure » du signal dans les câbles
Le signal vidéo comporte des signaux dont l'ensemble des fréquences représentatives est compris dans une bande de 0 à 6,5 MHz (bande de base) ; or, les propriétés électriques des câbles font que les fréquences les plus élevées sont aussi les plus atténuées par le câble. De ce fait, le dispositif de transmission devra compenser ces affaiblissements pour conserver un signal exploitable au PC.
En première approximation, on peut considérer que c'est la fréquence la plus élevée qui est déterminante pour la qualité de la transmission. Cette fréquence permettra de caractériser la « bande passante » du dispositif de transmission. Ainsi, dans un dispositif de 4,5 MHz de bande passante, toutes les fréquences de 0 à 4,5 MHz seront correctement transmises ; les fréquences supérieures - de 4,5 à 6,5 MHz - seront atténuées ou perdues, et par là même les détails qu'elles représentaient. Les moyens de transmission par câble sont les suivants :
- transmission point à point en bande de base par câble coaxial,
- transmission point à point en bande de base par câble symétrique,
- transmission par multiplex de fréquence.
2.5. La liaison par bande de base
La liaison point à point est la plus simple et la plus répandue. II suffit en effet de relier la caméra au récepteur par un câble coaxial, en ajoutant des amplificateurs de ligne pour obtenir la liaison désirée.
Ce système présente l'avantage de la simplicité et convient bien pour des liaisons allant jusqu'à 10 km (cette limite n'est pas absolue, mais résulte d'un compromis avec les autres méthodes).
L'inconvénient provient de la nécessité de passer un câble par caméra, ce qui conduit, dans les systèmes importants (plus de 10 caméras), à des encombrements de fourreaux inacceptables.
La liaison par câble symétrique est basée sur le même principe ; mais, pour des raisons de propagation dans les câbles, il faut « symétriser » le signal au départ de la caméra et le « désymétriser » à l'arrivée au PC (fig. 12).
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Les amplificateurs de ligne peuvent être télé-alimentés depuis le PC. Le rajout d'une caméra sur le câble est toujours possible, dans la mesure des paires disponibles, ce qui est intéressant pour les extensions de réseaux. Par contre, la longueur des liaisons possibles semble plus limitée (de l'ordre de 5 km) et dépend essentiellement de la qualité du câble et de sa protection contre les parasites électriques. C'est pourquoi des précautions doivent être prises afin de vérifier l'aptitude d'un câble existant à recevoir un tel dispositif.
2.6. Un pas vers la télédistribution
La liaison par multiplex de fréquences permet de relier au PC plusieurs caméras par un seul câble. Le signal vidéo est intégré à une porteuse HF (ou canal) par modulation au niveau de la caméra. Ces différentes porteuses HF sont collectées par le câble de transmission, les signaux HF sont amplifiés jusqu'au PC où ils sont séparés, puis démodulés et envoyés vers les différents récepteurs (fig. 13).
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Ce système présente l'avantage de n'utiliser qu'un câble pour plusieurs caméras, ce qui permet de minimiser le nombre de câbles à poser et de rajouter des caméras intermédiaires (dans la mesure où des canaux HF sont encore disponibles).
Les systèmes actuels permettent de raccorder dix à douze caméras pour un câble, sur une distance d'une dizaine de kilomètres. Le coût du matériel mis en oeuvre est plus élevé que dans les autres procédés de transmission ; toutefois, la comparaison économique doit porter sur l'ensemble de l'installation afin de tenir compte des économies de câble et de génie civil. Le bilan est alors souvent favorable à ce type d'installation. Un autre avantage de ce dispositif consiste à utiliser des canaux en retour pour commander l'orientation des caméras. Il est à noter que ce dispositif, techniquement possible, n'est pas encore couramment utilisé.
Les signaux vidéo ainsi acheminés au PC, l'opérateur dispose de nombreuses possibilités pour exploiter son réseau. Il n'est pas question d'évoquer ici toutes les possibilités envisageables, mais seulement de citer les configurations les plus souvent utilisées.
2.7. Comment exploiter les images
Tout d'abord, une question se pose : combien de moniteurs faut-il ? Il n'existe pas de règle précise, mais on admet que dix moniteurs pour un seul opérateur constituent un maximum qu'il faut éviter de dépasser. Cela posé, les installations — pour la plupart — comportent plus de dix caméras ; il faut alors sélectionner les images reçues, pour les affecter aux moniteurs disponibles.
Cette sélection se fera par le pupitre de commande. On emploie différentes technologies équivalentes pour réaliser cette sélection. Cependant, parmi tous les systèmes présentés par les constructeurs, on recherchera de préférence ceux dont les caractéristiques principales sont : la simplicité d'utilisation, la robustesse, la souplesse d'emploi et les possibilités d'extension. Pour cela, les circuits électroniques de commutation vidéo sont particulièrement adaptés. L'application de ces circuits tend à se généraliser (fig. 14), aux dépens des commutations mécaniques par boutons pressoirs.
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Une autre possibilité est offerte à l'exploitant : la commutation cyclique des caméras. Cette commutation consiste à faire défiler automatiquement sur un moniteur, à une cadence réglable, les images d'un groupe de caméras. Ce système peut être associé au précédent, ce qui permet à l'exploitant de passer en revue les différents points de surveillance, sans avoir à manipuler les commandes de sélection.
Outre ces circuits de sélection et de commutation d'images, on trouve aussi au PC les circuits de commande des caméras en site et azimut, de commande de zoom et de mise au point.
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Un opérateur qui a de la mémoire
Dans certaines installations, on utilise un magnétoscope : cet accessoire - dont l'emploi est souvent discuté, notamment en milieu urbain - est une facilité supplémentaire offerte à l'exploitant qui peut ainsi traiter en différé les situations de trafic observées (fig. 16).
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3. Le budget à prévoir
Après avoir examiné l'aspect technique d'une installation de télévision, il faut dire quelques mots du coût de réalisation. Dans ce domaine, il est difficile d'être précis car chaque opération aura un prix de revient très différent selon les infrastructures d'installation existantes (alimentation des caméras sur le terrain, répartition géographique, canalisations disponibles pour le passage des câbles), d'une part, et la configuration du système mis en place, d'autre part. Tout au plus, on peut donner quelques points de repères et les enveloppes financières globales des installations déjà réalisées, par exemple :
- une caméra orientable et son armoire de commande reviennent à 45 000 F ;
- le câble coaxial normal (K X 8) revient à 10 F le mètre, mais il faut un câble par liaison à établir, alors que le câble utilisé en multiplexage HF coûte 13 F le mètre, mais un seul câble suffit pour dix caméras ;
- un amplificateur de ligne coûte 7 500 F pour la version « bande de base » (vidéo pure) et il faut compter un amplificateur pour 2 km de liaison ; pour la version HF, un amplificateur coûte 8 000 F et il en faut un par intervalle de 625 m ;
- un moniteur revient à 5 000 F et le matériel du PC revient à environ 230 000 F.
Il faut ajouter à cela les frais d'installation, de mise en service et de maintenance pendant la garantie.
L'analyse globale de plusieurs installations permet d'établir la répartition suivante des frais :
- génie civil et installations : 30 %
- câbles : 15 %
- fourniture des équipements : 50 %
- maintenance pendant garantie : 5 %
De même, on peut apprécier très grossièrement l'enveloppe d'une telle installation sachant qu'une installation sur autoroute comportant douze caméras - dont huit caméras fixes et quatre caméras orientables réparties sur un secteur de 7 500 m de long - avec trois moniteurs au PC, peut être estimée à 1,8 MF en utilisant un dispositif de transmission HF.
Cette estimation porte sur une installation dont les critères techniques sont déterminés. L'ordre de grandeur d'une installation identique en milieu ijrbain ou pour un tunnel serait, bien entendu, conservé dans les mêmes conditions de génie civil et d'installation. Toutefois, il faut bien savoir que les équipements de télévision proprement dits (caméras et moniteurs) ne sont pas prépondérants dans l'établissement du coût d'une installation ; par contre, le système de transmission est prépondérant dans le prix des fournitures de matériel ; enfin, le génie civil et les conditions d'installation peuvent varier dans de très larges proportions, qui dépendent directement du contexte et des difficultés rencontrées pour la réalisation des canalisations nécessaires au passage des câbles.
Dans ces conditions, il ne paraît pas sérieux d'avancer un coût moyen pour une installation standard qui n'existe pas. Seule une étude spécifique du système à réaliser permettra une estimation de l'installation.
A cette occasion, on peut remarquer que l'incidence du génie civil d'installation sera considérablement diminuée si ces travaux peuvent être coordonnés avec la réalisation du système de régulation, par exemple.
Conclusion : que faut-il en penser ?
En conclusion, ces équipements, qui peuvent apparaître comme coûteux, constituent néanmoins un appui certain pour les exploitants. En effet, lors de la mise en place d'un centre d'exploitation - en milieu urbain, sur corridor ou pour un tunnel -, la réaction des exploitants est tout à fait significative en faveur de la télévision. La mise en route du centre d'exploitation s'effectue toujours par une utilisation intense de la télévision. L'emploi des résultats du recueil de données vient seulement après et, malgré tout, en cas de doute ou de modifications, c'est toujours à la télévision que les exploitants ont recours. Cet équipement est maintenant considéré par la plupart des responsables de circulation comme un matériel de base, nécessaire à toute nouvelle installation.







