Le projet national (PN) DVDC (Durée de vie des chaussées), coordonné par l’Institut pour la recherche appliquée et l’expérimentation en génie civil (Irex), est un programme de recherche collaborative qui a débuté en 2016. Il vise à optimiser la planification et le dimensionnement des travaux d’entretien de chaussées et à développer des méthodes de qualification de l’état et de la durée de vie résiduelle des chaussées.
Les infrastructures routières sont soumises à un vieillissement naturel induit sous l’effet des sollicitations externes telles que le trafic et le climat. Leur maintenance et leur entretien représentent un enjeu économique considérable, particulièrement dans le contexte où les budgets alloués à ces actions sont de plus en plus restreints par les gestionnaires. Il s’agit donc de maintenir ce patrimoine dans un état garantissant qu’il assure ses fonctions avec un niveau de sécurité admissible pour l’usager.
LES ENJEUX
Le patrimoine d’infrastructures publiques a une valeur extrêmement importante. Pour les chaussées le constituant, il convient de prendre en considération leur coût, leur amortissement en fonction de leur durée d’exploitation et leur entretien pour en préserver à la fois la valeur patrimoniale et leur capacité à rendre le service attendu. Le sous-investissement ou l’absence d’entretien peuvent conduire à leur dépréciation ou, pire, à leur inadéquation progressive aux services pour lesquels elles ont été conçues, entraînant une perturbation de l’économie locale ou nationale et des risques pour les usagers.
Dans le compte général de l’État, les infrastructures routières, qui regroupent les autoroutes, les ouvrages d’art, les dépendances (assainissement), les aires de service et de stationnement, et l’équipement (signalisation, glissières, systèmes d’exploitation) sont valorisées au bilan de l’État au « coût de remplacement déprécié », soit le coût de reconstruction à neuf diminué du coût d’entretien. Cette valorisation, qui s’élève actuellement à 250 milliards d’euros, est en principe revue à chaque arrêté de comptes. Ce montant représente 2/3 des immobilisations corporelles de l’État (bâtiments, ports, aéroports…).
Si l’on ajoute les routes départementales et les voies communales (1 million de kilomètres), la valeur de ce patrimoine, en rapport avec l’investissement réalisé pour les construire, est estimée pour l’ensemble à 2 000 milliards d’euros, chiffre à rapprocher du PIB du pays.
L’entretien et le maintien de ce patrimoine sont donc des enjeux considérables. Pour un gestionnaire de réseau routier, la connaissance de la durée de vie des structures de chaussées (initiale et résiduelle au cours du temps) est un élément clé pour définir la programmation et la budgétisation de ses dépenses. Dans ce contexte, les objectifs du projet national Durée de vie des chaussées (PN DVDC) se concentrent sur l’évaluation de la durée de vie des chaussées, qui comporte deux aspects :
- la durée de vie structurelle d’une chaussée : période écoulée entre sa date de mise en service et l’apparition de dommages nécessitant une reconstruction au moins partielle ;
- la durée de vie d’une couche de roulement : période écoulée entre sa date de mise en service et l’apparition des dommages ou de caractéristiques dégradées nécessitant son entretien. Cet entretien est fonction du trafic supporté par la voie et du niveau de service fixé par le maître d’ouvrage.
LE PROJET : OBJECTIFS ET PARTENAIRES
Le projet DVDC est un projet de recherche collaborative qui vise à optimiser la planification et le dimensionnement des travaux d’entretien des chaussées et à développer des méthodes de qualification de l’état et de la durée de vie des chaussées. Il bénéficie du soutien financier de la Direction générale des infrastructures de transport et de la mer (DGITM) du ministère de la Transition écologique, de la fondation d'entreprise Ferec, de l'Asfa et de Routes de France, et est présidé par M. Dominique Jaumard, directeur général adjoint du conseil départemental de l’Hérault.
La tâche concernant la Modélisation du vieillissement et de l’endommagement de la chaussée pour l’évaluation de la durée de vie des chaussées (MoveDVDC) fait également l’objet d’un financement de l’Agence nationale de la recherche (ANR), obtenu en 2017 dans le cadre du défi « Mobilité et systèmes urbains durables ».
Le projet DVDC est organisé en 3 thèmes de réflexion :
- Le thème 1 s’intéresse aux mécanismes d’endommagement des chaussées qui, en plus de la fatigue mécanique et le vieillissement des matériaux (projet MoveDVDC), combine aussi les effets de décollement des couches, la prise en compte des matériaux non liés dans la modélisation des structures ou encore les dégradations hivernales.
- Le thème 2 s’intéresse aux méthodes de caractérisation de l’état des réseaux routiers, dont les premiers travaux consistent à dresser un état des connaissances sur le patrimoine. Deux sujets majeurs sont traités dans ce thème : l’amélioration des méthodes de mesure et d’auscultation et le développement d’indices structurels harmonisés et adaptés aux besoins des gestionnaires dans le cadre d’une véritable politique d’entretien raisonnée de tous les réseaux routiers.
- Le thème 3 a pour objet l’évaluation de la durée de vie résiduelle de structures endommagées sur la base de travaux de modélisation avancée. Le cas des couches de surface est également étudié dans ce thème afin de mieux connaître les principaux mécanismes de dégradation et de leur durabilité et de définir les bases d’une méthode rationnelle de dimensionnement.
La communauté technique routière partenaire du projet couvre un éventail très large de compétences puisqu’elle regroupe des entreprises de construction routière, des industriels liés au domaine de la route, des bureaux d’ingénierie, des universités, le Cerema, l’université Gustave Eiffel (ex Ifsttar), l’Asfa (Association des sociétés françaises d’autoroutes) ainsi que la DGITM et 8 conseils départementaux.
Les contributions des collectivités, principalement des conseils départementaux et des métropoles, permettent d’alimenter les travaux en cours. Un questionnaire technique sur l’entretien des voiries au sein des conseils départementaux a ainsi permis de mieux cerner les mécanismes de dégradation en jeu sur ces réseaux. Un questionnaire spécifique établi pour les métropoles leur a été récemment envoyé.
L’assemblée constitutive du projet DVDC a été fondée en juin 2016 avec un programme qui a démarré début 2017 et qui devrait se terminer fin 2022.
PRODUCTION DU PROJET NATIONAL
À ce jour, une trentaine de livrables ont été produits et sont disponibles pour les partenaires du projet :
- Thème 1 – Mécanismes de dégradation des Chaussées
– Retour d’expérience sur les mécanismes de dégradation des chaussées
– Endommagement des enrobés bitumineux à l’eau et au gel : étude bibliographique, campagne expérimentale et premiers résultats
– Vers une caractérisation performantielle in situ des interfaces des couches de surface : évaluation du dispositif de mesure de collage des couches d’enrobés in situ par torsion - Thème 2 – Caractérisation de l’état d’un réseau
– Retours d’expérience sur la connaissance de l’état d’un réseau routier
– Mesure d’indicateurs routiers automatisée par appareils nomades d’auscultation : expérimentation dans l’Eure
– Actualisation de la méthode de relevé des dégradations de surface - Thème 3 – Évaluation de la durée de vie résiduelle
– Durée de vie résiduelle des chaussées semi-rigides, mixtes et en béton de ciment
– Évaluation de la durée de vie résiduelle des chaussées : modèles de dégradation des structures
– Approche tribologique du contact pneuchaussée : vers une méthode rationnelle de dimensionnement des couches de surface
Pour montrer la diversité des travaux des différents groupes de travail du programme DVDC, son comité de pilotage a choisi de vous faire partager dans ce numéro de la RGRA quelques résultats des trois thèmes du projet qui prennent la forme d’articles indépendants. Ces articles mettent en évidence la richesse du projet, couplant approches pragmatiques et travaux de recherche avancée.
CONCLUSION
Le projet DVDC a l’ambition de faire progresser la doctrine routière française sur la connaissance des mécanismes d’endommagement et la façon de les appréhender à l’échelle d’un réseau routier. Il fait appel à des expérimentations en laboratoire, à des modélisations et à des observations de terrain.
Nul doute que les conclusions qui en seront tirées permettront d’améliorer les stratégies d’entretien routier et ainsi de préserver au mieux nos infrastructures.
Le dernier numéro de la RGRA dresse un premier bilan du projet national DVDC.
