Compte rendu des Journées techniques Route 2023

Véronique CerezoDirectrice du campus de Lyon - Université Gustave Eiffel , Ferhat HammoumDirecteur de recherche - Université Gustave Eiffel - Laboratoire MIT du département MAST , Hugues VialletelChargé des relations avec le RST et de la normalisation - Université Gustave Eiffel

L’édition 2023 des Journées techniques Route (JTR), qui s’est tenue les 8 et 9 février à la Cité des congrès de Nantes, a réuni près de 460 participants. Le programme était structuré autour d’une session transversale, de six sessions thématiques, d’un concours des doctorants et de quelques brèves.

Les JTR 2023 se caractérisent par une large palette de sujets concernant les infrastructures avec les derniers développements liées à l’auscultation des chaussées, la sécurité routière et la route connectée, la décarbonation du transport routier et de la construction des infrastructures.

Cette édition a aussi été l’occasion d’aborder les solutions d’aménagements de l’espace public pour lutter contre les îlots de chaleur et de découvrir les approches méthodologiques pour décarboner la construction d’infrastructures de transports non routiers au travers de deux exemples : le canal Seine-Nord et le Grand Paris Express.

Par ailleurs, deux sessions de brèves étaient consacrées à différents résultats d’études : derniers résultats d’essais croisés concernant la mesure de bruit de roulement et la mesure du polissage, développement de nouveaux appareils d’auscultation ou de méthodes d’essais.

Enfin, le concours des travaux de thèse, avec des travaux originaux présentés par les doctorants venus de différents établissements, a été l’occasion pour les doctorants de tisser des liens avec les professionnels.

Session transversale

Les trois co-organisateurs des JTR, l’université Gustave Eiffel, le Cerema et l’Idrrim, sont venus présenter un sujet structurant pour certains ou un bilan pour d’autres. C’est ainsi que Gilles Roussel, président de l’université Gustave Eiffel a présenté les faits marquants dans l’actualité de l’université, le Cerema a évoqué la transformation en cours au bénéfice des collectivités, et en particulier des gestionnaires publics routiers, et l’Idrrim a dressé son bilan 2022 et ses perspectives 2023.

Actualités de l’université Gustave Eiffel

Depuis l’édition 2022 des JTR, l’université Gustave Eiffel poursuit sa construction. Elle intègre l’ensemble des missions précédentes des organismes qui ont composé l’université. Cela recouvre non seulement la recherche, mais aussi la contribution aux études partenariales, à la doctrine technique, à la normalisation et à la certification. Elle reste attachée à ses missions d'expertise auprès des maîtres d'ouvrage et des entreprises.

Au classement de Shanghai de 2022, l’université Gustave Eiffel apparaît :

• au classement global, dans le rang 801-900 (mondial) et 25-27 (France) ;
• en ce qui concerne le classement par thématiques, dans le rang 51-75 (mondial) et 1^er (France) dans le domaine du transport et dans le rang 101-150 (mondial) et 1^er (France) dans le domaine du génie civil.

Lauréate de l’appel à projets ExcellencES, l’université Gustave Eiffel travaille en partenariat avec le CNRS sur le projet « La fabrique de la ville durable », qui vise à accompagner les territoires dans leurs trajectoires de transition énergétique, écologique, économique, sociale, en mobilisant les compétences en recherche et en formation de l’ensemble de ses campus autour de quatre axes :

•  structuration des données et dispositifs de gestion de ces données nécessaires lors de la phase de diagnostic ;
• analyse des « modèles » de villes et de territoires souhaités utile lors de la phase de conception de stratégies ;
• mise en place de dispositifs de simulation pertinents lors de la phase de test de stratégies ;
• identification des méthodes et indicateurs nécessaires pour une évaluation globale des stratégies.

Le projet prévoit des dispositifs de recherche-action associant la communauté académique et étudiante, mais aussi les acteurs de terrain et les populations concernées. Il intègre un axe de formation continue à destination des cadres des collectivités et de mise en place de dispositifs de diffusion des connaissances à destination des riverains.

La décision de pérenniser le projet Future, labellisé I-Site (Initiative Science – Innovation – Territoire – Économie), porté par l’université Gustave Eiffel en partenariat avec l’École des Ponts ParisTech souligne l’importance et la pertinence de la création de l'université Gustave Eiffel. C’est aussi une reconnaissance des actions menées en termes de recherche académique d’excellence, d’innovations pédagogiques et de rayonnement international sur le thème des villes et des territoires de demain. La confirmation de la labellisation I-Site offre à l’université la possibilité de poursuivre et de développer ses missions de recherche, de formation et d’appui aux politiques publiques, en lien avec ses partenaires.

Le contrat pluriannuel 2020-2025 du site Paris-Est, signé le 6 avril 2022 par les chefs des établissements universitaires de la ComUE Paris-Est et le ministère de l’Enseignement supérieur, s’articule autour de trois axes :

• le développement d’une offre de services dédiés à l’ensemble des agents du site, dont la création d’une école des cadres et d’un « forum emplois Paris-Est » ;
• l’amorçage de nouvelles coopérations et de projets communs entre les membres et associés, comme E-City (porté par l’Upec), l’Observatoire des données urbaines (porté par l’université Gustave Eiffel), une chaire « Intelligence artificielle, données et territoires » ;
• la mise en place d’une politique commune pour la formation doctorale partagée afin de favoriser un continuum master-doctorat et de développer l’internationalisation, la démarche « compétences » et la démarche « qualité ».

Les priorités de la déclinaison des objectifs de cette recherche dans le domaine des routes restent d’actualité : durabilité et gestion des ouvrages, économie circulaire et soutien à l'innovation. Sur l’ensemble des volets, la collaboration avec le Cerema et l’Idrrim est importante avec des conventions, unités mixtes de recherche (UMR), participation conjointe à des expertises et à la doctrine technique routière.

Actualités du Cerema

Les JTR 2023 ont été l'occasion pour Pascal Berteaud, directeur général du Cerema, de présenter la transformation en cours de l’établissement au bénéfice des collectivités et en particulier des gestionnaires publics routiers : « Notre patrimoine d'infrastructures est vieillissant, impacté de manière croissante par le changement climatique. Le Cerema est aux côtés des gestionnaires d'infrastructures de transport pour anticiper les solutions et innover au meilleur coût. »

C'est tout le sens de l'article 159 de loi du 21 février 2022 relative à la différenciation, la décentralisation, la déconcentration et portant diverses mesures de simplification de l'action publique locale (dite loi 3DS), qui fait du Cerema un centre d'expertise national partagé entre l’État et les collectivités territoriales. Cette double gouvernance, dispositif unique en France, permettra un modèle de « quasi-régie conjointe » : il s'agit de travailler de manière simplifiée pour le compte des collectivités adhérentes au dispositif à l'aide d'un conventionnement sans mise en concurrence.

Le Cerema mettra à disposition, de manière simplifiée et partout en France, son expertise de haut niveau, sorte d'ingénierie des ingénieries locales. Les gestionnaires publics routiers pourront ainsi consacrer plus de temps à leurs projets et bénéficier d'un accès facilité aux ressources techniques, au savoir-faire et à l'innovation de l'établissement.

Actualités de l’Idrrim

Après avoir rappelé les missions et les travaux de l’Idrrim, Didier Colin, directeur général de l’Institut, a proposé un panorama de ses nouvelles publications, dorénavant disponibles dans un Catalogue des publications Idrrim accessible sur internet, et exposé les principaux résultats du rapport 2022 de l’Observatoire national de la route (ONR).

Il a ensuite présenté le Pacte d’engagement des acteurs des infrastructures de mobilité avec l’objectif de porter une vision commune de l’avenir des infrastructures de mobilité à l’horizon 2030. Le Pacte d’engagement est organisé autour de trois axes majeurs :

• des infrastructures inscrites dans les transitions climatique et écologique ;
• des infrastructures inscrites dans la transition numérique ;
• des infrastructures conçues et gérées à l’écoute des citoyens.

Afin de coordonner les efforts à mener pour l’avenir des infrastructures de mobilité, quatre voies de mise en œuvre sont tracées :

• adapter les formations pour répondre aux besoins de compétences ;
• mettre en place une gestion patrimoniale des infrastructures ;
• libérer l’innovation dans les infrastructures ;
• un mode de travail partenarial et collaboratif.

Actualités de la Direction des mobilités routières

Éric Ollinger, chef du département de la Transition écologique, de la Doctrine et de l'Expertise technique (TEDET) de la Direction des mobilités routières, a indiqué qu’à la suite d’une décision ministérielle du 4 janvier 2023 prise en application de la loi dite 3DS, 1 360 km du réseau routier national (RRN) feront l’objet d’un transfert à 16 départements et 3 métropoles dans le courant de l’année 2023 et 1 640 km du RRN seront mis à disposition de 3 régions à titre expérimental.

Il a ensuite présenté les actions de la Direction des mobilités routières en faveur de la transition écologique, qui a confié au département TEDET la « coordination des actions et politiques en faveur de la transition écologique des mobilités routières ». Les premières actions concernent les sujets suivants :

• décarbonation des travaux publics et économie circulaire ;
• décarbonation des transports routiers ;
• partage de la voirie ;
• aménagements en faveur des modes actifs ;
• résilience au changement climatique des infrastructures routières ;
• insertion environnementale des infrastructures routières.

Enfin, É. Ollinger est intervenu sur les actions en cours concernant la doctrine technique routière. Afin d’en assurer le pilotage et le suivi, douze groupes de référents thématiques ont été mis en place. Après un travail de recensement de la doctrine dans leur thème et d’identification des documents obsolètes, ces groupes devront organiser les travaux à mener dans leur thème et en assurer le suivi de l’avancement.

Actualités de Routes de France

Brice Delaporte, adjoint au directeur des Affaires techniques de Routes de France, a rappelé que l’année 2022 a été marquée par un contexte politique particulier, avec une absence de planification de long terme dans les infrastructures, une priorité au « tout ferroviaire », une vision de court terme liée à la sobriété énergétique et des investissements en lien avec la sécheresse et la crise énergétique, notamment dans le nucléaire.

Pour les entreprises et la maîtrise d’ouvrage publique, à cette situation difficile se sont ajoutées les conséquences de la guerre en Ukraine : la forte hausse du prix des matières premières et de l'énergie, la révision des marchés et une forte inflation (+5,2 % en moyenne sur 2022) ont incité les collectivités territoriales à la prudence.

Pour l’année 2022, les estimations d’atterrissage pour l’activité routière prévoient une augmentation de 5,5 % en valeur, un recul de 4,5 % en volume et un niveau d’inflation d’environ +10 % dans les travaux publics (mesuré selon l’index composite Insee TP 01).

Sur la base d’une prévision d’inflation à +4,5 % pour l’année 2023, l’activité routière devrait évoluer de 1 % en valeur et connaître une diminution de 3,5 % en volume.

B. Delaporte a rappelé l’engagement de Routes de France dans la décarbonation de ses activités : mise en place de l’éco-comparateur SEVE, implication dans l’économie circulaire, le recyclage et le circuit court, incitation à la maintenance préventive des infrastructures, soutien aux territoires du Pacte d’engagement de l’Idrrim...

Quelques perspectives sont tracées pour les entreprises de construction routière à l’horizon 2030 : développement du mix produit (évolution de la répartition entre les quatre familles d’enrobés), réduction potentielle de 30 % des émissions de GES par le biais du recyclage des enrobés, du déploiement massif des techniques vertueuses et de l’amélioration de la performance énergétique des usines et des engins... Une étude est en cours pour combiner tous ces paramètres et présenter une feuille de route pour une décarbonation de la filière.

Actualités de Piarc

Robin Sébille, secrétaire général adjoint de Piarc, a indiqué que l’association mondiale comptait 125 gouvernements membres et plus de 1 000 experts au sein des 22 comités techniques et groupes d'étude. Il a rappelé les prochains rendez-vous de l’association : Congrès mondial de la route en octobre 2023 à Prague et Congrès de la viabilité hivernale en février 2026 à Chambéry.

En lien avec les thèmes évoqués aux JTR, Piarc a travaillé au cours des dernières années sur la neutralité carbone du secteur routier. Des solutions techniques sont listées dans le chapitre 2 du rapport issu de ce travail¹ : la construction et l’entretien des infrastructures routières, la décarbonisation des véhicules des usagers de la route, l’exploitation sur le réseau routier, les décisions des usagers de la route et la compensation des émissions de carbone.

Plusieurs recommandations sont également indiquées dans le rapport : la définition d’une stratégie, la sensibilisation et la formation du personnel, l’établissement de partenariats avec tous les acteurs, la politique de passation des marchés, l’analyse du cycle de vie et la définition et recueil des données.

La décarbonation sera un thème transversal du plan stratégique de Piarc 2024-2027, qui se retrouvera dans tous les thèmes stratégiques. Elle sera peut-être le sujet additionnel du Congrès de la viabilité hivernale.

Présentation de la fondation Ferec

François Olard, président de la Fondation d’entreprise de recherche collective pour la construction et les infrastructures (Ferec), est intervenu pour présenter la fondation, dont les actions sont de trois ordres :

• mener des réflexions prospectives sur les besoins des secteurs, afin de déterminer les champs d’action à privilégier ;
• contribuer à l’amorçage de projets amonts, par la participation aux financements, puis éventuellement la mutation vers des projets plus ambitieux (projets nationaux ou Agence nationale de la recherche) ;
• assurer la valorisation et la diffusion des résultats des projets accompagnés, tant par des publications que par des événements.

Le budget annuel de Ferec (500 k€ en 2023) permet de financer des projets présentés en réponse aux appels à projets annuels ou l’amorçage de projets nationaux en participant au montage des financements (photo 1). Depuis la création de la fondation, cinq appels à projets ont été lancés.

Sessions techniques

Auscultation des chaussées : des outils aux indicateurs

C. Leroy (Routes de France) et P. Rossigny (Cerema)

Différents matériels existent pour mesurer l’adhérence sur la chaussée :

• le Scrim, qui relève le coefficient de frottement transversal (CFT) ;
• le Griptester et l’Adhéra, qui mesurent le coefficient de frottement longitudinal (CFL) ;
• le Rugolaser, qui mesure la profondeur moyenne de profil (PMT) ;
• le TM2, de la taille d’une tondeuse à gazon, qui mesure la PMT et peut être utilisé pour la réception des chantiers ;
• la PMT AGR, en cours de développement, qui mesurera la PMT à grand rendement.

Les résultats des essais de qualification de ces matériels ont été exposés et comparés.

Les capteurs LCMS (Laser Crack Measurement System) relèvent les fissures, les ornières, les nids-de-poule sur la chaussée. Dans le cadre du projet national DVDC (Durée de vie des chaussées), le Cerema, Diagway, Ginger BTP, NextRoad et Technologies Nouvelles ont participé à des essais de leurs appareils afin de mesurer la répétabilité et la reproductibilité des mesures sur sept sections de 10 km du réseau APRR (photo 2). Les premiers résultats ont été présentés et des points de vigilance relevés.

Les capteurs LCMS peuvent mesurer toutes les déformations permanentes de la chaussée, aussi bien transversalement que longitudinalement. On accède alors à une information surfacique dont l’exploitation nécessite de nouvelles approches méthodologiques (« par règles glissantes » et « par bandes d’ondes »), très prometteuses pour le suivi dans le temps de l’évolution spatiale des dégradations (aggravation des dégradations, mouvements de terrain…).

Il est important de mesurer la déformation de la chaussée sous le poids des camions. Si l’on connaît la structure d’une chaussée et le trafic supporté, on peut en déduire l’importance des sollicitations auxquelles elle est soumise et même évaluer sa durée de vie résiduelle, une chaussée étant dimensionnée pour une sollicitation X répétée un nombre Y de fois. De nouveaux appareils de mesure de la déflexion à grand rendement mesurent désormais la déflexion sous les charges avec des véhicules circulant à la vitesse normale du trafic. Dans le cadre du projet DVDC, ils ont fait l’objet d’essais croisés dont les premiers résultats ont été présentés.

L’acquisition dynamique 3D, couplée à l’intelligence artificielle, permet de multiplier les mesures et de relever la cinématique de certaines dégradations.

Les besoins des gestionnaires d’infrastructures sont nombreux :

• définir les techniques d'entretien adaptées à la hiérarchisation du réseau ;
• définir les durées de vie pour chaque technique ;
• massifier les interventions sur chaussées ;
• disposer d’indicateurs « sécurité routière » (adhérence, dégradations de surface) ;
• élargir le champ de l’auscultation au-delà des chaussées ;
• intégrer dans la planification des travaux les enjeux liés à l’assainissement et à la sécurité routière ;
• déployer des relevés de dégradations fiables et comparables d’un opérateur à l’autre ;
• adapter la nature des données aux enjeux (type de chaussée, catégorie, classe d’âge…) ;
• pouvoir proposer aux élus un outil d’évaluation des politiques publiques grâce à un système de notation pérenne, afin de rendre compte de l’évolution du patrimoine ;
• consolider une programmation pluriannuelle avec un retour d’expérience permettant une révision de la politique d’entretien.

Différents outils peuvent constituer une réponse à ces besoins :

• l’agrément Laboroute par l’Idrrim et la labellisation des matériels d’auscultation par le Cerema, qui assurent la qualité des résultats produits ;
• la définition, dans le cadre du projet DVDC, de descripteurs des dégradations produits à partir des relevés automatiques ;
• les indicateurs d’état en cours de construction, par exemple l’indicateur de surface proposé dans le cadre du projet Gestion des routes départementales (GRD) ;
• le projet GERESE (Gestion des routes secondaires), qui prend en compte toutes les composantes de l’infrastructure (chaussées, assainissement, équipements et ouvrages d’art) pour une gestion intégrée du patrimoine.

Sécurité des infrastructures et route connectée

G. Kleinmann (Cerema) et H. Tattegrain (université Gustave Eiffel)

Quelques éléments de contexte sur la sécurité routière en France et à l’international ont été rappelés (photo 3), avec notamment la dimension multifactorielle d’un accident de la route et l’enjeu que constitue la sécurisation des infrastructures routières dans une politique globale d’amélioration de la sécurité routière.

Sur certains itinéraires autoroutiers, Egis réalise des audits préalables à la mise en service. Ces inspections travaux sécurité (ITS) sont contrôles obligatoires destinés à vérifier que les travaux sont terminés et conformes à la réglementation en vigueur et que la mise en service de l’infrastructure peut être effectuée sous réserve des observations complémentaires que peut formuler le service de contrôle des autoroutes.

Après un état des lieux des démarches de sécurité de l’infrastructure obligatoires sur le réseau routier national (RRN), concédé comme non concédé, un focus a été porté sur l’une de ces démarches : la démarche SURE (Sécurité des usagers sur les routes existantes)², qui fait l’objet d’une refonte dans le cadre de travaux menés par le Cerema. Une méthodologie a notamment été développée pour évaluer la sécurité inhérente d’une infrastructure routière.

Dans le cadre du projet Sécubidi (Sécurité des routes bidirectionnelles), qui a contribué à mieux connaître l’accidentalité et les usages des routes bidirectionnelles, le Cerema a débuté un travail exploratoire de modélisation du nombre d’accidents sur une section de route hors agglomération, qui a notamment illustré concrètement l’approche bayésienne empirique de l’accidentalité d’une section.

Cette approche vise à calculer un meilleur indicateur de l’accidentalité d’une section que la simple observation (donnée imprécise sujette à beaucoup de fluctuations au cours du temps), capable de prendre en compte les caractéristiques et usages de l’infrastructure.

Avant le déploiement de navettes autonomes sur un parcours prédéfini, il convient d'identifier les sections de parcours sur lesquelles des problèmes de sécurité risquent de se produire. Dans le cadre du projet ENA (Expérimentations de navettes autonomes) a été développé une méthode d’évaluation a priori de leur sécurité de parcours.

Elle prévoit un processus de découpage du parcours en sections ainsi que la caractérisation de chaque section (éléments d'infrastructure, usage nominal…). Ont été présentés des exemples d'événements pris en compte dans la méthode et la matrice de criticité destinées à classer les sections, ainsi que des exemples de scénarios critiques et contre-mesures possibles. L’analyse des incidents récoltés pendant l'expérimentation de plusieurs mois est en cours pour évaluer la prédictibilité de la méthode et les pistes d'améliorations possibles.

Décarboner et réduire les impacts environnementaux du transport routier

B. Jacob (université Gustave Eiffel) et D. Colin (Idrrim)

Différentes solutions pour décarboner et réduire les impacts environnementaux du transport routier de passagers et de marchandises ont été présentées, en soulignant leur potentiel, leurs limites et leurs complémentarités.

Les sujets abordés ont concerné les énergies alternatives (GNV, GPL, biocarburants, e-fuels), l'électrification, et notamment les solutions permettant de limiter le besoin en batteries (routes électriques, recharge rapide, hydrogène) ou la consommation des véhicules, les usages et modes d'exploitation des véhicules et la place des infrastructures dans la décarbonation (voies réservées au covoiturage par exemple).

La question de la sobriété, abordée lors de la table ronde, peut être interprétée comme une réduction des déplacements des personnes et des marchandises ou un changement des comportements avec des circuits logistiques courts.

Décarboner la construction et la maintenance des infrastructures

A. Pavoine (Cerema), B. Delaporte (Routes de France) et J. Dubois (Idrrim)

Dans le domaine des transports, les leviers pour réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) sont importants. Ils doivent tous être actionnés pour atteindre les objectifs de limitation du réchauffement climatique.

La construction et l’entretien des infrastructures de transport représentent environ 3,5 % des émissions nationales. De la planification et de la conception aux travaux et aux usages, chaque étape de la vie de l’infrastructure constitue une opportunité de réduction des émissions. Tous les acteurs des infrastructures sont engagés dans un Pacte d’engagement intégrant des objectifs en réponse à cet enjeu climatique (recyclage, température des enrobés, méthodologie de gestion d’un patrimoine…).

Les deux principaux leviers de décarbonation des enrobés concernent la réduction de la consommation d’énergie (abaissement des températures, réduction des distances de transport) et la diminution de la consommation des ressources non renouvelables (recyclage des déchets, utilisation de matériaux renouvelables). Des calculs réalisés avec l’éco-comparateur SEVE montrent l’impact des techniques d’enrobage tièdes et à froid ainsi que l’effet du recyclage des enrobés.

Si la part des techniques tièdes et à froid a progressé au cours des dernières années, ces évolutions restent insuffisantes au regard des cibles qu’il faudrait se fixer à moyen terme. Une réduction des émissions de GES de plus de 30 % par rapport à 1990 d’ici 2030 implique de quadrupler la part des enrobés tièdes et, dans un scénario plus efficace (40 % de réduction des émissions), de développer largement les techniques à froid (X4 également).

Pour atteindre ces objectifs ambitieux, il convient de réinterroger les pratiques concernant les enrobés chauds et d’engager l’ensemble des acteurs dans un processus visant une meilleure adéquation entre le besoin et les performances afin d’éviter le recours systématique aux techniques à chaud. La maîtrise d’ouvrage peut notamment agir en ce sens en ouvrant ses marchés aux variantes. La révision à venir de la méthodologie pour le retraitement en place devrait également participer au développement des bonnes pratiques.

L’ambition d’engager un projet national sur les enrobés à l’émulsion vise à faciliter le développement de ces pratiques à moyen terme. Les verrous scientifiques et techniques à lever sont connus et la technique dispose déjà de nombreux retours d’expérience. Le développement de ce procédé passera notamment par une meilleure connaissance de l’impact du mûrissement et des procédés de fabrication, du comportement à la fatigue et des méthodes de dimensionnement.

Pour mesurer l’ambition partagée de la profession routière vers une contribution significative de réduction des émissions de GES, des méthodes et outils fiables et robustes sont nécessaires. Un ouvrage du Cerema³ contribue à diriger les maîtres d’ouvrage au stade des études préalables et facilite l’intégration de critères environnementaux dans les marchés de travaux.

La démarche mise en œuvre dans le cadre des travaux de renouvellement de chaussée de l’autoroute A63 souligne l’importance de prendre en compte ces enjeux à toutes les étapes du projet. Ainsi, l’estimation des émissions en phase amont a permis d’identifier plusieurs leviers d’action : la mise en œuvre d’une centrale d’enrobés au gaz (plutôt qu’au fioul), une augmentation du recyclage des fraisats d’enrobés ainsi que le recours au transport ferré pour l’acheminement des granulats. Le calcul réalisé à l’issue du chantier conforte les choix d’optimisation retenus (1,8 kt CO₂ évitées). Ce projet souligne la nécessité de réaliser des suivis en phase travaux, notamment pour mieux appréhender les incertitudes.

Par ailleurs, il est nécessaire de que les outils et méthodes d’évaluation des émissions soient bien maîtrisés. Des notions clés (unité fonctionnelle, usage, stratégie de fin de vie) doivent être appréhendées. Il convient pour cela de se référer aux méthodes normalisées (NF EN 15 804+A2) afin d’appréhender l’ensemble des indicateurs environnementaux. Les études peuvent reposer sur des outils très variés dont la pertinence est à rapprocher des objectifs souhaités (domaine d’emploi, public visé, référentiels…).

Le recours à des matériaux biosourcés peut également contribuer à réduire les émissions de GES. Ainsi, le chantier de l’autoroute A34 a eu recours à un liant biosourcé issu de l’industrie papetière dont l’aptitude à l’emploi a été démontré par des expérimentations menées en laboratoire et in situ. Ce matériau se démarque notamment par un bilan GES négatif. Après un an de service, aucune dégradation n’a été observée sur la section concernée. Ce suivi sera prolongé jusqu’à cinq ans.

La mise en œuvre des principes d’une économie circulaire visant à réduire la consommation des ressources non renouvelables et à favoriser les circuits courts participe aussi à la dynamique de réduction des émissions de GES. Selon Routes de France, les pratiques de retraitement en place à l’émulsion augmentent globalement depuis 2014 et régulièrement depuis 2019.

La valorisation de déchets dans les projets routiers en substitution au matériau primaire constitue une autre voie de progrès à explorer. L’exemple des travaux menés dans le cadre de l’extension du quai des Flandres du grand port maritime de Dunkerque témoigne de l’intérêt d’exploiter le gisement des sédiments marins en substitution au sable. Les bénéfices sont multiples (déchet non stocké en ISDND, consommation réduite de sable, réduction des transports) et se traduisent par une baisse significative des émissions de GES.

Aménagement de l'espace public et îlots de chaleur/fraîcheur

K. Chancibault (université Gustave Eiffel), N. Furmanek (Cerema) et C. Leroux (Colas)

Le phénomène d’îlot de chaleur urbain est de plus en plus pris en compte dans la conception des projets de voiries et d’espaces publics. Au-delà de son impact sanitaire, la surchauffe urbaine, aggravée par le dérèglement climatique, pose des questions sur le confort d’usage et l’attractivité des espaces publics. Elle soulève également la question cruciale de gestion de la ressource en eau.

Nantes Métropole a mis en œuvre une démarche pour rafraîchir ses espaces publics qui se caractérise par l’acculturation à cette nouvelle problématique, l’élaboration d’un guide de conception à destination des acteurs de l’aménagement, l’expérimentation de dispositifs et de mobiliers et l’évaluation des aménagements. Le déploiement des îlots de fraîcheur vise à atténuer l’effet d’îlot de chaleur urbain, mais surtout à améliorer le confort thermique des usagers. La capacité de rafraîchissement de ces aménagements est inhérente aux solutions retenues (revêtements perméables, ombrières...) et à leur juste combinaison entre elles (figure 1). La combinaison la plus performante reposerait sur le triptyque eau, qualité du sol et végétation. Le potentiel « rafraîchissement » des projets d’aménagement est mesuré par des évaluations tout au long du projet.

Exposée à une aggravation du phénomène de surchauffe urbaine, la Ville de Marseille s’est dotée d’une feuille de route baptisée Cœur historique en transition 2030 pour mettre en place sa stratégie de transition écologique. Après une phase de diagnostic qui a identifié les rues et quartiers du cœur historique vulnérables au phénomène d’îlot de chaleur urbain, elle a entrepris une démarche intégrant les enjeux du changement climatique et s’appuyant sur différentes approches de l’aménagement urbain autour de l’eau, des sols et de la végétalisation. Une grille s’appuyant sur plusieurs critères est utilisée pour évaluer le potentiel d’amélioration du confort d’été et d’hiver des voiries et espaces publics. Elle sert également d’outil d’aide à la hiérarchisation des voies et à la définition des priorités.

La Ville de Paris met en place tout un arsenal d’actions d’adaptation de son territoire aux vagues de chaleur : rues végétales, forêts urbaines, débitumisation d’espaces publics, plantation d’arbres, mise en place d’ombrières... Le projet Cool et Low Noise Asphalt, en cours d’expérimentation sur trois sites pilotes parisiens, consiste à tester de nouveaux revêtements routiers bitumineux présentant des propriétés phoniques et thermiques supérieures à celles des bétons bitumineux classiques. L’expérimentation se déroulera jusqu’en juin 2023 avec des évaluations de leurs performances jusqu’en 2027.

Une réelle prise de conscience environnementale est observée au sein des entreprises de construction routière. Pour les questions liées à la surchauffe urbaine, la désimperméabilisation, la lutte contre les îlots de chaleur urbains et la désartificialisation représentent les trois principaux leviers d’aménagement urbain mobilisant de nombreux champs de compétence (ingénierie routière, génie écologique...). Diverses innovations routières visent la transparence hydraulique et/ou la lutte contre les îlots de chaleur urbains : mise au point de nouveaux revêtements plus clairs et/ou poreux pour les aménagements cyclables et les cours d’écoles, mise en œuvre de dispositifs de récupération et de stockage des eaux dans la structure de chaussée qui, couplés à la végétalisation, favorisent les phénomènes d’évapotranspiration et contribuent au rafraîchissement global de l’aménagement.

L’outil ICEtool, issu d’une collaboration entre Elioth et Egis, a été développé pour aider les aménageurs urbains à la conception d’îlots de fraîcheur. Il contribue, à partir de données d’entrée (ombres portées des bâtiments, arbres, présence de la végétation, nature des revêtements..), à délivrer une cartographie des températures de surface et des indicateurs de moyennes de températures de surface. Il permet de comparer l’état existant à un projet d’aménagement en jouant sur un choix de paramètres facilement modifiables (gazon irrigué/non irrigué, enrobé foncé/clair, plantation d’arbres...).

Le projet de recherche collaboratif ISSU (Innovations et solutions face à la surchauffe urbaine), qui vise une labellisation projet national à l’automne prochain, a pour objectif de progresser dans la compréhension et la mise en œuvre de solutions disponibles (photo 4), de l’échelle laboratoire à celle du démonstrateur urbain, de proposer des méthodes communes de caractérisation et de comparaison des solutions. Un appel à partenariat est lancé auprès d’un panel large d’acteurs désireux de s’investir dans la démarche.

Décarboner la construction d’infrastructures de transports non routiers

V. Hulot (Canal Seine Nord), T. Gaudron (Société du Grand Paris), A. Pavoine (Cerema)

Grand Paris Express

Le projet relatif au Grand Paris Express consiste à étendre le réseau existant avec 200 km de lignes de métro supplémentaires, à 90 % en souterrain. Réalisées sur 10 à 15 ans, les excavations associées nécessitent la gestion et le traitement de plus de 47 millions de tonnes de terre. Grâce à ces volumes importants, des moyens en conséquence ont pu être consacrés aux pratiques ayant le moins d’impact sur l’environnement, notamment en termes de décarbonation.

Face à ce défi logistique, environnemental et économique, la Société du Grand Paris, maître d’ouvrage du projet, a pris, très en amont des travaux, plusieurs engagements concernant la traçabilité, le transport et la valorisation des terres, qui ont un impact positif sur le bilan carbone des chantiers :

• La mise en place d’un outil numérique de traçabilité commun à l’ensemble des opérations permet de disposer d’éléments quantitatifs précis, contribuant à affiner le bilan carbone du périmètre déblais, qui représente 10 % des émissions du projet en phase construction (figure 2). Par la connaissance de chaque segment du transport, du mode utilisé, de la distance parcourue et du tonnage des lots, le calcul du bilan s’appuie sur des estimations fines.
• L’identification de projets déficitaires en remblais à proximité des chantiers réduit l’impact des évacuations et le travail effectué sur la transformation de terres excavées en matériaux de construction participe au déploiement à plus large échelle d’une industrie territoriale plus circulaire.
• Les cadences des chantiers et leur proximité avec les modes d’évacuation ferroviaire ou fluviale ont incité à l’imposition d’utiliser ces moyens de transport afin de réduire les nuisances. 3,7 millions de tonnes ont ainsi été évacuées par le fleuve et 370 000 tonnes par le rail. Au-delà de l’imposition ou de l’incitation, l’évaluation du schéma logistique proposé au stade de l’offre, incluant l’impact des ruptures de charge mais aussi des modes et motorisation retenus, a été nécessaire.

Canal Seine-Nord Europe

Entre le réseau fluvial très développé du nord de l’Europe et le bassin de la Seine, il existe un goulot d’étranglement. En effet, le canal du Nord ne peut pas accueillir des porteurs au-delà de 650 t.

Le projet du canal Seine-Nord Europe, long de 107 km entre Compiègne et Cambrai, est le principal maillon manquant de la liaison européenne Seine-Escaut, réseau de 1 100 km de voies navigables entre les bassins de la Seine, du Nord et de Belgique. Il permettra :

• le passage de bateaux jusqu’à 4 400 t, soit l’équivalent de 220 camions ;
• quatre fois plus de trafic fluvial sur l’axe Nord-Sud (~14 millions de tonnes en 2035) ;
• une augmentation du trafic fluvial de 40 % à l’échelle du corridor ;
• 2/3 du trafic issu du report des marchandises de la route.

Le projet, d’un montant de 5,1 Md€, est cofinancé par l’Europe, l’État français, les région Hauts-de-France et Île-de-France, les départements du Nord, de l’Oise, du Pas-de-Calais et de la Somme. Il a fait l’objet d’une décision d’exécution prise par la Commission européenne dans le cadre du projet Seine-Escaut.

Les défis techniques sont nombreux : volume de terrassement inédit, ouvrages non conventionnels, préservation de la ressource en eau, compensation environnementale.

Sessions de brèves

Une présentation du projet Cool and Low Noise Asphalt a dressé un bilan sur 6 ans des résultats obtenus. Une baisse moyenne des niveaux de bruit de 0,6 dB la nuit et de 1,2 dB en journée a été observée ainsi qu’une baisse de la température moyenne à proximité de la chaussée de l’ordre de 0,5 °C.

Les résultats des derniers essais croisés concernant la mesure de bruit de roulement ont été exposés. Un faible écart des niveaux sonores mesurés après calibration en laboratoire des systèmes a été obtenue. Ces écarts sont similaires à ceux des essais croisés de 2016 et 2018.

L’outil d’auscultation Cerema 3D présente de très bonnes performances pour les relevés opérationnels (détection d’objets, génération de profils, génération de jumeaux numériques). Son développement va se poursuivre, notamment pour comparer les données qu’il génère à celles issues d’autres outils d’auscultation.

Compte tenu des évolutions climatiques observées, une réflexion est en cours sur la pertinence et la portée d’une révision de la méthode de détermination de l’indice de gel.

Le projet Madness (Monitoring et aide à la décision pour la maintenance prédictive des chaussées) a pour objectif de développer un jumeau numérique d’une section de chaussée pour en prédire l’état structurel. Afin de compléter les travaux effectués, le projet a été prolongé d’une année.

Un procédé innovant, qui fait l’objet d’un dépôt de brevet par l’université Gustave Eiffel, a été proposé : un enrobé avec bitume latent encapsulé par les fines, ce qui le rend stockable et transportable à température ambiante. La mise en œuvre de cet enrobé se fait à température ambiante (malaxage sans chauffage). Les essais de laboratoire ont montré la faisabilité et l’intérêt de ce procédé. Un appel à collaboration pour un démonstrateur in situ est lancé.

Une méthode en cours de développement pour évaluer l’état du mélange entre liant vieilli et liant neuf d’un enrobé utilise le principe d’un désenrobage séquencé avec lavage du film de liant « couche par couche ». Chaque lixiviat issu d’une couche de liant est ensuite analysé afin de caractériser le bitume. Ces travaux ont pour objectif de définir un essai normalisé.

Des essais croisés ont été réalisés avec la machine de polissage Wehner & Schulze sur des carottes de granulats. Huit laboratoires ont participé et les premiers dépouillements réalisés sur six laboratoires montrent l’absence de valeurs aberrantes, une bonne répétabilité et une reproductibilité légèrement supérieure à celle des essais sur enrobés. Le dépouillement final fera l’objet d’une présentation au sein du GNCDS (Groupe national sur les caractéristiques de surface).

Une nouvelle méthode d’estimation en laboratoire de la résistance au roulement des enrobés, développée dans le cadre du projet PIA4 I-Street module « Enrobé du futur », utilise la mesure de couple de la machine Wehner & Schulze. La méthode a été validée et calibrée par comparaison entre les résultats de mesure en laboratoire réalisées sur des carottes extraites de la piste de l’université Gustave Eiffel à Nantes et des mesures de résistance au roulement effectuées à l’aide d’une remorque sur ces mêmes pistes. Les développements vont se poursuivre notamment dans le cadre d‘un projet d’enrobé à résistance au roulement optimisé, lauréat de l’appel à projets CIRR 2022.

Références

1. Piarc, « Neutralité carbone du secteur routier », 2022.
2. Sétra, Démarche SURE, diagnostic de l’itinéraire et pistes d’actions, guide méthodologique, 2006.
3. Cerema, Recommandations pour l’évaluation des émissions de gaz à effet de serre des projets routiers, 2020.