Le thème 3 du projet DVDC porte sur « l’évaluation de la durée de vie résiduelle des chaussées », qui joue un rôle central dans les problématiques de gestion technico-économique des réseaux routiers. Appliquée aux chaussées, la notion de « durée de vie résiduelle » est une grandeur permettant de rendre compte en continu de l’« état d’endommagement» au sens large d’un réseau routier (communal, départemental ou national) et constitue à ce titre une information importante du tableau de bord des maîtres d’ouvrage.

A condition de disposer de lois d’évolution prévisionnelles pertinentes, elle permet aussi d’anticiper sur le devenir de la valeur patrimoniale d’un réseau routier, en fonction de programmes de travaux d’entretien donnés. Elle est ainsi à l’origine du développement d’outils d’aide à la décision, permettant aux gestionnaires, d’optimiser et planifier les campagnes d’entretien des réseaux routiers, en fonction de contraintes budgétaires données et du respect d’un état de service minimal des chaussées.

Le thème 3 du projet DVDC s’inscrit dans une démarche d’amélioration des méthodologies et des outils développés dans ce domaine en se basant à la fois sur des approches « locales » de modélisation mécanique et des approches plus globales de type statistique à l’échelle des réseaux.

L’une des pistes générales envisagées à travers ce thème pour tendre vers les améliorations est de tenter d’introduire « plus de mécanique » dans la formulation et la construction des lois d’évolution, essentiellement basées aujourd’hui sur une exploitation statistique des campagnes d’auscultation et assez peu sur l’emploi de variables et modèles explicatifs.

Ainsi l’un des objectifs du thème 3 sera de proposer des modèles permettant la construction d’indicateurs, représentatifs de l’état des chaussées, en tirant profit d’une part des relevés d’auscultation et d’autre part des connaissances acquises sur les mécanismes d’endommagement. On cherchera par ailleurs à utiliser ces mêmes apports « mécaniques » vis-à-vis de l’item B2, de façon à faciliter la détermination de la forme des lois d’évolution et l’identification de leurs paramètres numériques. On s’interrogera en particulier à travers ce prisme sur la prise en compte de l’effet des travaux.

Modèles de dégradation des structures

Le travail proposé vise tout d’abord à analyser les mesures des bassins de déflexion, à la lumière de modélisations mécaniques numériques, de façon à caractériser l’état de fissuration des corps de chaussée. L’outil de calcul envisagé devrait non seulement constituer une aide au diagnostic, mais aussi une aide au dimensionnement du renforcement des structures fissurées.

Un volet de ce sujet consistera également à caractériser l’effet local de travaux de renforcement sur la durée de vie des chaussées. La situation considérée sera celle du renforcement d’une chaussée fissurée par substitution d’une couche de base saine.

Aspects probabilistes

Les développements ci-dessous s’intéressent aux méthodes et aux modèles de prédiction, en se plaçant sur deux plans différents :

  • d’une part on cherche par l’observation statistique à retrouver une loi d’évolution du réseau dans son ensemble afin d’optimiser la gestion du réseau ;
  • d’autre part, dans un souci de prédiction et de dimensionnement, on cherche à expliquer les indices de dégradation de chaussées.

Cas des couches de surface

Ce volet de l’étude sur la durée de vie des chaussées a pour objectif une meilleure connaissance des principaux mécanismes de dégradations des couches de surface ainsi que l’établissement de méthodologies d’aide à la conception et à l’évaluation de la durée de vie des couche de roulement.

Ces mécanismes sont en effet absents aujourd’hui des méthodes de dimensionnement classiques. La dégradation des couches de surface est un phénomène complexe couplant de l’endommagement mécanique du au trafic à une lente détérioration physico-chimique des liants et des granulats (action de l’eau, du gel, des ultra-violets, des sels de déverglaçage, des carburants, etc.). Nous distinguerons donc deux aspects pour la suite de l’étude sur les couches de surface : une approche mécanistique sur l’amélioration de la compréhension des sollicitations mécaniques subies par les couches de roulement (cisaillement, fissuration par le haut, rotation des contraintes principales) et une approche probabiliste de la durabilité des revêtements fondée sur un large retour d’expérience. Il est à noter que les caractéristiques de surface liées à l’adhérence (évolution des paramètres de micro-texture et de macro-texture notamment) sont hors champ du projet DVDC.