Adhérence Présentation générale. Direction : Département Laboratoire de Lyon Auteur : Mathias LIEGEOIS

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Baptiste Germain
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1 Adhérence Présentation générale Direction : Département Laboratoire de Lyon Auteur : Mathias LIEGEOIS

2 Définition Capacité à mobiliser les forces de frottement pneu/chaussée sous l effet des sollicitations engendrées par la conduite du véhicule, particulièrement en présence d un troisième élément entre le pneumatique et la chaussée (eau, poussières,...). Source : Michelin 2

3 Objectifs Assurer la sécurité des usagers Freiner le plus court possible : Adhérence Longitudinale - Coefficient de Frottement Longitudinal (CFL) - Décélération - Distance d arrêt Conserver la trajectoire désirée : Adhérence Transversale - Coefficient de Frottement Transversal (CFT) - Pouvoir directeur, braquage 3

4 Propriétés d usage des revêtements Assurer la sécurité du trafic dans de bonnes conditions de confort, en protégeant les assises de chaussée et le sol support : Sécurité : stabilité du véhicule, distances de freinage, visibilité Confort : peu bruyante, peu résistante au roulement Protection du support : infiltration d eau 4

5 Le profil de texture routière Profil routier : - Amplitude «a» - Longueur d onde «l» Facteurs influents : - Formulation de l enrobé et granulométrie - Mise en œuvre (type compactage,...) - Structure de chaussée - Age, trafic, géométrie de la route 5

6 Les échelles de texture Source : Guide L adhérence des chaussées (IDRRIM - Cerema) 6

7 Le rôle des échelles de texture Usure du pneu Résistance au roulement. Adhérence pneu/chaussée. bruit extérieur Pneu/chaussée Bruit dans le véhicule Inconfort et usure du véhicule MicroMicrotexture texture mm mm 0.5 MacroMacrotexture texture 5 mm 5 mm MegaMégatexture texture UNI Uni 0.5 m 5 m5 m mmmm 0.5 m 5050 mm 7

8 Indicateurs Indicateurs constitutifs de l adhérence offerte par une couche de roulement : - Microtexture - Macrotexture Indicateurs de l état de la couche de roulement perturbant l adhérence offerte : - Mégatexture - Uni (particulièrement PO) - Profil en travers - Déformations (orniérage, affaissement, )

9 Indicateurs constitutifs 0,5 à 50 mm Grossier Macrotexture 0,2 à 10 mm Fin 0 à 0,5 mm Râpeux Microtexture 0 à 0,2 mm Poli 9

10 Texture / revêtements Échelle de microtexture Râpeux Échelle de macrotexture Fin Grossier Poli 10

11 Influences Microtexture et Macrotexture Adhérence chaussée mouillée Grossier râpeux Grossier poli Fin râpeux Fin poli Microtexture Macrotexture Bonne Bonne Grossier râpeux Bonne Mauvaise Fin râpeux Mauvaise Bonne Grossier poli Mauvaise Mauvaise Fin poli Vitesse 11

12 Facteurs d influence Choix de la formulation - Taille des granulats (Dmax) : macrotexture - % gravillons : macrotexture - % éléments fins (sable 0/2) : microtexture Choix des constituants - PSV, nature minéralogique des granulats (résistance polissage) : microtexture - Angularité des granulats (points contact) : microtexture Mise en œuvre - Compactage au cylindre : tendance à «coucher» les granulats 12

13 Facteurs d influence Mécanismes d évolution - Décapage - Polissage - Vieillissement (bitume) Géométrie du site - Pentes, virages : fortes sollicitations (cisaillement) - Mégatexture, uni (PO) : délestage de roue, distances arrêt - Dévers faible ou nul, orniérage : accumulation d'eau 13

14 Incidences des accumulations d eau S1 : zone de pénétration - Macrotexture - Sculpture pneumatique évacuation de la lame d eau S2 : zone de transition - Microtexture rupture film eau résiduelle S3 : zone de contact - Contact pneu/chaussée Source : BLPC n 255 forces de frottement 14

15 Influence de l usure du pneumatique Zone de contact avec 1 mm d eau 15

16 Variations saisonnières Valeurs les plus élevées (hiver) : - Lessivage des sols, pluies acides, micro-fragmentations : microtexture (+) - Départs de gravillons : macrotexture (+) Valeurs les plus faibles (été) : - Abrasion, polissage sous l'effet des poussières (trafic) : microtexture (-) - Accumulation de polluants : macrotexture (-) 16

17 Caractérisation de l adhérence Macrotexture : - Méthode volumétrique : essai «à la tâche» (PMT) - Méthode profilométrique (PMP / PTE) Microtexture : - Coefficient de Frottement Longitudinal (CFL) - Coefficient de Frottement Transversal (CFT) 17

Caractérisation de la macrotexture Méthode volumétrique : essai «à la tâche» (EN 13036-1) Profondeur

18 Caractérisation de la macrotexture Méthode volumétrique : essai «à la tâche» (EN ) Profondeur Moyenne de Texture (PMT) Mesure 4 tâches par lot et 4 diamètres par tâche PMT = 4V/ D² (en mm) avec V = 25 cm³ 18

Moyenne de Profil (PMP) Permet de déterminer une Profondeur de Texture

19 Caractérisation de la macrotexture Méthode profilométrique : relevé de profil de texture (EN ) Exemple du RUGO2 Calcul de la Profondeur Moyenne de Profil (PMP) Permet de déterminer une Profondeur de Texture Estimée (PTE) - Loi informative : PTE = 0,8*PMP +0,2 - Loi plancher : PTE = 1,1*PMP 19

20 Caractérisation de la microtexture Coefficient de Frottement Longitudinal (NF P ) 20

21 Caractérisation de la microtexture µmax Adhérence CFL Zone instable µbloq % Glissement Roue libre 0% gliss. Système antibloquants 10 à 20 % glissement Roue bloquée 100% glissement 21

Caractérisation de la microtexture Coefficient de Frottement Transversal (NF P 98-220-4) N V R CFT = N/R V = vitesse

22 Caractérisation de la microtexture Coefficient de Frottement Transversal (NF P ) N V R CFT = N/R V = vitesse constante = angle de pincement (ou dérive, ou envirage) N = force d adhérence transversale R = réaction verticale de la chaussée 22

23 Interprétation simplifiée des valeurs CFT SCRIM 23

24 Précautions mesures de frottement Dépendent des conditions de mesure : - État de la chaussée : propre, polluée, - T > 5 C (mouillage de la chaussée, gomme du pneumatique de mesure) - Chaussée non salée (influence sel sur la mesure + macrotexture également) - État du pneu d essai - Décapage du liant (chaussée neuve)

25 Précautions mesures de frottement Utilisation du matériel de mesure adapté à la configuration de la chaussée : - Ligne droite, courbe, épingle,... - Inter-urbain, agglomération, voie piétonne,... - Limitation de vitesse - Gabarit du véhicule d essai - Vitesse d essai (constante?)

Documents de référence Note technique du 30 septembre 2015 relative à l adhérence des couches de roulement neuves du domaine routier Guide technique Cerema-IDRRIM

26 Documents de référence Note technique du 30 septembre 2015 relative à l adhérence des couches de roulement neuves du domaine routier Guide technique Cerema-IDRRIM sur l adhérence des chaussées, État de l art et recommandations, octobre 2015 Méthode d'essai n 50, mesure de l'adhérence des chaussées routières et aéronautiques. 26

27 Documents de référence NF EN ISO Caractérisation de la texture d'un revêtement de chaussée à partir de relevés de profils - Partie 1 : détermination de la profondeur moyenne de la texture NF EN Caractéristiques de surface des routes et aérodromes - Méthodes d'essai - Partie 1 : mesurage de la profondeur de macrotexture de la surface d'un revêtement à l'aide d'une technique volumétrique à la tâche NF P : Partie 2 : Méthode permettant d obtenir un coefficient de frottement longitudinal (adhérence longitudinale), XP CEN/TS : Caractéristiques de surface des routes et aéroports - Partie 3 : mode opératoire de détermination de l'adhérence d'un revêtement de chaussée à l'aide d'un dispositif à frottement longitudinal contrôlé (CFLA) : l'adhera NF P : Partie 3 : Méthode permettant de mesurer le coefficient de frottement transversal entre un pneumatique de véhicule et la chaussée (adhérence transversale), NF P : Partie 4 : Méthode permettant d'obtenir un coefficient de frottement transversal avec un appareil SCRIM, XP CEN/TS : Caractéristiques de surface des routes et aéroports - Partie 6 : mode opératoire de détermination de l'adhérence d'un revêtement de chaussée en procédant au mesurage du coefficient de frottement transversal (CFTS) : le SCRIM 27

28 Réception des couches de roulement neuves Note technique du 30 septembre 2015 Microtexture : pas de recommandations 28

29 Note technique du 30 septembre

30 Politique d entretien En matière de revêtements, un des objectifs à atteindre pour les niveaux de service porte sur l adhérence, L entretien des revêtements se traduit par 2 types d interventions : - l entretien courant (traitement curatif à réaliser dès la parution des défauts, interventions urgentes, non programmables), - l entretien programmé (actions préventives liées au vieillissement et à l usure des chaussées), avec des enjeux financiers importants. 30

31 Politique d entretien Dans les 2 cas, un diagnostic permet de : - qualifier l adhérence, - déterminer les points singuliers (faible adhérence, variation importante d adhérence,...) à traiter en priorité, - justifier une demande de crédits spécifiques. Possibilités d intervention : - au coup par coup (zone présentant une accidentologie marquée), - par itinéraire et fonctionnalité dans le cadre d un marché d auscultation de chaussées. 31

32 Guide technique Cerema-IDRRIM Matériels de mesure (France et Europe) Recommandations : - Tableau adéquation demande-offre d adhérence - Règles de l art -... Réception de travaux - PMT, possibilité d utiliser la PMP... 32

33 Conclusion Adhérence = élément essentiel de la sécurité des usagers sans en être le seul Offre d adhérence adaptée à la situation : - Usages (vitesses) - Configuration (géométrie, ) Choix de la méthode de caractérisation prépondérant (fiabilité, adaptation au site) Interprétation complexe (météo, polluant, ) Guide technique Cerema-IDRRIM : outil de travail complet pour les acteurs de la route 33

34 Merci de votre participation LIEGEOIS Mathias Département Laboratoire de Lyon mathias.liegeois@cerema.fr Site internet :

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