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Étude des routes non revêtues VIZIRET Système de gestion de l'entretien d'un réseau routier RÉSUMÉ La première partie de ce document traite des composantes du coût d'une route économique et fait émerger la prépondérance du coût d'usage ainsi que les effets de l'entretien sur la réduction de ce coût. Le fonctionnement et la pathologie des routes non revêtues sont décrits pour dégager les paramètres à intégrer dans un système de gestion. La seconde partie décrit la méthode VIZIRET, et en particulier la connaissance de la qualité structurelle et celle de la qualité de viabilité de la chaussée ainsi que leurs évolutions en fonction de l'entretien. VIZIRET introduit un procédé de qualification et de quantification des dégradations adapté à un relevé en continu et propose des lois d'évo- lution concernant la durée de vie de la chaussée au travers de la perte de matériau ou l'amélioration de la viabilité apportée par le type d'entretien. La méthode donne une relation entre la vitesse de parcours asso- ciée à la trajectoire du véhicule et l'IRI. MOTS CLÉS : 10 - 60 - Entretien - Réseau routier - Système de gestion de chaussée - Route économique - Coût - Pays en voie de développement - Méthode - Qualité - Viabilité (route) - Chaussée (corps de) - Dégradation - Loi - Évolution - Vitesse. Paul AUTRET Docteur ENPC, Directeur de recherche Chef du Service des Études et recherches internationales Laboratoire central des Ponts et Chaussées Centre de Nantes Présentation Le Laboratoire central des Ponts et Chaussées (LCPC), dans le cadre de sa mission d'appui à l'exportation de la technologie française, effectue à l'étranger des expertises et des études dans son domaine de compétence, soit pour des entreprises ou bureaux d'études français, soit pour des administrations ou organismes internationaux. C'est ainsi que durant ces vingt dernières années le SERI, Service des Études et recherches internationales du LCPC, a mené à terme 690 contrats dans 95 pays - essen- tiellement des pays en développement - avec le concours de 320 agents du réseau technique des Laboratoires des Ponts et Chaussées (LPC). Les études, expertises et contrôles de chantier réalisés à l'occasion de ces contrats, ont permis de développer un programme de recherche spécifique aux techniques routières pour pays en dévelop- pement, de la même manière que les études et les contrôles de chantier réalisés en France par les laboratoires régio- naux ont été un guide et un terrain de réalisation pour les programmes de recherche routière du réseau LPC. Quoique les moyens et les ambitions aient été naturelle- ment plus modestes que pour le programme métropoli- tain, ces recherches ont débouché sur des synthèses concernant des matériaux (les latérites, les encroûte- ments calcaires et les tufs, les sables, les matériaux coral- liens...), ou des techniques (le guide pour les enduits superficiels des chaussées à faible trafic...), ou encore des mises au point d'outils et de méthodes (le Décriroute, la banque de données MÉDOR ainsi que la méthode VIZIR pour déterminer les besoins en entretien d'un réseau revêtu...). Ce programme de recherche a des fai- blesses et des points forts liés à sa spécificité de Pays en développement (PED) : »- une de ses faiblesses tient à sa dépendance des acteurs extérieurs : dans le contexte actuel, il est extrêmement difficile de mener correctement à terme un sujet de recherche PED hors de France pour des raisons logisti- ques et financières. Les contrats passés avec les entre- prises et bureaux d'études suppriment la majeure partie de ces difficultés, mais en contrepartie, conditionnent le choix des thèmes et la durée de réalisation de la recherche, 3 BULLETIN DES LABORATOIRES DES PONTS ET CHAUSSÉES - 210 - JUILLET-AOÛT 1997 - RÉF. 4104 - PP. 3-22

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Étude des routes non revêtues VIZIRET Système de gestion de l'entretien d'un réseau routier

RÉSUMÉ

La première partie de ce document traite des composantes du coût d'une route économique et fait émerger la prépondérance du coût d'usage ainsi que les effets de l'entretien sur la réduction de ce coût. Le fonctionnement et la pathologie des routes non revêtues sont décrits pour dégager les paramètres à intégrer dans un système de gestion.

La seconde partie décrit la méthode VIZIRET, et en particulier la connaissance de la qualité structurelle et celle de la qualité de viabilité de la chaussée ainsi que leurs évolutions en fonction de l'entretien. VIZIRET introduit un procédé de qualification et de quantification des dégradations adapté à un relevé en continu et propose des lois d'évo-lution concernant la durée de vie de la chaussée au travers de la perte de matériau ou l'amélioration de la viabilité apportée par le type d'entretien. La méthode donne une relation entre la vitesse de parcours asso-ciée à la trajectoire du véhicule et l'IRI.

MOTS CLÉS : 10 - 60 - Entretien - Réseau routier - Système de gestion de chaussée -Route économique - Coût - Pays en voie de développement - Méthode - Qualité - Viabilité (route) - Chaussée (corps de) - Dégradation -Loi - Évolution - Vitesse.

Paul AUTRET Docteur ENPC, Directeur de recherche

Chef du Service des Études et recherches internationales Laboratoire central des Ponts et Chaussées

Centre de Nantes

Présentation Le Laboratoire central des Ponts et Chaussées (LCPC), dans le cadre de sa mission d'appui à l'exportation de la technologie française, effectue à l'étranger des expertises et des études dans son domaine de compétence, soit pour des entreprises ou bureaux d'études français, soit pour des administrations ou organismes internationaux. C'est ainsi que durant ces vingt dernières années le SERI, Service des Études et recherches internationales du LCPC, a mené à terme 690 contrats dans 95 pays - essen-tiellement des pays en développement - avec le concours de 320 agents du réseau technique des Laboratoires des Ponts et Chaussées (LPC). Les études, expertises et contrôles de chantier réalisés à l'occasion de ces contrats, ont permis de développer un programme de recherche spécifique aux techniques routières pour pays en dévelop-pement, de la même manière que les études et les contrôles de chantier réalisés en France par les laboratoires régio-naux ont été un guide et un terrain de réalisation pour les programmes de recherche routière du réseau LPC.

Quoique les moyens et les ambitions aient été naturelle-ment plus modestes que pour le programme métropoli-tain, ces recherches ont débouché sur des synthèses concernant des matériaux (les latérites, les encroûte-ments calcaires et les tufs, les sables, les matériaux coral-liens...), ou des techniques (le guide pour les enduits superficiels des chaussées à faible trafic...), ou encore des mises au point d'outils et de méthodes (le Décriroute, la banque de données MÉDOR ainsi que la méthode VIZIR pour déterminer les besoins en entretien d'un réseau revêtu...). Ce programme de recherche a des fai-blesses et des points forts liés à sa spécificité de Pays en développement (PED) :

»- une de ses faiblesses tient à sa dépendance des acteurs extérieurs : dans le contexte actuel, il est extrêmement difficile de mener correctement à terme un sujet de recherche PED hors de France pour des raisons logisti-ques et financières. Les contrats passés avec les entre-prises et bureaux d'études suppriment la majeure partie de ces difficultés, mais en contrepartie, conditionnent le choix des thèmes et la durée de réalisation de la recherche,

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une de ses forces tient dans la participation d'ingénieurs étrangers en provenance de pays en développement, qui effectuent un travail personnel sur un thème technique proche des préoccupations de leurs pays, dans le cadre des études qu'ils poursuivent en France. Depuis quinze ans, neuf thèses et trente tra-vaux de fin d'études ont été réalisés au LCPC, dont une majorité par des élèves de l'ENPC, de l'ENTPE, de l'IUT de Vannes ou de l'École Polytechnique du Gabon.

La recherche concernant les routes non revêtues dont traite cet article a suivi cette logique :

Le choix du thème

Depuis plusieurs années, sous l'impulsion des bailleurs de fonds, de nombreux pays en développement modifient leur politique rou-tière en concentrant leurs efforts sur l'entre-tien ; les thèmes de réflexion et d'études concernent par conséquent la gestion d'un réseau routier, la recherche de stratégies optimales sous contraintes budgétaires, les réformes institutionnelles nécessaires à la mise en oeuvre de telles politiques, sans omettre tout ce qui a trait au modèle HDM de la Banque mondiale.

La réalisation

La recherche a été étalée sur plusieurs années, en fonction des études auxquelles le LCPC a été associé par les bureaux français. Parmi celles qui ont le plus contribué aux recherches sur les routes non revêtues, on peut citer : dès 1981 en Corée, l'étude du projet de modernisation de 1 000 km de Gun Roads puis celle du projet de modernisation de 1 000 km de Provincial Roads en 1983 ; au Gabon, la mise en place d'un sys-tème de gestion de l'entretien du réseau routier national en 1985 (5 000 km dont 4 500 km non revêtus) ; au Cameroun, la programmation de l'entretien routier des routes non revêtues (10 000 km) et la mise en place d'un outil de gestion en 1994 ; enfin au Tchad, l'assistance technique pour l'aide à la gestion de l'entretien routier et la mise en place d'outils de gestion, en 1995.

La participation d'élèves étrangers

Quatorze, soit presque la moitié des thèses et TFE réalisés au LCPC ont été directement utiles à la mise au point de la méthode VIZIRET.

Les résultats de cette recherche seront présentés dans trois articles :

« VIZIRET - système de gestion d'un réseau routier non revêtu »,

« VIZIRET - qualification et quantification des dégradations d'une route non revêtue »,

« Application des logiciels VISAGE, SILLAGE et SACARTO pour la gestion de réseaux routiers de pays en développement ».

La route non revêtue

Définitions

Le vocable « route non revêtue » est commode pour distinguer les routes non revêtues de celles qui le sont, mais il est bien trop vague ou trop large pour définir un type de route donné, un niveau de service ou un niveau d'entretien. « Route non revêtue », c'est tout autant la piste naturelle à peine carrossable que la véritable route à vitesse de base aussi élevée que sur routes revêtues, en passant par divers stades pour lesquels l'entretien ou les divers aménagements font que l'on maîtrise ou non les conditions de circulation. Nous appel-lerons « viabilité » de la route ces conditions de circulation et nous distinguerons trois niveaux dans la hiérarchie des routes non revêtues :

La piste naturelle

Comme son nom l'indique, il s'agit d'une piste qui n'a fait l'objet d'aucun traitement particu-lier ; la circulation se fait à même le sol en empruntant le tracé le moins mauvais parmi ceux qui ont été ouverts par les véhicules pré-cédents ; elle est entièrement dépendante des conditions naturelles du site. La piste naturelle existe et rend des services mais on en voit immédiatement les limites : l'absence de chaussée et l'absence d'aménagement font que l'on ne maîtrise ni la possibilité de circuler ni le temps de parcours. Il n'y a pour ce type de route ni entretien ni a fortiori de gestion de l'entretien (fig. 1 et 1 bis).

La route en terre

Le refus d'être entièrement dépendant des conditions naturelles conduit à améliorer la piste en lui donnant un tracé et en traitant les points difficiles, par exemple par quelques tra-vaux d'assainissement ou quelques ouvrages de franchissement. Sur ce type de route, la circu-lation est temporaire, faible et pratiquement réservée aux véhicules tous terrains. La route en terre correspond souvent à une activité agri-cole liée au cycle de production et d'évacua-tion des récoltes, donc saisonnière. On y effectue un entretien saisonnier qui consiste à la rendre praticable au moment adéquat (fig. 2 et 2 bis).

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Fig. 1 - Pistes naturelles en Mauritanie.

Fig. 2 - Routes agricoles au Burundi.

au Gabon - Forêt des Abeilles. Fig. 3 - Routes nationales... au Népal.

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La route élaborée non revêtue

Son objectif est d'assurer une circulation perma-nente dans des conditions décentes. Permanente, cela veut dire que la route est accessible quoti-diennement aux véhicules ordinaires et que la circulation n'est qu'exceptionnellement coupée (crues d'oued, passages submersibles, barrières de pluie...). Dans des conditions décentes, cela veut dire que circuler sur cette route n'est pas une expédition dans laquelle on ignore le temps que l'on mettra et le nombre de véhicules qui succomberont. Quand on parle de gestion de l'entretien routier, c'est essentiellement à cette troisième catégorie de route que l'on pense. C'est elle que nous appellerons « route non revê-tue » et c'est pour elle que la méthode VIZIRET a été conçue (fig. 3 et 3 bis).

Place dans l'économie des transports

Route économique

S'il est courant qu'un niveau faible des res-sources associé à un trafic faible conduise à réa-liser des routes à faible investissement, il serait faux de réduire le concept de route économique au seul niveau de l'investissement initial (la solution la plus économique correspond rarement au coût de construction le plus faible), et tout aussi erroné de croire que les routes économi-ques sont l'apanage des pays en développement. Une autoroute peut être « économique » et une route non revêtue peut ne pas l'être.

Le coût total d'une route pour la collectivité est, pour une période donnée, la résultante de trois composantes :

—PI , le coût d'investissement, —Pe , le coût de l'entretien sur cette période,

—Pu , le coût d'usage de la route, c'est-à-dire la

dépense effectuée par les usagers.

La solution « économique » d'un projet est celle qui en minimise la somme :

Pt « économique » = Mini [P, + P e + Pu] .

Le tableau I donne le coût relatif de différents types de routes non revêtues par rapport à une route revêtue de 6 m de large et de 9 m d'em-prise, dont le prix a été ramené à un indice de valeur 100. Il montre que, pour le même inves-tissement, on peut construire quatre fois plus de routes non revêtues de bon niveau de viabi-lité que de routes revêtues et dix fois plus de kilomètres de route en terre, ce qui est particu-lièrement important pour les pays à faibles res-sources et à faible trafic.

Le coût de la chaussée est une composante impor- tante du coût d'investissement : pour les routes à

faible investissement, le coût de la chaussée représente environ 60 % du total, comme on peut le voir dans le tableau II, où figurent des résultats moyens de cinq projets par catégorie. La raison est principalement le niveau des caractéristiques géométriques, qui épousent au mieux le terrain naturel pour éviter des terrassements importants. On voit que, contrairement à une idée reçue, le dimensionnement des chaussées à faible trafic n'est pas une science mineure : il y a moins de conséquences, en valeur relative de coût d'inves-tissement, à mettre 5 cm d'enrobés de trop sur une autoroute que 5 cm de grave de trop sur une chaussée à faible trafic.

Coût d'investissement

Sans avoir valeur universelle, les tableaux de I à VII donnent un ordre de grandeur qui situe l'in-térêt économique de la route non revêtue dans le développement du réseau routier d'un pays à res-sources limitées.

Pour un projet particulier de 600 km environ de routes revêtues, en Afrique sahélienne, les dépenses détaillées par poste, étaient celles du tableau III.

Dans ce projet, le revêtement représente près de 25 % du coût de l'investissement et cela justifie qu'on lui porte un intérêt tout particulier, par exemple en imposant et en vérifiant la propreté des granulats pour l'enduit superficiel.

Cependant, il ne suffit pas, à lui seul, à justi-fier l'écart constaté entre une route revêtue ou non revêtue, qui est lié à tout un ensemble de différences sur les aménagements de tracé, de drainage ou d'ouvrages de franchissement. Pour le corps de chaussée, qui représente 30 % du total dans le cas présent, le coût de trans-port des matériaux prend une place prépondé-rante par rapport à l'extraction et cela explique qu'il soit recherché un compromis entre qualité des matériaux et proximité du tracé, com-promis qui introduit la notion de matériaux locaux.

Coût d'entretien

Ces proportions se retrouvent également dans les travaux de réhabilitation de chaussée, comme on peut le voir dans le tableau IV, qui concerne un projet récent de reconstruction de chaussée au Népal dont la structure est com-posée d'une fondation de 16 cm de grave semi-concassée, d'une base de 10 cm de grave concassée et d'un enduit superficiel bicouche. L'enduit superficiel représente 27 % du coût de la chaussée et 24 % du coût total d'inves-tissement. Lorsque, par suite de divers concours de circonstances, la dureté des granu-lats, caractérisée par l'essai Los Angeles,

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déroge aux spécifications les plus laxistes et que cela a pour conséquence une production continue de fines et un rejet quasi immédiat de la seconde grille sur les accotements, on ne réalise pas forcément l'enjeu économique. Mais si l'on comprend que c'est financièrement l'équivalent de 10 km de route sur les 100 km du projet qui se sont évaporés en moins de huit jours, alors il est très probable que propreté et dureté des granulats prendront un tout autre éclairage pour les chantiers à venir.

Coût d'usage

Le coût d'usage englobe toutes les dépenses de l'usager qui emprunte une route : le temps de parcours, l'usure et l'amortissement du véhicule, la consommation de carburant, de lubrifiant et de pneumatiques, etc. On peut également y intro-duire l'immobilisation du véhicule en cas de coupure de route, les accidents...

Le coût d'usage est composé d'un terme fixe lié aux caractéristiques géométriques de la route, donc au coût d'investissement, et d'un terme variable lié aux caractéristiques superfi-cielles de la chaussée, à la nature de la couche de roulement et à son état, c'est-à-dire à l'en-tretien.

Il y a une grosse différence de coût de fonc-tionnement entre une chaussée revêtue et une chaussée non revêtue et cet écart est l'un des facteurs de l'estimation de la limite de trafic au-delà de laquelle il est intéressant de revêtir une chaussée (appelée parfois seuil de bitu-mage). Le tableau V donne le rapport des composantes du coût d'exploitation d'un camion TLM 13, avant et après revêtement de la liaison Tahoua Arlit, bretelle d'In Gall (Ni-ger), tel qu'il est ressorti d'une enquête effec-tuée par RVI en 1986. Il montre que l'espé-rance de vie du véhicule a pratiquement doublé quand la route a été revêtue.

TABLEAU I Coût d'investissement par catégorie de route

Appellation L

(emprise)* I

(circulable) Indice de coût

Piste 10 m 7 m 3

Route en terre 12 m 7 m 8

Route élaborée non revêtue

12 m 8 m 25

Route élaborée non revêtue

12 m 10 m 40

Route revêtue 9 m 6 m 100

* L'emprise, dans /e cas présent, est /a distance entre-axe des fossés.

TABLEAU II Coût relatif de la chaussée

Type Zone Trafic Chaussée Reste

Route PED Asie 200 v/j 61 % 39 %

Route PED Afrique 1 000 v/j 57 % 43 %

Route départ. France 2 000 v/j 38 % 62 %

TABLEAU III Principaux postes de dépenses d'un projet neuf

(Route Tahoua-Arlit, Niger)

Chaussée

54 %

Corps de chaussée

31 %

Revêtement

23 %

Reste 46 %

Terrassement 20 %

Drainage 8 %

Radiers 3 %

Ponts 2 %

Installation 8 %

Contrôle 5 %

TABLEAU IV Postes de dépenses de travaux de réhabilitation

(Népal)

Total

100 %

Chaussée

90 %

Reste (contrôle, signalisation, 10 % scarification de l'ancienne chaussée)

Chaussée 90 %

Préparation du support 2 %

Couche de fondation 35 %

Couche de base 29 %

Enduit bicouche 24 %

TABLEAU V Influence du revêtement

sur le côut d'exploitation d un camion

Poste Avant / Après

Pièces détachées au km 1,75

Vidange - graissage par an 2

Durée des pneumatiques 0,75

Espérance de vie du véhicule 0,6

Durée d'une rotation 2

Charge utile 0,9

Consommation de gazole 1,2

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Coût d'exploitation du véhicule 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50

o o

5

4".11

10 15 20 Indice d'uni international IRI

— ■ 156,1

le"

let

Pour une chaussée donnée, le coût d'usage dépend également de son état de surface. Le tableau VI établi lors de l'étude du système de gestiôn du réseau national revêtu de Corée, montre que l'augmentation du coût d'usage entre une chaussée en bon état et une chaussée en mauvais état est de 10 % pour les véhicules légers et de 23 % pour les véhi-cules lourds.

TABLEAU VI Évolution du coût d'usage d'un véhicule quand l'uni de la chaussée se dégrade

Type/QI* 15 35 55 75

Véhicule léger 1,00 1,025 1,06 1,10

Poids lourd 1,00 1,076 1,157 1,235

' Note d'uni de /a chaussée délivrée par un appareil type réponse (Bump integrator). (Vitesse de déplacement du véhi-cule calculée par le modèle HDM).

Le CEV correspondant aux indices de 1 est de 153,8 wons par km HT pour le véhicule léger (VL) et de 409,8 wons par km HT pour le poids lourd (PL). Le QI est une note d'uni mesurée par un appareil de type QCSS (Quarter Car Simulation system).

La courbe 7, relative à l'étude du réseau non revêtu du Cameroun, donne la plage des coûts d'usage en fonction du type et de l'état de la couche de roulement. La partie de la courbe comprise entre des valeurs d'IRI de 2 à 12 se rapporte à une chaussée revêtue ; la partie de courbe comprise entre des IRI de 10 à 20 se rap-porte à une chaussée non revêtue. Le CEV sur bonne route non revêtue est environ 50 % plus fort que sur bonne route revêtue ; il double dans les deux cas entre les deux extrêmes. Le coût pour un PL suit la même évolution, mais il est environ trois fois plus élevé.

Fig. 4 - Coût d'usage d'un véhicule léger en fonction de la nature et de la qualité de la couche de roulement, caractérisée par l'uni exprimé en lRl (International

Roughness Index).

Décomposition du coût total

En 1985, le SERI a coordonné une étude por-tant sur une quinzaine de projets routiers, d'où est issue la répartition entre les trois compo-santes du coût total de ces projets qui figure dans le tableau VII. La période de calcul n'est pas la même pour les trois exemples, elle est plus longue pour les routes revêtues et par ail-leurs, si le coût d'usage total (coût unitaire multiplié par le nombre de véhicules) est plus bas sur les chaussées non revêtues, c'est en raison du niveau de trafic, car le coût unitaire est plus élevé, comme cela vient d'être montré précédemment.

TABLEAU VII Décomposition du coût total *

Type Zone Trafic Pi Pe P.

Pays en développement

route non revêtue

Amérique du Sud

50 v / j 29 % 9 % 62 %

Pays en développement

route revêtue

Afrique 70 q 13 % 11 % 76 %

Moyenne de six cas de routes départementales

France 2 000 v/j 9 % 6 % 85 %

* Ainsi que cela a été souligné en début de ce chapitre, il est difficile de donner des échelles de coûts qui aient valeur uni-verse/le et /es exemples cités ont pour but d'indiquer /es ordres de grandeur ou /es tendances.

Sur la plupart des routes, le coût d'usage repré-sente, et de loin, la plus grosse partie du total des dépenses et il n'est donc pas déraisonnable de commencer par rechercher les économies à son niveau.

Coût d'entretien et réduction du coût d'usage

Pour une route existante, dont les caractéristi-ques géométriques ne sont pas remises en cause, la recherche d'une politique optimale d'entretien sous contrainte budgétaire consiste à comparer, sur une période donnée correspondant à la « durée de vie » de la chaussée, les dépenses d'entretien et les bénéfices pour la collectivité engendrés par les travaux de chaque stratégie envisagée.

Dans le modèle HDM III, les bénéfices provien-nent de la réduction du coût d'usage. La réduc-tion du coût d'usage que l'on peut espérer en fonction de l'entretien est variable selon le type de route. Dans les exemples fournis dans le tableau VII, on voit que :

Pour une route non revêtue, le coût d'usage est de 60 % du total. Le CEV unitaire peut

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varier du simple au double selon l'uni de la chaussée (fig. 4, IRI entre 10 et 20).

Pour une route revêtue à faible trafic, le coût d'usage est de 75 % du total. Le CEV unitaire peut varier également du simple au double selon l'uni (fig. 4, IRI entre 2 et 12).

>- Pour une route revêtue à trafic moyen, le coût d'usage est de 85 % du total. Le CEV unitaire peut varier de 15 % pour les véhicules légers et de 25 % pour les poids lourds selon l'uni.

Dans tous ces cas, la réduction du coût d'usage apportée par une amélioration de l'uni de la chaussée peut être plus importante que le mon-tant des travaux d'entretien. L'économie réalisée sur le coût d'usage pendant la durée de vie de la chaussée est toujours supérieure au coût de l'en-tretien sur la même période et l'approche écono-mique qui consiste à comparer coût des travaux et coût d'usage est donc fondée.

Du point de vue de la collectivité, l'entretien est donc toujours économiquement valable. Cepen-dant, sur la plupart des réseaux routiers, celui qui paie l'entretien (le maître d'ouvrage) n'est pas celui qui réalise l'économie (le particulier). Il peut donc arriver qu'un État néglige l'entretien, comme il peut arriver qu'une société privée entretienne à ses frais une route nationale pour pouvoir faire circuler ses camions au moindre coût (et cela peut aussi introduire l'étude du financement de l'entretien par péage).

Fonctionnement et pathologie

Un système de gestion de l'entretien d'un réseau de routes non revêtues présente forcément des analogies avec les systèmes destinés aux routes revêtues, en ce sens qu'il recherche à optimiser les bénéfices apportés à la collectivité par les tra-vaux d'entretien, dans le cadre de contraintes budgétaires. Cependant, il a ses caractéristiques propres, liées aux particularités des routes non revêtues.

Particularités des routes non revêtues

Vis-à-vis d'un système de gestion de l'entretien, la route non revêtue présente des différences, par rapport à la route revêtue, qui portent sur le dimensionnement, le revêtement, les agents de dégradation et la nature de l'entretien et qui sont schématiquement les suivantes :

Dimensionnement : la durée de vie d'une chaussée non revêtue est beaucoup plus courte que celle d'une chaussée revêtue ; elle excède rarement cinq ans. On calcule son épaisseur pour qu'elle supporte pratiquement un charge-ment — ce qu'on appelle « pour le premier pas-sage » — et c'est l'entretien qui assure par la suite la continuité de la viabilité. À la fin de sa durée

de vie, ou durée de service, la chaussée n'existe physiquement plus (fig. 5).

➢ Couche de roulement : les routes revêtues ont tout au plus deux ou trois types de revête-ment, enduit superficiel, enrobé et béton de ciment. Ceci simplifie, si l'on peut dire, les dif-férents types de travaux d'entretien possibles. Pour les routes non revêtues, il y a autant de sortes de couches de roulement qu'il y a de matériaux ; les travaux d'entretien sont liés à la nature et à la texture de ces matériaux, qui se prêtent plus ou moins bien aux travaux d'entre-tien : par exemple, si un reprofilage léger à la niveleuse convient à un matériau graveleux ou à un sable, il est inadapté sur une texture pierreuse (fig. 6 et 7).

Agents de dégradation : ce sont en principe les mêmes dans les deux cas, à savoir le trafic et les agents extérieurs (action climatique et eau) mais, pour les routes non revêtues, les agents extérieurs, dont l'eau, prennent une part prépondérante dans la destruction de la chaussée, qu'ils soient ou non combinés au trafic. Ils sont beaucoup plus agres-sifs : l'eau agit sur la portance, mais érode égale-ment la chaussée qu'elle peut détruire en un temps très court, l'espace d'un seul orage tropical parfois (fig. 8). La pente, les dévers et les déformations sont alors déterminants.

Travaux d'entretien : l'entretien d'une chaussée revêtue consiste soit à réparer, soit à renouveler la couche de roulement. Pour une chaussée non revêtue, il y a une catégorie inter-médiaire de travaux entre ces deux tâches, qui est la remise au profil par nivellement léger avec ou sans apport partiel de matériau du fait que la couche de roulement constituée par le sommet de la couche de base est un matériau meuble. Dans les travaux programmables, hors les tâches de petit entretien ou les travaux ponctuels pour changer une buse, refaire une zone de bourbier, enlever un talus qui a glissé ou un arbre tombé, on aura donc le choix entre : —Le reprofilage léger, qui consiste à remettre en forme la chaussée existante avec une ou deux niveleuses, sans apport de matériau et sans com-pactage. La viabilité et les fossés sont momenta-nément améliorés, au détriment de la structure (grattage de l'épaisseur) et de la largeur circu-lable (la pente transversale des fossés est accen-tuée) (fig. 9). —Le reprofilage avec apport local de matériau qui est identique à la tâche précédente, mais un peu moins agressif du point de vue de la struc-ture et du gabarit (fig. 10). —Le rechargement lourd avec apport de maté-riau, remise au gabarit, compactage, réfection du drainage qui peut correspondre à une reconstruc-tion, selon la quantité de matériau d'apport (fig. 11).

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Fig. 9 - Reprofilage léger, opération qui se fait sans apport de matériau et sans compactage, avec une niveleuse...

Fig. 5 - Ce qu'il reste de la couche de graveleux latéritique après quelques années sans rechargement - Cameroun.

Fig. 7 - Texture pierreuse ; la texture pierreuse peut être également due à l'emploi d'une grave de dimension trop forte ou à un empier-rement volontaire, comme ici au centre Laos. Cette route ne peut pas être reprofilée sans matériaux d'apport car le reprofilage arra-cherait les gros éléments sans permettre une remise en forme.

Fig. 6 - Texture pierreuse. Cette texture particulière, appelée tel-ford » en Éthiopie d'où est issu cet exemple, s'apparente au hérisson recouvert d'un macadam à l'eau qui fit les beaux jours des routes françaises il y a plus d'un demi-siècle. Elle se prête à une réalisation de type HIMO (haute intensité de main d'ceuvre).

Fig. 8 - Averse tropicale sur une route non revêtue.

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Fig. 10 - Rechargement léger avec apport de matériau sans Fig. 11 - Rechargement lourd ou reconstruction avec apport de compactage.. matériau, remise au gabarit initial et compactage.

Fig. 12 - Perte de gravier dû à un grumier au Gabon ; un tel départ de matériau peut diminuer l'épaisseur de chaussée de deux centimètres par an et plus pour un trafic de 50 à 100 véhi-cules par jour.

Fig. 13 - Ravine due à l'eau de ruissellement : on peut la boucher par reprofilage mais, sans compactage du matériau, elle réappa-raîtra à la première averse. Le matériau de chaussée doit être remis en cordon, complété par du matériau d'apport et remis en oeuvre avec un atelier de compactage.

Fig. 14 - Cette chaussée avait initialement une emprise routière de 12 mètres de large située dans un couloir déforesté de 50 m ; la nature a repris ses droits.

Fig. 15 - Reprofilage léger : les fossés sont retaillés au détriment de la chaussée, les pentes de rives sont accentuées et ne sont plus circulables, la bande de roulement au centre, est réduite. Il s'agit d'une texture pierreuse, les aspects négatifs du reprofi-lage sont visibles en rive (Costa Rica).

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Processus de dégradation

La pathologie des chaussées non revêtues est développée dans l'article VIZIRET : qualifica- tion et quantification des dégradations des routes non revêtues (réf. À paraître). Une chaussée neuve non revêtue a une qualité structurelle repré-sentant une valeur de patrimoine et une qualité de viabilité correspondant à un coût de transport pour l'usager. Ces deux qualités vont décroître avec le temps sous l'action de trois groupes d'agents de dégradations : —le trafic, associé ou non à l'eau, —l'eau seule, —le milieu naturel (qui revient au galop !)

Du point de vue de la gestion de l'entretien, il est commode de rattacher les dégradations à l'un ou l'autre de ces deux concepts, structure ou viabi-lité. De même que la méthode de qualification des dégradations des chaussées revêtues pro-posée dans VIZIR distingue des dégradations structurelles et des dégradations de surface, VIZIRET distingue une dégradation structu-relle : la perte de matériau due à l'usure de la structure sous trafic et des dégradations superfi-cielles : tôle ondulée, déformation, nids de poule, ravine et traverse.

Qualité structurelle : L'épaisseur de chaussée diminue sous l'action du trafic ; ceci se produit plus ou moins rapidement selon la nature du matériau, la cohésion de surface, la vitesse de circulation, le climat. Les véhicules arrachent les matériaux et dégagent un nuage de poussière qui atténue la visibilité (fig. 12). Cette perte d'épaisseur, connue sous le nom de « grave] lors », est accentuée par les travaux de reprofi-lage léger, mais elle peut être ralentie ou com-pensée par les travaux de rechargement.

Qualité de viabilité : La viabilité, que l'on peut caractériser par la vitesse moyenne de déplace-ment sur un tronçon de route, se dégrade à la fois du fait du trafic, de l'eau et du milieu naturel : —le trafic engendre de la tôle ondulée, des défor-mations et des ornières si le matériau s'y prête, ainsi que des nids de poule, qui se multiplient d'autant plus facilement qu'il y a de l'eau ; —l'eau crée des traverses et des ravines qui peu-vent descendre jusqu'au sol support (fig. 13) ; —le milieu naturel génère des glissements de ter-rain, des chutes d'arbre, des vents de sable, qui comme la végétation, peuvent entraver la viabi-lité (fig. 14).

La chaussée peut être localement détruite par les nids de poule et les déformations qui se transfor-ment en bourbier ou par les traverses d'eau et les ravines qui entaillent la chaussée et le sol sup-port ; mais ces dégradations sont localisées et doivent être traitées comme des phénomènes

ponctuels du point de vue de l'entretien, à l'in- verse de la perte de matériau, qui est généralisée.

Les travaux de reprofilage confortent périodique-ment la viabilité, mais sans la ramener à son niveau de qualité initial, et ceci se fait bien sou-vent au détriment de la qualité structurelle ; ils masquent les dégradations plus qu'ils ne les sup-priment. La figure 15 est un exemple de reprofi-lage léger : l'uni a été rétabli dans la bande de circulation mais la largeur de celle-ci a été réduite du fait de la reprise des pentes transver-sales pour la réfection des fossés. La photogra-phie 16 montre que le reprofilage est sans action durable sur les ravines, qui mal rebouchées, se reforment dès la première pluie. La photographie a été prise au même endroit que la figure 13, mais six mois plus tard, en saison sèche (et dans l'autre sens de circulation) ; la ravine a été rebouchée par un simple reprofilage à la nive-leuse ; elle se reforme et sera probablement associée à un bourbier à la prochaine saison des pluies, du fait que l'exutoire a également été bouché. Lors de cette seconde prise de vue, les villageoises sont venues pleines de bon sens et de rancoeur, nous montrer l'exutoire bouché et dire tout le bien qu'elles pensaient des « TP », ce qui est très significatif.

Malgré l'entretien, la chaussée se dégrade inexo-rablement et il arrivera un moment où il faudra la recharger totalement ou la reconstruire, en fonction de l'épaisseur résiduelle ou des condi-tions de viabilité : ce temps correspond à la fin de la durée de service de la chaussée (fig. 17).

Principe du système de gestion

Schéma général

Un pays en développement désire lancer une nouvelle politique d'entretien de son réseau rou-tier s'appuyant sur un véritable système d'aide à la gestion, comprenant des outils de gestion et de suivi dont une banque de données. Le réseau routier de ce pays a quelque peu souffert du manque d'entretien de ces dernières années et il y aura donc des travaux de remise à niveau à faire avant de pouvoir appliquer la nouvelle poli-tique d'entretien. Ce pays va s'adresser à un bailleur de fonds qui va l'aider à mettre en place un projet à durée limitée, de l'ordre de cinq ans par exemple, qui comprendra une composante technique et une composante institutionnelle, toutes deux nécessaires pour le succès du projet.

La composante technique doit permettre : D'estimer dans quel état se trouve le réseau

au temps To , démarrage du système.

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LES TROIS COMPOSANTES DE VIZIRET

Qualité structurelle et qualité

de viabilité

Examen visuel Quantification

des dégradations

Évolution de la viabilité

Mesure de la vitesse VIZIRVIT IRI

Lois d'évolution de l'uni

Ill

Évolution structurelle

Perte de matériaux

Lois d'évolution de la structure

Épaisseur limite

Image du réseau au temps T,

Travaux de réhabilitation

Coût d'usage

u Choix

d'une politique d'entretien

Structure initiale Climat - trafic

u

Durée de vie Tf

De déterminer le moment où l'entretien doit s'effacer au profit de la reconstruction, temps qui correspond à la fin de la durée de vie de la route.

D'estimer dans quel état se trouverait le réseau à un temps T i (T, > To ) s'il n'y avait pas d'entretien, et en particulier au temps T t , fin de la période pour laquelle le projet est mis en place. Ceci sous-tend que l'on connaisse les lois d'évolution des paramètres qui définissent la qualité des routes du réseau, dans leur environ-nement de trafic et de climat.

>- De recenser les différents types de travaux possibles, savoir les choisir en fonction de l'état de la route et connaître leur action sur le ralentis-sement de l'usure ou sur le redressement du niveau de qualité des routes.

De disposer d'un indicateur économique qui permette de choisir la politique optimale pour la collectivité.

Le principe est identique qu'il s'agisse de routes revêtues ou non, mais les outils concer-nant les réseaux revêtus sont plus anciens ou plus rodés. La méthode VIZIR du LCPC, le modèle HDM III de la Banque mondiale, le logiciel SISTER du BCEOM (Simulation de stratégies d'entretien routier)..., permettent de répondre à des questions telles que l'estimation des besoins en entretien, les lois d'évolution des chaussées, les corrections apportées par les travaux, le calcul du CEV, la relation entre l'état de la chaussée et le coût d'usage du véhicule, la simulation de stratégies, etc. En ce qui concerne les routes non revêtues, les méthodes sont plus récentes et moins rodées, car elles n'ont pas fait l'objet des mêmes tra-vaux de recherche sur le terrain. VIZIRET a pour objectif de proposer des lois simples et réalistes, faciles à appliquer et à corriger en fonction du pays et du site, qui puissent le cas échéant se substituer aux lois quelque peu complexes du modèle HDM III (Chapitre 4 : Sous modèle dégradation et entretien des rou-tes ; 4,4 et 4,5 Routes non revêtues, dégrada-tion et entretien).

Là Le premier module du système VIZIRET, Qualité structurelle et qualité de viabilité, a pour but de déterminer l'état dans lequel se trouve le réseau au démarrage du système de gestion, ainsi que la nature et le coût des travaux nécessaires pour le mettre en état d'être l'objet d'une poli-tique d'entretien ; il concerne la viabilité et en partie la qualité structurelle de la chaussée. À partir de l'examen visuel de la plate-forme concernant les dégradations, le gabarit, la struc-ture de la chaussée et le drainage, on définit une image de la qualité du réseau. Une

grille de correspondance entre la gravité des dégradations et les travaux d'entretien permet d'estimer l'enveloppe des travaux sur la chaussée auxquels on rajoute les travaux de réta-blissement du drainage pour obtenir le coût total de remise en état du réseau à l'instant T o . La remise en état concerne essentiellement la réfec-tion de la viabilité, c'est-à-dire des travaux d'en-tretien, mais pas de remise à niveau de la struc-ture, si cela n'est pas nécessaire pour rétablir une circulation normale. Cette estimation correspond à la « solution technique » hors contrainte bud-gétaire, qui est un état des lieux indiquant la pro-portion de routes en bon état, susceptibles d'être entretenues et celle des routes en mauvais état qu'il faut renforcer ou reconstruire avant de pou-voir les intégrer dans un système de gestion de l'entretien. Elle définit la nature et le coût des travaux. ❑ Le troisième module Évolution structurelle permet de déterminer le temps à partir duquel chaque chaussée du réseau serait à reconstruire en dehors de tout entretien. Ce temps est déter-miné par l'usure que subit la chaussée du fait du trafic et seuls les aspects structurels sont concernés : la structure initiale, dans son envi-ronnement et avec son trafic, diminue progressi-vement jusqu'à être nulle ou quasi nulle ; la loi de perte de matériau et la valeur résiduelle de l'épaisseur de chaussée au temps T o permettent de déterminer la durée de service résiduelle d'un itinéraire.

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❑ Le second module permet de choisir la stra-tégie optimale d'entretien. La durée de service résiduelle d'une chaussée peut être prolongée par les travaux d'entretien qui viennent ralentir sa vitesse de dégradation et compenser son usure sous trafic. Une stratégie d'entretien est une séquence d'association dans le temps de plu-sieurs types de travaux, chacun d'entre eux amé-liorant plus ou moins la viabilité et la structure de la route. La recherche d'une stratégie opti-male d'entretien sous contrainte budgétaire consiste à comparer plusieurs stratégies pour déterminer celle qui apporte le plus grand béné-fice à la collectivité, bénéfice calculé par diffé-rence des coûts actualisés des travaux et des coûts d'usage des véhicules. Le coût d'usage est lié à la viabilité de la chaussée ; celle-ci peut être estimée à partir de la vitesse de déplacement ou à partir d'une mesure de l'uni, celle de l'IRI par exemple. Le module VIZIRVIT donne la relation entre vitesse et uni et permet donc d'uti-liser l'un ou l'autre de ces quantificateurs. La relation entre l'uni et le coût d'usage des véhi-cules est fournie par le modèle HDM III.

L'uni décroît dans le temps en suivant une loi qui dépend de la nature du matériau et du volume du trafic, tandis qu'il est amélioré par les travaux d'entretien. VIZIRET fournit une loi de perte d'uni hors travaux d'entretien, une loi d'amélioration de l'uni et une loi de compensa-tion de la perte d'épaisseur pour chaque type de travaux. On peut donc associer à chaque stra-tégie d'entretien un coût d'entretien, un coût d'usage et une prolongation de la durée de ser-vice jusqu'à un nouveau temps T r .

À partir de là, le système redevient identique à ceux utilisés pour les routes revêtues et l'on peut utiliser les modèles HDM et EBM de la Banque mondiale pour rechercher la stratégie optimale et programmer les travaux.

Estimation de l'état d'un réseau routier

La méthode du LCPC pour estimer les besoins en entretien d'un réseau non revêtu repose sur un principe analogue à celui de la méthode VIZIR, utilisée pour les réseaux revêtus. Appelée VIZIRET (VIZIR - Route En Terre), elle sera publiée dans le courant de l'année 1997. Elle comprend une partie dévolue à la qualification et quantification des dégradations.

Le schéma itinéraire

Pour estimer la viabilité d'un réseau, il faut par-courir toutes les routes, car leur état évolue très rapidement, ce qui rend aléatoire l'utilisation d'archives ou les analogies entre routes. La méthode de relevé systématique doit être simple, d'une part pour être rapide et bon marché,

d'autre part parce que les conditions de circula-tion parfois précaires gênent la prise d'informa-tion. Outre le repérage, les relevés concernent la géométrie (essentiellement le gabarit), le drai-nage (essentiellement les fossés et les buses), les dégradations et la structure de chaussée (essen-tiellement la nature et l'épaisseur de la couche de chaussée). La manière la plus commode de recueillir ces données et de les présenter est le schéma itinéraire. On peut employer pour ces relevés le même équipement que celui utilisé pour les routes revêtues, DESYROUTE, matériel LPC (fig. 18) dont une configuration de saisie VIZIRET a été spécialement mise au point pour ce travail. Les données peuvent être également introduites dans une banque de données, la banque VISAGE en particulier, toutefois la durée d'utilité de certaines d'entre elles peut être brève.

Quantification des dégradations

Six types de dégradations sont relevés et quanti-fiés par leur gravité et leur étendue, selon le même principe que celui retenu pour VIZIR. —Déformation —Ravine —Tôle ondulée —Traverse d'eau —Bourbier —Nid de poule.

Les quatre premières : déformations, ravines, tôle ondulée et nids de poule, entrent dans le calcul de l'indice de qualité de VIZIRET. Les deux dernières concernent le drainage et relèvent de travaux ponctuels. Les notes de gravité et l'indice de qualité sont reliés à la nature des tra-vaux comme cela est indiqué dans le tableau VIII.

TABLEAU VIII Indice de gravité des dégradations.

Gravité Travaux Déf. ou Rav. Tôle ondulée

1 Entretien léger < 5 cm < 2 cm

2 Rechargement 5 - 10 cm 2 - 5 cm

3 Reconstruction > 10 cm > 5 cm

Indice de qualité

L'indice de qualité (IQ) sur une zone donnée est le degré de gravité le plus fort de l'une ou l'autre des quatre dégradations, déformations, ravines, nids de poule ou tôle ondulée. L'étendue d'une zone correspondant à un degré de gravité d'une dégradation est relevée sur le schéma itinéraire. L'indice global de qualité de la route est le sui-vant :

IQ = max [déformation, ravine, nid de poule, tôle] de 1 à 3.

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Fig. 16 - Cette photo a été prise au même endroit que la figure 13 Fig. 17 - Fin d'une chaussée dont seul subsiste le tracé. six mois plus tard, mais en saison sèche et dans l'autre sens de circulation. La ravine a été rebouchée par un simple reprofilage, elle est en train de se reformer.

Fig. 18 - Équipe Desyroute au Cameroun. Fig. 19 - Bump lntegrator tracté lors des études au Niger.

Fig. 20 - Le capteur dans le véhicule banalisé.

Fig. 21 - Le capteur du Bump Integrator sur le châssis de l'appareil tracté.

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Synthèse des travaux

Chaque itinéraire ou portion d'itinéraire fait ensuite l'objet d'une feuille de synthèse qui permet de déterminer l'ampleur des travaux, c'est-à-dire la répartition entre entretien, rechargement et reconstruction, remises au gabarit, buses, dalots et fossés à refaire ou à entretenir, bourbiers à réparer et nouvelles buses à mettre en place. Cette feuille de synthèse permet de déterminer un coût de remise en état route par route.

Estimation de la durée de vie résiduelle d'une chaussée

En dehors de tout entretien, la durée de vie rési-duelle de la chaussée dépend de son épaisseur initiale et de la perte en matériau qu'elle subit du fait du trafic.

Perte de matériau proposée par HDM

Le modèle HDM III propose une loi de perte de matériau qui est la suivante :

MLA = 3,65 [3,46 + 0,426 MMP + KT ADT]

MLA : estimation des pertes annuelles de maté-riau en mm, par an

MMP : pluviométrie mensuelle en mm, par mois

KT : coefficient d'enlèvement de matériau en raison du trafic, des chutes de pluies, de la géo-métrie de la route et des caractéristiques des matériaux

KT = max [0 ; (0,022 + 0,969 C/57300 + 0,00342 MMP.P075 -0,0092 MMP.PIj - 1.101 MMP]

C : sinuosité de la route en degré/km

P075 : passant à 80 microns

J : selon la nature g (grave) ou s (terre)

PI : indice de plasticité

ADT : trafic journalier moyen dans les deux sens.

Perte de matériau - loi proposée par VIZIRET

La loi proposée par HDM III provient de corré-lations assez compliquées et son application peut paraître rébarbative et trop sophistiquée. Nous lui préférons une loi plus simple du type de celle qui avait été annoncée dans l'atelier sur les laté-rites lors du colloque ENPC 1984 - Routes et Développement.

Trafic v/j Perte

20 - 50 1 cm

50 - 150 1,5 cm

150 - 300 2 cm

> 300 2,5 cm

La loi que nous avons adoptée dans VIZIRET fournit directement une valeur de la perte moyenne annuelle de matériau par classe de trafic et permet de corriger cette perte moyenne en fonction de deux critères principaux suscepti-bles de modifier les données : la pluviométrie et le ruissellement traduit par le relief du site.

Trafic Perte annuelle sur site neutre

0-50 15 mm

50 - 100 20 mm

100 - 200 25 mm

200 - 400 30 mm

> 400 35 mm

Correction Pluie isohyète Site

0 < 1250 Neutre

+ 10 % 1250 - 1500 Vallonné

+ 20 % 1500 - 2500 Accidenté

+ 30 % > 2500 Très accidenté

Elle est en apparence moins précise que la loi proposée dans le modèle HDM, mais il ne s'agit que d'une apparence, car les paramètres correc-teurs de la formule HDM sont la plupart du temps inconnus lors de l'étude et leurs coeffi-cients dans la formule de KT sont donnés sans leurs intervalles de confiance.

Par application de la loi de VIZIRET, une chaussée en graveleux latéritique située dans un site très accidenté et dans un climat très pluvieux perdra 2,5 cm d'épaisseur par an, si son trafic est de l'ordre de 50 véhicules/jour. Si à sa mise en oeuvre son épaisseur était de 15 cm, elle sera nulle au bout de six ans. Il s'agit là d'une loi statistique destinée à un système de gestion.

Épaisseur minimale

Malheureusement dans les faits, une chaussée sera à reconstruire avant que son épaisseur ne soit nulle, car il existe une notion restrictive d'épaisseur minimale à partir de laquelle la chaussée n'a plus d'influence sur la contrainte de compression exercée sur le sol support.

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Les calculs effectués avec le programme ALIZÉ III du LCPC situent cette épaisseur minimale autour de 5 à 6 cm, valeurs également trouvées dans la littérature. Dans l'exemple pré-cédent, en dehors de tout entretien la chaussée serait donc à reconstruire au bout de quatre ans, c'est-à-dire lorsqu'elle aura perdu 10 cm de son épaisseur initiale.

Épaisseur minimale = 6 cm.

Action du trafic sur l'évolution de l'uni

Dans VIZIRET, le quantificateur de l'uni uti-lisé pour relier l'état d'une route au coût d'usage est l'IRI. Dans la gamme d'uni pré-sentée par les routes non revêtues, le conduc-teur est tout à fait capable de distinguer le bon grain de l'ivraie et d'évaluer la valeur de l'IRI, avec une précision largement supérieure à celle que nécessite le modèle HDM III, comme nous avons pu le vérifier sur le réseau malgache. Cependant on ne peut pas se satisfaire d'une impression non chiffrée pour définir un para-mètre et sa loi d'évolution. Deux approches sont possibles selon la méthodologie retenue pour l'étude :

le réseau est représenté par des sections d'essai, on peut effectuer une mesure,

le réseau est étudié en continu, la mesure n'est pas possible et il faut trouver un autre esti-mateur de l'uni.

La mesure de l'IRI

L'appareil de mesure le plus simple, compte tenu de la gamme d'uni à mesurer, est le Bump Integrator embarqué. Il est hors de ques-tion en effet, pour des raisons pratiques, de traîner derrière sa voiture une remorque Bump Integrator de 350 kg sur des routes bien sou-vent défoncées (fig. 19). Le Bump Integrator embarqué n'est rien d'autre que la chaîne de mesure du Bump montée sur un véhicule ordi-naire (fig. 20 et 21). Son avantage est son faible poids et son faible encombrement, son inconvénient est que sa fiabilité est encore plus réduite que celle du Bump tracté, malgré la procédure d'étalonnage recommandée par la Banque mondiale, du fait que la suspension du véhicule peut changer radicalement pendant la campagne de relevé, comme cela a été le cas lors de l'étude du réseau gabonais, où nous avons constaté des écarts inacceptables sur une planche d'étalonnage entre les mesures faites avec la voiture accusant 300 km au compteur (un véhicule 4x4 de très bonne marque) et refaites après 15 000 km de campagne. L'appareil mesure donc aussi l'usure du véhi-cule qui le porte.

La mesure doit être faite à une vitesse constante, la vitesse normalisée étant de 70 km/h. Dans certains cas, par exemple si la circulation est dangereuse ou si le tracé de la route limite la vitesse de parcours, on peut choisir des vitesses plus faibles : 32 ou 50 kg/h et il est générale-ment possible de rouler à l'une de ces vitesses sur des sections d'essais. Lors de l'étude du réseau gabonais (en 1985) portant sur 4 500 km de routes non revêtues, nous avons implanté 100 sections d'essai destinées à la recherche de stratégie d'entretien avec HDM et nous avons pu réellement effectuer les mesures au Bump embarqué sur les 100 sections, à la vitesse de 32 km/h.

L'estimation de l'IRI, VIZIRVIT

Si la mesure peut être généralement réalisée sur des sections d'essai, on ne peut pas l'effectuer en continu sur un réseau pour des questions prati-ques de vitesse de parcours. Lors de l'étude des routes non revêtues du Cameroun, c'est-à-dire pour un réseau de 10 000 km de routes, dont certaines offraient une vitesse de base supérieure à 60 km/h, mais dont beaucoup d'autres malheu-reusement ne permettaient pas de dépasser 20 km/h, il n'était pas envisageable d'effectuer en continu une mesure qui se fait à 32 km/h ! Il faut donc, lorsqu'il n'est pas prévu de sections d'essai, remplacer la mesure directe par un autre estimateur.

Pour estimer l'IRI en continu, nous avons intro-duit dans VIZIRET le module VIZIRVIT qui permet de déterminer la valeur de l'IRI à partir de la vitesse de parcours, relation corrigée par la trajectoire du véhicule. La vitesse ne suffit pas pour déterminer l'uni car le conducteur choisit sa trajectoire pour éviter les principaux défauts de la route : on comprend bien que nul n'a le désir de passer systématiquement dans tous les nids de poule pour savoir de combien cela fait chuter sa vitesse !

VIZIRVIT prend en compte la vitesse et la tra-jectoire de la manière suivante :

relation entre uni et vitesse de parcours : nous avons retenu dans VIZIRET une loi qui lie l'IRI au carré de la vitesse de parcours et qui fournit des résultats assez voisins de ceux qui ont été retenus par l' OCDE dans le manuel pour le suivi des routes dans les pays en développe-ment :

IRI = min 24 ; 1 + 0,003 (100 — V) 2 1

trajectoire : la trajectoire est prise en compte par rapport à l'axe du tracé ; elle peut être parallèle, peu sinueuse ou très sinueuse par rapport à l'axe ;

valeur de l'IRI : pour des questions prati-ques, la vitesse de parcours est déterminée par

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sable + 1,3

graveleux + 0,1

Évolution sous trafic par milliers de véhicules

sols argileux + 0,3

quatre classes et la correction de trajectoire ne concerne que la trajectoire de second type, peu sinueuse, la troisième diminuant suffisamment la vitesse pour qu'une correction ne soit pas néces-saire.

Classe Moyenne IRI Trajectoire

V < 20 km/h 10 24 —

20 - 40 30 16 + 1

40 - 60 50 8 + 2

V > 60 km/h 70 4 + 3

Si la trajectoire est sinueuse, l'IRI est corrigé de 1 à 3 points par rapport à la valeur de calcul.

Loi de l'évolution de l'IRI

L'uni se détériore sous l'action du trafic, mais il existe une valeur maximale dans l'échelle IRI qui est dépendante du matériau, tout comme l'usure est liée à la nature des maté-riaux.

Nous avons retenu, dans VIZIRET, les lois sui-vantes :

pour la note finale maximale, fonction du matériau :

UNI Max

graveleux latéritique IRI = 22

sols fins - graveleux de quartz IRI = 28

pour l'évolution sous trafic, fonction du nombre de passages et du matériau :

Effets de l'entretien sur la structure et la viabilité

Les travaux d'entretien mécanisés améliorent : —l'uni, s'il s'agit de reprofilage léger, —l'uni et l'épaisseur de la chaussée s'il s'agit de reprofilage avec apport de matériau. Cependant, sauf reprise totale de la chaussée, ces travaux ne permettent pas de retrouver le niveau d'origine : le reprofilage léger donne des résultats qui dépendent du niveau de l'uni au moment du reprofilage tandis que le résultat d'un reprofilage avec apport de maté-riau dépend de la valeur de départ et de la quantité de matériau d'apport. Compte tenu de cela nous avons retenu dans VIZIRET les lois suivantes :

Influence des travaux sur l'uni

Effet d'un reprofilage léger

IRI après = 80 % de l'uni de départ

Reprofilage avec apport de matériau

IRI après = max {(IRI avant - 0,1 V/L, mini [3 ; IRI avant - 121) ; 12)

V = volume de matériau d'apport en m 3 L = longueur de roulement en m

Influence des travaux sur l'épaisseur de chaussée

S'il s'agit d'un apport partiel de matériau effectué lors d'un reprofilage simple sans com-pactage, cet apport est nul du point de vue du gain en épaisseur. Par contre, s'il s'agit d'un rechargement avec compactage, l'apport est pris en compte par son épaisseur réelle déterminée par V/L, diminuée le cas échéant de l'épaisseur de reprofilage due aux déformations ou aux ravines.

Effet d'un reprofilage avec apport de matériau sans compactage

Aucune augmentation d'épaisseur prise en compte

V = volume de matériau d'apport en m 3 L = longueur de roulement en m

Rechargement avec apport de matériau et compactage

Épaisseur prise en compte :

— épaisseur réelle V/L, si ravine ou déformation sont de niveau 1, — épaisseur réelle V/L diminuée de 3 cm, si déformation de niveau 2 ou de 1 cm, si ravine de niveau 2.

Conclusion Un système de gestion comprend de nom-breuses composantes dont certaines sont inter-dépendantes. La partie qui vient d'être décrite, qui a trait à l'évaluation de la qualité du réseau ainsi qu'à la recherche d'une stratégie compa-tible avec les moyens budgétaires, montre qu'il existe une liaison très forte entre VIZIRET et HDM : —VIZIRET fournit une image du réseau ; —HDM permet de projeter cette image dans le temps ; —VIZIRET fournit les données liées à la route et aux travaux d'entretien ; —HDM analyse les variations de ces données en fonction des différentes stratégies d'en-tretien.

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Examen visuel

Dans ce domaine, VIZIRET est un complément indispensable à HDM. Au contraire de la mesure de l'IRI qui a fait l'objet d'un mode opératoire, le modèle HDM ne donne pas d'information sur la manière d'effectuer l'examen visuel. VIZIRET propose une méthode de relevé en continu des dégradations adaptée à la dimension du réseau et à la précision de l'objectif recher-ché, avec une clé pour passer aux données d'en-trée de HDM : il y a complémentarité entre les deux outils de gestion.

Indice international d'uni ou IRI

Accompagnant le modèle HDM III, il existe un mode opératoire de la mesure de l'uni, qui convient aux mesures sur sections d'es-sai. Il pose plus de problème pour la mesure en continu de plusieurs milliers de kilomètres en raison des difficultés de circuler à vitesse constante. La recherche que vient de mener le LCPC, sur la relation entre la valeur de l'IRI et la vitesse de mesure sur route non revêtue, montre que la valeur de l'IRI est peu dépendante de la vitesse entre 40 et 100 km/h pour certaines dégradations et très dépendante dans le cas de tôle ondulée, ce qui n'est pas surprenant puisque celle-ci à une longueur d'onde propre. VIZIRET apporte, en complément du modèle HDM, une relation entre la vitesse moyenne de par-cours et l'IRI ; c'est l'IRI mesuré à la vitesse de parcours qui est à prendre en compte pour calculer le coût d'usage du véhicule avant travaux.

Lois d'évolution de la structure

Le plan d'auscultation d'un réseau doit main-tenir une cohérence entre la précision du résultat attendu et les moyens mis en oeuvre pour atteindre l'objectif. Les lois proposées par VIZIRET respectent cette cohérence, tant pour celle qui traite de la diminution de l'épaisseur de chaussée sous trafic que pour celles rela-tives à l'amélioration de l'uni apportée par les travaux. A contrario, les lois proposées par HDM demandent un nombre de paramètres et une précision sur les matériaux qui sortent des moyens que l'on peut raisonnablement consa-crer à l'étude.

Relation avec le coût d'exploitation des véhicules

Les essais que l'on peut réaliser sont limités par le temps et les finances accordés à l'étude ; ils ne peuvent généralement pas aborder la relation qui existe entre l'IRI et le CEV. Dans ce domaine, les lois proposées par le modèle HDM sont incontournables.

VIZIRET, comme le montrent ces exemples, apporte une valeur ajoutée dans l'optimisation d'une politique d'entretien tout en restant attaché aux lignes directrices du modèle HDM. Cet outil a déjà été utilisé avec HDM dans des études de systèmes de gestion de l'entretien, pour les 10 000 km du Cameroun par exemple ; il est actuellement en cours d'utilisation au Burkina Faso, au Mali et au Brésil, et il sera certainement adapté au contexte d'autres pays dans le cadre de projets de coopération bilatérale, comme par exemple au Maroc où une réflexion est en cours pour le Programme national de construction de 10 000 km de routes rurales.

Abréviations

CEV : Coût d'exploitation des véhicules

CD Chemin départemental

EBM : Expenditure Budgeting Model (complé-ment à HDM)

ENPC : École nationale des Ponts et Chaussées

ENTPE : École nationale des Travaux Publics

HDM : Highway Design and Maintenance Model

IRI : International Roughness Index (Indice d'uni International)

OCDE : Organisation de Coopération et de déve-loppement économique

PED : Pays en développement

PL : Poids lourd

RVI : Renault véhicules industriels

VL : Véhicule léger

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RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Les références bibliographiques ont été classées selon cinq centres d'intérêt qui sont : Conception et entretien des routes non revêtues ; Sols et matériaux de chaussée ; Viabilité de la route ; Gestion des données ; Gestion de la

route.

Par ailleurs dans la liste bibliographique figurent plusieurs thèses ou travaux de fin d'études (TFE) effectués au LCPC, sous encadrement du SERI. Les rapports sont disponibles soit au LCPC, soit auprès de l'organisme qui a

délivré le diplôme universitaire.

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ABSTRACT

The VIZIRET design method for drystone roads A road network maintenance management system

P. AUTRET

The first part of this document is a consideration of the cost components of a low cost road from which the prime importance of the cost of use is apparent, as are the effects which maintenance has on the reduction of this cost. The parameters to be included n a management system are deduced from a description of the operation and patho-logy of drystone roads.

The second part describes the VIZIRET system, and refers particularly to knowledge about the structural quality and serviceabitity of the pavement and the effect of maintenance on these. VIZIRET introduces a procedure which cha-racterizes and quantifies distress and which is appropriate for continuous data collection. It also proposes damage laws which relate the lifetime of the pavement to the amount of material lost or improvements in serviceabitity resul-ting from a particular type of maintenance. The method gives a relationship between joumey speed on a particular route and the IRI.

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