FR3100550A1 - Procédé d'entretien d'une route équipée d'un système de mesure - Google Patents
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Abstract
Un procédé d'entretien d'une route composée de couches superposées, équipée d'un système de mesure comprenant au moins un premier instrument de mesure (1) disposé dans la route et comprenant un capteur de mouvement (2) délivrant un signal de mouvement représentatif d'un déplacement vertical, deux capteurs de température (3) répartis au niveau de chaque couche, un module de communication transmettant à une unité de traitement le signal de mouvement et les mesures de températures, dans lequel le premier instrument de mesure (1) relève lors du passage d'une charge sur la route le signal de mouvement et les mesures de températures qui sont transmis à une unité de traitement, et détermine une amplitude de déplacement maximale est déterminée, puis l'unité de traitement détermine un premier module d'élasticité pour chaque couche, et une opération d'entretien de la route est déterminée et mise en œuvre. Figure 1
Description
La présente invention se rapporte au domaine de l'entretien routier, et plus précisément porte sur un procédé d'entretien d'une route comprenant au moins une première couche et une deuxième couche superposées dans une direction de profondeur, la première couche et la seconde couche se distinguant entre elles par une structure, des matériaux, et/ou des anciennetés différentes.
Une couche se compose d'un empilement de couches dans une direction de profondeur. La première couche correspond à une couche de roulement, dont la surface forme le revêtement de la chaussée. Cette couche de roulement est généralement constituée de béton bitumineux. Sous cette première couche se trouvent au moins une autre couche sous-jacente, mais plus généralement deux ou trois couches sous-jacentes (par exemple la couche de base et la couche de fondation). Ces couches sous-jacentes assurent la diffusion des efforts sont souvent constituées de graves traitées avec des liants hydrauliques ou bitumineux, voire d'autres matériaux.
La route doit résister à diverses sollicitations, notamment celles dues au passage des charges que constituent les véhicules et elle doit assurer la diffusion des efforts induits dans le sol sur lequel repose la route. Il est donc essentiel que la route présente une structure propre à répondre aux sollicitations qu'elle subit, sous peine de se dégrader et de faire naître des dangers pour les véhicules qui y circulent (nids de poule, déformations permanentes, etc.). Or, les couches de la route s'usent et vieillissent, tant par des effets mécaniques dus aux sollicitations mécaniques répétées que par des processus chimiques.
Il est donc nécessaire de procéder à l'entretien de la route au cours de la vie de cette route, qui s'étend typiquement sur plusieurs décennies, en procédant à des opérations d'entretien de cette route, telles que le rechargement de la route (ajout d'une couche en surface), ou le rabotage et le remplacement d'une ou plusieurs couches de la route. Or, ces différentes opérations d'entretien ont un impact important, que ce soit en termes de coûts ou de perturbations de la circulation (coupure de route, etc.). Il importe donc de déterminer le plus précisément possible la nature des opérations d'entretien, et le moment où elles doivent intervenir. Pour ce faire, il est nécessaire de connaître l'état de la route.
Il a été développé des méthodes pour déterminer précisément l'état de la route basée sur l’application d’une charge sur la route qui induit ainsi une déformation en flexion (compression) des couches de la route. La mesure de la déformation de la route permet d'estimer, à travers le comportement élastique de la route, l'état des différentes couches de la route, ce qui permet de déterminer comment entretenir la route.
Toutefois, la mise en œuvre de telles méthodes est compliquée, onéreuse et ponctuelle. En effet, ces méthodes ne marchent qu'avec une charge/sollicitation constante. Concrètement, une poutre est disposée à la surface de la route, et un camion de charge à l'essieu connue roule sur la poutre à très faible vitesse (3 km/h). Lors du passage du camion sur l'essieu, la route et la poutre se déforment. La déformation de la poutre est alors relevée, à partir de laquelle est estimée la déformation de la route. Une variante est de placer plusieurs géophones dans la route, et de mesurer la déflexion de la route au passage du camion. Ainsi, ces méthodes ne peuvent être mise en œuvre que ponctuellement, et nécessitent l'arrêt de la circulation sur la route. Par ailleurs, il a été constaté les résultats ainsi recueillis ne permettaient pas une estimation assez précise de l'état de la route. En particulier, de telles mesures ne peuvent être mises en œuvre que lorsque des conditions météorologiques sont favorables, avec une route sèche et des températures modérées, ce qui limite fortement la possibilité de procéder à ces mesures, et empêche donc un suivi régulier des caractéristiques de la route.
Présentation de l'invention
L'invention vise à permettre de connaître de façon précise l'état de chaque couche de la route, de manière fiable et répétitive, afin d'être à même de déterminer quelle opération d'entretien de la route mettre en œuvre et à quel moment, sans qu'il ne soit nécessaire de recourir au passage d'une charge connue à faible vitesse.
A cet effet, l'invention propose un procédé d'entretien d'une route, la route comprenant au moins une première couche et une deuxième couche superposées dans une direction de profondeur, la route étant équipée d'un système de mesure comprenant au moins un premier instrument de mesure disposé dans une première cavité s'étendant à travers les deux couches de la route, le premier instrument de mesure comprenant un capteur de mouvement configuré pour délivrer un premier signal de mouvement représentatif d'un déplacement du premier instrument de mesure dans la direction de profondeur,
le premier instrument de mesure comprenant au moins deux capteurs de température répartis dans la direction de profondeur, un premier capteur de température étant au niveau de la première couche de la route et étant configuré pour délivrer une première mesure de température représentative d'une température de la première couche, un deuxième capteur de température étant au niveau de la deuxième couche de la route et étant configuré pour délivrer une seconde mesure de température représentative de la température de la deuxième couche,
le système de mesure étant équipé d'un module de communication transmettant à une unité de traitement le signal de mouvement, la première mesure de température, et la deuxième mesure de température,
le procédé comprenant les étapes suivantes:
- le premier instrument de mesure relève lors du passage d'une charge sur la route le signal de mouvement, la première mesure de température, et la deuxième mesure de température, qui sont transmis à une unité de traitement,
- l'unité de traitement, à partir du signal de mouvement, détermine une amplitude de déplacement maximale qui définit un instant de mesure,
- l'unité de traitement, à partir de l'amplitude de déplacement maximale, de la première mesure de température et de la deuxième mesure de température, détermine un premier module d'élasticité pour la première couche de la route, et un deuxième module d'élasticité pour la deuxième couche,
- à partir des valeurs prises par le premier module d'élasticité et le deuxième module d'élasticité, une opération d'entretien de la route est déterminée et mise en œuvre.
le premier instrument de mesure comprenant au moins deux capteurs de température répartis dans la direction de profondeur, un premier capteur de température étant au niveau de la première couche de la route et étant configuré pour délivrer une première mesure de température représentative d'une température de la première couche, un deuxième capteur de température étant au niveau de la deuxième couche de la route et étant configuré pour délivrer une seconde mesure de température représentative de la température de la deuxième couche,
le système de mesure étant équipé d'un module de communication transmettant à une unité de traitement le signal de mouvement, la première mesure de température, et la deuxième mesure de température,
le procédé comprenant les étapes suivantes:
- le premier instrument de mesure relève lors du passage d'une charge sur la route le signal de mouvement, la première mesure de température, et la deuxième mesure de température, qui sont transmis à une unité de traitement,
- l'unité de traitement, à partir du signal de mouvement, détermine une amplitude de déplacement maximale qui définit un instant de mesure,
- l'unité de traitement, à partir de l'amplitude de déplacement maximale, de la première mesure de température et de la deuxième mesure de température, détermine un premier module d'élasticité pour la première couche de la route, et un deuxième module d'élasticité pour la deuxième couche,
- à partir des valeurs prises par le premier module d'élasticité et le deuxième module d'élasticité, une opération d'entretien de la route est déterminée et mise en œuvre.
Le procédé selon l'invention exploite donc un système de mesure permettant de relever de façon régulière l'état de la route, et de prendre en compte non seulement la courbe de déflexion de la route, mais également la température propre à chaque couche, qui influe sur les propriétés élastiques de la couche au moment de la mesure. Le procédé permet ainsi de s'affranchir des conditions météorologiques pour déterminer les modules d'élasticité, et permet également de procéder à des relevés réguliers et non plus ponctuels.
Le procédé est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon leurs différentes combinaisons possibles :
- le système de mesure comprend un capteur d'humidité disposé à la surface de la première couche, le capteur d'humidité délivrant une mesure d'humidité transmise à l'unité de traitement qui prend en compte cette mesure d'humidité pour déterminer le premier module d'élasticité et le deuxième module d'élasticité ;
- la mesure d'humidité prise en compte correspond à une mesure d'humidité antérieure à l'instant de mesure d'au moins 6 heures ;
- pour déterminer le premier module d'élasticité et le deuxième module d'élasticité, l'unité de traitement prend en compte une fréquence de sollicitation estimée à partir d'une vitesse de circulation des véhicules sur la route ;
- l'instrument de mesure compare des valeurs du signal de mouvement avec un seuil de référence correspondant à des valeurs attendues pour une charge déterminée, et ne stocke et transmet le signal de mouvement que si l'écart est inférieur à un écart maximal ;
- le système de mesure comprend au moins un deuxième instrument de mesure comprenant un deuxième capteur de mouvement configuré pour délivrer un deuxième signal de mouvement représentatif d'un déplacement dans la direction de profondeur, le deuxième instrument de mesure étant disposé dans une deuxième cavité s'étendant à travers les deux couches de la route, la deuxième cavité étant aligné avec la première cavité dans une direction de circulation de la route, et le deuxième instrument de mesure relève lors du passage de la charge sur la route le deuxième signal de mouvement qui est transmis à l'unité de traitement, et l'unité de traitement, à partir du second signal de mouvement, détermine une seconde amplitude de déplacement du second instrument de mesure à l'instant de mesure qui est défini par l'amplitude de déplacement maximale du premier instrument de mesure ;
- le premier instrument de mesure et le deuxième instrument de mesure sont espacés d'une distance d'espacement déterminée, et la prise en compte de la seconde amplitude de déplacement comprend la détermination d'un profil spatial de déformation de la route.
- le système de mesure comprend un capteur d'humidité disposé à la surface de la première couche, le capteur d'humidité délivrant une mesure d'humidité transmise à l'unité de traitement qui prend en compte cette mesure d'humidité pour déterminer le premier module d'élasticité et le deuxième module d'élasticité ;
- la mesure d'humidité prise en compte correspond à une mesure d'humidité antérieure à l'instant de mesure d'au moins 6 heures ;
- pour déterminer le premier module d'élasticité et le deuxième module d'élasticité, l'unité de traitement prend en compte une fréquence de sollicitation estimée à partir d'une vitesse de circulation des véhicules sur la route ;
- l'instrument de mesure compare des valeurs du signal de mouvement avec un seuil de référence correspondant à des valeurs attendues pour une charge déterminée, et ne stocke et transmet le signal de mouvement que si l'écart est inférieur à un écart maximal ;
- le système de mesure comprend au moins un deuxième instrument de mesure comprenant un deuxième capteur de mouvement configuré pour délivrer un deuxième signal de mouvement représentatif d'un déplacement dans la direction de profondeur, le deuxième instrument de mesure étant disposé dans une deuxième cavité s'étendant à travers les deux couches de la route, la deuxième cavité étant aligné avec la première cavité dans une direction de circulation de la route, et le deuxième instrument de mesure relève lors du passage de la charge sur la route le deuxième signal de mouvement qui est transmis à l'unité de traitement, et l'unité de traitement, à partir du second signal de mouvement, détermine une seconde amplitude de déplacement du second instrument de mesure à l'instant de mesure qui est défini par l'amplitude de déplacement maximale du premier instrument de mesure ;
- le premier instrument de mesure et le deuxième instrument de mesure sont espacés d'une distance d'espacement déterminée, et la prise en compte de la seconde amplitude de déplacement comprend la détermination d'un profil spatial de déformation de la route.
L'invention porte également sur un système de mesure pour l'entretien d'une route comprenant au moins une première couche et une deuxième couche superposées dans une direction de profondeur, le système de mesure comprenant au moins un premier instrument de mesure disposé dans une première cavité s'étendant à travers les deux couches de la route, le premier instrument de mesure comprenant un capteur de mouvement configuré pour délivrer un premier signal de mouvement représentatif d'un déplacement du premier instrument de mesure dans la direction de profondeur,
le système de mesure comprenant au moins deux capteurs de température répartis dans la direction de profondeur, un premier capteur de température étant au niveau de la première couche de la route et étant configuré pour délivrer une première mesure de température représentative d'une température de la première couche, un deuxième capteur de température étant au niveau de la deuxième couche de la route et étant configuré pour délivrer une seconde mesure de température représentative de la température de la deuxième couche,
le système de mesure comprenant un module de communication et une unité de traitement, le module de communication étant configuré pour transmettre à une unité de traitement le signal de mouvement, la première mesure de température, et la deuxième mesure de température, l'unité de traitement étant configurée pour:
- déterminer, à partir du signal de mouvement, une amplitude de déplacement maximale qui définit un instant de mesure, et
- déterminer, à partir de l'amplitude de déplacement maximale, de la première mesure de température et de la deuxième mesure de température, un premier module d'élasticité pour la première couche de la route et un deuxième module d'élasticité pour la deuxième couche,
le système étant configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention.
le système de mesure comprenant au moins deux capteurs de température répartis dans la direction de profondeur, un premier capteur de température étant au niveau de la première couche de la route et étant configuré pour délivrer une première mesure de température représentative d'une température de la première couche, un deuxième capteur de température étant au niveau de la deuxième couche de la route et étant configuré pour délivrer une seconde mesure de température représentative de la température de la deuxième couche,
le système de mesure comprenant un module de communication et une unité de traitement, le module de communication étant configuré pour transmettre à une unité de traitement le signal de mouvement, la première mesure de température, et la deuxième mesure de température, l'unité de traitement étant configurée pour:
- déterminer, à partir du signal de mouvement, une amplitude de déplacement maximale qui définit un instant de mesure, et
- déterminer, à partir de l'amplitude de déplacement maximale, de la première mesure de température et de la deuxième mesure de température, un premier module d'élasticité pour la première couche de la route et un deuxième module d'élasticité pour la deuxième couche,
le système étant configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention.
Le système est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon leurs différentes combinaisons possibles :
- le système comprend au moins un deuxième instrument de mesure comprenant un deuxième capteur de mouvement configuré pour délivrer un deuxième signal de mouvement représentatif d'un déplacement dans la direction de profondeur, le deuxième instrument de mesure étant disposé dans une deuxième cavité s'étendant à travers les deux couches de la route, la deuxième cavité étant alignée avec la première cavité dans une direction de circulation de la route, et le deuxième instrument de mesure étant configuré pour relever, lors du passage de la charge sur la route, le deuxième signal de mouvement et pour le transmettre à l'unité de traitement ;
- le premier instrument de mesure et le deuxième instrument de mesure sont reliés par un lien filaire adapté pour servir de référence de disposition pour la distance d'espacement lorsque le lien filaire est tendu, et/ou de canal de communication et/ou de ligne d'alimentation électrique ;
- les capteurs de température sont disposés sur le premier instrument de mesure ;
- chaque instrument de mesure comporte une source d'alimentation électrique autonome, ou chaque instrument de mesure est relié à un élément support partagé comprenant une source d'alimentation électrique autonome ;
- un capteur d'humidité est disposé sur une surface supérieure du premier instrument de mesure, et est configuré pour délivrer une mesure d'humidité.
- le système comprend au moins un deuxième instrument de mesure comprenant un deuxième capteur de mouvement configuré pour délivrer un deuxième signal de mouvement représentatif d'un déplacement dans la direction de profondeur, le deuxième instrument de mesure étant disposé dans une deuxième cavité s'étendant à travers les deux couches de la route, la deuxième cavité étant alignée avec la première cavité dans une direction de circulation de la route, et le deuxième instrument de mesure étant configuré pour relever, lors du passage de la charge sur la route, le deuxième signal de mouvement et pour le transmettre à l'unité de traitement ;
- le premier instrument de mesure et le deuxième instrument de mesure sont reliés par un lien filaire adapté pour servir de référence de disposition pour la distance d'espacement lorsque le lien filaire est tendu, et/ou de canal de communication et/ou de ligne d'alimentation électrique ;
- les capteurs de température sont disposés sur le premier instrument de mesure ;
- chaque instrument de mesure comporte une source d'alimentation électrique autonome, ou chaque instrument de mesure est relié à un élément support partagé comprenant une source d'alimentation électrique autonome ;
- un capteur d'humidité est disposé sur une surface supérieure du premier instrument de mesure, et est configuré pour délivrer une mesure d'humidité.
Présentation des figures
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
Description détaillée
En référence à la figure 1, un instrument de mesure 1 comprend un capteur de mouvement 2, configuré pour délivrer un premier signal de mouvement représentatif d'un déplacement du premier instrument de mesure 1 dans la direction de profondeur Y. Le capteur de mouvement 2 peut être de n'importe quel type permettant de rendre compte quantitativement du déplacement du premier instrument de mesure 1 dans la direction de profondeur Y. Le capteur de mouvement 2 est par exemple un géophone, qui permet la mesure d'un signal de vitesse de déplacement de l'instrument de mesure 1 dans la direction de profondeur Y.. Par exemple, un géophone peut comprendre un ressort et une masse magnétique se déplaçant dans une bobine de fil en générant un signal électrique. Comme illustré, la forme typiquement cylindrique d'un géophone peut constituer la forme globale de l'instrument de mesure 1. Le capteur de mouvement 2 peut également être un accéléromètre qui permet la mesure d'un signal d'accélération de déplacement de l'instrument de mesure 1 dans la direction de profondeur Y. Un tel accéléromètre peut être basé sur un microsystème électromécanique qui génère une réponse électrique aux mouvements à travers un circuit de rétroaction active conçu pour maintenir la position d'un petit morceau de silicium. Toutefois, alors qu'un signal de vitesse ne requiert qu'une intégration pour obtenir le déplacement, un signal d'accélération requiert deux intégrations, augmentant les risques d'imprécision, d'autant plus que le déplacement est très faible (généralement inférieur au millimètre). Le signal de mouvement est donc de préférence un signal de vitesse.
L'instrument de mesure 1 comprend au moins deux capteurs de température, et de préférence comme illustrés au moins trois capteurs de température 3 répartis dans une direction Y formant la verticale et donc la profondeur lorsque l'instrument de mesure 1 est mis en place dans une cavité s'étendant à travers des couches de la route. Chaque capteur de température 3 est configuré pour délivrer pour délivrer une mesure de température. Les capteurs de température peuvent par exemple être des thermocouples. Les capteurs de température 3 sont espacés dans la direction Y de profondeur d'une distance choisie pour correspondre à l'espacement moyen entre les couches de la route, de sorte que chaque capteur de température 3 soit disposé à la profondeur d'une couche lorsque l'instrument de mesure est en place. Il est possible de prévoir que les capteurs de température 3 soient montés sur l'instrument de mesure 1 de façon amovible dans la direction Y de profondeur afin d'adapter leur position aux profondeurs respectives des couches de la route. Les capteurs de température 3 peuvent sinon être montés sur l'instrument de mesure 1 après avoir eu connaissance des profondeurs respectives des couches de la route.
L'instrument de mesure 1 comprend une surface supérieure 4 plane et adaptée pour supporter le passage de véhicule. Cette partie supérieure 4 est destinée à affleurer à la surface de la route afin d'assurer une continuité de la surface de roulement lorsque l'instrument de mesure est en place. De préférence sur cette surface supérieure 4, l'instrument de mesure 1 comprend un capteur d'humidité 5 configuré pour délivrer une mesure d'humidité. Le capteur d'humidité 5 peut être un hygromètre (qui mesure l’humidité de l'air), ou un humidimètre (qui mesure le taux d'humidité dans un matériaux par conductimétrie).
La figure 2 montre une route équipée d'un système de mesure. Comme expliqué en introduction, la route est constituée de plusieurs couches, et comprend au moins une première couche et une deuxième couche qui sont superposées dans la direction Y de profondeur. Dans l'exemple illustré, la route comprend une première couche 11, d'épaisseur e1 et dont la surface 11a forme la surface de roulement de la route, une deuxième couche 12 d'épaisseur e2 située sous la première couche 11, et une troisième couche 13 d'épaisseur e3 située sous la deuxième couche 12. Cette troisième couche 13 peut reposer sur le sol, ou sur une autre couche sous-jacente de la route. Comme indiqué plus haut, les couches 11, 12, 13 se distinguent entre elles par une structure, des matériaux, et/ou des anciennetés différentes.
Un système de mesure comprend au moins un instrument de mesure 1, et de préférence au moins deux instruments de mesure. Dans l'exemple illustré ici, le système de mesure comprend trois instruments de mesure 1a, 1b, 1c. Chaque instrument de mesure 1 est disposé dans une cavité s'étendant à travers au moins deux couches 11, 12, 13 de la route, et de préférence à travers au moins trois couches 11, 12, 13 de la route. Une cavité est de même forme que l'instrument de mesure 1 qu'elle accueille. Lors de la mise en place d'un instrument de mesure 1, la cavité est creusée dans la route, l'instrument de mesure 1 est mis en place dans la cavité, et un matériau de rebouchage (par exemple une résine possédant un coefficient de frottement proche de celui de la surface 11a) est disposé entre les parois de la cavité et l'instrument de mesure 1 afin de lier mécaniquement l'instrument de mesure 1 à la route.
Les cavités sont alignées entre elles dans une direction X de circulation de la route, de sorte qu'une fois en place les instruments de mesure 1 sont alignés de même. La direction X de circulation de la route est bien entendue la direction dans laquelle circulent les véhicules sur la route. Les instruments de mesure 1 sont espacées (de centre de mesure de déplacement à centre de déplacement) dans cette direction X de circulation d'une distance d'espacement D déterminée. Sur l'exemple illustré, le premier instrument de mesure 1a est distant d'une distance d'espacement D1 du deuxième instrument de mesure 1b, qui est distant d'une distance D2 du troisième instrument de mesure 1c. De préférence, les instruments de mesure 1 sont régulièrement espacés d'une même distance d'espacement D, de sorte que D1=D2.
Afin de s'assurer que la distance d'espacement déterminée est précisément respectée lors de la mise en place des instruments de mesure 1 dans la route, il est possible de prévoir un lien filaire 16 reliant les instruments de mesure 1 deux à deux. Une tranchée peut alors être prévue dans la première couche 11 entre chaque cavité, dans laquelle est logée le lien filaire 16 lors de la mise en place. Les instruments de mesure 1 sont alors arrangés dans les cavités de sorte à tendre le lien filaire 16 afin que le matériau de rebouchage soit versé dans les cavités et les tranchées, fixant les instruments de mesure 1 dans la disposition où le lien filaire 16 reste tendu.
Outre sa fonction de référence de disposition des instruments de mesure 1, le lien filaire 16 entre deux instruments de mesure 1 peut être utilisé comme canal de communication et/ou ligne d'alimentation électrique. Un tel canal de communication peut en particulier être utilisé pour synchroniser entre eux les signaux de mouvement relevés par différents instruments de mesure 1. En effet, un signal de mouvement est un signal temporel, et pour que les signaux de mouvement issus de différents instruments de mesure 1 puisse être utilisés en combinaison, il convient que les instants respectifs des signaux de mouvement correspondent. Or, il est très difficile et consommateur d'énergie de synchroniser des instruments de mesure en permanence via une connexion sans fil. Le lien filaire 16 permet donc une synchronisation fiable et peu consommatrice d'énergie.
En effet, le système de mesure est équipé d'un module de communication 17 adapté pour communiquer, de préférence sans fil, avec une unité de traitement, de préférence distante. L'unité de traitement est typiquement un ordinateur comprenant un processeur et une mémoire. L'unité de traitement est par exemple un serveur distant. Le module de communication 17 peut par exemple être un émetteur/récepteur utilisant une norme de communication de téléphonie mobile telle que la 4G ou la 5G, ou tout autre dispositif permettant au moins l'envoi de données, et de préférence également la réception de données. Le module de communication 17 est adapté pour au moins transmettre des données de mesure, et recevoir des instructions comme des instructions de procéder à des mesures, ou des instructions de mise en veille/de sortie de veille. De fait, le système de mesure n'effectue pas nécessairement des relèvements de façon continue. Il est préférable que le système de mesure ne procède aux relèvements de signaux de mouvement qu'uniquement lors de passage de charge pendant une période de mesure intervenant régulièrement. Par exemple, la période de mesure peut être d'une heure tous les jours, pendant laquelle sont relevés les signaux de mouvement causé par le passage des véhicules. La période de mesure est de préférence configurable à distance, tant dans sa durée que dans son horaire, par exemple via des instructions reçues par le module de communication 17. D'autres instructions peuvent être reçues via le module de commande 17. Il est par exemple possible de paramétrer les différents capteurs de l'instrument de mesure, comme par exemple les seuils utilisés.
Chaque instrument de mesure 1 du système de mesure peut être équipé d'un tel module de communication 17. Toutefois, pour des raisons à la fois de minimisation de la consommation électrique et de réduction des coûts, il est préférable que le système de mesure soit pourvu d'un seul module de communication, à grande distance, pouvant transmettre des données à une unité de traitement. Les différents instruments de mesure 1 sont alors reliés au même module de communication. Ainsi, le système de mesure comprend de préférence une borne 15 dont la structure diffère de celle des autres instruments de mesure 1.
La borne 15 peut être un instrument de mesure 1 muni d'éléments additionnels. Toutefois, comme illustré sur la figure 2, la borne 15 est de préférence un élément support dédié au fonction support des instruments de mesure 1.Ainsi, outre la fonction de communication des données avec l'unité de traitement, la borne 15, qui ne fait pas fonction de capteur de mouvement, permet d'accommoder une batterie d'alimentation électrique 18 assurant une alimentation électrique autonome du système de mesure, via le lien filaire 16. Il est possible de munir chaque instrument de mesure 1 d'une batterie individuelle rechargeable. La recharge d'une batterie individuelle rechargeable peut par exemple être effectuée à partir de la batterie d'alimentation électrique 18 de la borne 15, via le lien filaire 16. Alternativement, la recharge d'une batterie individuelle rechargeable d'un instrument de mesure 1 peut s'effectuer au moyen d'une interface électrique débouchant sur la surface supérieure 4 de l'instrument de mesure 1, et obturable de façon étanche par un bouchon. Une batterie de recharge peut alors être mise en contact électrique avec l'interface électrique pour recharger la batterie individuelle rechargeable quand il devient nécessaire de la recharger. Il est possible que seule la borne 15 soit munie d'une telle interface électrique permettant la recharge.
Alternativement, il est possible de munir chaque instrument de mesure 1 d'un dispositif de génération électrique configuré pour générer de l'électricité pour recharger la batterie individuelle rechargeable. Un tel dispositif de génération électrique peut par exemple être un caloduc basé sur l'effet Peltier-Seebeck, s'étendant dans la direction de la profondeur Y, et fournissant une tension à partir de la différence de température entre la surface supérieure 4 de l'instrument de mesure 1, exposée aux aléas météorologiques, et la partie enterrée de l'instrument de mesure 1 qui bénéficie de l'inertie thermique du sol. Même si une telle fourniture d'énergie est assez faible en puissance, elle suffit à générer suffisamment d'électricité de manière continue pour faire fonctionner de manière intermittente l'instrument de mesure 1. Le dispositif de génération électrique peut encore prendre la forme d'une sonde piézo-électrique qui émet une tension électrique lorsqu’elle est soumise à une certaine pression. Cette sonde piézo-électrique est alors disposée sur la surface supérieure d'un instrument de mesure 1, et c'est le passage des véhicules qui apporte la pression permettant la génération d'électricité.
La borne 15 est ici représentée dans une cavité similaire à celle accueillant les instruments de mesure, et affleurant à la surface 11a de la première couche de la route. Dans la mesure où la borne 15 peut être dénuée de capteurs, il est possible de choisir pour la borne 15 une disposition différente de celle des instruments de mesure 1. La borne 15 peut par exemple être disposée en dehors de la route, et n'est donc pas nécessairement placée dans une cavité. La borne 15 peut également accueillir tout ou partie de l'unité de traitement.
Le système de mesure reste en place dans la route, et permet de procéder à des mesures de façon régulière sans interrompre la circulation routière. En outre, c'est le passage des véhicules du trafic sur la portion de route où est installé le système de mesure qui permet de procéder aux mesures. Le procédé utilisant le système de mesure va maintenant être décrit. Ainsi qu'illustré sur la figure 3, lorsqu'un véhicule roule sur la route, la route se déforme en compression au niveau des roues en contact avec la route. Il en résulte un déplacement de la surface 11a de la première couche 11 de la route. Les instruments de mesure 1, solidaires de la route, suivent alors cette déformation, ce qui se traduit par un déplacement vertical (dans la direction Y) des instruments de mesure 1. Au passage d'une charge (i.e. une roue), chaque instrument de mesure 1 se déplace donc verticalement, jusqu'à atteindre un déplacement maximal d1 lorsque la roue est au-dessus de l'instrument de mesure 1, avant de revenir ensuite sensiblement à sa position initiale.
Lors du passage d'une charge sur la route, un instrument de mesure 1 relève le signal de mouvement au moyen du capteur de mouvement 2 (ici un géophone), et les mesures de températures au moyen des capteurs de température 3. Avec un instrument de mesure 1 tel qu'illustré sur la figure 1, trois mesures de température sont relevées : une première mesure de température pour la première couche 11, une deuxième mesure de température pour la seconde couche 12, et une troisième mesure de température pour la troisième couche 13.
Si lors d'une période de mesure l'instrument de mesure 1 relève le signal de mouvement à chaque passage de véhicule, tous les signaux de mouvement ne sont pas conservés. En effet, l'enregistrement et le traitement des signaux de mouvement entraînent une consommation électrique non négligeable, et il convient donc de ne traiter que les signaux utiles. L'estimation des modules d'élasticité requiert que certains paramètres soient renseignés, et notamment la charge s'exerçant sur l'instrument de mesure 1. Or, les caractéristiques de charge des véhicules circulant sur la route ne sont pas connues. Toutefois, il est possible de procéder à une discrimination entre les charges des véhicules sur la base des signaux de mouvement mesurés.
Par exemple, la charge s'exerçant sur la route peut être estimée comme étant celle d'un essieu poids lourd, dont la charge s'approche généralement de la charge maximale autorisée réglementaire. Dans la plupart des pays européens, la charge peut ainsi être estimée comme étant de 10 tonnes. Il est facilement possible de ne retenir que les signaux de mouvement correspondant à cette charge maximale, en comparant les valeurs maximales d'un signal de mouvement avec un seuil. Le signal de mouvement ne sera traité que si la valeur maximale du signal de mouvement dépasse le seuil. De fait, les signaux de mouvements correspondant à une charge à l'essieu maximale d'un poids lourd prennent des valeurs proches les uns des autres, tandis qu'un signal de mouvement dû au passage d'une voiture particulière aura des valeurs beaucoup plus faibles, et pourra être écarté. Par conséquent, l'instrument de mesure 1 peut comparer des valeurs du signal de mouvement avec un seuil de référence correspondant à des valeurs attendues pour une charge déterminée, et ne stocke et transmet le signal de mouvement que si l'écart est inférieur à un écart maximal.
Par ailleurs, lorsque les instruments de mesure 1 du système de mesure peuvent communiquer, il est possible de prévoir que la détection d'un mouvement par un instrument mesure 1 déclenche un relèvement des signaux de mouvement par tous les instruments de mesure, permettant d'obtenir des mesures représentatives des déplacements des instruments de mesure 1 sur toute la zone couverte par le système de mesure.
Alors que le signal de mouvement n'est relevé qu'au passage d'une charge, et n'est pas toujours jugé utile et conservé, il est possible de prévoir que le relevé des mesures de températures se fasse de manière indépendante, et typiquement de façon régulière. Par exemple, les mesures de températures peuvent être relevées toutes les 15 minutes. Ces mesures de températures peuvent alors être stockées, et n'être transmises qu'avec un signal de mouvement.
Le signal de mouvement, lorsqu'il est jugé utile et conservé par l'instrument de mesure 1, et les mesures de température sont transmis à une unité de traitement, par exemple via le lien filaire 16 et le module de communication 17 de la borne 15. Par exemple, le signal de relèvement est échantillonné à 1kHz, avec une durée de quelques secondes (inférieure à 5 secondes), associé à une référence de temps (horodatage), puis empaqueté pour être transmis.
L'unité de traitement, à partir du signal de mouvement, détermine une amplitude de déplacement maximale d1. Par exemple, l'unité de traitement peut intégrer le signal de mouvement, afin d'obtenir un signal de déplacement représentatif de l'évolution temporelle du déplacement de l'instrument de mesure 1 lors du passage de la charge, qui présente un profil similaire à celui de la figure 3. Il est possible qu'une partie de l'unité de traitement soit présente dans l'instrument de mesure 1, et que la conversion par intégration du signal de mouvement en un signal de déplacement soit effectuée dans l'instrument de mesure 1, et dans ce cas le signal de mouvement transmis est un signal de déplacement.
L'unité de traitement détermine ensuite, à partir de l'amplitude de déplacement maximale d1 et des mesures de températures, un module d'élasticité pour chacune des couches 11, 12, 13 de la route : un premier module d'élasticité pour la première couche 11 de la route, un deuxième module d'élasticité pour la deuxième couche 12, et un troisième module d'élasticité pour la troisième couche 13.
Pour déterminer les modules d'élasticité, l'unité de traitement utilise un modèle de calcul pour systèmes multicouches. En particulier, le modèle de Burmister peut être utilisé. D'autres modèles peuvent être utilisés, comme par exemple le modèle de Jeuffroy et Bachelez. Il est également possible d'utiliser des modèles aux éléments finis. Tous ces modèles lient différents paramètres physiques entre eux, et permettent donc d'en estimer certains comme les modules d'élasticité lorsque d'autres sont connus, ou du moins supposés. Des paramètres tels que le nombre de couches et l'épaisseur e1, e2, e3 des couches 11, 12, 13 de la route peuvent être facilement obtenus, typiquement par carottage lors de la réalisation des cavités accueillant les instruments de mesure 1. D'autres paramètres peuvent être estimés, comme expliqué plus haut pour la charge.
Le modèle de calcul lie en particulier la charge s'exerçant sur l'empilement de couches, le déplacement des couches, le nombre de couches, l'épaisseur des couches et les modules d'élasticité des couches. Connaissant les autres paramètres, il est donc possible de déterminer les modules d'élasticité des couches.
La prise en compte de la température de chaque couche 11, 12, 13 de la route, connus grâce aux mesures de températures des capteurs de température 3, permet d'affiner fortement la détermination du module d'élasticité. En effet, les couches 11, 12, 13 de la route, en raison notamment de la présence de liants bitumineux, présentent un comportement viscoélastique qui dépend de la température. Une température basse se traduit par une hausse du module d'élasticité, tandis qu'une température haute se traduit par une augmentation du module d'élasticité. La prise en compte de la température permet de corriger ces variations.
Or, la simple connaissance de la température extérieure ne permet pas une bonne estimation du facteur thermique sur le comportement de la route. D'une part, la température à la surface de la route peut fortement varier malgré une même température extérieure, notamment en présence ou non d'un fort ensoleillement, de l'albédo de la route, etc… La surface 11a de la route peut ainsi atteindre des températures supérieures à 70°C, ce qui induit une forte influence thermique sur ses propriétés mécaniques. A l'inverse, les couches sous-jacentes, sont à la fois moins exposées à la chaleur du soleil et plus exposées à l'inertie thermique du sol. Le gradient de température à travers les couches dépend donc de nombreux facteurs tels que les structures des couches 11, 12, 13 et les conditions météorologiques présentes et passées, de sorte qu'aucune modélisation ne permet de déterminer précisément les températures des couches 11, 12, 13, ou alors au prix d'une complexité et d'un coût prohibitifs. Seule la connaissance des mesures de températures au niveau des différentes couches 11, 12, 13 de la route permet de corriger les modules d'élasticité des couches 11, 12, 13 obtenus via le modèle de calcul.
Les modules d'élasticité des couches 11, 12, 13 issus du modèle de calcul à partir du signal de mouvement sont donc ensuite corrigés de leur variation thermique en utilisant les mesures de températures respectives des couches 11, 12, 13, pour donner des modules d'élasticité à température équivalente. Pour ce faire, des données de correction thermique reliant une température à une évolution de module d'élasticité peuvent être utilisées. Ces données de correction thermique, par exemple prenant la forme d'isothermes, sont par exemple obtenues par des tests sur les différentes structures de matériau pouvant constituer une couche de la route. La structure de matériau de chaque couche 11, 12, 13 de la route est connue, soit parce que sa connaissance a été conservée lors de la réalisation de la route, soit grâce aux carottages effectués lors de la réalisation des cavités accueillant les instruments de mesure 1 qui permet de déterminer la composition de la route. On obtient alors des modules d'élasticité thermiquement corrigés ramenés à une température équivalente, par exemple à 15°C.
Cette correction permet donc de déterminer des valeurs du module d'élasticité d'une couche 11, 12, 13 d'une route sous différentes conditions météorologiques, et de pouvoir comparer ces valeurs en les ramenant à une température équivalente. Une telle approche permet donc de procéder à un suivi de l'évolution de ce module d'élasticité via des mesures comparables entre elles et non soumises à une similarité de conditions thermiques (donc tout au long de l'année).
Toutefois, même en connaissant l'amplitude de déplacement maximale d1, il est possible que le modèle de calcul utilisé ne puisse donner une solution unique pour les modules d'élasticité des couches 11, 12, 13, plusieurs combinaisons de modules d'élasticité pouvant résulter en un même déplacement maximal d1. C'est pour lever cette éventuelle ambiguïté que le système de mesure comprend de préférence plusieurs instruments de mesure, comme expliqué en référence à la figure 2.
Lors du passage d'une charge (une roue d'un essieu poids-lourd), la déformation de la route se produit selon un profil qui ne peut pas être défini seulement par le déplacement maximal d'un point de mesure, mais se définit également par la flexion de la route autour de ce point de mesure. A cet effet, l'amplitude de déplacement maximale déterminée par l'unité de traitement à partir d'un signal de mouvement relevé par un premier instrument de mesure 1 défini un instant de mesure, qui correspondant à l'instant auquel ce déplacement maximale d1 a été atteint par le premier instrument de mesure 1.
Cet instant de mesure est utilisé par l'unité de traitement pour déterminer, à partir d'un second signal de mouvement relevé par un second instrument de mesure 1, une seconde amplitude de déplacement d2 du second instrument de mesure 1 à l'instant de mesure. Cette seconde amplitude de déplacement d2 ne correspond pas au déplacement maximal du second instrument de mesure 1. Les instruments de mesure 1 étant disposés dans la direction X de circulation de la route, les déplacements des différents instruments de mesure alignés dans la direction X se font donc de façon décalée dans le temps et dans l'espace. La prise en compte d'une amplitude de déplacement d'un instrument de mesure 1 à un instant autre que celui correspondant à son déplacement maximal, combiné au fait que les centres de mesure sont espacés d'une distance d'espacement D connue, permet donc de connaître le profil de déformation de la route.
Ainsi qu'illustré sur la figure 3, c'est le premier instrument de mesure 1, localisé par le premier point de mesure 31 correspondant à son centre de mesure, qui est au droit de la charge et qui subit le déplacement le plus important à l'instant de mesure. Le second point de mesure 32 correspondant au centre de mesure du second instrument de mesure 1 se trouve sur un côté de la déformation causée par la charge, et informe donc sur le profil de déformation subie par la route.
Ajoutée aux autres informations déjà récoltées, la seconde amplitude de déplacement d2 permet de préciser la combinaison des modules d'élasticité déterminés via le modèle de calcul par l'unité de traitement. Bien entendu, il est possible d'utiliser d'autres amplitudes de déplacement au même instant de mesure. De préférence, le système de mesure comprend au moins trois instruments de mesure 1 alignés dans la direction de circulation X, et c'est donc un instrument de mesure 1 adjacent à deux autres instruments de mesure qui est utilisé comme premier instrument de mesure 1 dont l'instant de déplacement maximal défini l'instant de mesure, les instruments de mesure adjacents étant utilisés pour définir des seconds déplacements.
La prise en compte de la température permet de préciser la détermination du module d'élasticité d'une couche. Sur la figure 4 a été représentée une droite théorique 40 illustrant la diminution naturelle, par fatigue mécanique au cours du temps, du module d'élasticité d'une couche de la route. C'est cette diminution théorique qui est recherchée, car c'est elle qui détermine l'opération d'entretien de la route qui doit être mise en œuvre. La première courbe 41 en traits pleins montre l'évolution temporelle du module d'élasticité d'une couche de la route, estimé à partir du seul déplacement vertical. Si cette première courbe 41 est globalement décroissante, comme la droite théorique 40, elle présente en revanche de nombreuses fluctuations plus ou moins périodiques, et des valeurs significativement plus faibles que celles de la droite théorique 40. Cet écart entre la droite théorique 40 et la première courbe 41 s'explique en partie par l'influence de température sur la détermination du module d'élasticité, et l'aspect périodique résulte du cycle des saisons. La prise en compte de la température précise de la couche permet de corriger les valeurs du module d'élasticité, comme le montre la deuxième courbe 42 en tirets, qui se rapproche de la droite théorique 40.
Toutefois, des écarts qui peuvent être significatifs existent encore, et il est donc possible d'améliorer la détermination des modules d'élasticité. En effet, d'autres phénomènes que les températures modifient les propriétés mécaniques des couches de la route.
Une correction supplémentaire peut être mise en œuvre, portant sur la fréquence d'excitation provoquée par le passage d'une charge. La réponse mécanique d'un matériau dépend en effet de la fréquence d'excitation. En général, une augmentation de fréquence d'excitation a pour corollaire une rigidification d'un matériau, ce qui se traduit par une augmentation du module d'élasticité lors de l'augmentation de la fréquence d'excitation. Cette fréquence d'excitation dépend directement de la vitesse du véhicule exerçant la charge constituant la sollicitation. Ainsi, pour déterminer les modules d'élasticité, l'unité de traitement prend en compte une fréquence de sollicitation estimée à partir d'une vitesse de circulation des véhicules sur la route.
Il est possible d'estimer la vitesse du véhicule par exemple en fixant celle-ci à une valeur fixe correspondant à une vitesse réglementaire. Par exemple, les véhicules poids lourds circulent en général sur les autoroutes à la vitesse limitée pour leur gabarit (par exemple à la vitesse limite de 90 km/h ou 80 km/h), avec une très faible dispersion de vitesse. La fréquence d'excitation peut être considérée comme fixe. Il est possible également d'exploiter la disposition de plusieurs instruments de mesure 1 dans un système de mesure. Lorsqu'au moins deux instruments de mesure 1 sont répartis sur la route dans la direction de circulation X, leurs sollicitations respectives par le passage d'un véhicule sont décalées dans le temps. Ce décalage dépend de la distance séparant les instruments de mesure 1 dans la direction de circulation X, qui est connue (c'est typiquement la distance d'espacement D), et de la vitesse du véhicule. Il est donc possible de déduire cette vitesse à partir d'un décalage temporel apparaissant dans les deux signaux de mouvement (par exemple le décalage de temps entre les instants de déplacement maximal respectif). La vitesse du véhicule peut alors être estimée, et la fréquence d'excitation correspondante déduite.
De la même manière que pour la température, les modules d'élasticité des couches 11, 12, 13 issus du modèle de calcul à partir du signal de mouvement sont corrigés de leur variation due à la fréquence d'excitation. Pour ce faire, des données de correction de fréquence reliant une fréquence d'excitation à une évolution de module d'élasticité peuvent être utilisées. Ces données sont obtenues et utilisées de la même façon que les données de correction thermique mentionnées plus haut. On obtient alors des modules d'élasticité corrigés ramenés à une fréquence d'excitation équivalente. Cette correction en fréquence peut être faite avant ou après la correction thermique.
En outre, l’oxydation a pour effet d’augmenter le module tandis que la présence d’eau a pour effet de baisser le module. En fonction de la météorologie, le module d'élasticité va donc baisser avec la pluie et remonter lorsque la route sèche. Prendre en compte l'effet des précipitations via la présence d'eau sur la route permet donc d'améliorer la précision de la détermination des modules d'élasticité.
A cet effet, le système de mesure comprend un capteur d'humidité 5 délivrant une mesure d'humidité, de préférence disposé à la surface supérieure d'un instrument de mesure 1, et donc affleurant à la surface 11a de la première couche 11 de la route, comme expliqué en référence à la figure 1. De la même manière que le signal de mouvement et que les mesures de température, la mesure d'humidité est transmise à l'unité de traitement qui prend cette mesure d'humidité en compte pour déterminer les modules d'élasticité. De la même manière que pour la température, les modules d'élasticité des couches 11, 12, 13 issus du modèle de calcul à partir du signal de mouvement sont corrigés de leur variation due à l'humidité. Pour ce faire, des données de correction d'humidité reliant une mesure d'humidité à une évolution de module d'élasticité peuvent être utilisées. Ces données sont obtenues et utilisées de la même façon que les données de correction thermique mentionnées plus haut. On obtient alors des modules d'élasticité corrigés ramenés à une humidité équivalente. Cette correction peut être faite avant ou après la correction thermique. Cette correction permet donc de déterminer des valeurs du module d'élasticité d'une couche 11, 12, 13 d'une route sous différentes conditions météorologiques, et de pouvoir comparer ces valeurs en les ramenant à une humidité équivalente. Une telle approche permet donc de procéder à un suivi de l'évolution de ce module d'élasticité via des mesures comparables entre elles et non soumises à une similarité de conditions de siccité (donc tout au long de l'année).
Toutefois, ce n'est pas que la présence ou l'absence d'eau à l'instant de mesure qui détermine l'humidification des couches de la route, mais le fait que de l'eau ait été présente dans un passé proche. Une couche, surtout sous-jacente, ne sèche pas immédiatement dès la disparition de l'eau de surface. Par conséquent, la mesure d'humidité prise en compte pour déterminer les modules d'élasticité rend compte de l'humidité en surface au moins 6 heures avant l'instant de mesure, sans préjudice de rendre compte de l'humidité en surface à d'autres périodes antérieures à l'instant de mesure. Par exemple, une mesure d'humidité indiquant la présence d'eau 12 h ou 18 h avant l'instant de mesure peut être utilisée pour indiquer que les couches de la route sont mouillées à l'instant de mesure. De préférence, des mesures d'humidité sont fréquemment relevées de façon continue, et sont conservées afin d'être utilisée par l'unité de traitement pour déterminer les modules d'élasticité à un instant de mesure ultérieur, notamment en prenant en compte le fait que plusieurs mesures d'humidité consécutives indiquent une forte humidification de la route. La prise en compte de l'humidité permet de corriger la détermination du module d'élasticité, en augmentant la valeur du module d'élasticité en présence d'humidité.
La figure 5 montre une troisième courbe 43 illustrant l'évolution temporelle du module d'élasticité d'une couche de la route affectée par l'humidité, tandis qu'une quatrième courbe 44 illustre l'évolution temporelle du module d'élasticité déterminé en corrigeant les effets de l'humidité. Par rapport à la troisième courbe 43, la quatrième courbe 44 se rapproche sensiblement de la droite théorique 40, et permet donc une bonne estimation de l'évolution temporelle du module d'élasticité.
Une fois qu'ont été déterminés avec précision les valeurs des modules d'élasticité des différentes couches de la route, une opération d'entretien de la route peut être déterminée et mise en œuvre. La détermination de l'opération d'entretien comprend la nature de l'opération, comme par exemple le rechargement de la route (ajout d'une couche en surface) ou le rabotage et le remplacement d'une ou plusieurs couches de la route. Typiquement, si seul le module d'élasticité de la première couche 11 est fortement dégradé, tandis que les couches sous-jacentes 12, 13 présentent des valeurs de module d'élasticité satisfaisantes, il ne sera nécessaire de ne remplacer que la première couche 11. La première couche 11 est par exemple considérée comme devant être remplacée quand le module d'élasticité devient inférieur à 50% de sa valeur initiale. Le procédé permet de déterminer précisément le module d'élasticité, en s'affranchissant des conditions variables telles que la température ou l'humidité, ce qui permet de ne pas procéder à un remplacement alors que le module d'élasticité non corrigé n'est transitoirement bas qu'en raison des conditions de mesure. La détermination de l'opération d'entretien comprend également le timing de cette opération, c'est-à-dire le moment opportun pour la mise en œuvre de l'opération d'entretien. En effet, non seulement la connaissance précise des modules d'élasticité permet de savoir s'il est nécessaire de procéder immédiatement ou non à l'opération d'entretien, mais le suivi précis rendu possible permet de prévoir quand cette opération de maintenance deviendra nécessaire.
L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux figures annexées. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers caractéristiques techniques ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.
Claims (13)
- Procédé d'entretien d'une route, la route comprenant au moins une première couche (11) et une deuxième couche (11) superposées dans une direction de profondeur (Y), la route étant équipée d'un système de mesure comprenant au moins un premier instrument de mesure (1) disposé dans une première cavité s'étendant à travers les deux couches de la route, le premier instrument de mesure comprenant un capteur de mouvement configuré pour délivrer un premier signal de mouvement représentatif d'un déplacement du premier instrument de mesure (1) dans la direction de profondeur (Y),
le premier instrument de mesure comprenant au moins deux capteurs de température (3, 3a, 3b, 3c) répartis dans la direction de profondeur (Y), un premier capteur de température (3a) étant au niveau de la première couche (11) de la route et étant configuré pour délivrer une première mesure de température représentative d'une température de la première couche (11), un deuxième capteur de température (3b) étant au niveau de la deuxième couche (12) de la route et étant configuré pour délivrer une seconde mesure de température représentative de la température de la deuxième couche (12),
le système de mesure étant équipé d'un module de communication (17) transmettant à une unité de traitement le signal de mouvement, la première mesure de température, et la deuxième mesure de température,
le procédé comprenant les étapes suivantes:
- le premier instrument de mesure (1) relève lors du passage d'une charge sur la route le signal de mouvement, la première mesure de température, et la deuxième mesure de température, qui sont transmis à une unité de traitement,
- l'unité de traitement, à partir du signal de mouvement, détermine une amplitude de déplacement maximale (d1) qui définit un instant de mesure,
- l'unité de traitement, à partir de l'amplitude de déplacement maximale (d1), de la première mesure de température et de la deuxième mesure de température, détermine un premier module d'élasticité pour la première couche (11) de la route, et un deuxième module d'élasticité pour la deuxième couche (12),
- à partir des valeurs prises par le premier module d'élasticité et le deuxième module d'élasticité, une opération d'entretien de la route est déterminée et mise en œuvre. - Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le système de mesure comprend un capteur d'humidité (5) disposé à la surface (11a) de la première couche (11), le capteur d'humidité (5) délivrant une mesure d'humidité transmise à l'unité de traitement qui prend en compte cette mesure d'humidité pour déterminer le premier module d'élasticité et le deuxième module d'élasticité.
- Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la mesure d'humidité prise en compte correspond à une mesure d'humidité antérieure à l'instant de mesure d'au moins 6 heures.
- Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel pour déterminer le premier module d'élasticité et le deuxième module d'élasticité, l'unité de traitement prend en compte une fréquence de sollicitation estimée à partir d'une vitesse de circulation des véhicules sur la route.
- Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'instrument de mesure (1) compare des valeurs du signal de mouvement avec un seuil de référence correspondant à des valeurs attendues pour une charge déterminée, et ne stocke et transmet le signal de mouvement que si l'écart est inférieur à un écart maximal.
- Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le système de mesure comprend au moins un deuxième instrument de mesure (1a) comprenant un deuxième capteur de mouvement configuré pour délivrer un deuxième signal de mouvement représentatif d'un déplacement dans la direction de profondeur, le deuxième instrument de mesure (1a) étant disposé dans une deuxième cavité s'étendant à travers les deux couches de la route, la deuxième cavité étant aligné avec la première cavité dans une direction (X) de circulation de la route, et le deuxième instrument de mesure (1a) relève lors du passage de la charge sur la route le deuxième signal de mouvement qui est transmis à l'unité de traitement, et l'unité de traitement, à partir du second signal de mouvement, détermine une seconde amplitude de déplacement (d2) du second instrument de mesure à l'instant de mesure qui est défini par l'amplitude de déplacement maximale du premier instrument de mesure (1b).
- Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le premier instrument de mesure (1b) et le deuxième instrument de mesure (1a) sont espacés d'une distance d'espacement (D, D1) déterminée, et la prise en compte de la seconde amplitude de déplacement (d2) comprend la détermination d'un profil spatial de déformation de la route.
- Système de mesure pour l'entretien d'une route comprenant au moins une première couche (11) et une deuxième couche (12) superposées dans une direction de profondeur, le système de mesure comprenant au moins un premier instrument de mesure (1) disposé dans une première cavité s'étendant à travers les deux couches (11, 12) de la route, le premier instrument de mesure (1) comprenant un capteur de mouvement configuré pour délivrer un premier signal de mouvement représentatif d'un déplacement du premier instrument de mesure dans la direction de profondeur,
le système de mesure comprenant au moins deux capteurs de température (3, 3a, 3b, 3c) répartis dans la direction de profondeur (Y), un premier capteur de température (3a) étant au niveau de la première couche (11) de la route et étant configuré pour délivrer une première mesure de température représentative d'une température de la première couche (11), un deuxième capteur de température (3b) étant au niveau de la deuxième couche (12) de la route et étant configuré pour délivrer une seconde mesure de température représentative de la température de la deuxième couche (12),
le système de mesure comprenant un module de communication (17) et une unité de traitement, le module de communication (17) étant configuré pour transmettre à une unité de traitement le signal de mouvement, la première mesure de température, et la deuxième mesure de température, l'unité de traitement étant configurée pour:
- déterminer, à partir du signal de mouvement, une amplitude de déplacement maximale qui définit un instant de mesure, et
- déterminer, à partir de l'amplitude de déplacement maximale, de la première mesure de température et de la deuxième mesure de température, un premier module d'élasticité pour la première couche de la route et un deuxième module d'élasticité pour la deuxième couche,
et pour mettre en œuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. - Système selon la revendication précédente, comprenant au moins un deuxième instrument de mesure (1a) comprenant un deuxième capteur de mouvement configuré pour délivrer un deuxième signal de mouvement représentatif d'un déplacement dans la direction de profondeur, le deuxième instrument de mesure (1a) étant disposé dans une deuxième cavité s'étendant à travers les deux couches de la route, la deuxième cavité étant alignée avec la première cavité dans une direction (X) de circulation de la route, et le deuxième instrument de mesure (1a) étant configuré pour relever, lors du passage de la charge sur la route, le deuxième signal de mouvement et pour le transmettre à l'unité de traitement, le système étant configuré pour mettre en œuvre le procédé selon la revendication 6.
- Système selon la revendication précédente, dans lequel le premier instrument de mesure et le deuxième instrument de mesure sont reliés par un lien filaire (17) adapté pour servir de référence de disposition pour la distance d'espacement (D) lorsque le lien filaire (17) est tendu, et/ou de canal de communication et/ou de ligne d'alimentation électrique.
- Système selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel les capteurs de température (3, 3a, 3b, 3c) sont disposés sur le premier instrument de mesure (1).
- Système selon l'une des revendications 8 à 11, dans lequel chaque instrument de mesure comporte une source d'alimentation électrique autonome, ou chaque instrument de mesure est relié à un élément support (15) partagé comprenant une source d'alimentation électrique autonome (15).
- Système selon l'une des revendications 8 à 12, dans lequel un capteur d'humidité (5) est disposé sur une surface supérieure (4) du premier instrument de mesure (1), et est configuré pour délivrer une mesure d'humidité.
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| US20160161251A1 (en) * | 2013-07-22 | 2016-06-09 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Method for characterizing the mechanical parameters of a roadway |
-
2019
- 2019-09-11 FR FR1910016A patent/FR3100550B1/fr active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| CN113564993A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-10-29 | 中交路桥北方工程有限公司 | 一种基于重载交通的高模量沥青路面施工方法 |
| CN113564993B (zh) * | 2021-08-31 | 2022-07-01 | 中交路桥北方工程有限公司 | 一种基于重载交通的高模量沥青路面施工装置及方法 |
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| FR3100550B1 (fr) | 2021-10-22 |
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