Brevet FR2891851A3 — publié le 20070413

FR 2891851 A3 20070413 FR 0510428 A 20051012 10 15 20 25 30 35 LE DOMAINE 'I'1?C1 INIQUE La présente innovation concerne un dispositif d'élaboration de chaussée routière ou autoroutière par les sociétés de travaux publics pour permettre l'économie de carburant consommé par les véhicules situés dans une file d'attente à une barrière d'arrêt. L'ETAT DE LA "1'ECI INIQUE EXISTANTE *La technique des véhicules automobiles : - les véhicules motorisés possèdent quasiment tous une boîte de vitesse présentant une position de POINT MORT et une ou plusieurs VITESSE(S) où le moteur est en prise. - les véhicules motorisés autorisés à se déplacer sur les routes et autoroutes sont équipés de freins, qui peuvent être à main et à pédale, destinés à empêcher les véhicules d'avancer. *La technique des routes et autoroutes : - Il existe des chaussées routières et autoroutières dont des portions présentent des pentes variées consécutives à la topographie des terrains d'implantation. - Il existe des revêtements bitumineux plus ou moins lisses ou présentant des aspérités selon les budgets et les essais qui y sont consacrés. - Il existe des barrières d'arrêt, notamment de péage, situées parfois sur les routes mais surtout sur les autoroutes. - Précédant ces barrières il existe en général une zone d'approche que nous nommons ici ZONI? DI? FILE D'A'ITENTE . Les chaussées routières et autoroutières existantes sont élaborées pour permettre aux véhicules d'avancer avec leur moteur en prise à une vitesse quelconque et non pas de façon à les faire avancer au point mort. Traditionnellement donc, lorsque le débit du trafic, évalué en nombre de véhicule par heure, atteint le seuil de saturation, voire au delà, de gène, (**2) les véhicules qui arrivent dans la zone de file d'attente (* 1) d'une barrière d'arrêt ( qui est le plus souvent une barrière de péage), s'avancent vers la barrière par à coups. [*1 définition : on nommera ici zone de file d'attente l'espace [situé entre la barrière d'arrêt et les quelques centaines de mètres [qui la précèdent et qui sont souvent délimités, sur une autoroute, [la référence 6 de la figure 1,1 [**2 tel qu'il est décrit dans le rapport du Réseau Ferré Français [d'octobre 2004 cité ci après dans le paragraphe calcul de [1 `économie réalisable... Ces véhicules répètent alternativement les phases suivantes: -Un démarrage depuis l'arrêt au point mort vers la première vitesse pour parcourir une distance correspondant à la longueur du véhicule qui en tête de la file d'attente vient de franchir la barrière. -Puis ils effectuent un nouvel arrêt. Et ils répètent ceci jusqu'à ce qu'à leur tour ils aient eux mêmes franchi la barrière. LE PROBLF:ME A RÉSOUDRE C'EST QUE: La consommation consécutive à cette file d'attente représente au total par an en France: la consommation moyenne du démarrage d'un véhicule de cylindrée moyenne lorsqu'il démarre (l'effort du moteur pour arracher le véhicule à son inertie depuis la vitesse 0 jusqu'à la vitesse du déplacement, limité à environ 6 mètres, provoque une consommation que l'on peut estimer dans une approximation à au minimum 4 litres, tous véhicules confondus, aux 100 Km), multipliée par la longueur moyenne d'une zone de file d'attente en centaine de kilomètres (elle est égale au nombre de fois 6 mètres que représente un démarrage, multiplié par le nombre de démarrages successifs nécessaires pour qu'un véhicule franchisse la totalité de la zone de file d'attente), en général elle représente 0,005 centaine de kilomètre, multiplié par le nombre de véhicules par heure de saturation ou de gène dans l'année, (***3) multiplié par le nombre d'heures de saturation et de gène à un péage d'autoroute durant toute l'année. multiplié par le nombre de grands péages voire par le nombre total de péages. [***3 les nombres moyens retenus sont fondés sur l'hypothèse que [tous les grands péages ont le même trafic que celui de l'autoroute [A8 dont le trafic a fait l'objet de l'étude du RPP. Or il est vrai [que si certains d'enter eux ont un trafic plus faible d'autres ont un [trafic beaucoup plus élevé. Mais dans une première approche une 35 5 10 15 20 25 3035 [estimation fondée sur une moyenne est pratique dans l'attente de [plus grandes précisions que seules les sociétés concessionnaires [d'autoroutes sont en mesure de fournir à la demande de 1'Etat]. L'EXPOSI DE L'INVENTION: L'invention est caractérisée par un dispositif qui combine les éléments de la façon illustrée par la figure 1. Le dispositif selon l'invention permet de réduire la consommation de carburant faite par les véhicules qui avancent par à coups successifs dans une zone de file d'attente (allant de B à H, délimitée par la barrière B et souvent par un ralentisseur [61), à une barrière d'arrêt (routière ou autoroutière, par exemple à un péage), dans les quelques centaines de mètres qui précèdent la barrière d'arrêt (et qui constituent ce qui est nommé ici la zone de file d'attente). Ce dispositif impose: dans la zone de file d'attente (1), correspondant à l'approche BA (2), qui précède une barrière d'arrêt B ([4], qui peut être un péage par exemple), d'établir le terrassement d'une chaussée (1) indépendamment de la topographie environnante, selon une pente, inclinée en descente vers la barrière B, (du point H vers le point B), qui présente un angle minimum (â) avec l'horizontale (par exemple une pente correspondant à une baisse de 40 mètres de hauteur de A à II (3) pour cinq cent mètres (500m) de distance de B à A) suffisant pour que la pente provoque, sous l'effet de la pesanteur, l'avancement en roue libre, des véhicules (5) dont la boîte de vitesse est au point mort, lorsque le conducteur relâche le freinage. Le résultat technique est de donner ainsi à ce conducteur la possibilité d'économiser du carburant, puisqu'il peut laisser glisser son véhicule le long de la pente, de façon répétitive, au lieu de démarrer à chaque fois pour avancer par à coups de quelques mètres jusqu'à ce qu'il ait lui même atteint la barrière d'arrêt. 10 15 20 25 30 35 - 4- La nouveauté de la combinaison vient de ce qu'actuellement aucune technique de la pente minimum suffisante... dans les zones de file d'attente... n'est volontairement installée car cette technique, destinée à une avance en roue libre dans ces zones, n'est pas imposée pour la confection de chaussées routières ou autoroutières par des normes telles que par exemple celles définies en France par le bureau de normalisation des sols et routes (BNSR) de la SETRA, dépendant du ministère de l'équipement et qui est respectée par les entreprises de travaux publics installant routes et autoroutes. LE CALCUL APPROXIMATIF DE L'IN'l'ERET ECONOMIQUE Ql REPRESENTE CETTE INNOVATION: Voici le calcul de l'économie possible en utilisant ce dispositif, ce calcul se limitant dans un premier temps à 14 grandes barrières de péage, sur autoroute dont la liste est la suivante: Al Senlis de Paris vers Lille et réciproquement AI Arras de Paris vers Lille et réciproquement A4 Crécy-la-chapelle de Paris vers Reims Nancy Strabourg et réciproquement A4 Reims de Paris vers Reims Nancy Strabourg et réciproquement A5 Aire des I,prunes de Paris vers Troyes Lyon et réciproquement A6 Aire de Fleury de Paris vers Melun Lyon et réciproquement A6 Villefranche de Paris vers Troyes ou Melun Lyon et réciproquement A7 péage de Vienne de Lyon vers Marseille Aix en provence et réciproquement A7 péage de Lançon de Lyon vers Marseille Aix en provence et réciproquement A8 péage de la Barque de Marseille Aix en provence vers Nice et réciproquement A8 péage du Puget de Marseille Aix en provence vers Nice et réciproquement A8 péage de Saint Laurent du Var de Nice vers l'Italie ou Marseille et réciproquement 2891851 -s- présente innovation : Ce calcul est fondé sur l'hypothèse suivante... Tous les péages cités ci dessus présentent un trafic tel qu'ils subissent 1114 heures de gène dans l'année avec un flux moyen de 9600 véhicules par heure en supposant qu'ils ont tous le même trafic que le péage de Saint-Laurent du Var selon les données publiées en page 22 par l'étude Analyse de la saturation routière en PACA :préparation du débat public octobre 2004 auteur CE'I'E méditerranée, étude demandée par le Réseau Ferré Français (RFF) dans le cadre de la préparation du débat public sur la LGV (ligne à grande vitesse) PACA sur le site : http://debatpublic- lgvpaca. org/ docs /pd f/études /saturation_routere/LGV_PACA_sa turation_routiere_C E TI ?_nov_2004.pdf L'étude citée propose les données ci dessous à la barrière de péage de Saint Laurent du Var: Nombre moyen de véhicules par jour établi sur une année : 127600 véhicules par jour Débit horaire en nombre de véhicules par heure de saturation : 9600 véhicules par heure Nombre d'heures en 2002 pour un trafic horaire supérieur au débit En se fondant sur cette hypothèse : - consommation moyenne = 4 L/ 100km - longueur moyenne de zone de file d'attente (500 mètres) 30 0,005 centaine de Km -nombre moyen de véhicules par heure de saturation et de gène 9600 par péage et par an - nombre de grands péages pris en compte = 14 - nombre d'heures moyen de saturation et de gène par an et par 35 péage 1114 heures 10 15 20 25 A10 Saint Arnould en Yvelines de Paris vers Orléans Clermont-Ferrand ou Bordeaux et réciproquement A10 péage de Virsac de Bordeaux vers Orléans Paris et réciproquement Calcul de l'économie réalisable en utilisant le dispositif objet de la à saturation : 1114 heures de saturation - 6- en moyenne le nombre de litres de carburant économisés est égal à = 4x0,005x9600x14x1114 = 2994432 litres par an, soient en 10 ans : = 29 944 320 de litres c'est à dire que le résultat technique de l'invention peut représenter une économie, pour les consommateurs, pouvant aller jusqu'à environ 29 944 320 euros (au prix actuel du carburant), en 10 ans sur seulement 14 grands péages. Or il faut compter en supplément des 14 grands péages plus plusieurs dizaines d'autres péages au total en France et ils sont tous saturés en même temps que les grands péages, notamment ceux qui se situent aux abords d'une grande ville. C'est donc plutê t à une économie située aux alentours de deux fois l'économie réalisée sur les grands péages que l'on peut avoir affaire étalés sur 10 ans soient environ 60 000 000 de litres et d'Euros . Une étude plus précise des services techniques de l'état est nécessaire pour préciser ces données. Mais l'approximation donne une idée de la faisabilité et de l'intérêt d'une telle étude . L'APPLICATION INDUS"I'RIELLE ET LES DIVERGENCES STRATÉGIQUES l?'I' ECONOMIQUES ENTRE LES DIVERS ACTEURS SONT LES SUIVANTES : Cette invention est industrialisable en faisant réaliser des travaux , selon le schéma de la figure 2, par des sociétés de travaux publics sur toutes les zones de file d'attente routières et autoroutières situées devant une barrière d'arrêt. Il va de soi que cela représente des coûts... Or les sociétés concessionnaires d'autoroutes et autres ouvrages n'y trouvent pas de bénéfices pour elles mêmes mais seulement des coûts de travaux. Elles ont donc intérêt à ne pas promouvoir ce dispositif mais au contraire à en freiner la mise en place, à moins que l'État ne les y intéresse par un biais financier ou un aménagement de la concession. - Les particuliers usagers de ces ouvrages ne peuvent se regrouper pour financer des travaux car l'économie réalisée par chacun est trop faible pour susciter un mouvement associatif dans ce sens : quelques dizaines de centimes d'euros par véhicule, économisés à chaque passage d'une Barrière équipée du dispositif. - 7- L'Etat français, qui représente l'intérêt collectif, et est seul intéressé par cc dispositif qui lui fait : -économiser entre 29 944 320 et environ 60 000 000 litres de carburant en 10 ans, -économiser l'équivalent en devises puisque cela réduit les importations de pétrole, -réduire le déficit commercial et énergétique d'autant que les importations sont réduites, -procurer du travail aux sociétés et donc à la main d'oeuvre 10 française de travaux publics puisqu'il s'agit de travaux à effectuer sur le territoire national, - réaliser une amélioration de la satisfaction des usagers en allégeant leur frais de déplacement, -réduire la pollution d'autant que l'économie de carburant, 15 -saisir l'occasion de réaliser un investissement de structure qui perdure dans le temps sans s'user, ce qui est rarissime, (en effet la pente une fois réalisée ne s'use pas. La chaussée s'use, elle, mais pas plus que lorsqu'elle n'était pas en pente. Cela n'entraîne donc pas de surcroît d'usure par rapport à l'état actuel.) 20 -l'Etat français a d'ailleurs le droit, du fait du caractère de droit administratif des contrats de concession, d'imposer aux concessionnaires dans l'intérêt général, une modification au contrat imposant l'établissement des travaux nécessaires à la mise en oeuvre d'une nouvelle norme en application de la présente innovation, en 25 contrepartie de quoi il a le devoir d'accorder une juste compensation aux dites sociétés, ce qu'il peut faire sans surcoût en révisant la durée des concessions par exemple. Les sociétés de travaux publics elles ne peuvent qu'attendre la décision de leurs clients mais elles peuvent être 30 favorables à ce dispositif qui leur procure de l'activité. Les figures : *La figure 1_est le dessin qui illustre l'invention et représente en coupe le dispositif de l'invention. En référence à ce dessin, le dispositif comporte : 35 - en (1), le terrassement de la chaussée tel qu'elle soit inclinée (avec de préférence un revêtement le plus lisse possible), - 8-en (2) la distance qui va de la barrière d'arrêt B (4) au point A constituant la verticale du point H (repéré par exemple par le dernier dos d'âne de ralentissement) qui sera retenu pour définir le début de la zone de file d'attente, cette zone de file d'attente va de H à B. - en (3) la hauteur dont il faut, à l'aplomb dudit début de la zone de file d'attente, surélever la chaussée, - en (4) la barrière d'arrêt, - en (5) un véhicule qui s'avance dans la file d'attente vers la barrière, - en (â) l'angle HBA qui définit la pente de la chaussée inclinée en descente vers la barrière de péage. - en (6) le dernier dos d'âne ou bande rugueuse de ralentissement 15 avant la barrière d'arrêt. *La figure 2_présente le schéma des travaux à réaliser pour installer le dispositif objet de l'innovation : I,es travaux nécessaires consistent à effectuer un terrassement pour créer, pour la zone de file d'attente, une pente inclinée vers la barrière et à 20 déposer sur cette pente la chaussée selon les techniques habituelles aux sociétés de travaux publics. Par exemple la figure 2 illustre l'état pour cette zone après travaux, par application de l'innovation, de sorte qu'une zone de file d'attente BH de 500 mètres de long, présente grâce au 25 terrassement, un dénivelé AH de 40 mètres, ce qui représente une pente de 8 "o suffisante pour provoquer l'avancement de la plupart des véhicules si la chaussée est lisse. 5 1015 REVENDICATIONS 1 ) Procédé de réalisation d'un terrassement d'une chaussée dans une zone de file d'attente à une barrière d'arrêt sur route ou autoroute, afin de permettre l'économie d'énergie grâce à la réduction de consommation de carburant d'un véhicule motorisé lors de son avancement par à coups successifs dans cette zone de file d'attente, de sorte à inciter le conducteur d'un véhicule motorisé à user de la roue libre au point mort, ce procédé est caractérisé par la réalisation du terrassement de la chaussée BH (1), de la zone de file d'attente de B à H, précédant la barrière B (4), tel que sa pente incline la chaussée BH en-des -Ce-hiié vers la barrière B , d'après un angle (â), de pente, suffisant pour provoquer l'avancement en roue libre du véhicule (5) le long de la pente, par simple relâchement par le conducteur de(s) frein(s), en laissant sa boite de vitesse positionnée au point mort. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un revêtement présentant des aspérités réduites au minimum (chaussée la plus lisse possible).