Brevet FR3100550A1 — publié le 20210312

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 Procédé d'entretien d'une route équipée d'un système de mesure 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 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. 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 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. 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 : la figure 1 illustre schématiquement un instrument de mesure selon un mode de réalisation possible de l'invention, la figure 2 illustre schématiquement une vue en coupe d'une route équipée d'un système de mesure selon un mode de réalisation possible de l'invention, la figure 3 montre un exemple de courbe de déflexion de la route au passage d'une charge à un instant de mesure, la figure 4 montre schématiquement un exemple de l'évolution temporelle du module d'élasticité d'une couche de la route, estimé à partir du seul déplacement vertical, et sa correction en prenant en compte la température de la couche, la figure 5 montre schématiquement un exemple de l'évolution temporelle du module d'élasticité d'une couche de la route, estimé à partir du seul déplacement vertical, et sa correction en prenant en compte l'humidité. 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.