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Prise en compte du gel/dégel2e partie : Les barrières de dégel :

aspects techniques et organisationnels

Caroline Mauduit

Les barrières de dégel, ce mal nécessaire

• Les barrières de dégel, un peu d’histoire

• Loi du 29 floréal an X (19 mai 1802)» Art 6: Le roulage pourra être momentanément suspendu pendant les jours de dégel, sur les chaussées pavées, d’après l’ordonnance des préfets de département

» Bonaparte, premier consul• Ordonnance du roi du 29 décembre 1816

» Art 2: Aussitôt que le dégel sera déclaré, et que la nécessité d’interrompre la circulation se fera sentir, les ingénieurs en préviendront les sous-préfets, qui ordonneront sur-le-champ la fermeture des barrières

» Louis, roi de France


• Les barrières de dégel, principe général

• Les barrières de dégel s’appliquent aux chaussées qui ne sont pas suffisamment dimensionnées au gel– Théoriquement, une chaussée dimensionnée contre l’indice de gel de l’hiver non exceptionnel (HRNE) subira la pose de barrière de dégel 1 fois tous les 10 ans.

• Le principe consiste à limiter la charge appliquée sur la chaussée, durant la période de dégel, pour éviter qu’elle ne travaille en déflexion au-dessus de sa valeur de référence

• L’enjeu, la sauvegarde du patrimoine routier

• Pour cela des sections représentatives du réseau routier à protéger sont définies et suivies


Les barrières de dégel1. La mesure des profondeurs de gel2. La mesure de portance3. La mesure des températures atmosphériques4. Le suivi opérationnel et les prises de décision

– IPG / Prévision météo / Déflexions

5. L’information des usagers6. Une démarche méthodologique pour définir un panel de sections témoins.


• 1. Les instruments pour suivre l’avancement du front de gel

NF P 98-205.1 « Détermination de la profondeur de gel avec un indicateur coloré »

– L’indicateur de profondeur de gel


– Le principe de fonctionnement de l’IPG• Une matrice de verre bleu• Une solution aqueuse de fluorescéine (0,5 g/L)

• Un changement de coloration à une température de 0°C (bleu marine si T°C>0°C / vert si T°C<0°C)

Zone gelée

Zone non gelée

0°C


– Le suivi dans le temps des profondeurs de gel– Possibilité de suivre plusieurs positions de l’isotherme 0°C


– Un peu de métrologie et de maintenance des IPG

– Pour la maintenance, suivre strictement les prescriptions de la norme NF P 98-205.1

– Problèmes récurrents :» L’IPG ne donne pas de profondeur de gel dès le premier jour de gel (surfusion, etc.)

» Un nouveau tapis d’enrobés a été réalisé en oubliant l’IPG dans la chaussée

» Dysfonctionnement de l’IPG (remplissage de la gaine avec de l’huile de contact thermique)

» Etc.


• 2. Les instruments pour suivre la portance de la chaussée

NF P 98-200.2 « Essais relatifs aux chaussées - Mesure de la déflexion engendrée par une charge roulante - Partie 2 : détermination de la déflexion et du rayon de courbure avec le déflectomètre Benkelman modifié »

– La mesure de déflexionà la poutre Benkelmann

Charge de 13t

Vue de dessus

Vue de côté


Mesure la déformation verticale (ou déflexion) en continu sous l'essieu d'un poids lourd en mouvement à

vitesse constante

– La mesure de déflexion au déflectographeNF P 98-200.3 à 5. Essais relatifs aux chaussées - Mesure de la déflexion engendrée par une charge roulante - Partie 3 à 5 : détermination de la déflection avec le déflectographe.


• La mesure de la déflexion de la chaussée• Si la mesure est faite à la poutre Benkelman, elle se pratique généralement sur 10 points espacés de 10 m

• Si la mesure est faite au déflectographe, ou tout autre dispositif, elle peut être réalisé sur environ 100m

» Attention à la présence des fondants routiers

• Pour rendre comparables les mesures il est impératif de :– repérer parfaitement les points de mesure par un marquage au sol– Éviter de faire des mesures au petit matin, la nuit est propice à un regel de surface

– Étalonner les matériels de mesures


• La variation de la déflexion en fonction du temps

Déflexion de référence hors gelTaux de travail

normal de la chaussée

Déflexion quasi nulle car la glace rigidifie

la structure

Déflexion maximale lors de la fusion totale de la glace cryosucée

Retour progressif à la déflexion de

référenceGel

Dégel


• 3. Les instruments pour suivre l’évolution des températures et déterminer l’indice de gel


• Le réglage et l’étalonnage des instruments de mesure des températures

• Éviter les mesures à l’aide de thermomètre mini-maxi de bord de fenêtre ou mal protégé du rayonnement solaire (préférer un abri météo)*

• Étalonner tous les deux ans les thermographes, soit à l’aide d’un instrument de référence, soit par un laboratoire spécialisé (CETE, etc.)

• Pour les thermographes, régler correctement la pression de la plume (tangente le papier lorsque l’instrument est incliné latéralement à 45°)

• Etc.


• Calculer simplement un indice de gelDéterminer les températures moyennes journalières :T°Cmoy=(T°Cmin+T°Cmax) / 2 et les additionner pour obtenir l’indice de gel

5,0 °C×j2,1°C×j

7,1 °C ×× ××j

4,1°C×j

11, 2°C

×× ××j4,0 °C×j

15, 2°C

×× ××j

6,0 °C×j

21, 2°C

×× ××j

RN 420 Provenchères-Fave 88

5,0 °C×j

26, 2°C

×× ××j5,2 °C×j

31, 4°C

×× ××j

7,1°C×j

38, 5°C

×× ××j

10,1°C

×j

48, 6°C

×× ××j

5,0 °C×j

53, 6°C

×× ××j56

, 7°C

×× ××j3,1°C×j

61, 0°C

×× ××j4,3 °C×j

Etc .

°C×× ××j


• Estimer simplement une profondeur de gel à partir de l’indice de gel atmosphérique

• A partir de l’expression– Où

» ξ est la profondeur de gel» I est l’indice de gel atmosphérique» a est un coefficient qui dépend de la structure de la chaussée (5 < a < 10 ----- 5 pour les anciennes chaussées et 10 pour les chaussées modernes)

Ia=ξ

Les barrières de dégel,critères de pose et de levée

• 4. Le suivi opérationnel et les différentes prises de décision– L’importance des précipitations avant gel

– L’importance de la vitesse d’avancement du front de gel

– Le rôle des prévisions météo lors de la pose• Élévation des températures (rapidité, valeur, etc.)

• Présence éventuelle de précipitations

– L’importance de la vitesse du dégel sur la redistribution de l’eau dans le massif

Les barrières de dégel, critères de pose et de levée

Suivi des températures journalières

Suivi des profondeurs de gel

Émission du préavis de pose

Suivi des prévisions météorologiques

Émission de l’avis de pose (à 12h00 de J)

Suivi des mesures de déflexions

Émission de l’avis de levée (à 12h de J)

Température moyenne journalière négative

Couche gélive atteinte par le gel

Prévision de radoucissement

Pose des barrières de dégel (à 8h00 du J+1)

Retour à la valeur de la déflexion de référence

Levée des barrières de dégel (à 8h00 du J+1)

Les barrières de dégel, l’information au usagers

5. L’information aux usagers– Le respect des règles en terme de délais pour donner le temps aux usagers de prendre leurs dispositions

– L’information du CRICR (avant 12h le jour J pour une pose ou une levée le lendemain à 8h00)

– L’information des médias locaux (presse, radio, TV)– L’information directe aux grosses entreprises– L’information sur place par le biais de la signalisation adéquate sur les réseaux

Les barrières de dégel, l’information au usagers

Un exemple de signalisation

6.La démarche méthodologique pour déterminer un panel de sections témoins

représentatives• Les critères de représentativité

• On postule que les classes de barrières de dégel sont bien représentatives de la sensibilité hivernale des chaussées

• Les sensibilités au gel des terrains – deux éventualités SGp et SGt

• Les structures de chaussées– Structure semi-rigide– Structure souple d’indice structurel fort– Structure souple d’indice structurel faible

• Le trafic PL– < 25 PL/j/sens– 25 < PL < 50 PL/j/sens– > 100 PL/j/sens

• Les classes de barrières de dégel– 7,5t; 12,0t; Libre

• Les régions climatiques– Trois zones (symposium, autre type)

Merci de votre attention !

Caroline Mauduit

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