r5g - la route de la 5e génération - ifsttar - decembre 2013

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Présentation Ifsttar 04012011 Decembre 2013

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Le programme FOR (Forever Open Road) se donne 3 objectifs : – La route adaptable à la future demande de transport – La route automatisée fournissant un moyen de transport automatisé bas coût – La route résiliente au changement climatique La route de la 5e génération (R5G) est la déclinaison française du programme FOR avec 4 objectifs : - La route évolutive - La route à contribution environnementale positive (route résiliente) - La route coopérative (automatisée) - La route acceptable

TRANSCRIPT

Présentation Ifsttar 04012011

Decembre 2013

Présentation Ifsttar 04012011

Le point de départ • 1ère génération – Le chemin • 2ème génération – La route pavée romaine

• 3ème génération – La route revêtue • 4ème génération – L’autoroute

• Que sera la 5ème génération ?

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Pourquoi a-t-on besoin de la R5G ?

• Image actuelle associée au transport routier – Mauvaise image associée à la route – Coût environnemental trop élevé – Peu considéré dans le Grenelle de L’Environnement

• Innovation dans les infrastructures routières – Nombreuses innovations disponibles dans les laboratoires

Besoin d’un dispositif de validation d’innovations émergentes (prise de risque)

• Transfert technologiques et industrialisation – Besoin de moyens de test en vrai grandeur – Identification des problèmes de mise en œuvre – Renouvellement des questions de recherche

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Les bénéfices attendus

• Maintenir les « services » ( RAMS: Reliability, Accessibility, Mobility, Safety) des réseaux routiers aux niveaux actuels – Incitation au transfert modal vers le transport guidé – Dans l’attente, maintien du réseau routier dans

son état actuel en dépensant moins • Renforcer les leaderships industriels

– Mise au point de nouveaux modèles économiques • Atteindre les objectifs sociétaux

– Réduction de l’empreinte carbone des routes – Création d’emploi – Renouvellement des programmes éducatifs

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• Rassembler toutes les idées existantes et produire une solution pour répondre à nos besoins futurs…. – La route adaptable – La route automatisée – La route résiliente au changement climatique

• Un concept qui… – Sera adaptable à la future demande de transport – Fournira un moyen de transport automatisé bas coût – Produira des bénéfices substantiels

• Be Forever Open

Winner of the 2011Road Design and Construction prize

R5G : déclinaison française du programme FOR

Présentation Ifsttar 04012011

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R5G inclus dans une alliance Européenne • Déjà inclus dans des programmes et agendas de recherche

• Déjà inclus dans des feuilles de route

• D’autres sont encore à venir

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Concept de la R5G

• R5G assemble et redéfinit les 3 éléments de la Forever Open Road, suivant une approche systéme, autour de démonstrateurs à l’échelle 1 pour en démontrer la synergie et proposer une route acceptable.

• R5G vise à passer d’une approche linéaire de l’innovation (chaque filière innove dans son domaine) à une approche intégrée (synergie entre les acteurs)

→ Les 4 éléments de la R5G La route évolutive La route à contribution environnementale positive La route coopérative La route acceptable

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Une application « plurielle » de la R5G :

Acceptabilité sociale, juridique, économique, environnementale

Conception, construction et maintenance décarbonées

Exploitation sûre et intelligente

Résilience et efficacité énergétique

Réseaux urbains

Réseaux structurants

Réseaux locaux

Réseaux périurbains

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Route à contribution environnementale positive

Besoins des gestionnaires Attentes des usagers

Enjeux sociétaux

Une mise en œuvre suivant une approche système

Constructeurs routiers

Constructeurs automobiles

Usagers

gestionnaires

Maitres d’ouvrage

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Programme Conception et construction de démonstrateurs à l’échelle

1:1

•En parallèle avec les réflexions indispensables sur les stratégies d’aménagement et d’exploitation, la réglementation et la gouvernance et l’identification de besoins de recherche… quelques exemples d’innovations… Du rêve à la réalité…

2010-2015 2015-2020 2020-2025

Mise à l’épreuve de composants

Mise à l’épreuve de sous-systèmes

Démonstrateurs complets

Dép

loie

men

t

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Démonstrateurs R5G Identification de solutions « matures » IEED, IRT, fond démonstrateur ADEME, pôles de compétitivité, HORIZON 2020, charte 2MI

Infrastructures - CIRR - …

Recherche : ANR, FUI, HORIZON 2020

Services - ITS - Mission d’appui 2MI - …

R&D automobile

… …

Acheteurs privés Acheteurs publics

Vecteurs de mobilité

-Flotte Bolloré -@Car -Velib -…

Dispositifs de soutien à l’innovation

Positionnement institutionnel : combler un « vide »

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Mise à l’épreuve de composants

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Observation de la visibilité par caméras routières Accord cadre IFSTTAR-Météo France Projet CARNOT CAM2

• Objectif : – observer la visibilité – améliorer la prévision météorologique du brouillard – proposer des vitesses adaptées à la visibilité – adapter l’éclairage public (ex: plots sur la rampe de

Laffrey) • Partenaires existants : IFSTTAR, Météo-France, IGN, CETE

Lyon, CETE Méditerranée • Aspect réglementaire : recommandation du BEA-TT, vœux

du Conseil Supérieur de la Météorologie

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Projet européen Fabric Feasibility analysis and technological development of on-road charging for long term electric vehicle range extension

• Contexte Call FP7-SST-2013-RTD-1 -GC.SST.2013-1 – dépôt en novembre 2012 • Objectif Mettre au point des systèmes de rechargement par induction pour véhicules

électriques dont des systèmes à haute vitesse • Partenaires français : VeDeCom (Ifsttar, IFPEN, Renault, Peugeot) Démonstrateur : Piste envisagée à Satory

• Leader : Fiat (Italy)

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Chaussées hors gel, à surface chauffante, autonome en énergie – R2I 2013-2014 Enjeux • Assurer la viabilité hivernale, par le maintien à température

positive de la surface de chaussée : – éviter la formation de verglas par gel d’eau liquide – faire en sorte que le dépôt des précipitations à

température négative (neige /grésille/…) en surface de chaussée fonde au contact de la surface

• Utiliser pour ce faire l’énergie « récupérable» par la chaussée elle-même, en prévoyant des fonctions de captage, stockage, déstockage et restitution d’énergie – mise au point d’un système de captage/restitution peu

intrusif et robuste • Utiliser le « bilan positif » des cycles de température

annuels, vérifiés pour la plupart des climats – stockage géothermique d’énergie en période chaude,

déstockage en période froide • Domaines d’application

– Routes, rues, ponts, aéroports, transports en commun, plates-formes industrielles,…

Concept of the Gaia Snow-Melting System (Japan)

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Système PEGASE

Logiciels : SMARTVIA

Serveur SMARTVIA

Projet CCLEAR d’instrumentation de chaussée sur A75

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Projet européen FP7 INROADS 2013-2014

Scénario 1

ADVANCED HAZARD WARNING

Idée Capteur: détection automatique d’incident

Allumage des LED pour prévenir les usagers en amont

Fonction: améliorer l’anticipation

Exemple d’application: carambolage dans le brouillard

Hazard ahead

Scénario 2 ACTIVE LANE DELINEATION

Idée

Sans trafic, système éteint

De nuit, véhicule détecté: allumage des plots lumineux sur une certaine distance devant le véhicule

Fonction: amélioration du guidage visuel, notamment en courbe

Extinction après le passage du véhicule: notion d’onde lumineuse

Vehicle detected

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• Des techniques de chaussées conçues pour être facilement ouvertes et refermées, permettant ainsi l’accès facile aux réseaux

• Un nouveau concept de chaussées urbaines “modulaires” développé par l’ISFTTAR et ses partenaires (Collectivités locales, Réseau Scientifique et technique du ministère, fournisseurs de matériaux, entreprises de béton prêt à l’emploi, entreprises routières)

• Mise au point d’un matériau de base spécifique : grave réexcavable ie grave ciment classique mais avec peu de ciment et air entrainé

Chaussées urbaines démontables

Validation sous trafic (jusqu’à 120000 cycles) sur le manège de l’IFSTTAR

Grave réexcavable (matériau traité aux liants hydrauliques)

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Chaussées urbaines démontables - concepts • Dalles hexagonales indépendantes (trafic « faible »)

• Dalles plus petites, connectées par “clés” béton (trafic « fort »)

St Aubin Les Elbeufs (près de Rouen)

Dalles béton Lit de pose

Grave-ciment excavable

Plate-forme

Joint élastomère coulé en place

Vide

E

3

H

Etanchéité (émulsion)

Chantier expérimental Nantes Métropole

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Mise à l’épreuve de sous-systèmes Réflexion interne en cours sur les démonstrateurs

suivants (GERI R5G) • Route et énergie • Eco-mobilité urbaine • Autoroute automatisée • Réseau interurbain et périurbain lisible et efficace • Maquette virtuelle

Mise en œuvre possible dans la cadre dans le cadre du projet

ERANET + « Infravation » soutenu par le MEDDE Appel d’offre en 2014 Ouverture d’une action « Investissements d’Avenir » ?

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La route énergétiquement intégrée C

onst

ruct

ion

Ener

gy

Mob

ility

Recycling of Materials

Cold mixes

Mechanical energy

Inductive charging

Low rolling resistance pavements

Modular urban

pavement

Geothermal energy

Solaroad

Eco-traffic management

Autonomous shuttles

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L’autoroute automatisée

Grand driving cooperative challenge

Truck convoying FP7 SARTRE

HOT Lanes in Minneapolis - Vinci

Coach on emergency lane – CG38

Reversable lane Pont de Saint-Nazaire – CG44

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La rue intermodale • Les voitures ont changé l’apparence des

rues au cours du 20ième siècle

• Les composants de la rue de 5ème Génération son là :

Rue Nue – Phosphore - Eiffage

Bjark Ingel

Chaussée Urbaine Démontable

• Elle serait : – Adaptée aux véhicules électriques

automatisée

– Adaptable et partagée

VIPA – Ligier, LASMEA

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R5G et BEPOS

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Réseaux intégrés Déchets Eaux usées Réseau de froid Réseau de chaleur Eau potable Eaux valorisées

Dalles piézoélectriques

Piste cyclable solaire

Panneaux solaires organiques

Unité de bord de route

BHNS en site propre et rechargé en mouvement

Recharge statique sans contact + stockage

d’énergie

Télécommunications sans fil

Echanges thermiques réversibles

Couche de roulement poreuse,

silencieuse et dépolluante,

potentiellement issue de la biomasse

Réseaux intégrés Réseau de froid Réseau de chaleur Eaux valorisées Energie électrique Fibre optique

Corps de chaussée à structure réservoir

Structure modulaire bas carbone et préfabriquée

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Le réseau secondaire lisible et efficace

• Accroitre la sécurité routière sur les réseaux secondaires – Aujourd’hui 2/3 des tués

• Déployer les systèmes coopératifs pour : – L’alerte – La gestion des vitesse

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Le challenge de la route « acceptable »

• Concevoir un réseau router aaaeepaabe ieb iue e considérer fférents niveaux d’analyses et de les combiner d’une façon complémentaire.

• Les acteurs ne partagent pas les mêmes problématiques, ni les memes cultures scientifiques.

• Leurs préoaaueatoos peaco iues soop fférentes et reposent sur des approches méthodologiques contrastées.

• En outre, leurs réflexions ne s’inscrivent pas dans des temporalités et des durées comparables.

• Etre en mesure d’appréhender la probléiatiue e ba oupe Aaaeepaabe aos aete complexité nous parait etre essentiel.

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Une définition de la route acceptable

• L’une des clés de la R5G est de favoriser, au-delà des réalisations techniques, les synergies entre les acteurs.

• L’enjeu est de proposer une démarche permettant la convergence des points de vue vers des objets communs.

• Cela nécessite des moyens d’évabuatoo a er or es erooeps pour appréhender le respect des critères et orienter l’innovation.

• La route acceptable serait le résultat d’une démarche s’assurant progressivement que la route remplira adéquatement et conjointement, en termes d’usages et d’impacts, les fonctions qu’on souhaite lui attribuer.

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Le rôle essentiel de la simulation

• Au côté des méthodes spéa fiiues à chaque métier, un moyen permettant d’appréhender ces pré atoos esp e recourir à la simulation.

• L’idée e aete démarche de conception virtuelle serait : 1. de s’aeeuyer sur es outbs e s iubatoo eroeres à

chaque niveau d’analyse 2. de réfléchir aux possibilités e fooatoooeieop eo

synergie» de ces fférents outils.

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Conclusion et perspectives

• Le projet R5G, en lien avec le programme FOR au niveau européen, vise à innover dans le domaine des infrastructures routières

• Plus exactement, il vise à proposer un nouveau paradigme : le changement de génération routière.

• Il vise à combler un manque institutionnel et à influencer la programmation nationale de la recherche

• Les premiers projets de recherche d’envergure commencent à émerger, notamment dans le cadre Européen.

• La deuxième étape du projet, à savoir la conception de démonstrateurs à grande échelle, nécessitera l’appui des financements conséquents.

• La dynamique enclenchée, relayée par l’IDRRIM, doit s’appuyer sur l’ensemble des acteurs pour convaincre les financeurs de l’intérêt d’une telle démarche.

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Peut-on encore construire des routes ?

• Il n’est pas certain que l’on puisse construire des routes neuves

• Il est cependant certain que l’on a besoin de routes avec des niveaux de services renouvelés

• Il faut changer de génération de route et peut-être songer, à l’image du Programme National de Rénovation Urbaine, à un Programme National de Renouvellement des Routes

• Question : Faut-il également créer l’agence nationale qui va avec ?

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