Résultats 2013 des ORSI, GERI, R2I

ORSI AGREGA : Granulats à moindre empreinte écologique pour la construction d'infrastructures de transport

Ifsttar - Cerema

Le niveau d’activité économique d’un pays repose dans une large mesure sur la qualité de son réseau d’infrastructures de transport. En France, ce réseau est constitué principalement de routes et de voies ferrées, dont la construction et l’entretien produisent des déchets, consomment de grandes quantités de granulats extraits à plus de 95% du milieu naturel, enfin génèrent un trafic lourd agressif vis-à-vis des infrastructures de transport et de leur environnement.

En partenariat avec des industriels et d’autres organismes de recherche, l’ORSI AGREGA lancée par l’IFSTTAR en 2009 et clôturée en 2013 s’est attachée à limiter l’empreinte écologique relative à la construction et à l’entretien d’infrastructures routières ou ferroviaires.

Des outils et méthodes ont ainsi été développés ou améliorés. Ils sanctionnent au plus juste l’aptitude de granulats à un usage donné, ils modélisent l’influence de caractéristiques usuelles des granulats sur les propriétés d’un mélange granulaire, ils réévaluent expérimentalement la pertinence de certaines spécifications « granulats » vis-à-vis des performances de matériaux routiers, enfin ils intègrent des critère environnementaux dans le coût de l’approvisionnement en granulats en s’appuyant sur le concept de transportabilité. Les principaux enseignements ont été présentés lors du séminaire de clôture et l’ensemble des présentations est accessible sur le site de l’IFSTTAR.

Démonstrateur de tambour sécheur pour la mesure de l’absorption d’eau d’un sable naturel ou recyclé avec fines (IFSTTAR/CEREMA)

ORSI Infrastructures et ouvrages durables

Ifsttar - Cerema

Pour être en mesure d'influer valablement sur les impacts environnementaux des ouvrages, il est indispensable d'avoir une bonne appréciation de leur impact, à travers la connaissance du cycle de vie des ouvrages, et de la quantification des différents impacts environnementaux, depuis la fourniture des matériaux constitutifs jusqu'à la démolition des ouvrages.

Le principal produit obtenu dans le cadre de cette opération est la mise en place d’une base de données d’impacts environnementaux adaptée au contexte français du génie civil : la base DIOGEN. (voir livrable phare)

Dans le cadre du projet Européen SBRI, une thèse sur l’étude de la durabilité des ouvrages dans un contexte de développement durable - application aux ponts mixtes a été soutenue. Elle a mis au point une procédure d’optimisation et une analyse multicritère pour évaluer l’ensemble des variantes de conception et permettre d’avoir une vision globale qui aide les maîtres d’ouvrage et les gestionnaires lors de la prise de décision.

Par ailleurs les résultats suivants ont été obtenus :

  • Elaboration de l’outil CIOGEN, permettant l’étude des impacts environnementaux des ouvrages depuis la fourniture des matériaux (basée sur Diogen) jusqu’à la fin de vie. L’outil structure le recueil d’exemples aboutissant à la détermination de  ratios à utiliser pour les différents types d’ouvrages. Ce recueil d’exemples est nécessaire pour le caractère opérationnel de l’outil.

  • Optimisation d’un programme de maintenance préventive de structures portuaires, par le Cete Ouest (St Brieuc), à partir d’ICV (Inventaire du cycle de vie ) d’opérations de réhabilitation de quai et de mise en peinture, avec évaluation de trois types de produits ;

  • ICV d’une opération de construction de pont (sur la base de données recueillies sur le chantier) et de vie en œuvre (pont sur le Cher) – CETE Lyon. Exemple alimentant l’outil CIOGEN.
  • Base de données d’impacts collectés au cours de la mise en œuvre de différents types de bétons (CETE Lyon) – alimentation de Diogen et Ciogen.

  • Données DIOGEN en cours de complément : Câbles (IFSTTAR et CETE Sud Ouest), construction métallique (CETE Est et Lyon).

ORSI Ecosurf

Ifsttar - Cerema

Les surfaces de chaussée doivent remplir plusieurs fonctions essentielles dont l’optimisation reste un défi : assurer un niveau de sécurité élevé (adhérence) tout en limitant la consommation énergétique des véhicules (faible résistance au roulement) pour limiter la gêne environnementale (faible génération de bruit de roulement), le tout d’une façon durable et économe en ressources. Optimiser ces fonctions nécessite d’évaluer et modéliser le contact entre un pneumatique et la chaussée.

L’opération de recherche ECOSURF (2010-2013) a permis de développer des modèles physiques de contact pneu-chaussée appliqués à la prévision de l’adhérence, du bruit et de la résistance au roulement. L’évolution de ces propriétés a été étudiée en laboratoire et in situ et des modèles ont été proposés. En parallèle, des outils de mesures parfois innovants ont été développés, testés ou améliorés. Enfin, l’opération a permis d’évaluer des techniques de revêtements particulièrement innovantes en termes de propriétés d’usage (micro-incrustation pour l’adhérence au jeune âge, revêtements poro-élastiques silencieux) ou au sens du développement durable (réutilisation d'agrégats d'enrobés, emploi de matériaux locaux).

ECOSURF a contribué à plusieurs projets nationaux (CLEAN) et internationaux (SKIDSAFE, TYROSAFE, PERSUADE, ODSurf, MIRIAM), a produit environ 15 articles scientifiques, 3 matériels de mesure (TRIBOROUTE, TEXROAD3D, SRT-ITD) et a permis de réactualiser 2 bases de données nationales (CARAT, Bruit).

à gauche : Calcul de la distribution de pression de contact entre un pneumatique lisse et un revêtement (BBSG 0/10) - à droite : Campagne de validation des modèles d’adhérence sur chaussée mouillée – projet européen SKIDSAFE

ORSI Vieillissement et maintenance des réseaux et structures d'assainissement soumis à des processus bio-physico-chimiques

Ifsttar - Cerema

L’opération de recherche « Vieillissement et maintenance des réseaux et structures d'assainissement soumis à des processus bio-physico-chimiques » s'est achevée fin 2013 après 4 ans de travaux. La problématique traitée, la biodétérioration des matériaux en présence d’hydrogène sulfuré, est complexe et concerne plusieurs domaines scientifiques avec l’étude des phénomènes liés au couplage entre matériaux et microorganismes avec production d’acide sulfurique (H2SO4) biogénique délétère pour les matériaux.
Outre l’IFSTTAR et plusieurs CETE, des fabricants de matériaux et des gestionnaires de réseaux d’assainissement ont collaboré  à cette opération de recherche. Elle a permis en particulier de définir les paramètres impliqués dans le mécanisme global de biodétérioration des matériaux cimentaires, d'analyser les différences de comportement en fonction du type de ciment et de proposer des choix de matériaux.
Une campagne d'essais in situ a également été menée pour valider les résultats obtenus en laboratoire. Un essai accéléré a été mis au point à partir de l’ensemble de ces études et doit faire l’objet d’une validation en 2014. L'aspect modélisation a été traité avec la définition d’un modèle de biodétérioration des matériaux cimentaires. La poursuite des études dans ce domaine complexe se concrétise actuellement dans le cadre d’actions avec plusieurs partenaires au niveau français et international.