Diminuer l’empreinte environnementale des chaussées

Bien qu’omniprésents dans le paysage québécois, les fissures et les nids de poule ne sont pas une fatalité. Le Ministère des transports estime que 29 % des chaussées sont en très mauvais état et 21 %, en mauvais état. La moitié des chaussées au Québec mériteraient donc d’être réhabilitées ou reconstruites. Et comme le réseau ne cesse de se dégrader depuis 10 ans, ces nombres sont en augmentation. On estime que le mauvais état des chaussées entraîne un surcoût de 258 $ pour chaque véhicule alors que la moyenne canadienne n’est que de 126 $.

Nous en sommes arrivés là par un manque d’entretien en général, un entretien pas toujours adapté par manque de moyen financier ou technique, et la politique du plus bas soumissionnaire, qui limite la création de solutions innovantes, plus performantes. Comment pourrait-on améliorer la durabilité des chaussées sans dépenser plus : en priorisant l’entretien préventif plutôt que curatif. Une fois ce constat posé, la question qui se pose est : comment déterminer le moment où intervenir sur une chaussée?

Auscultation de l’état des chaussées

Au Laboratoire sur les chaussées et matériaux bitumineux (LCMB), nous développons des méthodes de caractérisation de matériaux pour mieux comprendre leur comportement et effectuer le contrôle qualité. Ces méthodes non destructives offrent une passerelle vers les tests in situ, soit sur la chaussée elle-même. L’une d’elle se sert des principes de la propagation d’ondes pour évaluer les propriétés mécaniques des matériaux. En l’appliquant à grande échelle, nous espérons cartographier la structure de la chaussée et détecter des zones endommagées ou affaiblies qui nécessitent des investigations plus locales. L’analyse de ces résultats permettrait de poser un diagnostic à un instant précis afin de prendre des décisions quant à la conduite à adopter. Cette chaussée est-elle réparable et si oui, par quelle technique de réhabilitation ? Ou encore, doit-on envisager une reconstruction?

Des ondes pour simplifier le diagnostic des chaussées

Les outils actuels utilisés pour évaluer la qualité des chaussées sont majoritairement destinés à identifier des défauts de surface et ne donnent pas ou peu d’informations sur l’état structurel de la chaussée. Les rares outils qui donnent accès à ces éléments, comme le déflectomètre à masse tombante, nécessitent de connaître l’épaisseur de chaque couche, information qui n’a pas toujours été consignée lors des interventions passées. Des carottes d’échantillon doivent donc parfois être prélevées pour fin d’analyse en laboratoire, ce qui revient très cher. Nous misons sur une méthode basée sur la propagation des vibrations pour offrir une technique plus simple et beaucoup moins coûteuse.

En laboratoire, nous frappons légèrement un échantillon à l’aide d’un minuscule marteau, lequel crée une vibration. Les fréquences dominantes de cette vibration ainsi que la vitesse de sa propagation sont directement liées aux propriétés mécaniques du matériau qu’elle traverse. En suivant le même principe, à l’aide de plusieurs capteurs placés de façon stratégiques en surface de la chaussée, il est possible de déterminer certaines propriétés mécaniques des différentes couches de la structure.

Autres recherches

Une autre façon de réduire l’empreinte écologique est l’intégration de matières résiduelles dans les enrobés bitumineux. Nous travaillons notamment sur un projet de valorisation de bardeaux d’asphalte dans les matériaux de chaussée.

Nous travaillons aussi sur un projet visant à intégrer des boucles d’induction dans la chaussée afin de recharger les véhicules électriques pendant qu’ils roulent. Notre équipe se penchera sur la caractérisation du comportement mécanique de la chaussée inductive, dans l’objectif de définir comment dimensionner ce type de structure pour assurer la durabilité de la chaussée et l’efficacité énergétique du système de recharge dans un contexte de climat nordique.