De la route électrique aux voies ferrées modernes
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La crise climatique nous pousse à revoir complètement nos façons de construire et d’entretenir les chaussées. Elles sont maintenant appelées à intégrer des matériaux non conventionnels, issus de matières recyclées ou biosourcées, afin d’améliorer leurs performances tout en diminuant leur empreinte écologique. L’étude du comportement des enrobés auxquels on a ajouté des « corps étrangers » ouvre la voie à de nouvelles possibilités. Et si la chaussée gagnait en fonctionnalité?
L’intégration de capteurs, par exemple, pourrait nous renseigner sur l’état de la chaussée et aider les gestionnaires dans la prise de décision. Dans un contexte de voitures autonomes, la chaussée pourrait contribuer à l’échange d’information et ainsi faciliter la gestion du trafic. Mais il y a plus. La chaussée pourrait devenir source d’énergie en rechargeant les automobiles et les camions pendant qu’ils roulent dessus.
Électrification du transport
Plus du tiers des gaz à effet de serre au Canada sont causés par le transport terrestre. Le frein le plus important pour rouler électrique est le manque de stations de recharge rapide, particulièrement pour les camions poids lourds. Pour pallier ce problème, on tente d’augmenter l’autonomie en fabricant de grosses batteries, qui, en plus d’alourdir les véhicules, augmentent leur empreinte écologique. Si certains segments de route rechargeaient les batteries, on pourrait en diminuer la taille tout en favorisant la transition vers le transport tout électrique.
La route électrique, trois options
Partout dans le monde, trois systèmes sont actuellement à l’étude pour permettre à la route de recharger les véhicules : la caténaire, le rail enfoui et les boucles d’induction. La technologie la plus aboutie est la caténaire puisqu’elle sert déjà à alimenter les trains depuis plusieurs années.
Un tramway alimenté par caténaire
Toutefois, en plus d’enlaidir le paysage, la caténaire requiert des installations qui limitent le type de véhicules pouvant s’y connecter aux autobus et aux gros camions. Cette solution ne peut s’appliquer aux véhicules personnels.
Les rails enfouis sont plus discrets que les caténaires, mais rendent l’entretien de la chaussée plus compliqué puisque la route est littéralement séparée en deux. Sous notre climat, ils doivent aussi être en mesure de résister aux opérations de déneigement. De plus, ils rendent la conduite moins intuitive, la voiture devant rouler précisément au-dessus afin de se charger.
Un rail conducteur d’électricité développé par Elonroad (Suède)
Les boucles d’induction sont des dispositifs enfouis plus profondément dans la chaussée, composés de bobines de fils de cuivre dans lequel circule un courant électrique. Le champ magnétique ainsi créé excite la bobine située dans la voiture, laquelle recharge la batterie. Le grand avantage de cette technologie est qu’elle est enfouie plus profondément : on n’a pas à changer la façon dont la route est entretenue. De plus, l’expérience de conduite n’est aucunement affectée. Cette méthode de recharge comporte donc des avantages importants.
Par contre, l’introduction d’objets dans les chaussées soulève beaucoup de questions quant à leur résistance, notamment parce qu’elle risque d’influencer la compaction et la répartition des charges. Notre équipe se penchera sur la caractérisation du comportement mécanique de la chaussée inductive, en estimant l’effet de la géométrie et des propriétés de surface des boucles dans un contexte de climat nordique.
Modernisation des voies ferrées
Les trains font aussi partie de la solution pour amener le transport de personnes et de marchandises vers la durabilité. Or, la façon de construire les voies ferrées a largement été déterminée par des méthodes empiriques, mises au point il y a une centaine d’années. Le manque de connaissances fondamentales empêche aujourd’hui d’optimiser les façons de faire, comme de réduire l’épaisseur de certaines couches de matériaux, par exemple. Notre équipe de recherche cherche à mieux comprendre le comportement des voies ferrées, dans un premier temps, afin de proposer des pistes d’amélioration qui réduiraient les coûts et temps de construction.
Mieux comprendre les matériaux et les structures
Le transport est au cœur de notre économie. Ce n’est qu’en comprenant mieux le comportement mécanique et chimique des matériaux formant nos infrastructures, ainsi que leurs interactions dans la structure, que l’on pourra gagner en performance et en durabilité.
