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RÉSUMÉ
Cet article présente un bref aperçu de l'état des connaissances sur l'adhérence des chaussées. Après avoir présenté des notions de base liées à l'adhérence comme les mécanismes de contact pneu/chaussée, au rôle de la texture du revêtement de chaussée ou aux méthodes de caractérisation, l'article se focalise sur l'influence des contaminants et l'usure des chaussées en abordant spécifiquement des aspects peu étudiés comme des surfaces recouvertes par la neige ou la glace et l'usure due au vieillissement des matériaux bitumineux et aux variations saisonnières.
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Minh-Tan DO : Chercheur - Institut Français des Sciences et Technologies de Transport, de l’Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR) Département Aménagement, Mobilité et Environnement, Bouguenais, France
INTRODUCTION
L’adhérence désigne la contribution du revêtement de chaussée au frottement pneu/chaussée. Elle fait intervenir, en plus du frottement, les phénomènes de lubrification et d’usure. Il s’agit donc d’un domaine d’application de la tribologie qui implique la bande de roulement du pneu et le revêtement de chaussée comme surfaces en contact et les contaminants (l’eau, la neige, le verglas, etc.) comme lubrifiants à l’interface de ces solides.
L’adhérence pneu/chaussée permet de maintenir un véhicule sur la trajectoire voulue et de le freiner/accélérer quelles que soient les conditions de surface de la chaussée ; elle est donc synonyme de sécurité. Lorsque la chaussée est mouillée ou recouverte de neige ou verglas, l’adhérence diminue et le risque d’accidents est multiplié d’au moins par deux par rapport à une chaussée sèche. L’usure du revêtement sous l’action du trafic et du climat accentue davantage la perte d’adhérence.
L’article traite de l’adhérence sous l’angle de l’influence des contaminants et de l’usure. La littérature routière est abondante en études et recherches sur l’influence de l’eau et du polissage sur l’adhérence ; cet engouement découle des besoins historiques de parer aux accidents dus à l’aquaplanage ou à un polissage excessif des granulats. On essaie ici d’aborder des contaminants moins étudiés –malgré leur importance en conditions hivernales – comme la neige ou la glace et des mécanismes d’usure moins connus comme le vieillissement des matériaux bitumineux ou les dégradations dues aux variations saisonnières. Bien connaître ces aspects (mécanismes physiques, facteurs influents, caractérisation) permet de mieux planifier l’entretien des chaussées, d’optimiser l’utilisation des ressources en matériaux et d’informer l’usager des risques encourus.
L’article traite de l’adhérence des chaussées routières, mais les notions traitées (génération des forces de frottement par hystérésis et adhésion, évacuation de l’eau, macro- et microtexture des revêtements, etc.) peuvent être appliquées à d’autres types de revêtements soumis à la circulation des pneus comme les chaussées aéroportuaires ou les rails de métro.
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Notions de base liées à l’adhérence
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5. Glossaire
ADHERA
Appareil mesurant un CFL à l’aide d’une roue bloquée équipée d’un pneu lisse.
Adhérence ; Skid resistance
Contribution du revêtement de chaussée au frottement pneu/chaussée. Il s’agit d’un coefficient de frottement mesuré dans des conditions spécifiques, voire normalisées, en termes de pneu d’essais, charges appliquées, vitesse, etc.
Adhésion ; Adhesion
Forces de frottement générées par la dissipation d’énergie liée aux cycles étirement-rupture des liaisons moléculaires entre le pneu et la chaussée.
Coefficient de frottement longitudinal (CFL) ; Longitudinal friction coefficient (LFC)
Rapport entre la force de frottement horizontale F (générée par une roue en freinage) et la réaction R normale au sol due à la charge sur la roue.
Coefficient de frottement transversal (CFT) ; Side friction coefficient (SFC)
Rapport entre la force latérale T (générée par une roue en dérive) et la réaction R normale au sol due à la charge sur la roue.
Coefficient de polissage accéléré (CPA) ; PSV (Polished Stone Value)
Coefficient de frottement mesuré selon un processus de polissage accéléré qui permet d’évaluer la résistance au polissage des granulats.
GRIPTESTER
Appareil mesurant un CFL à l’aide d’une roue entrainée avec un taux de glissement de 15 % équipée d’un pneu lisse.
Hystérésis ; Hysteresis
Forces de frottement générées par la dissipation d’énergie de la gomme de la bande de roulement du pneu déformé par des aspérités de la chaussée.
Machine PSV ; PSV machine
Machine d’essai de polissage utilisant le frottement, en présence d’un mélange d’eau et d’abrasifs, entre une roue équipée d’une bande de caoutchouc et une roue métallique sur la périphérie de laquelle des échantillons de forme incurvée sont installés.
Machine Wehner/Schulze ; Wehner/Schulze machine
Machine d’essai de polissage utilisant le frottement, en présence d’un mélange d’eau et d’abrasifs, entre un disque rotatif équipé de trois cônes de caoutchouc et un échantillon circulaire de chaussée...
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ISO - Characterization of pavement texture by use of surface profiles – Part 1: Determination of Mean Profile Depth. - ISO Standard, n° 13473-1, 1997.
-
(2) - SAVKOOR (A. R.) - Tribology of tyre traction on dry and wet roads. - Proceedings of the 17th Leeds – Lyon Symposium on Tribology, 213-228 (1990).
-
(3) - MOORE (D. F.) - The Friction of Pneumatic Tyres. - Elsevier Ed., pp. 86-87 (1975).
-
(4) - ELLA (S.), FORMAGNE (P. Y.), KOUTSOS (V.), BLACKFORD (J. R.) - Investigation of rubber friction on snow for tyres. - Tribology International 59, pp. 292-301 (2013).
-
(5) - ROBERTS (A. D.) - Rubber-ice friction and vehicle handling. - Tribology International 14, pp. 14-16 (1981).
-
(6) - C.F.T.R. - Mesure de l’adhérence des chaussées routières. - Note...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Ministère de l’Écologie, du Développement durable et de l’Énergie. Circulaire 2002-39 relative à l’adhérence des couches de roulement neuves et au contrôle de la macrotexture. Ministère de l’Écologie, du Développement Durable et de l’Énergie (2002).
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QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
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Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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