Le Cerema a dû adapter les outils à ce contexte atypique et transposer les méthodes de mesure de l’adhérence habituellement réalisées en contexte routier ou urbain.
Le Cerema a réalisé les mesures in-situ avec quatre méthodes différentes et a conduit des essais en laboratoire avec la machine Wehner & Schulze. A cette occasion, une méthodologie de mesure de l’adhérence sur les voies en béton pour les métros équipés de pneumatiques a ainsi été développée.
Un métro équipé de pneumatiques…
La métropole de Rennes et la Société d'économie mixte des transports collectifs de l'agglomération de Rennes (SEMTCAR), maîtres d'ouvrage de la seconde ligne de métro B de Rennes ont choisit une nouvelle génération de métro, le CityVal® de la société Siemens pour circuler sur la nouvelle ligne de métro de Rennes. Cette radiale qui sera mise en service en 2022, traverse la ville de Rennes d'Ouest en Est sur 14 km, majoritairement en tunnel mais aussi en tranchée couverte et sur viaduc.
Le choix d’un métro monté sur pneumatique permet d’obtenir une meilleure adhérence du métro sur la voie. Plusieurs avantages sont ainsi attendus :
- les dénivelés du profil en long de la voie peuvent être plus élevées,
- les performances d’adhérence lors des accélérations et décélérations sont conservées, ce qui permet d’atteindre les vitesses cibles du métro en peu de temps.
- De fait, les fréquences de passage du métro peuvent être augmentées.
….qui circule sur une voie en béton : la problématique de l’adhérence
D’une manière générale, pour un gestionnaire d’infrastructure de transport, il est primordial de connaître l’état d’adhérence de ses chaussées. Le contact entre le pneu et la chaussée permet de mobiliser les forces qui vont contribuer à la tenue des véhicules sur la voie, lors des différentes phases de conduite : accélération, freinage, ou abord d’un virage. Également, le gestionnaire de l’infrastructure doit pouvoir estimer le vieillissement de la chaussée afin d’en programmer l’entretien. Des mesures s’imposent donc.
Or, dans ce contexte spécifique – métro équipé de pneus circulant sur une voie en béton - aucune méthode de mesure n’existe totalement pour caractériser l’adhérence. La société Siemens a ainsi confié au Cerema deux missions :
- en premier lieu, mesurer l’adhérence des voies en béton dans un objectif de sécurité pour les usagers du métro ;
- en second lieu, évaluer l’évolution de l’adhérence dans le temps pour aider le gestionnaire dans ses tâches d’entretien et d’exploitation de la voie.
Les mesures de l’adhérence réalisées in-situ
Ainsi, des mesures d’adhérence ont été réalisées selon 4 méthodes : essai volumétrique (dit essais à la tache), TM2, Pendule SRT, T2G0.
Comment évaluer l’usure dans le temps ?
Afin d’évaluer l’usure dans le temps de la voie béton, l’essai traditionnel à la machine Wehner et Shulze a dû être adapté : carottage sur place pour prélever des échantillons béton, essais en laboratoire qui a consisté à effectuer une usure des échantillons selon des conditions semblables au trafic circulant sur la voie, puis après 500 000 cycles d’usure, mesure d’un paramètre d’adhérence.
Cette étude opérationnelle et expérimentale a permis de répondre aux besoins de la société Siemens, en mobilisant différentes équipes du Cerema, à Saint-Brieuc et Bron : interventions sur site, réalisation des essais en laboratoire et analyse des résultats des mesures et essais.
Les différentes méthodes de mesures proposées et mises en œuvre, ont été comparées et capitalisées sous forme d’apports quantitatifs et qualitatifs. Cela constitue une première contribution au développement d’une méthodologie opérationnelle d’évaluation et de prédiction de l’adhérence sur des voies de métro en béton.