Les propriétés optiques des surfaces routières sont au cœur de nombreuses problématiques d’aménagement, que ce soit en milieu urbain comme dans le domaine des infrastructures routières. En effet, les interactions de la lumière avec ces surfaces sous-tendent des enjeux importants tels que l’adaptation des villes au changement climatique ou la visibilité de la signalisation horizontale, que ce soit pour le système visuel humain comme pour les capteurs d’aide à la conduite ou ceux du véhicule autonome.
La BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function) est la fonction qui permet de décrire la capacité d’une surface à réfléchir une onde lumineuse dans toutes les directions de l’espace. Bien que son usage soit prépondérant en réalité virtuelle pour traiter les enjeux d’apparence visuelle, elle n’est que très rarement disponible pour des surfaces routières (revêtements de chaussée et marquages). C’est en effet une donnée coûteuse, en termes d’instrumentation et de temps nécessaire pour la mesurer. Ainsi, dans le domaine des infrastructures et des équipements routiers, des données très partielles sont utilisées en imposant des géométries d’observation de la route figées. Ces pratiques sont considérées aujourd’hui comme obsolètes et les géométries conventionnelles peu pertinentes pour représenter la diversité des usagers de la route et des espaces publics.
Le projet REFLECTIVITY a pour ambition de développer des outils et méthodologie de mesure et de prédiction de la BRDF des surfaces routières. Son originalité est dans son approche globale avec à la fois la considération des aspects diurnes et nocturnes, la prise en compte de tous les usagers et la prise en compte d’aspects multi-échelle (tant au niveau spatial que temporel).
Ce projet est financé par l’ANR(Convention N° ANR-22-CE22-0006) et est labellisé par le Pôle de compétitivité, spécialisé dans la gestion de l'énergie S2E2.
Il a démarré en janvier 2023 et a une durée de 4 ans.
Deux thèses et un post doc sont financés dans le cadre de ce projet.
Le projet s’articule en 4 axes intitulés
- Constituer une base de données de caractéristiques des surfaces routières
- Estimation et prédiction de la BRDF des surfaces routières à partir de deux approches :
- Simulation numérique de la BRDF à partir de la géométrie 3D de la surface et d’un gonioréflectomètre virtuel
- Prédiction de l’évolution de la BRDF en fonction de la dégradation de l’état de surface
- Caractérisation in situ et à grande échelle de la BRDF des surfaces routières
- Valorisation de la BRDF pour les industriels et les collectivités
Le contenu de ces axes est détaillé ici https://www.anr-reflectivity.fr/projet/organisation
Le projet a pour objectif de fournir aux industriels et aux collectivités une base de données représentative des propriétés optiques des surfaces routières et de nouveaux outils permettant à la fois de les mesurer et de prédire leur évolution. Et ce afin de permettre l’optimisation des installations d’éclairage public, la réduction des phénomènes d'ilot de chaleur urbain et l'évolution des enjeux de sécurité dans le contexte de l’arrivée des véhicules automatisés.
Les applications visées sont les suivantes :
- Dimensionnement des aménagements urbains, aide à la décision
- Diagnostic des propriétés optiques des revêtements par véhicule instrumenté
- Eclairage public : optimisation énergétique, intégration des spécificités d’usage, limitation des nuisances lumineuses, smart-lighting
- Climatologie urbaine : limitation des ICU
- Infrastructures routières : performance et visibilité des marquages pour le système visuel humain et les capteurs du VA
Et les principaux résultats attendus sont :
- Nouvelles techniques de mesure en laboratoire et sur site de la BRDF
- Base de données de BRDF pour des calculs photométriques et thermiques
- Modèles prédictifs :
- anticipation de la BRDF lors de la conception d’un revêtement
- évolution de la BRDF selon le vieillissement ou l’état de surface
- estimation de l’albédo (à partir de mesures colorimétriques, de BRDF dans la seule gamme du visible).
Le Cerema est pilote du projet. La coordinatrice est Valérie Muzet de l’équipe de recherche ENDSUM avec comme adjoint Florian Greffier. Les équipes de recherche EL et STI sont également fortement impliqués dans ce projet de recherche, que ce soit dans le pilotage des axes, l’encadrement des doctorants et post-doctorants.
Plusieurs équipements du Cerema seront mobilisés dans ce projet comme par exemple le gonioréflectomètre, Coluroute et Coluroute2, Cyclope et l’Ecodyn3.
- les équipes de recherche du Cerema ENDSUM Strasbourg, EL Angers et STI Clermont-Ferrand ;
- le laboratoire XLIM UMR CNRS 7252 de l’Université de Poitiers ;
- SBM/ Spie batignolles malet de Toulouse ;
- PICS-L / Université Gustave Eiffel (UGE) à Champs sur Marne ;
- les collectivités Angers Loire Métropole et Limoges Métropole
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