Les routes sont elles aussi durement impactées par les sécheresses extrêmes et les effets du changement climatique, à travers des dommages caractérisés le plus souvent par des fissures longitudinales proches des bords et des déformations très significatives constituant un danger pour la sécurité des usagers.
Bien identifier les causes et les facteurs aggravants des dommages permettrait de mieux adapter les nouvelles solutions de remédiation pour faire face aux défis climatiques à venir. Par conséquent, il devient urgent d'intégrer l'impact des sécheresses successives et extrêmes sur les routes dans une politique globale de résilience face au changement climatique pour s'orienter vers l'adaptation et l'atténuation de leurs vulnérabilités.
identification du site test et reconnaissances géotechniques initiales
Le site identifié pour réaliser l'expérimentation à l'échelle 1 est une section de la route départementale RD48 dans l'Indre-et-Loire. Comme les routes construites sur des sols argileux très plastiques, la section choisie subit d'importants dommages imputables aux sécheresses des cinq dernières années.
La configuration du site, bordé par une végétation très dense et des accotements relativement larges, est davantage préjudiciable. En effet, l'exposition des couches de sols supérieures à la fois à l'évapotranspiration au niveau des accotements et la dessiccation due à la proximité de la végétation par les racines sont des facteurs contribuant à accentuer l'impact des sécheresses sur les ouvrages tels que les routes.
Des reconnaissances géotechniques initiales ont été réalisées à travers deux sondages à la pelle mécanique in situ jusqu'à une profondeur de 4,00 m.
Une série d'essais d'identification des sols a été menée en laboratoire sur les échantillons prélevés. Les résultats obtenus confirment la nature très plastique des sols argileux en place avec des indices de plasticité Ip > 40. Les argiles identifiées sont de type A3/A4.
Les essais de retrait-gonflement simplifiés réalisés sur ces prélèvements en laboratoire, mettent en évidence un potentiel de retrait moyen de 26% et un potentiel de gonflement moyen de 12% (valeurs données en termes de déformations volumiques par rapport à l'état initial après prélèvement).
Réalisation des planches d'essais et instrumentation
Afin d'optimiser l'expérimentation, la section identifiée de la RD48 a une longueur totale de 400 m répartie en 3 planches d'essais :
Une première planche de 150 m doublement confortée, d'abord des deux côtés par injection de résine expansive puis avec un accotement étanchéifié par enduit de surface, - Une seconde planche de 100 m confortée seulement avec un accotement étanchéifié par enduit de surface
- Une troisième et dernière planche de 150 m confortée d'un seul côté par injection de résine expansive.
Une instrumentation tensiométrique a été mise en place au milieu de chacune des 3 planches avec une vingtaine de sondes Watermark® enterrées sous chaussée et accotements à des profondeurs allant de 0,50 m à 3,50 m et réparties de façon à optimiser l'analyse du gradient de succion du sol et sa propagation.
L'objectif étant d'analyser le comportement hydrique des sols argileux post-confortement et tenter de quantifier l'apport et l'impact de chaque solution de remédiation testée.
Les travaux d'injection de résine expansive ont été réalisés courant octobre 2020. Les injections sur chaque côté conforté se font par points en quinconce sur deux lignes à partir de la bordure de chaussée sur une profondeur de 3,50 m.
Pour l'implantation des sondes tensiométriques Watermark®, l'équipe de sondages du Cerema est intervenue fin octobre 2020 avec la sondeuse et a réalisé les 30 sondages à la tarière nécessaires pour les 3 instrumentations au total.
Au niveau de chaque instrumentation tensiométrique, une centrale d'acquisition installée sur l'accotement permet d'enregistrer des données de succion du sol en continu et une accessibilité à distance à ces données.
La deuxième solution de remédiation testée dans le cadre de ce chantier test est l'étanchéification horizontale des accotements par enduit de surface pour limiter l'effet aggravant de l'évapotranspiration. Dans ce cas, seul un accotement a été étanchéifié sur deux planches d'essais.
Les travaux de mise en œuvre de l'étanchéification ont été réalisés début novembre 2020 sur une largeur de 0,80 m à partir de la bordure de chaussée et une épaisseur de 0,30 m.
Opérations de suivi de l'expérimentation
Dans le cadre du projet ORSS, les opérations de suivi sont conduites pendant au moins 3 ans, ce qui permet de tester les solutions de remédiations durant 3 cycles de sécheresse et de période humide.
Ainsi, un protocole de suivi est mis en place et inclut :
- Un suivi tensiométrique du sol en place via la cartographie de son état hydrique,
- Un suivi photographique des planches d’essais,
- Un suivi topographique des profils en travers de la chaussée y compris les accotements.
La présente expérimentation sera suivie par le Cerema conjointement avec le conseil départemental de l'Indre-et-Loire et l'entreprise URETEK® France durant les 3 années à venir ; 2021, 2022 et 2023 avec un premier retour attendu après la sécheresse 2021.