Dr. N. Hautière, IPEF, Chercheur HDR Univ. Paris-Est Dr. C. De La Roche, IPEF Juin 2013

1. Présentation Ifsttar 04012011
Dr. N. Hautière, IPEF, Chercheur HDR Univ. Paris-Est
Dr. C. De La Roche, IPEF
Juin 2013

2. Présentation Ifsttar 04012011
Le point de départ
• 1ère génération – Le chemin
• 2ème génération – La route pavée romaine
• 3ème génération – La route revêtue
• 4ème génération – L’autoroute
• Que sera la 5ème génération ?

3. Présentation Ifsttar 04012011
Pourquoi a-t-on besoin de la R5G ?
• Image actuelle associée au transport routier
– Mauvaise image associée à la route
– Coût environnemental trop élevé
– Peu considéré dans le Grenelle de L’Environnement
• Innovation dans les infrastructures routières
– Nombreuses innovations disponibles dans les laboratoires
Besoin d’un dispositif de validation d’innovations émergentes (prise de risque)
• Transfert technologiques et industrialisation
– Besoin de moyens de test en vrai grandeur
– Identification des problèmes de mise en œuvre
– Renouvellement des questions de recherche

4. Présentation Ifsttar 04012011
Les bénéfices attendus
• Maintenir les « services » ( RAMS: Reliability, Accessibility,
Mobility, Safety) des réseaux routiers aux niveaux actuels
– Incitation au transfert modal vers le transport guidé
– Dans l’attente, maintien du réseau routier dans
son état actuel en dépensant moins
• Renforcer les leaderships industriels
– Mise au point de nouveaux modèles économiques
• Atteindre les objectifs sociétaux
– Réduction de l’empreinte carbone des routes
– Création d’emploi
– Renouvellement des programmes éducatifs

5. Présentation Ifsttar 04012011
• Rassembler toutes les idées existantes et produire une solution
pour répondre à nos besoins futurs….
– La route adaptable
– La route automatisée
– La route résiliente au changement climatique
• Un concept qui…
– Sera adaptable à la future demande de transport
– Fournira un moyen de transport automatisé bas coût
– Produira des bénéfices substantiels
• Be Forever Open
Winner of the 2011Road Design and Construction prize
R5G : déclinaison française
du programme FOR

6. Présentation Ifsttar 04012011

7. Présentation Ifsttar 04012011

8. Présentation Ifsttar 04012011
8

9. Présentation Ifsttar 04012011
R5G inclus dans une alliance
Européenne
• Déjà inclus dans des programmes et agendas de recherche
• Déjà inclus dans des feuilles de route
• D’autres sont encore à venir
…

10. Présentation Ifsttar 04012011
Concept de la R5G
• R5G assemble et redéfinit les 3 éléments de la Forever Open Road,
suivant une approche systéme, autour de démonstrateurs à
l’échelle 1 pour en démontrer la synergie et proposer une route
acceptable.
• R5G vise à passer d’une approche linéaire de l’innovation
(chaque filière innove dans son domaine) à une approche intégrée
(synergie entre les acteurs)
→ Les 4 éléments de la R5G
La route évolutive
La route à contribution environnementale positive
La route coopérative
La route acceptable

11. Présentation Ifsttar 04012011
Une application « plurielle » de la R5G :
Acceptabilité
sociale, juridique,
économique,
environnementale
Conception,
construction
et maintenance
décarbonées
Exploitation
sûre et
intelligente
Résilience et
efficacité
énergétique
Réseaux
urbains
Réseaux
structurants
Réseaux
locaux
Réseaux
périurbains

12. Présentation Ifsttar 04012011
Route à contribution environnementale positive
Besoins des gestionnaires
Attentes des usagers
Enjeux sociétaux
Une mise en œuvre suivant une approche système
Constructeurs
routiers
Constructeurs
automobiles
Usagers
gestionnaires
Maitres
d’ouvrage

13. Présentation Ifsttar 04012011
Programme
Conception et construction de démonstrateurs à l’échelle
1:1
•En parallèle avec les réflexions indispensables sur les stratégies
d’aménagement et d’exploitation, la réglementation et la
gouvernance et l’identification de besoins de recherche…
 quelques exemples d’innovations…
Du rêve à la réalité…
2010-2015 2015-2020 2020-2025
Mise à l’épreuve de
composants
Mise à l’épreuve de
sous-systèmes
Démonstrateurs
complets
Déploiement

14. Présentation Ifsttar 04012011
Démonstrateurs R5G  Identification de solutions « matures »
IEED, IRT, fond démonstrateur ADEME, pôles de compétitivité, HORIZON 2020, charte 2MI
Infrastructures
- CIRR
- …
Recherche : ANR, FUI, HORIZON 2020
Services - ITS
- Mission d’appui
2MI
- …
R&D
automobile
… …
Acheteurs privés Acheteurs publics
Vecteurs de
mobilité
-Flotte Bolloré
-@Car
-Velib
-…
Dispositifs de soutien à l’innovation
Positionnement institutionnel : combler un « vide »

15. Présentation Ifsttar 04012011
Mise à l’épreuve de composants

16. Présentation Ifsttar 04012011
Observation de la visibilité par caméras routières
Accord cadre IFSTTAR-Météo France
Projet CARNOT CAM2
• Objectif :
– observer la visibilité
– améliorer la prévision météorologique du brouillard
– proposer des vitesses adaptées à la visibilité
– adapter l’éclairage public (ex: plots sur la rampe de
Laffrey)
• Partenaires existants : IFSTTAR, Météo-France, IGN, CETE
Lyon, CETE Méditerranée
• Aspect réglementaire : recommandation du BEA-TT, vœux
du Conseil Supérieur de la Météorologie

17. Présentation Ifsttar 04012011
Projet européen Fabric
Feasibility analysis and technological development of on-road charging for
long term electric vehicle range extension
• Contexte
Call FP7-SST-2013-RTD-1 -GC.SST.2013-1 – dépôt en novembre 2012
• Objectif
Mettre au point des systèmes de rechargement par induction pour véhicules
électriques dont des systèmes à haute vitesse
• Partenaires français : VeDeCom (Ifsttar, IFPEN, Renault, Peugeot)
Démonstrateur : Piste envisagée à Satory
• Leader : Fiat (Italy)

18. Présentation Ifsttar 04012011
Chaussées hors gel, à surface chauffante, autonome
en énergie – R2I 2013-2014
Enjeux
• Assurer la viabilité hivernale, par le maintien à température
positive de la surface de chaussée :
– éviter la formation de verglas par gel d’eau liquide
– faire en sorte que le dépôt des précipitations à
température négative (neige /grésille/…) en surface de
chaussée fonde au contact de la surface
• Utiliser pour ce faire l’énergie « récupérable» par la chaussée
elle-même, en prévoyant des fonctions de captage, stockage,
déstockage et restitution d’énergie
– mise au point d’un système de captage/restitution peu
intrusif et robuste
• Utiliser le « bilan positif » des cycles de température
annuels, vérifiés pour la plupart des climats
– stockage géothermique d’énergie en période chaude,
déstockage en période froide
• Domaines d’application
– Routes, rues, ponts, aéroports, transports en commun,
plates-formes industrielles,…
Concept of the Gaia Snow-Melting
System
(Japan)

19. Présentation Ifsttar 04012011
Système
PEGASE
Logiciels :
SMARTVIA
Serveur
SMARTVIA
Projet CCLEAR d’instrumentation de chaussée sur A75

20. Présentation Ifsttar 04012011
Projet européen FP7 INROADS
2013-2014
Scénario 1
ADVANCED HAZARD WARNING
Idée
 Capteur: détection automatique d’incident
 Allumage des LED pour prévenir les usagers en
amont
 Fonction: améliorer l’anticipation
 Exemple d’application: carambolage dans le
brouillard
Hazard
ahead
Scénario 2
ACTIVE LANE DELINEATION
Idée
 Sans trafic, système éteint
 De nuit, véhicule détecté: allumage des
plots lumineux sur une certaine distance
devant le véhicule
 Fonction: amélioration du guidage visuel,
notamment en courbe
 Extinction après le passage du véhicule:
notion d’onde lumineuse
Vehicle
detected

21. Présentation Ifsttar 04012011
• Des techniques de chaussées conçues pour être
facilement ouvertes et refermées, permettant
ainsi l’accès facile aux réseaux
• Un nouveau concept de chaussées urbaines “modulaires” développé par
l’ISFTTAR et ses partenaires (Collectivités locales, Réseau Scientifique et
technique du ministère, fournisseurs de matériaux, entreprises de béton
prêt à l’emploi, entreprises routières)
• Mise au point d’un matériau de base spécifique : grave réexcavable ie
grave ciment classique mais avec peu de ciment et air entrainé
Chaussées urbaines démontables
Validation sous trafic
(jusqu’à 120000 cycles)
sur le manège de
l’IFSTTAR
Grave réexcavable
(matériau traité aux liants
hydrauliques)

22. Présentation Ifsttar 04012011
Chaussées urbaines démontables -
concepts
• Dalles hexagonales indépendantes
(trafic « faible »)
• Dalles plus petites, connectées par “clés” béton (trafic « fort »)
St Aubin Les Elbeufs (près de Rouen)
Dalles béton
Lit de
pose
Grave-
ciment
excavable
Plate-forme
Joint élastomère coulé
en place
Vide
E
3
H
Etanchéité
(émulsion)
Chantier expérimental Nantes Métropole

23. Présentation Ifsttar 04012011
Mise à l’épreuve de sous-systèmes
Réflexion interne en cours sur les démonstrateurs
suivants (GERI R5G)
• Route et énergie
• Eco-mobilité urbaine
• Autoroute automatisée
• Réseau interurbain et périurbain lisible et efficace
• Maquette virtuelle
Mise en œuvre possible dans la cadre dans le cadre du projet
ERANET + « Infravation » soutenu par le MEDDE
Appel d’offre en 2014
Ouverture d’une action « Investissements d’Avenir » ?

24. Présentation Ifsttar 04012011
La route énergétiquement intégrée
ConstructionEnergyMobility
Recycling of
Materials
Cold mixes
Mechanical
energy
Inductive
charging
Low rolling
resistance
pavements
Modular
urban
pavement
Geothermal
energy
Solaroad
Eco-traffic
management
Autonomous
shuttles

25. Présentation Ifsttar 04012011
L’autoroute automatisée
Grand driving cooperative
challenge
Truck convoying
FP7 SARTRE
HOT Lanes in Minneapolis - Vinci
Coach on emergency lane – CG38
Reversable lane
Pont de Saint-Nazaire – CG44

26. Présentation Ifsttar 04012011
La rue intermodale
• Les voitures ont changé l’apparence des
rues au cours du 20ième siècle
• Les composants de la rue de 5ème
Génération son là :
Rue Nue – Phosphore - Eiffage
Bjark Ingel
Chaussée Urbaine Démontable
• Elle serait :
– Adaptée aux véhicules électriques
automatisée
– Adaptable et partagée
VIPA – Ligier, LASMEA

27. Présentation Ifsttar 04012011
R5G et BEPOS
27
Réseaux intégrés
Déchets
Eaux usées
Réseau de froid
Réseau de chaleur
Eau potable
Eaux valorisées
Dalles piézoélectriques
Piste cyclable solaire
Panneaux solaires organiques
Unité de bord de route
BHNS en site propre
et rechargé en mouvement
Recharge statique
sans contact + stockage
d’énergie
Télécommunications sans fil
Echanges thermiques
réversibles
Couche de
roulement poreuse,
silencieuse et
dépolluante,
potentiellement
issue de la
biomasse
Réseaux intégrés
Réseau de froid
Réseau de chaleur
Eaux valorisées
Energie électrique
Fibre optique
Corps de chaussée à
structure réservoir
Structure modulaire bas carbone et préfabriquée

28. Présentation Ifsttar 04012011
Le réseau secondaire lisible et efficace
• Accroitre la sécurité routière sur
les réseaux secondaires
– Aujourd’hui 2/3 des tués
• Déployer les systèmes
coopératifs pour :
– L’alerte
– La gestion des vitesse

29. Présentation Ifsttar 04012011
Le challenge de la route « acceptable »
• Concevoir un réseau routier « acceptable » implique de
considérer différents niveaux d’analyses et de les combiner
d’une façon complémentaire.
• Les acteurs ne partagent pas les mêmes problématiques, ni
les mêmes cultures scientifiques.
• Leurs préoccupations techniques sont différentes et
reposent sur des approches méthodologiques contrastées.
• En outre, leurs réflexions ne s’inscrivent pas dans des
temporalités et des durées comparables.
• Etre en mesure d’appréhender la problématique de la Route
Acceptable dans cette complexité nous paraît être essentiel.

30. Présentation Ifsttar 04012011
Une définition de la route acceptable
• L’une des clés de la R5G est de favoriser, au-delà des
réalisations techniques, les synergies entre les acteurs.
• L’enjeu est de proposer une démarche permettant la
convergence des points de vue vers des objets communs.
• Cela nécessite des moyens d’évaluation a priori des projets
pour appréhender le respect des critères et orienter
l’innovation.
• La route acceptable serait le résultat d’une démarche
s’assurant progressivement que la route remplira
adéquatement et conjointement, en termes d’usages et
d’impacts, les fonctions qu’on souhaite lui attribuer.

31. Présentation Ifsttar 04012011
Le rôle essentiel de la simulation
• Au côté des méthodes spécifiques à chaque métier, un
moyen permettant d’appréhender ces prédictions est de
recourir à la simulation.
• L’idée de cette démarche de conception virtuelle serait :
1. de s’appuyer sur des outils de simulation propres à
chaque niveau d’analyse
2. de réfléchir aux possibilités de fonctionnement « en
synergie» de ces différents outils.

32. Présentation Ifsttar 04012011
Conclusion et perspectives
• Le projet R5G, en lien avec le programme FOR au niveau européen, vise à
innover dans le domaine des infrastructures routières
• Plus exactement, il vise à proposer un nouveau paradigme : le
changement de génération routière.
• Il vise à combler un manque institutionnel et à influencer la
programmation nationale de la recherche
• Les premiers projets de recherche d’envergure commencent à émerger,
notamment dans le cadre Européen.
• La deuxième étape du projet, à savoir la conception de démonstrateurs à
grande échelle, nécessitera l’appui des financements conséquents.
• La dynamique enclenchée, relayée par l’IDRRIM, doit s’appuyer sur
l’ensemble des acteurs pour convaincre les financeurs de l’intérêt d’une
telle démarche.