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R5G - la route de la 5e génération - IFSTTAR - decembre 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
- 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 sontdifférentes 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 cettecomplexité 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 cettedémarche de conception virtuelle serait : 1. de s’appuyer sur des outils de simulation propreà 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.
- 33. Présentation Ifsttar 04012011 Peut-on encore construire des routes ? • Il n’est pas certain que l’on puisse construire des routes neuves • Il est cependant certain que l’on a besoin de routes avec des niveaux de services renouvelés • Il faut changer de génération de route et peut-être songer, à l’image du Programme National de Rénovation Urbaine, à un Programme National de Renouvellement des Routes • Question : Faut-il également créer l’agence nationale qui va avec ?