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Mthode rationnelle de dimensionnement des
chausses aronautiques souples
STAC Sandrine FAUCHETIFSTTAR Pierre HORNYCH
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Une rvision ncessaire
Mthode actuelle empirique Inspire par la mthode amricaine
dveloppe par lUS Corps of Engineers Repose sur la mthode CBR
Ses limitations Pas de prise en compte explicite de
lendommagement des matriaux hydrocarbons, Caractrisation du sol
support par essais CBR, Prise en compte des nouveaux matriaux
problmatique
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Une rvision ncessaire
Aucune modlisation de la qualit des interfaces, Pas de prise en
compte des tempratures et frquences
de chargement variables, Non adapte aux nouvelles configurations
datterrisseur
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Une rvision ncessaire
Sorienter vers une approche rationnelle intgrant une approche
performantielle des matriaux.
Adaptation de la mthode routire (utilise depuis plus de 30 ans)
laronautique
Limitation au cas des chausses souples neuvesdans un premier
temps.
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Les particularits aronautiques
Plusieurs millionsFaible dispersion
latrale
10 000 50 000Dispersion latraleimportante
Charges6.5 t (roue simple)13 t (essieu) 5t (roue simple) 140 t
(boggie 6 roues)
Pmax 1.75 MPaPmax 0.7 MPa
30 350 km/h
Pression des pneumatiques
50 130 km/h Vitesses
Nbre de recouvrements
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Phasage du projet
Phase 1 : Cration dun groupe de travail STAC / IFSTTAR / RST
pour aboutir La rdaction dun guide de dimensionnement V0
(validation par un comit dexperts compos de bureaux dtudes,
dentreprises, de reprsentants daroports dont alfa ACI, de
laboratoires rgionaux)
La ralisation du logiciel Aliz Aronautique version
Phase 2 : Consolidation et amlioration de la mthode (phase de
test, tudes complmentaires, exprimentations in situ)
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Sommaire du guide
Introduction Principe de la dmarche de dimensionnement Mise en
uvre de la dmarche Plate-forme support de chausse Couche de surface
Matriaux de chausse Vrification au gel dgel Exemples
dapplication
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Domaine dapplication Chausses souples neuves
Couches de surface : couche de roulement (+de liaison) Couche de
base constitue de matriaux bitumineux
Couche de fondation constitue de matriaux granulaires
Couche de forme
Sol support
Application aux pistes, voies de circulation, aires de
trafic
Extensions futures : renforcement, chausses rigides, ACN/PCN
rationnel
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Domaine dapplication
V (km/h) Sbal (m)10 0
30 0,5
100 0,75
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Principe de la dmarche : donnes
2 tapes : Dimensionnement mcaniqueVrification au gel
Grandes tapes du dimensionnement mcanique1/ recueil des donnes
et choix des paramtres de
dimensionnement- Gomtrie des atterrisseurs- Masses- Nombre de
mouvements- Type de section (vitesse et balayage)- Temprature -
Matriaux et leurs caractristiques- Epaisseur des couches-
Plateforme support- Coefficient de risque
Vitesse (forfaitaire)
Ecart type (balayage)
Section circule vitesse leve 100 km/h 0,75 m
Section circule vitesse modre 30 km/h 0,5 m
Section circule faible vitesse 10 km/h 0 m
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Principe de la dmarche : calcul des sollicitations
2/ Calcul des sollicitations induites par un chargement :
Modlisation par un modle lastique linaire isotrope
multicouche semi infini Discrtisation des plans horizontaux
(x,y) selon une grille
de points (xi, yj, zk) Calcul des sollicitations produites par
le trafic :
Extensions la base de la couche de base (fatigue de la GB)
Contractions au sommet de la couche de fondation
(dformations permanentes) Contractions au sommet de la
plate-forme (dformations
permanentes)
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Principe de la dmarche : calcul des endommagements
3/ Calcul des endommagements individuels sous passage de chaque
avion sans prise en compte du balayage
Loi dendommagement de Whler :
1.351.0Enrob module lev 21.81.3Grave-bitumeKc maxKc
minmatriau
Matriaux bitumineux :
Loi de fatigue
Matriaux granulaires :
Loi dornirage
Coefficient de calage (PEP, HTPT)
Nombre de cycles rupture :
Dommage lmentaire : )( max
=N
D 1
=
maxmax )(
KN
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Principe de la dmarche : calcul des endommagements
Chargement multi-pic (ex: passage dun boggie 6
roues)Gnralisation de la dfinition du dommage une variation
continue de dformation suivant x
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Principe de la dmarche : calcul des endommagements
4/ Calcul des endommagements individuels avecprise en compte du
balayage
Loi normale centre sur laxe de la piste Pour chaque position
(yj)b ,
coefficient de pondration Pj
5/ Calcul des endommagements cumuls
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Principe de la dmarche : calculs itratifs6/ Calculs itratifs,
ajustement de lpaisseur des
couches de faon :
Dbal,cumul = 1 la base des matriaux hydrocarbons
- obtenir un dommage cumulavec balayage infrieur ou gal 1 pour
tous les critres de dimensionnement
- tenir compte des contraintes technologiques lies aux
matriaux
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