Journées Techniques Routes 2013 Nantes – 6 & 7 février 2013 Mesure de la résistance au roulement – état de lart Fabienne Anfosso-Lédée IFSTTAR, Département

Journées Techniques Routes 2013 Nantes – 6 & 7 février 2013

Mesure de la résistance au roulement – état de l’art

Fabienne Anfosso-LédéeIFSTTAR, Département Matériaux et Structures

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Introduction

Fabienne Anfosso-Lédée – JTR 2013 2

Mesure de la résistance au roulement

• Actuellement, 24 % de l’énergie totale consommée en Europe est utilisée pour les transports, dont 83% par les véh. routiers .

• Le transport routier génère environ 20% des émissions de CO2 en Europe, les VL contribuant pour environ 12%.

• Pour un VL à vitesse stabilisée 100 km/h, les pertes par résistance au roulement (RR) sont estimées à 15 - 20 % de la consommation de carburant (~ 40% pour un PL)

• La RR limite les performances des véhicules électiques dont les moteurs sont énergétiquement beaucoup plus efficaces (~ 80 % de

l’énergie transformée en mouvement contre 20 % pour les VT). La RR a une contribution relative beaucoup plus importante sur les VE dans les pertes énergétiques totales.

Résistance au roulement



• La RR est définie par la force Frr s’opposant à l’avancement d’un pneu ou d’un véhicule, principalement dûe à l’hystéresis des déformations du pneu dans la zone de contact, sous l’influence du poids du véhicule et des irrégularités de surface.

• On la rapporte souvent à la charge verticale Fz pour exprimer un coefficient de résistance au roulement :

Cr = Frr / Fz (Fz et Fz sont des amplitudes, et pas des vecteurs)

Fz

-Fz




Mesures in situ “Coast down” (décelération du véhicule)

• mesures “rudimentaires”, ne nécessitant pas de matériel spécialisé

• Chaque véhicule décelère au point mort à partir d’une vitesse initiale donnée, jusqu’à l’arrêt.

• Forte incertitude de mesure liée aux paramètres d’influence externes (résistance aérodynamique, pente…)

Mesures in situ sur remorques

• adaptées pour tester l’effet des revêtements

Mesures en laboratoire sur banc à rouleau

•très utilisées pour tester les pneumatiques mais surfaces peu représentatives des revêtements de chaussée




Mesures in situ sur remorques

• ¼ de véhicule avec suspension

• Charge 2000 N

• Force R s’opposant au roulement crée un mouvement arrière d’un angle θ

• Capteurs:• Inclinaison θ axe - chassis• Inclinaison μ chassis – plan horizontal• Inclinaision α remorque - véhicule (static)• Température du pneu• Vitesse• Accélération

Crédit : A-L. Bergiers, CRR, B

Projet MIRIAM



• Objectif : Optimiser les propriétés des revêtements routiers au regard de la consommation et de l’émission de CO2 des véhicules • 1ère phase 2010-2011

• 12 partenaires Europe + USA

1. Méthodes de mesure et modèles de source

2. Influence des caractéristiques de surface sur l’efficacité énergétique

3. Importance de la Résistance au Roulement (RR) sur l’efficacité dans le cadre de l’ACV

4. Contraintes / Exigences pour la mise en œuvre dans les systèmes de gestion et d’ACV

5. Sensibilisation et soutien externe

• 5 sous-projets :

MIRIAM

Essais croisés MIRIAM



Essais croisés à l’IFSTTAR Nantes

6 -10 juin 2011BASt (D)CRR (B) TUG (PL)

MIRIAM

Comparaison de 3 appareils européens

Crédit : A-L. Bergiers, CRR, B


• Vitesses 50 et 80 km/h



• 4 pneumatiques:– SRTT (Uniroyal Tigerpaw 225/60 R16)

– Avon Supervan AV4 (195 R14C)

– Michelin Energy Saver 16” (225/60 R16) – Michelin Energy Saver 14” (195/70 R14)

• 11 revêtements de chaussée.

MIRIAM

• Tests de répétabilité, interversions de pneus, etc.


Conclusions sur la mesure :


Mesure de la résistance au roulement – projet MIRIAM

• Une bonne répétabilité immédiate (1.1% à 2.7%)

• Une répétabilité du jour / lendemain plus élevée (7 à 10%)

>> nécessité d’améliorer le protocole de calibrage des appareils

• Appareils assez bien corrélés entre eux mais faible reproductibilité

• Importance du capotage pour limiter la résistance à l’air

MIRIAM

• Dépend du type de pneu. Importance du revêtement plus marquée pour les pneumatiques à faible RR

Influence du revêtement de chaussée sur la RR :

Essais croisés MIRIAM : bilan



• Bonne corrélation entre texture et Cr• macrotexture (PMP) et mégatexture• peuvent être encore améliorées par enveloppement• Sur les surfaces testées, de la plus lisse (hors résine lisse) à la plus

rugueuse, le Cr varie de 21 - 55%, selon le type de pneu

>> correspond ~ d’une variation de 7–18% de la consommation

Influence du revêtement de chaussée sur la RR (suite) :

MIRIAM

• Il manque encore...• des résultats avec d’autres méthodes (décelération VL et PL)• des résultats avec des pneumatiques PL• des données sur l’influence de l’uni sur la RR pour VL et PL

MIRIAM Phase 2



Poursuivre le travail de la phase 1

•Influence des caractéristiques de la chaussée sur la RR : rôle de la mégatexture/uni, de l’hétérogénéité transversale, de l’humidité de la chaussée, etc. mais aussi du tracé routier dans le cadre de l’ACV, et des détériorations dans le temps

•Améliorer les méthodes de mesure et les modèles de prévision

•Mieux maîtriser les paramètres de la mesure et de la modélisation (effet de la vitesse, de la température des pneus, du type de pneus et de véhicules (VL, PL), etc.

•Intégrer la RR dans les systèmes de gestion de l’entretien

Les objectifs (2012 – 2014) :

MIRIAM

MIRIAM Phase 2



MIRIAM Phase 2 en 2012 :

MIRIAM

Recherche de financement (nationaux, européens, internationaux)

• Projet EU déposé « ROSANE » (7ème PCRD, « safe and green roads ») : résistance au roulement, bruit, adhérence

• Projet à construire dans « Infravation »

• Contribution du FHWA

• Projet Danois « COOEE » CO2 emission reduction by exploitation of

rolling resistance modelling of pavements). (Budget : ~ 2 M€, partenaires : Danish Road Directorate, Roskilde University, the Technical University of Denmark, NCC Roads).

• Projet ERA-Net « MIRAVEC » (2011-2013) (Modelling Infrastructure

influence on RoAd Vehicle Energy Consumption) (partenaires : AIT (A), TRL (UK), VTI (SE), ZAG (SL), CDV (CZ), FEHRL)



Merci de votre attention !

Documents

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