Développement d’un système embarqué de surveillance de l’état des routes

Le réseau routier allemand, très dense, est confronté à des conditions climatiques rudes et une utilisation particulièrement intense sur ses axes principaux. Jusqu’à maintenant, la surveillance de l’endommagement du bitume était un travail laborieux et coûteux. De plus, les coûts d’entretien risquent d’augmenter, car un certain nombre de routes du réseau a plus 30 ans, et la météo et l’usure ont endommagé les surfaces asphaltées. Le budget pour l’entretien des routes en Allemagne ne cesse d’augmenter et devrait atteindre un record en 2016 avec 3,5 milliards d’euros.

Se pose alors le souci de la surveillance de l’état des routes. D’après Alexander Reiter, qui dirige le groupe de recherche de numérisation laser à l’Institut Fraunhofer pour les technologies de mesures physiques (IPM) de Fribourg (Bade-Wurtemberg), « un des principaux facteurs est la qualité de la surface, ou plus précisément, sa planéité ». Son équipe a développé le premier scanner de mesure de planéité des routes homologué par l’Institut fédéral de recherche sur les autoroutes (Bergisch Gladbach, Rhénanie du Nord-Westphalie). Cette technologie a déjà fait ses preuves pour des applications ferroviaires. Un unique scanner haute-résolution suffit à mesurer l’état d’une route et à balayer un espace de quatre mètres de large. Par rapport aux anciens dispositifs, ce nouveau système de scanner laser est plus précis, plus rapide et moins onéreux.

 

Ce scanner, qui n’est pas plus grand qu’une boîte à chaussures, est fixé sur un véhicule à trois mètres de hauteur de la chaussée. A l’intérieur du scanner, un miroir octogonal rotatif dirige le faisceau laser perpendiculairement à la direction qu’emprunte le véhicule. Les rayons sont réfléchis par l’asphalte puis récupérés par un capteur spécial, qui détermine le temps écoulé entre l’émission et la réception du signal lumineux. Une distribution de distances sur la largeur de la route peut alors être déduite, et ce avec une précision d’au moins 0,3 mm.

 

L’équipement de mesure est plus léger qu’un dispositif classique. Il faut toutefois s’assurer que l’orientation ainsi que la position du véhicule sont connues à tout instant, ce qui est rendu possible par le Global Navigation Satellite System (GNSS) complété par un dispositif de navigation inertielle. Le système effectue des mesures indépendamment des conditions lumineuses, et ce jusqu’à une vitesse de 100 km/h.

 

A l’heure actuelle, le scanner, baptisé Pavement Profile Scanner (PPS), a effectué des mesures sur 15.000 km d’autoroutes et axes majeurs en Allemagne. A terme, l’objectif de ce projet est de détecter les détériorations des routes telles que les ornières à un stade précoce afin d’éviter l’endommagement des couches inférieures de la chaussée et ainsi réduire les coûts de réparation.

 

Pour en savoir plus, contacts :

Dr. Alexander Reiterer, chef du groupe de recherche de numérisation laser à l’Institut Fraunhofer pour les technologies de mesures physiques de Fribourg – tél. : +49 761 8857-111

 

Sources :

« Surveying roads at 100 km/h », communiqué de presse de la Société Fraunhofer – 02/04/2013 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/1Tc9S

 

Rédacteurs :

Aurélien Filiali, aurelien.filiali@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr/