Comment les routes renforcées par géogrille contribuent à réduire la consommation d’énergie liée au trafic

Réduction de la résistance au roulement des véhicules grâce aux chaussées stabilisées par géogrille

Réduction de la déformation des chaussées et des pertes d’énergie entre les pneus et la route

Lorsque nous renforçons les assises routières à l’aide de géogrilles, cela permet de maintenir les granulats en place et d’empêcher leur déplacement latéral. Cela a un impact considérable sur la résistance des routes au passage des véhicules. Le formage de ornières devient nettement moins problématique, car les pneus n’ont pas à fournir autant d’effort pour gravir les petites irrégularités causées par des surfaces inégales. Des études portant sur le comportement des matériaux montrent qu’une chaussée plus lisse peut effectivement réduire de près de 28 % la pression exercée entre les pneus et la chaussée. Cela signifie que moins d’énergie est dissipée sous forme de chaleur pendant la conduite. Des recherches indiquent que cette réduction de la déformation des pneus et de la chaleur générée au niveau du contact avec la chaussée entraîne une diminution de la consommation de carburant des véhicules d’environ 5 à 7 %. Un autre avantage est que la liaison robuste entre les couches de géogrille empêche les déplacements du sol situé sous la chaussée, ce qui contribue à préserver l’aspect et le bon fonctionnement de la surface routière sur le long terme.

Répartition des charges et maîtrise des ornières améliorent l’efficacité dynamique

Lorsque des géogrilles sont installées, elles répartissent le poids exercé par les essieux des véhicules sur de plus grandes sections du sol situé en dessous. Cela permet de réduire d’environ moitié l’intensité de ces points de contrainte élevés lorsque les routes sont fortement sollicitées par le trafic de camions. Le mode d’action de ces grilles entraîne également la formation de sillons moins profonds à la surface de la chaussée comparativement à une chaussée classique, ce qui contribue à conserver une surface plane et régulière. Les routes conservent ainsi un meilleur état pendant plus longtemps, ce qui permet aux pneus de maintenir un bon contact avec la surface du sol. Cela réduit la résistance au roulement et permet d’économiser du carburant pendant le déplacement des véhicules. Des études montrent que les chaussées renforcées avec des géogrilles présentent environ 22 % moins de résistance au roulement sur l’ensemble de leur durée de vie. Pour les entreprises de transport routier, cela se traduit par des économies réelles sur les coûts de carburant. En outre, les composants de la suspension subissent moins de contraintes, puisque la chaussée vibre ou rebondit moins.

Allongement de la durée de service des routes afin de minimiser la consommation d’énergie liée à l’entretien

Le renforcement par géogrid prolonge la durée de vie des chaussées en stabilisant les couches de fondation routière et en répartissant les charges, retardant ainsi la défaillance structurelle et réduisant fortement la fréquence des projets de rechargement énergivores.

Moins d’interventions de rechargement réduisent les émissions des flottes de chantier et les coûts énergétiques liés aux embouteillages

Lorsque les travaux d’entretien sont reportés, cela signifie qu’il n’est plus nécessaire d’utiliser ces engins fonctionnant au diesel, tels que les rouleaux compresseurs et les finisseuses, qui émettent environ 8 à 12 kilogrammes d’équivalent CO₂ pour chaque tonne d’enrobé qu’ils posent. Les fermetures de routes constituent un autre problème majeur : lorsque le trafic s’accumule, les véhicules restent à l’arrêt en consommant du carburant à raison de 1,2 à 3,1 litres par heure dans les embouteillages. Prenons l’exemple des autoroutes : reporter un seul chantier de rechargement pourrait permettre de réduire, sur une période de cinq ans seulement, plus de 1 200 tonnes métriques d’émissions de carbone, simplement en évitant les kilomètres supplémentaires parcourus par les usagers en raison des détours, ainsi qu’en limitant la durée d’utilisation inutile des engins de chantier.

La stabilisation du sol support augmente la durée de vie prévue de 40 à 60 % (AASHTO, 2022)

Les géogrilles agissent en empêchant la dispersion latérale des matériaux et en bloquant la pénétration de l’eau dans le sol sous-jacent, ce qui renforce considérablement les couches de base des chaussées. Les routes construites avec ces géogrilles peuvent résister à un trafic intense pendant environ 10 à 15 ans avant de commencer à se dégrader, contre seulement 6 à 9 ans en l’absence de renforcement. Selon les experts de l’AASHTO, organisme chargé de définir les normes routières aux États-Unis, leurs dernières lignes directrices publiées en 2022 confirment ces observations : les chaussées renforcées par des géogrilles présentent effectivement une durée de vie supérieure de 40 à 60 % par rapport à celles qui n’en sont pas dotées. En outre, les routes nécessitant moins de réparations réduisent la fréquence d’approvisionnement en nouveaux matériaux. Prenons un exemple concret : chaque fois que l’on évite de poser une nouvelle couche de chaussée, on diminue les émissions de carbone liées à l’extraction des roches, à la fabrication de l’enrobé bitumineux et au transport de ces matériaux à travers le pays.

Économies de matériaux et d'énergie incorporée grâce à des chaussées plus minces renforcées par géogrille

Réduction de l'épaisseur de l'enrobé bitumineux et des granulats sans compromettre les performances

Lorsque les routes sont renforcées avec des géogrilles, les ingénieurs peuvent réduire l’épaisseur des couches d’asphalte et de gravier sans compromettre la qualité de la chaussée. Des études réalisées à l’aide du logiciel PLAXIS 3D, puis validées par des essais sur le terrain, montrent que l’intégration de géogrilles directement dans la couche de base granulaire permet de réduire l’épaisseur de la couche d’asphalte de 15 à 30 %, bien que cette réduction varie selon le type de sol sur lequel la route est construite. Ce procédé s’avère particulièrement efficace parce que la géogrille contribue à mieux répartir les charges sur la surface de la chaussée et limite les déplacements latéraux excessifs, ce qui entraîne une formation moindre de nids-de-poule au fil du temps. Du point de vue de la durabilité, les chercheurs ont constaté que ces conceptions de chaussées plus minces présentent une durée de vie équivalente à celle des chaussées classiques, tout en permettant d’économiser d’importantes ressources naturelles, puisqu’on a besoin de moins de matériaux neufs pour les projets de construction.

Jusqu’à 30 % moins d’agrégats utilisés et moindre carbone incorporé (FHWA, 2023)

Lorsque les géogrilles s’ancrent mécaniquement dans les couches de sol et de granulats, elles permettent effectivement aux ingénieurs de réduire l’épaisseur nécessaire de la couche de base. Cela signifie que l’on peut réaliser une économie globale d’environ 30 % sur les matériaux granulaires. Selon les études du cycle de vie, cette économie de matériaux se traduit par une réduction de l’empreinte carbone comprise entre 6 % et 24 %. Ce constat est corroboré par l’Administration fédérale des routes (Federal Highway Administration) dans son dernier rapport de 2023 consacré aux géosynthétiques durables. Celui-ci souligne qu’il y a alors moins besoin d’exploiter des carrières, de transporter ces matériaux lourds sur de longues distances, ainsi que d’énergie pour le compactage de l’ensemble. Cela paraît tout à fait logique lorsqu’on y réfléchit.

Validation sur le terrain : Économies mesurées d’énergie et de carburant sur les chaussées renforcées par géogrille

Les données issues de tests réels sur le terrain confirment ce que beaucoup soupçonnaient déjà concernant les chaussées renforcées par géogrille en matière d’efficacité énergétique. Lors de l’analyse de sections expérimentales instrumentées, les véhicules utilitaires lourds consomment typiquement 5 à 7 % moins de carburant que sur des sections de chaussée classiques. Cela s’explique par la surface stable créée grâce au renforcement par géogrille, qui réduit la résistance au roulement. Les économies réalisées sur le carburant se traduisent directement par une diminution des émissions et des coûts d’exploitation, particulièrement marquées dans les opérations logistiques intenses parcourant des milliers de kilomètres chaque semaine. Les villes ayant surveillé leurs grandes artères situées dans des zones climatiques modérées constatent que leurs chaussées renforcées par géogrille conservent un bon état de surface pendant trois à cinq ans supplémentaires par rapport aux chaussées standard. Cela signifie qu’il est nécessaire d’intervenir moins fréquemment pour des travaux coûteux de rechargement de surface. Ce qui est intéressant, c’est la bonne concordance entre les résultats observés dans la pratique et les prévisions issues des études en laboratoire. La répartition du poids à travers les couches de géogrille réduit effectivement les pertes d’énergie qui surviennent à l’interface entre les pneus et la surface de la chaussée. Plusieurs communes ayant adopté cette technologie ont enregistré des baisses significatives de l’empreinte carbone globale liée à l’entretien de leurs routes, démontrant ainsi combien ces économies d’énergie sont réellement pratiques et facilement généralisables pour les collectivités du monde entier.

FAQ

Qu'est-ce qu'une géogrille ?

Une géogrille est un matériau géosynthétique utilisé pour renforcer les sols et des matériaux similaires. Elle est souvent utilisée pour stabiliser les chaussées en assurant une répartition des charges et en empêchant le déplacement latéral des matériaux.

Comment les géogrilles réduisent-elles la résistance au roulement ?

Les géogrilles stabilisent les fondations de chaussée, réduisent la déformation de la chaussée et répartissent les charges plus uniformément, ce qui conduit à des surfaces routières plus lisses et à une moindre perte d'énergie au niveau du contact entre les pneus et la chaussée, réduisant ainsi la résistance au roulement.

Les géogrilles permettent-elles d'économiser du carburant pour les véhicules ?

Oui, les routes renforcées par géogrilles réduisent la résistance au roulement et améliorent le contact des pneus avec la surface routière, entraînant une consommation de carburant inférieure d'environ 5 à 7 % pour les véhicules.

Comment les géogrilles influencent-elles les coûts d'entretien des routes ?

Le renforcement par géogrilles prolonge la durée de service des routes, réduit la fréquence des opérations de rechargement de surface et entraîne des coûts d'entretien plus faibles en minimisant le besoin de nouveaux matériaux et d'interventions mécaniques, ce qui peut également conduire à une réduction des émissions de carbone.