XIIe Congrès international de la viabilité hivernale

Quelques retombées du "Norwegian Winter Friction Project"

Jean-Jacques Roussel, Nordaxe Innovation Inc.
Collaboration spéciale

Le congrès de Turin a été l'occasion pour les Scandinaves de montrer des réalisations intéressantes dont nous pourrions nous inspirer. Nous avons présenté dans un précédent article (revue InfraStructures août 2006, page 20) une comparaison entre le Québec et la Suède. Elle met en lumière le retard dans la modernisation de cette technique au Québec. Aujourd'hui, nous allons examiner le cas de la Norvège.

La Norvège
Avec 4 554 000 habitants répartis sur 385 155 km2 la Norvège est un état relativement peu peuplé de l'Europe scandinave. 92 000 km de routes publiques dont très peu d'autoroutes en raison du relief très accidenté. Le climat y est rude : l'hiver dure entre 150 et 210 jours, le cumul de neige entre 158 et 332 mm. Mais les températures sont souvent proches de zéro en raison de l'influence du Gulf Stream. Il y a donc de nombreuses précipitations sous forme liquide qui occasionnent autant de risques de glace sur les chaussées.

Le réseau est séparé selon deux stratégies :

• "Winter Roads Strategy" où la surface peut rester couverte de neige et de glace en période hivernale. Cette stratégie s'applique sur 85% du réseau hors municipal malgré les fortes déclivités de ce pays montagneux.
• "Bare Roads Strategy" où l'objectif est le dégagement à l'asphalte plus ou moins rapide.

Selon les hivers, entre 60 000 et 85 000 t de sel sont épandues sur les 8000 km de ce type de routes.

L'importance du contexte
La Norvège, comme les autres pays nordiques, a une approche différente de celle du Canada. La politique, les contrats et la surveillance sont basés sur les résultats à atteindre (adhérence et uni de la chaussée enneigée ou glacée, délais de retour à des conditions normales également définies et mesurées). Dès lors, les gouvernements et les entreprises peuvent travailler à optimiser le système de dévolution des travaux ou d'opérations.

Le "Norwegian Winter Friction Project"
L'administration nationale des routes a lancé en 1997 un projet de recherche intitulé "Étude du frottement en hiver" avec pour thème central l'entretien hivernal des chaussées et des trottoirs. Ce projet pilote a pour buts de développer des méthodes optimales et d'élaborer des recommandations d'ordre pratique pour les techniques de déneigement ainsi que pour les types et les quantités de matériaux à employer selon les diverses conditions. Il a débouché en particulier sur le développement d'outils de mesure de la friction hivernale puis à l'intégration de cette mesure dans la définition des niveaux de service. Il a permis aussi de faire avancer les matériels et les technologies employés. Voici trois exemples concrets de ses retombées qui peuvent intéresser le Canada.

1 - Étude des résultats obtenus avec diverses lames de niveleuses

Les "Winter Roads" sont nivelées régulièrement pour maintenir une surface uniforme. L'effet du passage des lames de niveleuses sur l'amélioration des qualités de surface a été étudié en détail. Après à une première étude peu concluante, une deuxième étude a eu lieu en février 2003. Quatre types de lames de niveleuses couramment employées (lame classique pleine de 6 mm, lame racleuse à dents droites, System 2000 à dents pointues, P300 structure creuse en forme de nids d'abeille) ont été testées au regard de l'adhérence et de l'uni de surface.

L'adhérence est mesurée immédiatement après les grattages (remorque tractée à une roue freinée).

La macro texture est déterminée au laser selon une norme internationale qui estime la profondeur moyenne du profil (MPD) (poutre équipée de 17 capteurs à ultrasons).

Le "international roughness index" (indice de rugosité international) qui évalue les rugosités du profil créant des vibrations dans le véhicule s'appuie sur la méthode "South Dakota".

Les résultats sont surprenants :

• le coefficient de frottement est quasiment le même avant et après nivelage et non différenciables selon les types de lames;
• le nivelage réduit la profondeur des empreintes, quelque soit le type de lames utilisé sans différence notable là non plus;
• le nivelage améliore sensiblement l'uni, la lame 6 mm classique étant la meilleure du lot.

Conclusion principale : le frottement n'est pas amélioré par le nivelage (quelque soit le type de lame), il n'est donc pas possible de faire l'économie d'autres traitements (comme l'épandage d'abrasifs) pour obtenir le niveau de service requis.

2 - Le mouillage du sable à l'eau chaude

La possibilité de mouiller le sable avec de l'eau chaude (90 à 95°C) avant épandage comme abrasif a été étudiée. Ce mouillage est réalisé avec 30% d'eau en poids. Le sable est épandu autour de 200 g/m2.

L'eau a un bref effet de fusion puis le mélange sable et eau gèle en surface sous forme grumeleuse donnant une surface de type papier sablé. La durée du traitement antidérapant est sensiblement supérieure à la méthode traditionnelle.

Aujourd'hui, plusieurs fournisseurs proposent des machines épandeuses à eau chaude qui apportent quelques variantes (en général c'est un réchauffeur au gasoil de 200 à 300 kW qui chauffe les quelques 2,5 m3 d'eau embarqués - consommation de 20 à 25 l/h).

Les résultats sont impressionnants : alors que les effets s'estompent voire disparaissent après le passage de 50 véhicules avec du sel sec, il a été possible de maintenir des valeurs de friction au dessus de la norme requise après plus de 2000 véhicules. Dans des conditions favorables, il a même été possible d'assurer ce maintien entre 3 et 7 jours.

Conclusion principale : après 3 années d'essais, les résultats sont extrêmement probants. Les économies de sable sont évaluées autour de 40 à 50%. C'est la seule méthode qui permette de maintenir la norme de friction sur les routes principales (sans sel). La technique se développe rapidement en Norvège. Voila une alternative sérieuse et écologique au mélange sable sel sur laquelle le Québec devra peut être se pencher.

3 - Préhumidication du sel à l'eau chaude

Avec une machine développée pour le mouillage du sable à l'eau chaude, les Norvégiens ont eu aussi l'idée de mouiller le sel (chlorure de sodium) à l'eau chaude plutôt qu'à la saumure de chlorure de sodium, technique très développée en Europe (la Norvège utilise de la solution concentrée à 22% et mouille à un taux très élevé de 30% versus 70% de sel en poids).

Les essais préliminaires ont débuté à l'hiver 2003/2004. Le suivi a été du même type que celui de l'étude des lames de niveleuse. Les résultats sont intéressants :

• l'effet déglaçant est plus rapide. Ce n'est qu'au bout de 2h30 en moyenne que les résultats convergent ;
• par contre en épandage préventif, les résultats sont très similaires, la nouvelle méthode étant donc une alternative à l'ancienne.

La Norvège veut affiner ses expérimentations pour étudier les deux types de mouillage dans plus de conditions météorologiques.

Conclusion principale : voilà une alternative écologique au chlorure de calcium liquide utilisé au Québec dont les effets secondaires n'ont guère été documentés.

Conclusion générale
La Norvège, comme les autres pays scandinaves, possède une sensibilité écologique développée qui a permis un consensus social autour d'un maintien hivernal des conditions routières et d'une adaptation plus importante des usagers. Dans ce contexte, la politique de viabilité hivernale module beaucoup plus les résultats en fonction des situations et par voie de conséquence s'est engagée dans la mesure du coefficient de friction pour maintenir les routes sécuritaires. Les techniciens peuvent ainsi développer des méthodes et des moyens plus appropriés, plus écologiques et moins dispendieux pour atteindre les résultats requis. Ces développements peuvent être sérieusement documentées, ce qui est un avantage non négligeable. Pourquoi ne pas s'inspirer de tels exemples!