À propos de l'adhérence hivernale...

Jean-Jacques Roussel, Nordaxe Innovations.

L'hiver, la neige et la glace gênent les conducteurs de véhicules et obligent les autorités à de gros efforts d'entretien.

Qu'il s'agisse de laisser une certaine couche sur la chaussée ou de la supprimer, l'objectif est toujours de limiter la dégradation des conditions de circulation en particulier de la sécurité. L'adhérence offerte est le critère essentiel de cette sécurité. Donc l'évaluation de son niveau devrait être un moyen de décider de l'entretien hivernal.

Mais qu'est-ce exactement que l'adhérence? Comment évolue-t-elle en hiver? Comment la mesurer et la prendre en compte dans les opérations hivernales? C'est à quoi se propose de répondre cet article.

Qu'est-ce que l'adhérence?
Un véhicule se déplace sur la route selon les sollicitations de son conducteur (accélération, modification de trajectoire, freinage). Le véhicule peut obéir à ces sollicitations grâce à la réaction de la surface de roulement aux efforts transmis par les roues. Toutes les forces nécessaires sont transmises entre la route et le véhicule par l'intermédiaire de l'aire de contact des pneus. Cette surface est faible eu égard aux efforts à transmettre, d'où l'importance de la qualité des pneus et de la suspension.

L'adhérence peut se définir globalement comme la capacité de la surface de roulement à répondre aux sollicitations du conducteur. Un bon conducteur doit être capable d'estimer l'adhérence de la route qui se déroule devant lui. Il pourra ainsi adapter ses sollicitations à la route.

L'adhérence est intrinsèquement dépendante du véhicule (et en particulier des pneus) qui circule dessus. La qualité du pneu est aussi importante que la qualité de la conduite.

Selon la sollicitation et l'adhérence, la vitesse de déroulement du pneu peut varier par rapport à celle de la surface de roulement. Le glissement du pneu est le rapport entre ces deux vitesses :

• le pneu peut tourner à la même vitesse que se déroule la surface (glissement = 1) ;
• le pneu tourne plus vite (glissement > 1 on parle de patinage ou fort glissement) ;
• le pneu tourne moins vite (glissement < 1 on parle de faible glissement jusqu'au blocage).

Des forts et faibles glissements limitent les capacités des pneus. C'est pourquoi de plus en plus de constructeurs automobiles introduisent des contrôles électroniques du mouvement des roues (anti-blocage, anti-patinage,...).

L'adhérence en conditions hivernales
Un pneu est au départ un compromis entre de nombreux besoins à satisfaire (faible bruit de roulement, usure modérée, pas trop d'échauffement...) mais il doit d'abord assurer trois fonctions fondamentales pour s'adapter aux conditions météorologiques habituelles :

• éliminer au mieux la couche d'eau qui se forme sur l'aire de contact en cas de pluie (combattre l'hydroplanage);
• favoriser la rupture du film visqueux qui se forme sur l'aire de contact (combattre le viscoplanage);
• favoriser l'accrochage aux granulats de la surface (contact sec).

Mais en conditions hivernales, c'est la nature même de la surface de roulement qui est modifiée. La surface devient lisse sans granulat (surface glacée) ou encore plus ou moins meuble (surface enneigée). Sur une surface glacée, le pneu doit s'accrocher sur la surface lisse. Sur une surface enneigée plus meuble, il doit travailler en cisaillement et aussi évacuer constamment la neige qui se bourre dans les rainures des pavés. Il y a aussi souvent de la neige fondante qui ressemble à une situation d'hydroplanage extrême.

On voit l'intérêt de pneus conçus particulièrement pour l'hiver d'autant que les températures d'utilisation sont basses. On comprend aussi la spécialisation des capacités entre un pneu glace (plus de surface d'accrochage, beaucoup de lamelles de succion) et un pneu neige (multiplication et décrochement des pavés, grande mobilité des pavés, évacuation optimisée).

La mesure de l'adhérence en conditions hivernales
Des études menées par Michelin (voir schéma) dans les années 90 en Europe ont montré :

- que la variation de l'adhérence (estimée par des essayeurs professionnels) était considérable;

- que les automobilistes n'évaluent pas correctement les variations d'adhérence qu'ils rencontrent.

En conditions hivernales, l'adhérence passe d'une valeur équivalente à celle d'une route sèche (neige folle en faible épaisseur) à l'adhérence la plus faible qu'on puisse rencontrer (glace mouillée).

Au Canada, hormis sur les pistes d'aéroports et malgré l'ampleur des hivers et des enjeux associés, l'adhérence hivernale n'est pas réellement documentée, encore moins considérée comme un critère de décision opérationnelle.

Et pourtant :

• sait-on réellement quel taux d'abrasifs améliore l'adhérence ?
• nous pourrions optimiser l'adhérence durant une précipitation de neige !
• nous pourrions éviter de descendre en dessous d'un seuil d'adhérence considéré comme critique !

Ces questions posent des problèmes de fond, sur le plan juridique notamment, mais l'absence totale de toute référence en matière d'adhérence hivernale est-elle préférable ?

Une réponse de Nordaxe Innovations
Nordaxe Innovations Inc. s'est constituée en juin 2004 à Québec avec pour finalité de soutenir les personnes et les organisations qui cherchent à innover en entretien d'hiver (voir www.nordaxe.ca). Ces innovations visent à la fois la sécurité des usagers de la route et l'optimisation des efforts des collectivités publiques.

Nordaxe Innovations a décidé de proposer une évaluation opérationnelle de l'adhérence hivernale pour un coût raisonnable. Notre choix s'est porté sur la baisse de la capacité de freinage. Elle est évaluée à la demande du patrouilleur par une remorque à deux roues tractées par le pick-up. La mesure se contente de ralentir une des deux roues (au choix) et peut être répétée autant de fois que nécessaire. La chaîne de mesure s'appuie sur un dispositif électronique sophistiqué mais très robuste. Elle intègre l'adhérence rencontrée en quelques secondes et la vitesse de déplacement mesurée par l'autre roue. L'enregistrement sur support informatique peut être complété par un positionnement GPS pour repérage absolu des mesures.

Nordaxe Innovations a fait fonctionner un prototype cette fin d'hiver et la chaîne de mesure a été testée avec succès.

L'hiver 2005/2006 permettra de réaliser une documentation complète de divers états de surface de chaussée et de faire tourner quelques exemplaires en mode opérationnel. En cas d'intérêt, vous pouvez nous contacter via notre site Internet.

Conclusion
La mesure opérationnelle de l'adhérence en conditions hivernales est un bon moyen d'améliorer nos connaissances des conséquences des phénomènes que nous combattons en entretien hivernal. Il permet alors de mieux adapter les opérations réalisées en visant une réduction des dépenses tout en assurant la sécurité des usagers de la route. Il contribuera sans doute aussi à une réduction significative de la consommation des sels de voirie dont les conséquences diverses sont incalculables.

Nordaxe Innovations est fière de contribuer à cette avancée significative dans le domaine de l'entretien hivernal.

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