Normes à l’épreuve du climat pour la conception, la construction et l’entretien des routes

Le transport routier est essentiel pour l’économie et la société dans le monde entier. En 2017, le transport routier dans l’UE28 représentait 73,3 % du volume total du transport terrestre de marchandises et 80,1 % du transport de passagers. Afin d’assurer la disponibilité ininterrompue du réseau routier, des mesures doivent être prises pour accroître la résilience des infrastructures de transport routier aux conditions météorologiques extrêmes et au changement climatique, qui devraient relever, en parallèle et en synergie, les autres défis auxquels le transport routier est confronté, tels que sa croissance progressive et la diminution de l’intensité carbone des transports, conformément à la stratégie de neutralité carbone.

Un moyen efficace d’accroître la résilience du transport routier consiste à identifier, développer ou réviser et, par la suite, mettre en œuvre des normes de construction et de conception. Ces activités devraient être intégrées dans un processus normalisé et bien décrit visant à accroître la résilience globale du réseau routier. Le cadre d’adaptation des infrastructures routières a été décrit et piloté par le projet ROADAPT (Roads pour aujourd’hui, adapté pour demain). Le cadre d’adaptation est également abordé dans le rapport de l’AIPCR (2015), qui définit quatre étapes principales:

1. Identifier la portée, les variables, les risques et les données en mettant l’accent sur les scénarios de changement climatique pour le territoire donné et l’analyse de l’exposition et de la sensibilité des actifs routiers au changement climatique.
2. Évaluer et prioriser les risques. Cette étape comprend une analyse de la vulnérabilité effectuée pour identifier les éléments critiques de l’infrastructure routière.
3. Élaborer et sélectionner des réponses et des stratégies d’adaptation. Cette étape décrit l’identification, la sélection et la hiérarchisation des réponses à l’adaptation identifiées dans les étapes 1 et 2.
4. Intégrer les résultats dans les processus décisionnels. À savoir, les résultats des étapes 1 à 3 devraient être effectivement intégrés dans les usines de gestion des actifs, les plans d’investissement, les stratégies de gestion du trafic et d’autres documents et normes stratégiques.

Les moyens de transport routier nécessitant une révision des normes éprouvées peuvent être regroupés dans les catégories suivantes.

Trottoirs routiers

Les principaux risques pour la surface de la route associés au changement climatique sont, selon la zone climatique, la chaleur extrême et l’insolation, l’occurrence plus élevée de fortes pluies et les fluctuations de température autour du point de congélation.

Des températures très élevées se manifestent par un risque accru d’asphalte, de rinçage et de saignement de surfaces bitumineuses et/ou de fissuration. À mesure que la température du mélange d’asphalte augmente, la phase du liant perd de la rigidité et les déformations irréversibles causées par le chargement statique ou dynamique du trafic s’accumulent à un rythme plus rapide. Les solutions possibles sont les suivantes:

• Ajustement de la conception du mélange bitumineux (utilisation de liants avec point de ramollissement plus élevé, y compris modification polymère du bitume, sélection du squelette d’agrégat plus fort);
• Ajustement de la conception structurelle de la chaussée (conceptions flexibles, semi-rigides et rigides/composites);
• Utilisation accrue du béton en raison de sa résistance aux températures plus élevée et d’autres avantages (plus longue durée de vie, possibilité d’augmentation de la charge, moindre besoin d’entretien), bien que des coûts d’achat légèrement plus élevés.
• Modification de la conception du mélange de chaussée en béton pour réduire la quantité d’eau nécessaire.
• Augmenter la réflectance (albédo) de la surface de la route, par exemple en utilisant des éléments lumineux et colorés sur la route ou des revêtements réfléchissants de surfaces routières.
• Refroidissement des trottoirs avec de l’eau.

Les principaux impacts d’une augmentation de la fréquence des précipitations intenses comprennent les dommages causés par l’eau à l’asphalte, la réduction de la capacité de roulement des couches inférieures de la chaussée et la réduction de la sécurité et du confort pour l’utilisateur (moins de frottement, moins de confort). Les réponses possibles à l’adaptation, semblables à celles qui font face à la fluctuation de la température et à une fréquence plus élevée des cycles de gel/dégel sont les suivantes:

• Utilisation de trottoirs perméables/réservoirs. L’eau est stockée dans la structure de la chaussée et infiltrée dans le sol ou rejetée par un système de drainage.
• Utilisation de couches supérieures poreuses qui peuvent faciliter le drainage de l’eau sur les côtés de la route et empêcher l’aquaplanage.
• Pour les surfaces en béton, des teneurs en ciment plus élevées et des ratios de ciment d’eau plus faibles sont recommandés.
• Développement de revêtements hydrophobes adaptés à une utilisation au niveau micromécanique et ou revêtement de chaussée.

Systèmes de drainage routier

La capacité du système de drainage devrait être adaptée à une intensité et à une fréquence plus élevées des précipitations extrêmes et être complétée par des installations de rétention d’eau (par exemple, barrages, réservoirs) et des mesures de protection structurelle (couches, remblais). La conception des ponceaux devrait être ajustée pour tenir compte des volumes d’eau plus élevés dans un court laps de temps. En ce qui concerne la définition de la conception de la capacité du système de drainage, il convient d’utiliser les courbes intensité-durée-fréquence (courbes IF), en tenant compte de l’influence du changement climatique et en actualisant ces courbes de FID avec les caractéristiques des précipitations projetées dans les scénarios climatiques futurs.

Ponts et infrastructures similaires

Les principales préoccupations liées aux changements climatiques concernant la conception, la construction et la gestion des structures de pont existantes sont l’augmentation de la fréquence des inondations, l’augmentation du débit des cours d’eau, l’érosion et l’instabilité des pentes et la fluctuation de la température. Les normes pour les structures de pont actuellement utilisées font preuve d’une résistance considérable à ces effets; néanmoins, la recherche de nouvelles normes résistantes au climat est en cours.

Végétation le long des routes

La végétation le long des routes contribue à la protection de l’environnement, en particulier la réduction du bruit et de la pollution, et peut également avoir une fonction d’adaptation, par exemple la protection des routes contre la lumière directe du soleil. D’autre part, une mauvaise utilisation de la végétation le long de la route peut être un facteur de risque de perturbation de la circulation lorsque des phénomènes météorologiques extrêmes se produisent et peut également influer sur la sécurité routière. Les recommandations visant à construire des routes résilientes au climat incluent donc le remplacement des arbres matures par des haies (en utilisant des plantes ligneuses élastiques adaptées et plus adaptées à une zone climatique donnée) et la plantation de la végétation à une distance suffisante de la route.

Le changement climatique affectera également l’ entretien des routes, qui doit donc être pris en compte lorsqu’il s’agit d’infrastructures routières résilientes au changement climatique. Il convient d’accorder une attention particulière à tous les services d’entretien, tels que le nettoyage et l’entretien des systèmes de drainage, l’élimination des dommages causés par les tempêtes, le nettoyage des routes, l’élagage des brosses et l’enlèvement de la neige et de la glace. L’efficacité des mesures d’adaptation et de la planification de la maintenance peut être complétée de manière appropriée par des éléments télématiques de la circulation, en particulier des caméras en ligne, des stations météorologiques, des capteurs de résistance à l’avancement sur route et des systèmes télématiques avancés capables de réguler le flux de trafic et de prévenir la congestion du trafic.

Catégories du GIEC

Structurel et physique: ingénierie et environnement bâti, Structurel et physique: options technologiques

Participation des parties prenantes

L’identification, l’élaboration et la mise en œuvre de normes climatiques pour les infrastructures de transport routier nécessitent la participation d’un large éventail de parties prenantes. Le processus est normalement déclenché et coordonné par les administrations et/ou agences responsables de la gestion du transport routier. Ces sujets sont soutenus scientifiquement par des instituts de recherche travaillant dans le domaine du transport du développement durable, comme par exemple le FEHRL (Forum des laboratoires nationaux européens de recherche sur la route), ainsi que par des instituts de recherche spécialisés dans la recherche climatique, qui fournissent des données d’entrée pour l’évaluation des risques et de la vulnérabilité. Une fois identifiées, les nouvelles normes de construction sont mises en œuvre par les entreprises de construction travaillant dans le domaine des constructions d’ingénierie.

Facteurs de réussite et facteurs limitants

Étant donné que la mise en œuvre de normes nouvelles ou révisées s’effectue principalement dans le cadre de la reconstruction de l’infrastructure existante ou de la construction de nouvelles infrastructures, l’efficacité des mesures d’adaptation dépend des plans de développement des infrastructures routières. D’autres facteurs importants de succès sont la disponibilité et la qualité de connaissances de base détaillées sur le risque de changement climatique et la vulnérabilité du réseau routier dans un domaine donné, ainsi que des ressources institutionnelles, financières et humaines suffisantes.

La construction de nouvelles routes ou l’adaptation de routes existantes selon de nouvelles normes climatiques peuvent être en conflit avec les plans de développement territorial (par exemple pour le logement), avec d’autres stratégies sectorielles ou avec des objectifs de protection de l’environnement. Il est donc nécessaire d’identifier et de résoudre les conflits potentiels dans la phase initiale de la conception et de la construction des routes.

Coûts et bénéfices

Les coûts dépendent de la taille de la zone d’intérêt, de la longueur du réseau routier auquel l’intervention d’adaptation est confrontée, du niveau des risques liés au changement climatique auxquels les infrastructures de transport routier sont confrontées et des typologies spécifiques des mesures d’adaptation envisagées. Les ressources financières sont normalement fournies par les autorités routières; ils pourraient être cofinancés par des budgets publics destinés à l’adaptation au changement climatique et au développement des infrastructures grâce à l’utilisation éventuelle d’instruments financiers européens.

Les principaux avantages devraient être liés à la connectivité et à l’exploitation du réseau de transport routier, y compris en cas d’événements météorologiques extrêmes et dans des conditions climatiques changeantes, ce qui aura des incidences positives sur la prospérité économique, la sécurité et le bien-être. En outre, des économies à long terme sur les coûts d’exploitation et d’entretien des infrastructures de transport sont attendues.

Aspects légaux

Le principal document stratégique de l’UE pertinent pour l’adaptation des transports au changement climatique est le livre blanc sur les transports intitulé « Feuille de route pour un espace européen unique des transports — Vers un système de transport compétitif et économe en ressources». L’un des objectifs de cette stratégie est de veiller à ce que les infrastructures de transport financées par l’UE tiennent compte des besoins en matière d’efficacité énergétique et des défis liés au changement climatique (résilience climatique de l’ensemble des infrastructures), au niveau national, le développement du transport routier, sa durabilité et son adaptation au changement climatique sont couverts par des stratégies nationales de transport et, dans certains cas, par des plans nationaux d’adaptation au changement climatique définissant les priorités et les mesures pour chaque secteur. Les normes techniques de conception et d’exploitation des infrastructures de transport routier sont définies par la législation nationale.

Temps de mise en œuvre

Le temps nécessaire à la mise en œuvre d’une révision complète des normes climatiques pour les infrastructures routières peut varier entre 1 et 3 ans, selon le pays et le champ d’application. La mise en œuvre sur site peut prendre des mois à plusieurs années, en fonction de la taille et du niveau de complexité des travaux de construction.

Durée de vie

Les normes révisées appliquées à la construction de nouvelles infrastructures routières et à la modernisation et à l’entretien de l’infrastructure existante ont normalement une durée de vie comprise entre 25 et 100 ans. La durée de vie de l’infrastructure routière est de plusieurs décennies en fonction du niveau d’entretien et des conditions d’exploitation (par exemple, charge de circulation, conditions naturelles, etc.).

Sites Internet:

Références: