R5G - la route de la 5e génération - IFSTTAR - decembre 2013
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Transcript of R5G - la route de la 5e génération - IFSTTAR - decembre 2013
Présentation Ifsttar 04012011
Le point de départ • 1ère génération – Le chemin • 2ème génération – La route pavée romaine
• 3ème génération – La route revêtue • 4ème génération – L’autoroute
• Que sera la 5ème génération ?
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Pourquoi a-t-on besoin de la R5G ?
• Image actuelle associée au transport routier – Mauvaise image associée à la route – Coût environnemental trop élevé – Peu considéré dans le Grenelle de L’Environnement
• Innovation dans les infrastructures routières – Nombreuses innovations disponibles dans les laboratoires
Besoin d’un dispositif de validation d’innovations émergentes (prise de risque)
• Transfert technologiques et industrialisation – Besoin de moyens de test en vrai grandeur – Identification des problèmes de mise en œuvre – Renouvellement des questions de recherche
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Les bénéfices attendus
• Maintenir les « services » ( RAMS: Reliability, Accessibility, Mobility, Safety) des réseaux routiers aux niveaux actuels – Incitation au transfert modal vers le transport guidé – Dans l’attente, maintien du réseau routier dans
son état actuel en dépensant moins • Renforcer les leaderships industriels
– Mise au point de nouveaux modèles économiques • Atteindre les objectifs sociétaux
– Réduction de l’empreinte carbone des routes – Création d’emploi – Renouvellement des programmes éducatifs
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• Rassembler toutes les idées existantes et produire une solution pour répondre à nos besoins futurs…. – La route adaptable – La route automatisée – La route résiliente au changement climatique
• Un concept qui… – Sera adaptable à la future demande de transport – Fournira un moyen de transport automatisé bas coût – Produira des bénéfices substantiels
• Be Forever Open
Winner of the 2011Road Design and Construction prize
R5G : déclinaison française du programme FOR
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R5G inclus dans une alliance Européenne • Déjà inclus dans des programmes et agendas de recherche
• Déjà inclus dans des feuilles de route
• D’autres sont encore à venir
…
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Concept de la R5G
• R5G assemble et redéfinit les 3 éléments de la Forever Open Road, suivant une approche systéme, autour de démonstrateurs à l’échelle 1 pour en démontrer la synergie et proposer une route acceptable.
• R5G vise à passer d’une approche linéaire de l’innovation (chaque filière innove dans son domaine) à une approche intégrée (synergie entre les acteurs)
→ Les 4 éléments de la R5G La route évolutive La route à contribution environnementale positive La route coopérative La route acceptable
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Une application « plurielle » de la R5G :
Acceptabilité sociale, juridique, économique, environnementale
Conception, construction et maintenance décarbonées
Exploitation sûre et intelligente
Résilience et efficacité énergétique
Réseaux urbains
Réseaux structurants
Réseaux locaux
Réseaux périurbains
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Route à contribution environnementale positive
Besoins des gestionnaires Attentes des usagers
Enjeux sociétaux
Une mise en œuvre suivant une approche système
Constructeurs routiers
Constructeurs automobiles
Usagers
gestionnaires
Maitres d’ouvrage
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Programme Conception et construction de démonstrateurs à l’échelle
1:1
•En parallèle avec les réflexions indispensables sur les stratégies d’aménagement et d’exploitation, la réglementation et la gouvernance et l’identification de besoins de recherche… quelques exemples d’innovations… Du rêve à la réalité…
2010-2015 2015-2020 2020-2025
Mise à l’épreuve de composants
Mise à l’épreuve de sous-systèmes
Démonstrateurs complets
Dép
loie
men
t
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Démonstrateurs R5G Identification de solutions « matures » IEED, IRT, fond démonstrateur ADEME, pôles de compétitivité, HORIZON 2020, charte 2MI
Infrastructures - CIRR - …
Recherche : ANR, FUI, HORIZON 2020
Services - ITS - Mission d’appui 2MI - …
R&D automobile
… …
Acheteurs privés Acheteurs publics
Vecteurs de mobilité
-Flotte Bolloré -@Car -Velib -…
Dispositifs de soutien à l’innovation
Positionnement institutionnel : combler un « vide »
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Observation de la visibilité par caméras routières Accord cadre IFSTTAR-Météo France Projet CARNOT CAM2
• Objectif : – observer la visibilité – améliorer la prévision météorologique du brouillard – proposer des vitesses adaptées à la visibilité – adapter l’éclairage public (ex: plots sur la rampe de
Laffrey) • Partenaires existants : IFSTTAR, Météo-France, IGN, CETE
Lyon, CETE Méditerranée • Aspect réglementaire : recommandation du BEA-TT, vœux
du Conseil Supérieur de la Météorologie
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Projet européen Fabric Feasibility analysis and technological development of on-road charging for long term electric vehicle range extension
• Contexte Call FP7-SST-2013-RTD-1 -GC.SST.2013-1 – dépôt en novembre 2012 • Objectif Mettre au point des systèmes de rechargement par induction pour véhicules
électriques dont des systèmes à haute vitesse • Partenaires français : VeDeCom (Ifsttar, IFPEN, Renault, Peugeot) Démonstrateur : Piste envisagée à Satory
• Leader : Fiat (Italy)
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Chaussées hors gel, à surface chauffante, autonome en énergie – R2I 2013-2014 Enjeux • Assurer la viabilité hivernale, par le maintien à température
positive de la surface de chaussée : – éviter la formation de verglas par gel d’eau liquide – faire en sorte que le dépôt des précipitations à
température négative (neige /grésille/…) en surface de chaussée fonde au contact de la surface
• Utiliser pour ce faire l’énergie « récupérable» par la chaussée elle-même, en prévoyant des fonctions de captage, stockage, déstockage et restitution d’énergie – mise au point d’un système de captage/restitution peu
intrusif et robuste • Utiliser le « bilan positif » des cycles de température
annuels, vérifiés pour la plupart des climats – stockage géothermique d’énergie en période chaude,
déstockage en période froide • Domaines d’application
– Routes, rues, ponts, aéroports, transports en commun, plates-formes industrielles,…
Concept of the Gaia Snow-Melting System (Japan)
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Système PEGASE
Logiciels : SMARTVIA
Serveur SMARTVIA
Projet CCLEAR d’instrumentation de chaussée sur A75
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Projet européen FP7 INROADS 2013-2014
Scénario 1
ADVANCED HAZARD WARNING
Idée Capteur: détection automatique d’incident
Allumage des LED pour prévenir les usagers en amont
Fonction: améliorer l’anticipation
Exemple d’application: carambolage dans le brouillard
Hazard ahead
Scénario 2 ACTIVE LANE DELINEATION
Idée
Sans trafic, système éteint
De nuit, véhicule détecté: allumage des plots lumineux sur une certaine distance devant le véhicule
Fonction: amélioration du guidage visuel, notamment en courbe
Extinction après le passage du véhicule: notion d’onde lumineuse
Vehicle detected
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• Des techniques de chaussées conçues pour être facilement ouvertes et refermées, permettant ainsi l’accès facile aux réseaux
• Un nouveau concept de chaussées urbaines “modulaires” développé par l’ISFTTAR et ses partenaires (Collectivités locales, Réseau Scientifique et technique du ministère, fournisseurs de matériaux, entreprises de béton prêt à l’emploi, entreprises routières)
• Mise au point d’un matériau de base spécifique : grave réexcavable ie grave ciment classique mais avec peu de ciment et air entrainé
Chaussées urbaines démontables
Validation sous trafic (jusqu’à 120000 cycles) sur le manège de l’IFSTTAR
Grave réexcavable (matériau traité aux liants hydrauliques)
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Chaussées urbaines démontables - concepts • Dalles hexagonales indépendantes (trafic « faible »)
• Dalles plus petites, connectées par “clés” béton (trafic « fort »)
St Aubin Les Elbeufs (près de Rouen)
Dalles béton Lit de pose
Grave-ciment excavable
Plate-forme
Joint élastomère coulé en place
Vide
E
3
H
Etanchéité (émulsion)
Chantier expérimental Nantes Métropole
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Mise à l’épreuve de sous-systèmes Réflexion interne en cours sur les démonstrateurs
suivants (GERI R5G) • Route et énergie • Eco-mobilité urbaine • Autoroute automatisée • Réseau interurbain et périurbain lisible et efficace • Maquette virtuelle
Mise en œuvre possible dans la cadre dans le cadre du projet
ERANET + « Infravation » soutenu par le MEDDE Appel d’offre en 2014 Ouverture d’une action « Investissements d’Avenir » ?
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La route énergétiquement intégrée C
onst
ruct
ion
Ener
gy
Mob
ility
Recycling of Materials
Cold mixes
Mechanical energy
Inductive charging
Low rolling resistance pavements
Modular urban
pavement
Geothermal energy
Solaroad
Eco-traffic management
Autonomous shuttles
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L’autoroute automatisée
Grand driving cooperative challenge
Truck convoying FP7 SARTRE
HOT Lanes in Minneapolis - Vinci
Coach on emergency lane – CG38
Reversable lane Pont de Saint-Nazaire – CG44
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La rue intermodale • Les voitures ont changé l’apparence des
rues au cours du 20ième siècle
• Les composants de la rue de 5ème Génération son là :
Rue Nue – Phosphore - Eiffage
Bjark Ingel
Chaussée Urbaine Démontable
• Elle serait : – Adaptée aux véhicules électriques
automatisée
– Adaptable et partagée
VIPA – Ligier, LASMEA
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R5G et BEPOS
27
Réseaux intégrés Déchets Eaux usées Réseau de froid Réseau de chaleur Eau potable Eaux valorisées
Dalles piézoélectriques
Piste cyclable solaire
Panneaux solaires organiques
Unité de bord de route
BHNS en site propre et rechargé en mouvement
Recharge statique sans contact + stockage
d’énergie
Télécommunications sans fil
Echanges thermiques réversibles
Couche de roulement poreuse,
silencieuse et dépolluante,
potentiellement issue de la biomasse
Réseaux intégrés Réseau de froid Réseau de chaleur Eaux valorisées Energie électrique Fibre optique
Corps de chaussée à structure réservoir
Structure modulaire bas carbone et préfabriquée
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Le réseau secondaire lisible et efficace
• Accroitre la sécurité routière sur les réseaux secondaires – Aujourd’hui 2/3 des tués
• Déployer les systèmes coopératifs pour : – L’alerte – La gestion des vitesse
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Le challenge de la route « acceptable »
• Concevoir un réseau router aaaeepaabe ieb iue e considérer fférents niveaux d’analyses et de les combiner d’une façon complémentaire.
• Les acteurs ne partagent pas les mêmes problématiques, ni les memes cultures scientifiques.
• Leurs préoaaueatoos peaco iues soop fférentes et reposent sur des approches méthodologiques contrastées.
• En outre, leurs réflexions ne s’inscrivent pas dans des temporalités et des durées comparables.
• Etre en mesure d’appréhender la probléiatiue e ba oupe Aaaeepaabe aos aete complexité nous parait etre essentiel.
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Une définition de la route acceptable
• L’une des clés de la R5G est de favoriser, au-delà des réalisations techniques, les synergies entre les acteurs.
• L’enjeu est de proposer une démarche permettant la convergence des points de vue vers des objets communs.
• Cela nécessite des moyens d’évabuatoo a er or es erooeps pour appréhender le respect des critères et orienter l’innovation.
• La route acceptable serait le résultat d’une démarche s’assurant progressivement que la route remplira adéquatement et conjointement, en termes d’usages et d’impacts, les fonctions qu’on souhaite lui attribuer.
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Le rôle essentiel de la simulation
• Au côté des méthodes spéa fiiues à chaque métier, un moyen permettant d’appréhender ces pré atoos esp e recourir à la simulation.
• L’idée e aete démarche de conception virtuelle serait : 1. de s’aeeuyer sur es outbs e s iubatoo eroeres à
chaque niveau d’analyse 2. de réfléchir aux possibilités e fooatoooeieop eo
synergie» de ces fférents outils.
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Conclusion et perspectives
• Le projet R5G, en lien avec le programme FOR au niveau européen, vise à innover dans le domaine des infrastructures routières
• Plus exactement, il vise à proposer un nouveau paradigme : le changement de génération routière.
• Il vise à combler un manque institutionnel et à influencer la programmation nationale de la recherche
• Les premiers projets de recherche d’envergure commencent à émerger, notamment dans le cadre Européen.
• La deuxième étape du projet, à savoir la conception de démonstrateurs à grande échelle, nécessitera l’appui des financements conséquents.
• La dynamique enclenchée, relayée par l’IDRRIM, doit s’appuyer sur l’ensemble des acteurs pour convaincre les financeurs de l’intérêt d’une telle démarche.
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Peut-on encore construire des routes ?
• Il n’est pas certain que l’on puisse construire des routes neuves
• Il est cependant certain que l’on a besoin de routes avec des niveaux de services renouvelés
• Il faut changer de génération de route et peut-être songer, à l’image du Programme National de Rénovation Urbaine, à un Programme National de Renouvellement des Routes
• Question : Faut-il également créer l’agence nationale qui va avec ?