Le développement des infrastructures routières est un facteur de croissance et de développement de tout pays. À ce titre, l’entretien du réseau routier et son extension sont une préoccupation centrale de la politique des gouvernements. Cependant, cet intérêt marqué s’oppose à la rareté des financements à allouer aux opérations d’entretien et de construction routières dont les coûts à l’inverse, sont de plus en plus élevés. Par ailleurs, les émissions inhérentes à la construction routière contribuent significativement au réchauffement de la planète dont les effets néfastes sont une préoccupation mondiale. Les concepteurs et les décideurs sont ainsi confrontés à un véritable défi lorsqu’il s’agit de sélectionner une intervention. Le choix réside généralement entre l’option de chaussée en enrobé bitumineux (EB) ou en béton armé continu (BAC). Le but de cette thèse est par conséquent, de proposer une nouvelle approche de sélection du revêtement des chaussées, entre l’enrobé bitumineux et le béton armé continu, particulièrement pour les chaussées fortement sollicitées, en Afrique subsaharienne. Le concept proposé est basé sur les coûts globaux du cycle de vie de la chaussée, en lieu et place des coûts initiaux généralement retenus comme critère d’attribution des marchés de construction. La chaussée à construire doit nécessiter peu d’entretien, avoir un meilleur comportement sous les températures élevées allant jusqu’à 50°C et résister au trafic lourd. Cette approche, dans la mesure où elle prend en compte à la fois les aspects économiques, environnementaux et sociaux, amène à la construction de routes durables.
La validation de cette approche innovante et originale d’optimisation de la conception et de la sélection d’une option de chaussée revêtue en EB ou en BAC, est effectuée sur un tronçon de l’Autoroute du Nord, en Côte d’Ivoire, à l’aide des outils Alizé-lcpc, Ecorce 2.0 et HDM-4 v2.0, en considérant la croissance du trafic des poids lourds. L’analyse est faite selon les trois piliers du développement durable, sur les phases d’extraction et de production des matériaux, de construction et d’exploitation de la chaussée.
Sur le plan économique, suite à l’évaluation faite sur trois sections homogènes d’une longueur totale de 50 km, les résultats indiquent que le coût initial de construction de l’option BAC est plus cher de 10 à 20 % que celui de l’option EB. En revanche, sur le cycle de vie de 20 ans, les coûts à l’administration et les coûts aux usagers baissent en moyenne de 15 % et 30 % en faveur de l’option BAC. Au final, sur le cycle de vie complet de la chaussée, les coûts globaux de l’option EB sont plus chers de 21 à 28 % que ceux de l’option BAC. Selon l’approche des coûts globaux du cycle de vie, la chaussée en béton armé continu est la meilleure option.
Sur le plan environnemental, les résultats indiquent pour les phases d’extraction et de production des matériaux, une baisse des émissions de gaz à effet de serre d’environ 15 % pour l’option BAC pour les trafics lourds élevés (70 000 véhicules par jour dont 21 % de poids lourds) par rapport à l’option EB. À l’inverse, pour les trafics lourds faibles (43 750 véhicules par jour dont 1 % de poids lourds), l’option BAC consomme jusqu’à 27 % de plus que l’option EB. Pour les phases de construction et d’exploitation de la chaussée, l’option BAC pollue respectivement 55 % et 25 % de moins que l’option EB, et ce quel que soit le trafic. Sur le cycle de vie de 20 ans, le taux des émissions globales de gaz à effet de serre de l’option BAC est de 17 à 20 % inférieur à celui de l’option EB ; la consommation globale d’énergie est également 15 à 16 % plus basse. Ces taux s’accroissent avec l’augmentation du trafic des poids lourds. L’option BAC est plus avantageuse que l’option EB sur le cycle de vie, en particulier pour les chaussées à trafic de poids lourds élevé.
Sur le plan social, les résultats obtenus en phase d’extraction et de production des matériaux, sur les indicateurs d’eutrophisation (EI), d’acidification (AP) et d’écotoxicité (EP) démontrent que l’option BAC est plus avantageuse pour les routes subissant un volume élevé de trafic lourd. Pour les indicateurs d’ozone troposphérique (POCP) et de toxicité (TP), elle est plus avantageuse quel que soit le volume de trafic lourd. Par conséquent, lorsque le trafic lourd est peu élevé, l’option EB est plus avantageuse selon les indicateurs EI, AP et EP. En phases construction et exploitation, l’option en BAC est plus avantageuse quel que soit le niveau de trafic lourd. La monétisation de ces externalités sur le cycle de vie indique que le coût total des dommages de l’option EB est supérieur de 15 à 19 % environ pour les trafics lourds élevés (21 % de poids lourds). À l’inverse, le coût total des dommages de l’option BAC est supérieur de 7 à 8 % environ pour les trafics lourds faibles (1% de poids lourds). L’option BAC est plus avantageuse que l’option EB pour les trafics lourds élevés.
Au final, cette thèse permet de conclure que la chaussée en BAC est plus durable que la chaussée en EB, particulièrement pour les chaussées fortement sollicitées. Une analyse de sensibilité d’une part et la comparaison des résultats d’autre part avec ceux de la littérature scientifique disponible ont permis de vérifier la robustesse des projets de l’étude.
| Date | 18 déc. 2020 |
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| langue originale | Français |
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| Établissement diplômant | - École de technologie supérieure
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| Superviseur | Gabriel J. Assaf (Directeur(-trice)) |
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