Connecté, intelligent et évolutif: voici le futur des infrastructures routières

Confrontée à l’accélération de l’urbanisation, la croissance de la population et l‘essor des nouvelles mobilités, l’industrie routière relève aujourd’hui le défi en adaptant ses infrastructures pour faire face aux nombreux enjeux d’ordres pratique, économique et écologique. Favorisées par une forte volonté de transition écologique, les mobilités douces gagnent du terrain à mesure que les usages évoluent. Pour préparer les infrastructures routières de demain, les acteurs majeurs du secteur routier repensent leur conception en s’appuyant notamment sur la data et les nouvelles technologies.

Avec ses 1,2 million de kilomètres, la France est le premier réseau routier d’Europe. Sa valeur de reconstruction à neuf s’estime à 2 000 milliards d’euros, soit quasiment l’équivalent du PIB national. Responsable de plus de la moitié des émissions d’oxydes d’azote dans la région Île-de-France, le trafic routier a pourtant vocation à évoluer favorablement vers une réduction de son empreinte carbone avec l’émergence des nouvelles mobilités (autopartage, vélo en libre-service, VAE ou encore tramways).

Accompagner l’essor des nouvelles mobilités

L’objectif est de parvenir à rééquilibrer équipements de connectivité embarqués et externes pour favoriser un cadre de régulation et le partage entre les différents modes de transport. Une vision soutenue par Hervé Dumont, Directeur Prospective, Technique et Développement chez Eiffage Route, acteur majeur de l’aménagement urbain et de la construction : « Nous tendons désormais vers des espaces partagés et adaptés. Les mobilités se multiplient et évoluent, nécessitant ainsi une adaptation des infrastructures. »

Digne héritière de la règlementation sur les émissions de CO2, l’automobile est la première à prendre le virage écologique. Électriques ou hybrides, les nouveaux véhicules nécessitent, entre autres, l’aménagement d’un espace suffisant pour stationner ainsi que le déploiement de bornes de recharge et de la signalisation prévue à cet effet.

Pour François Olard, Directeur Technique, Recherche & Innovation des Infrastructures chez Eiffage Route, la modernisation du véhicule a créé de nouvelles attentes et suscité de nouvelles façons d’aborder la route et ses usages. « Ces nouvelles approches intègrent notamment des notions d’affectation dynamique de l’espace, avec une signalétique qui s’adapte. Prenons l’exemple des voies réservées au bus et aux taxis : on peut imaginer que lorsque le bus ou le taxi passe, les voitures doivent leur laisser la priorité, tandis que le reste du temps, elles peuvent circuler normalement sur ces voies. »

Ce système de signalétique dynamique pourrait permettre une meilleure gestion du trafic pendulaire. C’est l’objectif du projet d’affectation de la toute première voie réservée au covoiturage en France. Ouverte au mois de septembre 2020, la voie s’étend sur huit kilomètres sur l’autoroute A48 à l’entrée de Grenoble, un tronçon particulièrement affecté par les embouteillages.

Déjà à l’œuvre depuis plusieurs années dans d’autres pays comme le Canada, les États-Unis ou Israël, ce sytème permet aux véhicules de plus de deux passagers d’emprunter la voie affectée au covoiturage pendant les heures de pointe. Les bénéfices sont doubles : d’une part cela permet de lutter contre les congestions, et d’autre part, de réduire les rejets de CO2. Le dispositif a nécessité le déploiement d’une signalisation adaptée, et intègre des capteurs capables de compter le nombre de personnes dans le véhicule.

Capitaliser sur des infrastructures intelligentes : « La route doit se réfléchir en termes d’usage. » 

Même si l’autopartage et le covoiturage ont souffert de la crise sanitaire, les transports routiers continueront d’évoluer et de s’alterner notamment en fonction des conditions climatiques. Pour Hervé Dumont, ils s‘agit de repenser les voies de circulation automobile et « [d’]anticiper l’évolution des besoins. Par exemple, en hiver, la voiture sera davantage privilégiée face au vélo. Le futur repose sur un aménagement routier capable de s’adapter en temps réel. »

« Le futur repose sur un aménagement routier capable de s’adapter en temps réel. » Hervé Dumont, Directeur Prospective, Technique et Développement chez Eiffage Route.

Même écho du côté de Bernard Sala, Président de Routes de France et Directeur Général Adjoint Développement Responsable et Innovation chez Colas, leader de la construction des infrastructures routières : « Il serait dommage de subir cette crise et de ne pas agir par le biais de nouveaux outils qui doivent intégrer la dimension environnementale et digitale. La route doit se réfléchir en termes d’usage. »

C’est aussi le cas du vélo, grand favori à l’issue de la crise sanitaire, et qui doit son développement à plusieurs facteurs. Privilégié depuis plusieurs années par des usagers soucieux de réduire leur empreinte carbone, il a également fait l’objet de différentes initiatives et aides gouvernementales successives destinées à encourager son utilisation partout en France, jusqu’en périurbain et dans les campagnes.

Au printemps, ce sont plus de 1000 km de pistes cyclables dites provisoires qui ont été déployés sur l’ensemble du territoire français. Certaines municipalités ont déjà rendu une partie de ces pistes définitive, à l’instar de Toulouse. Or la pérennité de ces initiatives repose par ailleurs sur le déploiement d’une signalétique et d’équipements connexes, comme des pistes cyclables et des stations de recharge pour les vélos électriques en libre-service. Hervé Dumont évoque ainsi « des espaces à prioriser, préserver, respecter, et affecter ».

« Aujourd’hui, grâce aux capteurs mais aussi aux solutions mobiles de mesure des déplacements, il est possible de mieux intégrer la présence d’un vélo et son temps de traversée par rapport à celui d’un piéton. C’est une des clés pour optimiser, avec les techniques de multi-paramétrage, les systèmes de régulation de trafic », ajoute Bernard Sala.

Et si aujourd’hui les capteurs des infrastructures sont capables d’évaluer l’état de santé des routes, demain, ils seront également en mesure de dialoguer avec les véhicules qui disposeront eux-mêmes de capteurs embarqués, ou avec les smartphones afin de guider les usagers. La récupération et l’exploitation des données générées par ces réseaux de capteurs contribueront à l’amélioration du processus de conception et à une meilleure gestion opérationnelle.

À la clé : une infrastructure intelligente dont le mobilier urbain et le marquage au sol pourraient se déplacer en temps réel grâce aux données récoltées. Pour Bernard Sala, il est indispensable de développer la modularité de la chaussée : « Dans les villes par exemple, à certaines heures, les voies cyclables sont vides alors qu’à d’autres, il peut être dangereux d’y circuler. Les plots auraient besoin d’être rétractables ou modulables au fil de la journée pour faciliter la circulation et les livraisons. Cette modularité est véritablement un élément essentiel dans les années à venir. »

À cet effet, le plan de relance du gouvernement annoncé le 3 septembre prévoit plusieurs enveloppes destinées aux infrastructures, dont 1,2 Md€ consacré aux mobilités du quotidien et réparti selon deux axes principaux. Le premier prévoit de multiplier les moyens par deux pour développer la circulation à vélo ; et le second est dédié aux transports en commun, qui prévoit notamment l’amélioration des services existants, et la création de nouvelles lignes de transports collectifs en site propre. En outre, 550 M€ seront consacrés à l’accélération des travaux sur les infrastructures de transports.

Pour Hervé Dumont, l’enjeu de la modernisation des infrastructures routières réside à la fois dans le mode constructif, soit la capacité à intégrer le facteur environnemental et durable dans leur façon de construire, et dans l’évolution des usages, soit la capacité à inclure le digital et les nouvelles technologies pour accompagner l’évolution des besoins.

Et Bernard Sala d’ajouter : « La route ne peut pas être seulement vécue comme un support à la circulation. Elle a de nombreuses autres applications qu’il faut développer à travers des marchés qui incluraient la recharge, le stockage, la gestion du stationnement… En somme, qui iraient bien au-delà de la simple concession. »

Adopter une approche systémique grâce à l’innovation technologique 

Cette réalité pousse les acteurs du marché à s’adapter : « Depuis quelques années, nous évoluons vers une approche plus systémique. Le métier s’ouvre vers un véhicule plus connecté répondant à des attentes différentes. Cette approche s’accélère considérablement et tourne principalement autour de la data et de l’énergie. » explique François Olard.

Et pour cause, si le vieux continent compte déjà tout ce qu’il faut d’infrastructures routières, il s’agit désormais d’entretenir et d’améliorer ce qui existe grâce à la data et aux nouvelles technologies plus encore que de construire. Pour aborder ces changements, les entreprises du secteur routier envisagent de nouvelles façons de concevoir qui reposent sur la transformation numérique et notamment sur l’intégration de processus comme le BIM.

Pour l’heure, les équipes Eiffage admettent se heurter à quelques difficultés par rapport à d’autres industries : « L’objet est plus difficile à décrire car l’infrastructure est linéaire et presque infinie, explique Hervé Dumont. Il n’est pas facile de caractériser les diverses propriétés comme l’épaisseur, la nature des matériaux, ou encore les performances thermiques de ces matériaux en termes d’attributs sous forme numérique. »

Malgré ces obstacles, l’objectif reste de générer de la data pour créer un jumeau numérique. L’enjeu, à terme, est « de pouvoir intégrer toute la chaîne des métiers depuis la genèse du projet jusqu’à l’ouvrage final, afin de rendre les systèmes interopérables à toutes les étapes de la conception » soutient Hervé Dumont.

Cette approche transversale permettrait de relever plusieurs défis : Bernard Sala évoque notamment la capacité à améliorer la qualité de roulement et la sécurité sur la route, mais aussi la possibilité de traiter, entre autres, les problématiques de drainabilité, de stockage d’eau ou de diffusion de chaleur dans la conception des chaussées.

« C’est surtout dans l’usage que l’on va trouver un sens au jumeau numérique et à l’intelligence artificielle, précise Bernard Sala. Nous allons entrer dans des systèmes extrêmement complexes. À ce jour, à travers la modélisation numérique et la simulation qui en est issue, nous pouvons apporter de nouvelles solutions et des données précises pour aider les concepteurs et les collectivités à mieux designer, et à mieux intégrer géométriquement leurs chaussées dans l’environnement. »

Testée à l’occasion du déploiement de Flowell, projet de marquage lumineux dynamique sur un carrefour de La Défense en région parisienne et récompensé par un BIM d’argent catégorie démarches pionnières en septembre dernier, la conception générative s’est révélée particulièrement probante : « La conception générative nous a permis d’intégrer beaucoup plus de paramètres et de contraintes que n’aurait pu le faire un humain et a réussi à générer de multiples scenarii en un minimum de temps. Cela nous a permis de trouver une solution pour gêner le moins possible le trafic en phase de chantier », confie Bernard Sala. Une solution qui, à terme, pourrait bien profiter à l’ensemble du transport routier.

S’engager sur la voie de la transition écologique : cap sur les mobilités vertes

Avec l’essor des nouvelles mobilités électriques, autonomes, connectées ou encore décarbonées, les infrastructures routières peuvent jouer un rôle clé dans la transition écologique et énergétique, priorité de l’Union européenne (Green Deal). C’est un fait : l’utilisation des infrastructures représente près de la moitié des émissions de CO2 en France. Dans ce cadre, les programmes bas-carbone, via le développement de véhicules et d’infrastructures électriques, ainsi que les politiques et infrastructures urbaines de transport doux pourraient favoriser une réduction de 15 à 30 % à l’horizon 2030.

Dans le secteur, les projets d’infrastructure route « verte » se multiplient sous l’impulsion de certains acteurs du marché et d’initiatives telles que la Convention d’Engagement Volontaire (CEV) signée en 2009. Aujourd’hui, la gamme végétale permet de couvrir tous les usages sans recourir aux ressources pétrolières, une manière de créer un cercle vertueux entre les parties prenantes, comme le souligne Hervé Dumont : « Notre mission est également de développer de nouveaux procédés et méthodes pour faire profiter nos MOA de nos alternatives responsables et les engager dans notre démarche. C’est ainsi que nous arriverons à un équilibre dans le triptyque : l’économique, le technique et le carbone, c’est-à-dire la capacité à construire durablement dans le respect de la continuité et de la réutilisation de la ressource. »

Le Groupe Eiffage, parmi les pionniers des produits routiers écologiques, a ainsi mis au point de nombreux procédés végétaux comme RECYTAL-ARM® qui permet le recyclage à 100 % à froid des chaussées en place avec une émulsion végétale RECYTAL® à base de pin et labellisée en 2020 « Produit Biosourcé » par Karibati. Eiffage Route devient ainsi la première entreprise routière française à obtenir ce label pour des produits destinés à la construction routière et à l’aménagement urbain. Cette technique permet notamment de réduire de plus de 50 % la consommation d’énergie et de plus de 70 % les émissions de gaz à effet de serre.

Mue par l’ensemble de ces nouvelles solutions technologiques et écologiques, l’industrie routière tend à devenir le moteur d’une société plus verte et durable. Toutefois, la route du futur repose d’abord sur la transformation du métier lui-même, à travers une approche numérique et systémique. Et Bernard Sala de conclure : « Tout cela peut s’imaginer avec une nouvelle gouvernance de l’infrastructure. Il n’y a pas de raison que la chaussée ne vive pas la même mutation que les bâtiments désormais gérés globalement au regard de l’énergie, de leur recyclabilité, et de leur impact sur l’environnement. »