Le infrastrutture stradali del futuro saranno connesse, intelligenti e versatili

A confronto con l’accelerazione dell’urbanizzazione, la crescita della popolazione e il boom di nuove forme di mobilità, l’industria francese raccoglie oggi la sfida adattando le sue infrastrutture stradali per far fronte ai numerosi problemi di ordine pratico, economico ed ecologico. I principali attori del settore si stanno affidando alle nuove tecnologie per ripensare il modo in cui le strade vengono progettate e costruite.

Con i suoi 1,2 milioni di chilometri, la rete stradale in Francia è la più estesa in Europa. Ricostruirla oggi costerebbe 2.000 miliardi di euro, pari quasi all’equivalente del PIL nazionale. Per fortuna, il traffico stradale – responsabile di oltre la metà delle emissioni di ossido d’azoto nella regione dell’Île-de-France che circonda Parigi – si sta evolvendo verso forme di trasporto più ecologiche, come car sharing, bike sharing, biciclette elettriche e tram.

Accompagnare il boom delle nuove mobilità

Per molti di quelli che lavorano nel settore delle infrastrutture in Francia, l’obiettivo è di arrivare a utilizzare queste nuove forme di trasporto come catalizzatori per lo sviluppo di tecnologie, sia a bordo del veicolo che su strada.

Una visione sostenuta da Hervé Dumont, Direttore Prospettive, Tecnica e Sviluppo presso Eiffage Route, uno degli attori principali nel settore degli allestimenti urbani e delle costruzioni: “Ormai tendiamo verso spazi condivisi e adattati, le mobilità si moltiplicano e si evolvono, e richiedono quindi un adattamento delle infrastrutture”.

Degna erede della regolamentazione sulle emissioni di CO2, l’automobile è la prima a virare verso l’ecologico. Per François Olard, Direttore tecnico, Ricerca e Innovazione delle infrastrutture presso Eiffage Route, questa modernizzazione del veicolo ha suscitato nuovi modi di affrontare la strada e i relativi usi.

Elettrici o ibridi, i nuovi veicoli necessitano, tra le altre cose, di uno spazio sufficiente per parcheggiare, dello sviluppo di colonnine di ricarica e della segnaletica prevista a questo proposito.

“Questi nuovi approcci dovrebbero integrare soluzioni per utilizzare lo spazio in modo dinamico, con una segnaletica che si adatta. Prendiamo ad esempio le corsie riservate ad autobus e taxi: possiamo immaginare che quando passa l’autobus o il taxi, le automobili devono lasciar loro la priorità, mentre nel resto del tempo possono circolare normalmente anche su queste corsie”.

Questo sistema di segnaletica dinamica potrebbe consentire una migliore gestione del traffico pendolare. È l’obiettivo del progetto per la prima corsia riservata al car-pooling in Francia. Aperta a settembre 2020, la corsia si estende per otto chilometri sull’autostrada A48 all’entrata di Grenoble, una tratta particolarmente interessata dagli imbottigliamenti.

Già all’opera da molti anni in altri paesi come il Canada, gli Stati Uniti o Israele, questo sistema permette ai veicoli con più di due passeggeri di prendere in prestito la corsia assegnata al car-sharing durante le ore di punta.

I vantaggi sono doppi: da una parte questa soluzione permette di combattere il congestionamento, dall’altra permette di ridurre le emissioni di CO2. Il dispositivo ha richiesto lo sviluppo di una segnaletica adatta e integra dei sensori in grado di contare il numero di persone all’interno del veicolo.

Capitalizzare su infrastrutture intelligenti: “La strada va elaborata in termini d’uso”.

Anche se il car-pooling e il car-sharing hanno patito la crisi sanitaria, i trasporti stradali continueranno a evolversi e ad alternarsi, in particolare in funzione delle condizioni climatiche. Per Hervé Dumont, si tratta di ripensare le vie di circolazione automobilistica e di anticipare l’evoluzione dei bisogni. Per esempio, durante l’inverno l’automobile sarà privilegiata rispetto alla bicicletta. “Il futuro si basa su una gestione stradale capace di adattarsi in tempo reale”, spiega.

Gli fa eco Bernard Sala, Presidente di Routes de France e Direttore generale aggiunto per lo sviluppo responsabile e l’innovazione presso Colas, leader nella costruzione di infrastrutture stradali: “Sarebbe un peccato subire questa crisi senza agire con nuovi strumenti che aiutano a integrare la dimensione ambientale e digitale. La strada va elaborata in termini d’uso.”

È il caso anche della bicicletta, grande favorita durante la crisi sanitaria, che deve il suo sviluppo a numerosi fattori. Privilegiata da molti anni da utilizzatori preoccupati di ridurre la loro impronta di carbonio, è diventata anche oggetto di svariate iniziative e aiuti governativi successivi destinati a incoraggiarne l’uso ovunque in Francia, anche nelle zone periurbane e in campagna.

In primavera, sono stati sviluppati oltre 1000 km di piste ciclabili cosiddette provvisorie in tutto il territorio francese. Alcune municipalità hanno già reso definitiva una parte di queste piste, sul modello di Tolosa. La permanenza di queste iniziative dipende d’altronde dallo sviluppo di una segnaletica e di apparecchiature connesse, come piste ciclabili e stazioni di ricarica per le biciclette elettriche per bike-sharing. Hervé Dumont evoca così “degli spazi da prioritizzare, preservare, e rispettare”.

“Oggi, grazie ai sensori e alle soluzioni mobili di misura degli spostamenti, è possibile integrare meglio la presenza di una bicicletta e il suo tempo di attraversamento rispetto a quello di un pedone. È una delle chiavi per ottimizzare i sistemi di regolazione del traffico, grazie alle tecniche di multi-parametrizzazione”, aggiunge Bernard Sala.

E se oggi i sensori delle infrastrutture sono in grado di valutare lo stato di salute delle strade, domani avranno anche la capacità di dialogare con i veicoli, che a loro volta disporranno di sensori a bordo, o tramite gli smartphone, per guidare gli utenti.

I dati raccolti da queste reti di sensori contribuiranno al miglioramento del processo di progettazione delle strade e a una migliore gestione operativa, ma anche a un’infrastruttura intelligente il cui arredo urbano e la segnaletica al suolo potranno spostarsi in tempo reale.

Per Bernard Sala questo passo è indispensabile per lo sviluppo di strade più versatili: “Nelle città, per esempio, in alcune ore le corsie ciclabili sono vuote, mentre in altri momenti può essere pericoloso percorrerle. I chiodi stradali dovrebbero essere retraibili o modulabili nell’arco della giornata per facilitare la circolazione e le consegne. Questa modularità è veramente un elemento essenziale negli anni a venire”.

A questo proposito, il piano di rilancio del governo annunciato il 3 settembre prevede numerosi stanziamenti destinati alle infrastrutture, di cui 1,2 miliardi di euro destinati alle mobilità del quotidiano e ripartiti secondo due assi principali.

Il primo prevede di moltiplicare i mezzi per due persone per sviluppare la circolazione delle biciclette, mentre il secondo è dedicato ai trasporti comuni, e prevede in particolare il miglioramento dei servizi esistenti e la creazione di nuove linee di trasporto collettivo su rotaia. Inoltre, 550 milioni di euro saranno dedicati all’accelerazione dei lavori sulle infrastrutture di trasporto.

Per Hervé Dumont, la modernizzazione delle infrastrutture risiede sia nella modalità costruttiva, sia nelle capacità di includere il digitale e le nuove tecnologie per accompagnare l’evoluzione dei bisogni.

Bernard Sala aggiunge: “La strada non può essere vissuta soltanto come un supporto alla circolazione. Essa ha numerose altre applicazioni che occorre sviluppare, ad esempio attraverso mercati che includano la ricarica, lo stoccaggio, la gestione del parcheggio…insomma, che vadano ben oltre la semplice concessione”.

Adottare un approccio sistemico grazie all’innovazione tecnologica

Questa realtà spinge gli attori del mercato ad adattarsi; “Da qualche anno, stiamo evolvendo verso un approccio più sistemico. Il settore si apre verso un veicolo più connesso che risponde ad attese differenti. Questo approccio sta accelerando in modo considerevole e ruota per lo più attorno ai dati e all’energia”, spiega François Olard.

E per buoni motivi, se il vecchio continente ha già tutto ciò che serve in fatto di infrastrutture stradali, si tratta ormai di mantenere e migliorare ciò che già esiste grazie ai dati e alle nuove tecnologie, più che di costruire. Per avvicinare questi cambiamenti, le aziende del settore stradale prevedono nuovi modi di progettare che si basano sulla trasformazione digitale e in particolare sull’integrazione di processi come il BIM.

Al momento, i team di Eiffage confessano di incontrare qualche difficoltà rispetto ad altri settori. Hervé Dumont spiega che le strade sono più difficili da descrivere perché l’infrastruttura è lineare e quasi infinita. Non è facile caratterizzare le diverse proprietà come lo spessore, la natura dei materiali o le prestazioni termiche di questi materiali in termini di attributi sotto forma digitale.

Malgrado questi ostacoli, resta l’obiettivo di generare dati per creare un gemello digitale. In ultima analisi, la questione è di poter integrare tutta la catena del settore, dalla nascita del progetto fino all’opera finale, in modo da rendere i sistemi interoperabili in tutte le fasi della progettazione, come sostiene Hervé Dumont.

Questo approccio permetterebbe non solo di migliorare la qualità di scorrimento e la sicurezza su strada, ma anche la possibilità, nel progettare le carreggiate, di prendere in considerazione le problematiche dovute al drenaggio, al ristagno dell’acqua o alla diffusione del calore, secondo Bernard Sala.

“È soprattutto nell’uso che si trova un senso al gemello digitale e all’intelligenza artificiale”, dice. “Presto lavoreremo con sistemi estremamente complessi. Oggi attraverso la modellizzazione digitale e la simulazione che ne deriva possiamo apportare nuove soluzioni e avere dati precisi per aiutare i progettisti e le amministrazioni a progettare meglio e a meglio integrare geometricamente le carreggiate nell’ambiente”.

Testato durante lo sviluppo di Flowell, progetto di segnalazione luminosa in un incrocio della Défense nella regione parigina, e premiato a settembre con un BIM d’argento nella categoria delle strategie pionieristiche, il generative design si è rivelato particolarmente conclusivo: “Il generative design ci ha permesso di integrare più parametri e vincoli di quanto avrebbe potuto fare un essere umano. Questo ci ha permesso di trovare una soluzione per interferire il meno possibile con il traffico in fase di cantiere” racconta Bernard Sala. Una soluzione che, in definitiva, potrebbe essere utile a tutto il trasporto stradale.

Impegnarsi sulla via della transizione ecologica

Con l’ascesa delle nuove mobilità elettriche, autonome, connesse o senza emissioni di carbonio, le infrastrutture stradali possono giocare un ruolo chiave nella transizione ecologica ed energetica, priorità dell’Unione Europea (Green Deal).

È un fatto: l’utilizzo delle infrastrutture costituisce quasi la metà delle emissioni di CO2 in Francia. In questo ambito, i programmi a basse emissioni di carbonio, attraverso lo sviluppo di veicoli e infrastrutture elettriche e alle politiche e le infrastrutture urbane di trasporto leggero, potranno favorire una riduzione dal 15 al 30% entro il 2030.

Nel settore, i progetti di infrastrutture stradali ecologiche si moltiplicano sotto l’impulso di certi attori del mercato e di iniziative come la Convention d’Engagement Volontaire (CEV) firmata nel 2009. Le soluzioni ecologiche potrebbero coprire molte esigenze infrastrutturali, senza ricorrere alle risorse petrolifere, come sottolinea Hervé Dumont: “La nostra missione è anche quella di sviluppare nuovi processi e metodi perché i nostri committenti approfittino delle alternative responsabili e per impegnarli nella nostra iniziativa. È in questo modo che arriveremo a un equilibrio nei tre settori: economico, tecnico e relativo alle emissioni di carbonio. In altre parole, la capacità di costruire in modo sostenibile nel rispetto della continuità e del riutilizzo delle risorse”.

Il Gruppo Eiffage, tra i pionieri dei prodotti stradali ecologici, ha così messo a punto numerosi processi vegetali come RECYTAL-ARM^® che permette la rigenerazione completa a freddo delle carreggiate in loco con un’emulsione vegetale RECYTAL® a base di pino, che nel 2020 ha ottenuto l’etichetta “Prodotto da fonti biologiche” da Karibati. Eiffage Route diventa così la prima azienda stradale francese a ottenere l’etichetta per prodotti destinati alla costruzione stradale e alla gestione urbana. Questa tecnica permette in particolare di ridurre di oltre il 50% il consumo di energia e di oltre il 70% le emissioni di gas a effetto serra.

Rinnovata da tutte queste nuove soluzioni tecnologiche ed ecologiche, l’industria stradale è sulla strada per diventare la forza trainante di una società più verde e sostenibile. Tuttavia, la strada del futuro si basa per prima cosa sulla trasformazione del settore stesso, attraverso un approccio digitale e sistemico. E come conclude Bernard Sala: “Tutto questo può immaginarsi con una nuova gestione dell’infrastruttura. Non ci sono motivi perché la strada non viva lo stesso cambiamento degli edifici, ormai gestiti globalmente in termini di energia, riciclabilità e impatto sull’ambiente”.