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Fénart Marc-Antoine

Fénart Marc-Antoine

Professeur HES ordinaire

Compétences principales

Mobilité

Télématique des transports

Sécurité routière

Gestion de l'entretien routier

Weigh in motion - pesage en marche

Véhicules automatisés

Infrastructures de transports

  • Contact

  • Enseignement

  • Recherche

  • Publications

  • Conférences

  • Portfolio

Contrat principal

Professeur HES ordinaire

Téléphone: +41 26 429 69 02

Bureau: HEIA_D40.21

Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg
Boulevard de Pérolles 80, 1700 Fribourg, CH
HEIA-FR
BSc HES-SO en Génie civil - Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg
  • Routes et transports
MSc HES-SO en Engineering - HES-SO Master

Terminés

GREENum - Améneigement numérique pour la réalisation d'espaces verts
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: SLL-PR

Description du projet : A l'heure des bouleversements climatiques qui nous touchent, des collectifs, des associations de quartier mènent des projets de renaturation des espaces imperméabilisés. D'autre part, les besoins en mobilité augmentent et la qualité des infrastructures et l'environnement dans lequel les usagers se déplacent revêtent une influence de plus en plus importante. Si le contraste entre infrastructures de transports et mobilité et espaces verts semble important, il est indéniable que certaines surfaces, à l'échelle de quartiers, de villes, ne nécessiteraient pas forcément un revêtement imperméable. Afin de visualiser les surfaces réelles empruntées par les différents modes de déplacements, la technique d'améneigement ou sneckdown, un terme qui désigne l'observation de l'utilisation d'espaces publics existants, par accumulation ou disparition de la neige, pouvait être utilisée. Avec des hivers où, sous nos latitudes, les cumuls de neige sont moins importants ou sur des périodes moins étendues, renforcé dans les villes où les services de voirie interviennent au plus vite lors d'épisodes neigeux, de telles observations deviennent plus complexes. Partant de ce constat, nous proposons d'évaluer, sous la forme d'une pré-étude, la faisabilité et le potentiel du développement d'un outil numérique d'observation (Machine learning) et d'identification de surfaces utilisées de l'espace public, qui pourrait alors être mis en 'uvre quelques soient les conditions météorologiques.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Von Barnekow Alec , Vial Maël , Fénart Marc-Antoine , Vanbutsele Séréna , Wolf Beat , Schaffner Estela

Partenaires académiques: FR - EIA - Institut iTEC

Durée du projet: 15.09.2022 - 31.12.2022

Montant global du projet: 24'700 CHF

Url du site du projet: https://swissmoves.ch/index.php/component/content/article/greenum?catid=15&Itemid=123

Statut: Terminé

Infiltration des eaux de ruissellement des infrastructures de mobilité
AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: FR - EIA - Général école Ra&D

Description du projet : Sur l'emprise d'une parcelle ou à l'échelle d'un quartier, notamment en milieu urbain, on construit des cheminements, des places ou des accès dévolus à certains modes de déplacements, de transports. Si majoritairement ces surfaces sont asphaltées et donc imperméables, il est difficile d'envisager un revêtement perméable garantissant une planéité et une texture de surface similaire. De fait, cela implique que les eaux de pluie qui s'écoulent sur ces surfaces ne sont pas forcément toujours « rendues » au sol via des systèmes d'infiltration. A l'échelle du quartier notamment, les eaux de ruissellement des trottoirs urbains, des accès voitures sont encore couramment évacuées et épurées au même titre que des eaux polluées de chaussées. Pour autant, ces eaux de ruissellement contiennent-elles autant de polluants que celles des chaussées soumises à un trafic plus important ? N'y a-t-il pas la possibilité de les infiltrer et de participer ainsi à l'approvisionnement des sources urbaines qui se raréfient ?

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Favre Boivin Fabienne , Pfister Michael , Fénart Marc-Antoine , Sandoval Santiago

Partenaires académiques: FR - EIA - Institut iTEC; Fénart Marc-Antoine, FR - EIA - Institut iTEC

Durée du projet: 01.10.2021 - 31.12.2021

Montant global du projet: 19'100 CHF

Statut: Terminé

NPR Téléopération : Développement et mise en place d’un concept de téléopération centralisée permettant de piloter à distance des véhicules automatisés et connectés sur la base des exigences de sûreté et de cybersécurité.

Rôle: Co-requérant(s)

Requérant(e)s: Scherwey Roland, HEIA-FR / iSIS / ROSAS

Financement: NPR

Description du projet :

À ce jour, plusieurs opérateurs de transports publics (CFF, CarPostal, TPF, TPG) ont effectué des essais avec des véhicules automatisés en Suisse. Si ces essais ont certes permis à chaque opérateur d'acquérir du savoir-faire tech-nique, opérationnel et organisationnel très utile, cette approche individualiste semble être arrivée à un "point mort". En effet, sur le terrain suisse, une approche coordonnée qui a une chance réaliste de faire un pas en avant dans la mise en place d'un concept de « transport as a service » fait défaut. Étant donné qu’en Suisse le transport public joue un rôle primordial pour la mobilité, il est indiqué de joindre les forces dans ce domaine. Actuellement, la pierre d'achoppement est à la fois de nature économique et technique. D'un point de vue économique, l'opération de navettes automatisées dans le secteur des transports publics n'aura guère d'avenir si l'on n’arrive pas, dans un premier temps, à substituer le conducteur d'un véhicule par un pilote à distance qui con-duit/surveille plusieurs véhicules par téléopération. Cette substitution permettra de réduire les frais d'exploitation et créera un intérêt économique à opérer des navettes automatisées p.ex. pour des lignes de transport non rentables qui sont mal ou plus desservies. D'un point de vue technique, le défi consiste à développer un système de téléopération centralisée qui permette de piloter à distance des véhicules automatisés et connectés tout en assurant la sûreté et la sécurité (y compris la cybersécurité). La combinaison d'une automatisation avancée des systèmes de conduite avec des nouveaux réseaux de télécommunications à très basse latence est une approche prometteuse pour un projet de faisabilité. Un troisième défi que soulève le transport public avec téléopération est l'acceptance sociale, notamment de la part des utilisateurs ayant des besoins particuliers (p.ex. des personnes âgées ou handicapées). A cet égard, il faudra prendre ces enjeux sociaux en compte dans toutes les phases de conception du projet. Démontrer la faisabilité technique d'un système de téléopération centralisée pour piloter à distance des véhicules automatisés - transportant, dans un premier temps, des marchandises et, plus tard, des personnes - constitue un élément-clé pour arriver à de nouveaux concepts commerciaux des entreprises de transport. Fribourg a une opportu-nité unique de se profiler dans ce secteur d’activité qui pourrait se révéler très porteur en termes d’innovation et d’em-ploi.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Berns Wolfgang , Scherwey Roland , Fénart Marc-Antoine , Bourquin Vincent , Python Gabriel

Partenaires académiques: Thomas Probst, UNIFR; Maurizio Caon, HEG-FR; BFH, Peter Affolter; Nadine Lacroix Oggier, Cluster Food&Nutrition

Partenaires professionnels: Laura Andres, TPF; Zoltan Laszlo, CFF; Scherwey Roland, HEIA-FR / iSIS / ROSAS; Thomas Nussbaumer, Ruag; Marcel Strub, DTC; Amin Amini, CertX

Durée du projet: 01.06.2020 - 30.06.2021

Montant global du projet: 508'500 CHF

Url du site du projet: https://www.innosquare.com/fr/projets-realises/projets-collaboratifs-npr-2020-2023/teleoperation/

Statut: Terminé

Weigh in motion 2020

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: OFROU

Description du projet :

Elaboration des rapports statistiques Weigh in motion 2020 pour le compte de l'Office fédéral des routes (OFROU)

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Fénart Marc-Antoine

Durée du projet: 18.01.2021 - 31.03.2021

Url du site du projet: https://www.astra.admin.ch/astra/fr/home/documentation/donnees-et-produits-information/donnees-concernant-le-trafic/donnees-et-publications/saisie-poids.html

Statut: Terminé

Stratégie de sécurité du trafic du Grand Genève 2017-2019

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Description du projet :

Été 2020, une étude transfrontalière de sécurité du trafic dans le Grand Genève a été finalisée. Celle-ci a permis de poser les bases de la stratégie systématique à adopter en termes de sécurité routière dans le contexte du Grand Genève.

Le mandat a consisté à analyser la stratégie de sécurité du trafic du Grand Genève pour la période spécifique 2017-2019 en vue de la proposition du 4ème projet d’agglomération qui sera déposé auprès de la Confédération.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Fénart Marc-Antoine

Partenaires professionnels: Grand Genève - Groupe de travail "sécurité du trafic", Grand Genève

Durée du projet: 29.10.2020 - 31.01.2021

Statut: Terminé

2024

Mobilité dans les parcs d'affaires intelligents :
Article professionnel ArODES
intégration du concept "Transport as a Service"

Roland Scherwey, Romuald Mosqueron, Marc-Antoine Fénart, Gabriel Python

bulletin.ch = Fachzeitschrift und Verbandsinformationen von Electrosuisse und VSE = Bulletin SEV/AES : revue spécialisée et informations des associations Electrosuisse et AES,  2024, 2, 2-6

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Résumé:

En combinant numérisation, trafic automatisé et mobilité durable, le projet TaaS propose une solution novatrice pour optimiser la mobilité au sein des parcs d’affaires. L’intégration de la modélisation et des simulations dans un jumeau numérique permet l’évolution itérative de ces parcs, tout en offrant des perspectives d’application dans divers autres secteurs.

Mobilité dans les parcs d'affaires intelligents : intégration du concept "Transport as a Service"
Article scientifique
Intégration du concept «Transport as a Service»

Scherwey Roland, Mosqueron Romuald, Fénart Marc-Antoine, Python Gabriel, Massimo Fiorin, Robatel Vincent, Brunet Yorick

Electrosuisse - bulletin.ch, 2024 , vol.  106, no  2, pp.  51-55

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Résumé:

En combinant numérisation, trafic automatisé et mobilité durable, le projet TaaS propose une solution novatrice pour optimiser la mobilité au sein des parcs d’affaires. L’intégration de la modélisation et des simulations dans un jumeau numérique permet l’évolution itérative de ces parcs, tout en offrant des perspectives d’application dans divers autres secteurs.

2022

Planification et conception des turbo-giratoires :
Livre ArODES
Planung und Entwurf der Turbokreisverkehr = Planning and design of turbo-roundabouts

Patrick Maillard, Sébastien D'Hervé, Maria del Carmen Arias Lopez, Xavier Robyr, Pauline Revaz, Marc-Antoine Fénart

2022,  [Berne] : Département fédéral de l'environnement, des transports, de l'énergie et de la communication DETEC, Office fédéral des routes,  141 p.

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Résumé:

Dans le contexte des carrefours giratoires à deux voies ou plus à l’anneau, le turbo-giratoire est un aménagement encore peu représenté et connu en Suisse alors qu’il a fait ses preuves à l’étranger, notamment aux Pays-Bas, pays précurseur dans la mise en oeuvre de ce type d’aménagement. Le turbo-giratoire, dont le nom provient de la forme géométrique de son centre similaire à celle d’une turbine, a pour principale caractéristique de proposer une séparation des flux de circulation à l’anneau, contrairement aux giratoires conventionnels dans lesquels des changements de voies peuvent s’y produire. De fait, il offre un avantage important en termes de sécurité routière notamment en réduisant de l’ordre de 50% le nombre de points de conflits, lieux potentiels d’accidents, ce qui en fait l’un de ses principaux atouts. En Suisse, ce type d’aménagement n’est encore que peu représenté et ce notamment en raison d’un vide normatif en la matière. En ce sens, ce mandat de recherche constitue la première étape afin de mieux connaître cette solution et en vue de palier au déficit normatif actuel. La présente recherche s’est tout d’abord penchée sur la littérature internationale en la matière afin de définir les éléments de base à analyser en termes de planification, de conception et de dimensionnement des turbo-giratoires. Ces éléments de base ont ensuite été analysés et évalués individuellement à l’aide d’approches théoriques (exemples : dimensionnement géométrique, équipements) ou d’approche empirique simulée (exemple : dimensionnement en capacité). Les résultats obtenus ont été confrontés aux relevés réalisés sur deux aménagements monitorés en Suisse, le turbo-giratoire de Glättimüli sur la commune de Steffisburg (canton de Berne) et l’aménagement provisoire en turbo-giratoire partiel réalisé lors des travaux du pont sur le Lavapesson sur la commune de Granges-Paccot (canton de Fribourg). Un monitoring de turbo-giratoires à l’étranger n’a pas pu être réalisé en raison de la pandémie COVID-19 et aux restrictions correspondantes de déplacements. Les informations glanées lors de l’analyse de la littérature internationale ou issues d’autres aménagements réalisés ont permis de consolider ou d’orienter les propositions et recommandations émises sur les différents éléments de base. Comparativement à un giratoire conventionnel à deux voies ou plus à l’anneau, principal aménagement en concurrence avec un turbo-giratoire, un turbo-giratoire offre les avantages suivants : amélioration notable de la sécurité routière, augmentation de la capacité sur les flux principaux. Toutefois, l’inconvénient majeur des turbo-giratoires consiste en une diminution potentielle de la capacité sur les flux secondaires. Afin de profiter pleinement des avantages de sécurité, il est conseillé d’utiliser des séparateurs de voies dans l’anneau. Cependant cela implique une emprise plus importante et des difficultés liées à l’entretien et à l’évacuation des eaux. Si ces contraintes ne sont pas résolues, une solution sans séparateurs physiques et uniquement du marquage est aussi admissible. Il faut noter que, comme tout nouvel aménagement, l’utilisation d’un turbo-giratoire nécessite une période d’adaptation des usagers et une bonne campagne de communication. Pour conclure, il ressort de ce mandat de recherche que lors de l’évaluation de la conception d’un giratoire à deux voies ou plus à l’anneau, une variante en turbo-giratoire devrait toujours être analysée et que cette solution risque d’être retenue dans la majorité des cas vis-à-vis de la variante conventionnelle, dans la mesure où elle offre un avantage considérable en termes de sécurité routière. Si les résultats de cette recherche permettront vraisemblablement d’établir une base normative pour la planification, la conception et le dimensionnement des turbo-giratoires, il est important de garder à l’esprit que des ajustements ou des validations de certains éléments (méthode de dimensionnement géométrique, méthode de dimensionnement en capacité, …) s’avèreront nécessaires sur la base d’expériences réalisées dans le contexte suisse.

2021

Autonomie - problèmes ? :
Article professionnel ArODES
solutions techniques

Marc-Antoine Fénart

Revue TEC,  2021, no. 251, pp. 48-49

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Résumé:

Les constructeurs automobiles s'engagent dans une course à l'amélioration ou à l'annihilation des dysfonctionnements ou des déficits du véhicule autonome. Certains développements en termes d'infrastructures pourraient, de leur côté, permettre d'atteindre ce but. C'est dans cette optique que deux projets ont été récemment développés en Suisse: une infrastructure de téléopération des véhicules et un processus de digitalisation de l'infrastructure routière.

Road infrastructure digitalization for automated vehicles
Article scientifique

Loan Bétend, Fénart Marc-Antoine

Mobility Research and Innovation Workshop, 2021

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Résumé:

Digitalisation des infrastructures de transports ou des modifications des infrastructures (phases de construction) dans le but de les transmettre aux véhicules autonomes.

Switzerland’s first teleoperated vehicle
Article scientifique

Fénart Marc-Antoine, Scherwey Roland, Python Gabriel

Mobility Research and Innovation Workshop, Lucerne, 2021

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Résumé:

En Suisse, la présence d'un conducteur à bord d'un véhicule autonome est obligatoire d'un point de vue légal. Le conducteur peut intervenir lorsque le véhicule rencontre une situation face à laquelle il n'est pas capable de réagir ou lorsque le véhicule présente des difficultés (ex: perte de signal, matériel). Sur le site du Marly Innovation Center à Marly, les navettes autonomes sont ainsi opérées environ 20% du temps en mode manuel.

Si d'un point de vue économique et de l'utilisation des compétences du conducteur cette situation n'est pas pertinente, ces opérations manuelles demeurent actuellement nécessaires. En ce sens, le groupe interdisciplinaire SwissMoves a développé un concept de téléopération, qui permet de prendre en main un véhicule à distance et de le conduire lorsque cela s'avère nécessaire.

2017

Simulations de trafic intégrant la détermination d’indices de performance structurale
Rapport
Verkehrssimulationen mit Berechnung der strukturellen Auswertungsindexe

Fénart Marc-Antoine, André-Gilles Dumont, Luca D'Angelo, Alain Nussbaumer

2017,  AGB : Projet de recherche AGB 2010/003,  157  p.

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Résumé:

L’objectif de cette recherche est de combiner les deux domaines que sont la simulation du trafic et la détermination de la performance structurale afin de mieux appréhender l’effet du trafic lourd sur les chaussées et les ouvrages d’art routiers, neufs ou existants, ceci en recourant à des simulations de trafic adaptées. Les résultats de la recherche ont été séparés en deux parties qui se rejoignent dans une méthodologie complète permettant l’évaluation structurale des ouvrages d’art et des chaussées. Le présent rapport, Partie 1, concerne le trafic et l’effet de celui-ci sur les chaussées. Le second rapport, Partie 2, présente les résultats de la recherche concernant l’évaluation structurale des ponts routiers sous l'effet du trafic, en particulier vis-à-vis de la fatigue. Afin d’en faciliter la lecture, une introduction et des conclusions générales communes aux deux rapports sont incluses dans chacun de ceux-ci.

La suite de ce résumé concerne la partie 1. Sur la base d’investigations statistiques basées sur les comptages routiers et les stations de pesage en marche, d’études vidéo et d’accidentologie, il a été possible de déterminer un modèle de comportement des poids lourds. Grâce à ce modèle adapté à chaque situation spécifique, à chaque cas d’étude, il est alors possible d’évaluer de manière précise les effets du trafic passé, actuel et futur.

La démarche proposée dans cette recherche pourra non seulement être utilisée afin de définir le trafic sollicitant les infrastructures routières mais pourra servir de base à d’autres études requérant des simulations de trafic.

L’étude a mis en évidence la nécessité de mener des recherches locales plutôt que de se baser sur un modèle appliqué à l’échelle nationale en termes de charges de trafic. D’une région à l’autre, d’un axe routier à l’autre, les variations de trafic que ce soit du point de vue du débit (nombre de véhicules), des caractéristiques des véhicules, des modèles de charges (poids, répartition des poids) sont telles qu’il est recommandé d’étudier chaque cas de manière spécifique. Les résultats établis et les démarches proposées dans ce document permettent d’atteindre, en fonction du détail souhaité, adapté à chaque cas étudié, un modèle de trafic routier.

Il avait été constaté dans de précédents mandats que des réserves importantes en matière d’évaluation structurale étaient dues aux modèles de charges proposés dans les normes SIA. Les simulations de trafic telles qu’établies dans ce mandat permettent de définir le trafic sollicitant réellement l’ouvrage et d’estimer les sollicitations futures de manière plus précises.

Les développements en termes d’analyses de trafic, d’estimations, de simulations et les différentes études menées dans ce projet permettront également de servir de bases aux recherches concernant la révision des normes de dimensionnement et de renforcement des chaussées.

Le but ultime de cette recherche est de combiner de manière efficace l’utilisation de simulations de trafic basées sur des données réalistes avec l’évaluation de la performance structurale des infrastructures routières.

Actualisation des facteurs d’équivalence de la norme SN 640 320
Rapport
Aktualisierung von Äquivalenzfaktoren der Norm SN 640 320

Fénart Marc-Antoine, Mehdi Ould Henia, Marc Delaby

2017,  VSS : Projet de recherche VSS 2015/411,  107  p.

Lien vers la publication

Résumé:

Le dimensionnement de la structure des chaussées selon la norme SN 640 324 fait intervenir les charges de trafic au travers de la détermination du trafic pondéral équivalent décrite dans la norme SN 640 320.

Ce processus consiste à exprimer la multitude de charges de trafic et de véhicules lourds sous la forme d’une valeur globale, appelée « facteur d’équivalence », par le biais du concept de l’essieu standard équivalent (ESAL). Le facteur d’équivalence donne ainsi l’endommagement moyen engendré par le passage d’un véhicule ou d’une catégorie de véhicule exprimé en essieu standard ESAL soit, en Suisse, un essieu simple avec une charge de 8.16 tonnes.

Les facteurs d’équivalence de la normalisation actuellement en vigueur sont basés sur des analyses menées dans les années 2000-2001 (Projet VSS 14/96). L’évolution du parc de véhicules lourds en termes de composition, de technologie, du taux du remplissage et donc des charges, de même que les modifications du cadre légal avec notamment l’abolition de la réglementation des contingents de courses de véhicules d’un poids total de 40 tonnes en 2005 ont une influence considérable sur les facteurs d’équivalence.

Ainsi, une étude sur l’évolution de ces facteurs d’équivalence s’imposait, de même qu’une éventuelle mise à jour de la normalisation correspondante. Le présent projet répond à ce besoin avec une recherche sur :

  • L’analyse des données historiques et actuelles de 15 stations suisses de pesage en marche (Weigh-in-Motion, WIM) en service essentiellement sur les routes nationales.
  • L’analyse des données de l’ensemble des stations du comptage suisse automatique de la circulation routière (CSACR).
  • Le calcul des facteurs d’équivalence selon les formules de la méthode AASHTO.

Les facteurs d’équivalences sont établis chaque année sur la période comprise entre 2000 à 2015. Ceci permet dans un premier temps la validation de la méthode de calcul par l’obtention de résultats sensiblement équivalents à ceux établis en 2001 (Projet VSS 14/96).

La comparaison des facteurs d’équivalence actuels avec ceux établis en 2001 met en évidence des différences significatives qui justifie par conséquent la proposition d’adaptation de la norme SN 640 320.

Pour les chaussées souples, le facteur d’équivalence passe de 1.6 à 1.8 pour les routes à grand débit (RGD) - autoroutes de transit ; de 1.4 à 1.6 pour les routes à grand débit (RGD) – autoroutes ; de 1.3 à 1.5 pour les routes principales (RP) ; et enfin de 1.0 à 1.2 pour les routes de liaison (RL).

2016

Deriving a load model for the braking force on road bridges: Comparison between a deterministic and a probabilistic approach
Article scientifique

Fénart Marc-Antoine, João Martins, Glauco Feltrin, André-Gilles Dumont, Katrin Beyer

Developments in International Bridge Engineering - Selected Papers from Istanbul Bridge Conference 2014, 2016 , no  978-3-319-19784-5, pp.  27-39

Résumé:

The current provisions for the braking force in the Eurocodes are much more demanding than previously enforced national codes from most European countries. Hence, safety assessments of existing bridges may show a lack of compliance with the new safety requirements of current maintenance codes, making the relevant authorities responsible for their strengthening. The current load model for the braking force was derived from a deterministic evaluation of traffic configurations with characteristics that do not correspond with actual traffic measurements. This procedure differs from models describing vertical traffic loads, where the effects of traffic were analysed within a probabilistic framework in compliance with the partial safety factor design method. This paper investigates the advantages, limitations and hypotheses of a probabilistic model for the braking force when compared with deterministic models. Original results for the characteristic value of the braking force on road bridges are presented, which consider a realistic time-history of bridge crossing vehicles generated by a traffic microsimulation tool with input data from a Swiss Weigh-In-Motion station. The results are compared with the braking force of the Eurocodes, highlighting the role of the probability of braking and the influence of the dynamic characteristics of bridges on the characteristic value of the braking force.

Paquet de recherche: Revêtements peu bruyants EP1: Formulation des revêtements peu bruyants
Rapport
Forschungspaket Lärmarme Beläge innerorts EP1: Rezeptierung von Lärmarme Beläge

Fénart Marc-Antoine, Patrick Rychen, Michel Pittet, André-Gilles Dumont

2016,  ASTRA : Projet de recherche ASTRA 2010/010,  161  p.

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Résumé:

Le projet de recherche a permis de mettre au point une méthode de formulation adaptée aux revêtements peu bruyants. Cette méthode, basée sur la formulation volumique, permet d’optimiser la démarche générale de formulation d’un nouveau produit. Grâce à une grande partie théorique, il est possible de diminuer au maximum les gâchées d’essais, tout en gardant une très bonne corrélation entre la formulation théorique et la fabrication. La méthode s’appuie sur le logiciel PradoWin qui est basé sur la méthode de formulation du CRR en Belgique.

La formulation de revêtements à granulométrie fine et discontinue, tels que les LNA 4 et LNA 8, est très délicate. Un léger changement de la courbe granulométrique peut avoir des conséquences importantes sur les résultats de teneurs en vides et sur le comportement mécanique et acoustique des revêtements. Ce phénomène est d’autant plus présent pour des grains maximaux faibles (LNA 4). L’utilisation du logiciel PradoWin a démontré ces difficultés et a permis de limiter au maximum les gâchées en laboratoire.

Il est recommandé de viser une granulométrie fortement discontinue pour les LNA. Pour les LNA 4 une cassure à 2 mm, et pour les LNA 8 une cassure à 4 mm doit être appliquée. Pour les LNA 4, une teneur en liant (sur enrobé) visée de 6.5 à 6.8% semble donner des résultats concluants. Pour les LNA 8, une teneur en liant (sur enrobé) visée de 6.2 à 6.5% est recommandée.

L’utilisation de matériaux très performants est indispensable. Le LAVOC recommande d’utiliser des granulats adéquats présentant de bonnes caractéristiques mécaniques (granulats durs, CPA élevé). Il est également recommandé d’utiliser uniquement des liants modifiés par des polymères.

L’utilisation de chaux hydratée peut être recommandée pour le LNA 812. Par contre pour le LNA 416 une pesée des intérêts doit être faite, car le recours à cet additif a des conséquences distinctes sur les différentes caractéristiques mécaniques.

L’ajout d’un mélange chaux hydratée – fibres de cellulose n’apporte pas d’améliorations par rapport au comportement mécanique des deux formules testées. Le recours aux fibres de cellulose n’est donc pas nécessaire.

L’utilisation du module de richesse, qui est étroitement lié à la teneur en liant et la granulométrie, pour le choix des formulations s’est avérée concluante. Il est recommandé de viser des valeurs du module comprises entre 3.8 et 4.2. L’ajout de chaux doit être pris en considération et compensé par une diminution de la teneur en filler totale. En première approche, on considéra la surface spécifique équivalente entre la chaux et le filler.

Deux teneurs en vides de 12 et 16% ont été évaluées dans le cadre de ce projet. Une recommandation par rapport à une des deux teneurs en vides n’est pas faite, car celle-ci dépend en premier lieu de l’importance apportée soit au comportement mécanique, soit au comportement acoustique.

Pour mesurer la teneur en vides des revêtements, il est recommandé d’utiliser la méthode de mesure géométrique, plus adaptée aux revêtements à teneur en vides élevée. 

Les essais en laboratoire ont permis de détecter une bonne correspondance entre les trois méthodes de compactage usuelles. Les méthodes de compactage suivantes sont recommandées pour fabriquer des éprouvettes :

  • Table de compactage : Compactage fort de plaques de 180 x 500 x 35 mm de dimension avec une roue (compactage mixte pneu/rouleau lisse).
  • Presse à compactage giratoire : Compactage d’éprouvettes à la PCG avec une hauteur finale visée de 70 mm après 90 girations. 
  • Compactage Marshall : Compactage d’éprouvettes avec énergies de compactage de 2x40 coups.

Les résultats de l’essai d’orniérage au simulateur de trafic léger sont dépendants de l’épaisseur des plaques testées. Pour une comparaison plus aisée du comportement des LNA par rapport aux enrobés traditionnels ou macro-rugueux, il est recommandé de recourir à des plaques d’une épaisseur de 50 mm.

Les évaluations détaillées des différentes formules testées à l’essai Cantabro ont montré une faible perte de matériaux pour tous les matériaux testés (< 20%). Cet essai ne permet donc pas de distinguer clairement le comportement mécanique des différentes formules.

L’essai acoustique choisi pour cette recherche (tube d’impédance) permet d’effectuer une comparaison relative du comportement acoustique des LNA. Néanmoins, la méthode n’est pas assez sensible pour comparer des formules à caractéristiques proches (teneurs en vides et granulométries identiques) et la corrélation avec les performances acoustiques in situ n’est pas démontrée.

L’homogénéité des matériaux utilisés doit être assurée à tout moment de la fabrication des LNA. Tout particulièrement, les courbes granulométriques des différentes fractions utilisées pour la fabrication doivent être le plus homogène possible. En effet, un léger changement dans les courbes granulométriques peut avoir des conséquences importantes sur les résultats de teneurs en vides et de teneurs en liant et ainsi sur le comportement mécanique et acoustique des revêtements.

L’homogénéité des matériaux a pu être assurée lors des manipulations en laboratoire, néanmoins l’homogénéité dans les centrales doit être évaluée impérativement avant la fabrication d’un tel revêtement. Il est recommandé d’utiliser des fractions 0/2 et 2/4 pour les LNA 4. Finalement, une simple méthodologie d’aide à la décision a été mise au point, permettant de choisir le type de revêtement adapté à une problématique concrète. Ainsi il est possible de choisir certaines caractéristiques des revêtements en fonction des attentes mécaniques et acoustiques que peut avoir un gestionnaire de réseau.

Formulation et comportement des enrobés de surface macrorugueux
Rapport
Rezeptierung und Verhalten von Rauasphalt

Fénart Marc-Antoine, André-Gilles Dumont, Bastien Schobinger, Patrick Rychen, Nicolas Bueche, Michel Pittet

2016,  VSS : Projet de recherche VSS 2009/502,  158  p.

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Résumé:

Depuis plus de 20 ans, les enrobés macrorugueux (AC MR) sont largement utilisés pour les couches de roulement des chaussées routières en raison notamment de leurs bonnes performances mécaniques, de la capacité d'évacuation des eaux de chaussée et de leur contribution à la diminution des nuisances liées au bruit.

L'évolution de la normalisation suisse relative aux enrobés macrorugueux a conduit, durant la période 2008-2013, à une augmentation sensible de la teneur en vides Marshall de ces enrobés (augmentation de 3-4% des valeurs limites). Cette augmentation de la teneur en vides n'est a priori pas sans conséquences sur les caractéristiques mécaniques et la durabilité de ces enrobés. Le présent projet a donc pour objectif d’analyser les impacts de cette modification de teneur en vides sur le comportement structurel et fonctionnel des enrobés ainsi que sur l’évolution des caractéristiques de surfaces des enrobés macrorugueux. Pour cela, une étude approfondie de l'expérience relative aux enrobés macrorugueux a tout d'abord été menée puis les aspects relatifs au comportement mécanique ont été évalués au moyen d'essais en vraie grandeur dans la halle fosse du LAVOC.

Une enquête auprès d'administrations routières a été réalisée par le LAVOC en 2011. Les différentes informations récoltées ont permis de mettre en évidence quelques problématiques spécifiques comme le fait que ces enrobés ne sont pas (peu) adaptés aux chaussées à forte déclivité ou sinuosité (résistance limitée aux efforts tangentiels) ainsi que le risque de perte d'absorption phonique dans le cas où le colmatage des pores augmente. Le peu de connaissances relatives aux propriétés mécaniques des enrobés macrorugueux sur le long terme a également pu être relevé.

Une analyse approfondie des informations issues de la base de donnée MISTRA TRASSEE montre que les enrobés macrorugueux représentent 24% des couches de roulement des routes nationales ; les proportions d'enrobés AC MR 11 et ACM MR 8 étant globalement comparables. Au niveau de l’évolution moyenne des indices d'état, la modification de normalisation n'a vraisemblablement pas engendré de changements significatifs que ce soit pour la planéité longitudinale, transversale ou la glissance. Un recul plus important et des analyses approfondies seraient cependant nécessaires afin de mieux évaluer les éventuelles conséquences de l'augmentation de la teneur en vides dans les enrobés AC MR.

Des essais en vraie grandeur ont finalement été réalisés dans la halle fosse du LAVOC où trois champs d’essais se distinguant par la teneur en vides de la couche de roulement (cible 8% ou 13% vides en place) ainsi que le type de matériaux pour la couche de fondation (AC T ou AC EME) ont été construits. Les formulations utilisées pour les enrobés des planches d'essais sont la recette standard de la centrale d'enrobage, à l'exception de la couche de roulement en enrobé macrorugueux comportant 13% de vides pour laquelle une étude de formulation analytique a été préalablement réalisée.

Différents essais de contrôle et évaluation des performances ont été menés en laboratoire. Les essais mettent notamment en évidence une teneur en vides Marshall sensiblement plus élevée que la recette cible ; tendances confirmées par la réalisation d'essais à la presse à cisaillement giratoire (PCG). Les matériaux finalement testés comportent donc une gamme de teneurs en vides plus proche de 15% environ, cette différence pouvant être expliquée notamment par une variation dans la courbe granulométrique. Les essais mécaniques de sensibilité à l'eau (ITSR), adhésion entre les couches (Leutner) et module de rigidité (module complexe) indiquent des résultats conforment à la normalisation ou aux recommandations techniques. Les enrobés testés présentent cependant une susceptibilité accrue à l'orniérage (non conforme à la normalisation SN).

Les différentes planches d'essais ont été munies de capteurs de déformations et de températures à diverses profondeurs de la chaussée. La susceptibilité à l’orniérage des trois champs étudiés avec des chargements à températures élevées (+35°C) est là aussi apparue comme relativement élevée. Les analyses de qualité antidérapante des sections test fournissant des résultats conformes aux attentes. L’analyse structurelle des déformations enregistrées dans la chaussée faite en fonction de différents cas de charge, de vitesses de sollicitation ou de températures fournit des résultats cohérents. L’analyse des déformations verticales au sommet de la chaussée ne met pas en évidence de différence significative entre les enrobés macrorugueux testés.

Sur la base des essais menés à la halle fosse, différentes modélisations ont été effectuées à l'aide d'une méthode de calcul multicouche (méthode rationnelle de dimensionnement des chaussées, France) dans le but de déterminer le coefficient d'équivalence "a" des enrobés macrorugueux testés. Les résultats indiquent que le coefficient d'équivalence des AC MR varie entre 3.65 et 4.00 selon les cas. Il est utile de relever qu'une différence de coefficient d'équivalence de 0.35 correspond approximativement à une variation de 5 mm de l'épaisseur de la chaussée. Compte tenu des différentes observations, il est finalement recommandé de conserve la valeur actuelle de coefficient d'équivalence pour matériau neuf soit une valeur de 4.

Effets sur le trafic de l’utilisation des bandes d’arrêt d’urgence
Rapport
Auswirkungen der Pannenstreifenumnutzung auf den Verkehr

Fénart Marc-Antoine, André-Gilles Dumont, Sofia Samoili, Anastasia Founta, Patrick Maillard, Jade Chapoton, Myriam Roudy

2016,  ASTRA : Projet de recherche ASTRA 2010/023_OBF,  169  p.

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Résumé:

L’augmentation du trafic sur le réseau des routes nationales nécessite de trouver des solutions afin de garantir la fluidité et la disponibilité du réseau dans le but de répondre à cette demande.

Afin d’améliorer les conditions de circulation sur autoroute, il est proposé d’utiliser la bande d’arrêt d’urgence (BAU) comme voie additionnelle sans pour autant élargir l’infrastructure routière. La mise en place d’un tel système de bande d’arrêt d’urgence active est d’autant plus intéressante dans des zones où la forte densité d’habitation, les ouvrages d’art et les ressources naturelles ne permettent pas un élargissement de l’infrastructure routière.

La première application en Suisse de l’utilisation temporaire de la BAU en périodes de pointe a été mise en service en 2010 sur un tronçon d’environ 3.7 kilomètres entre Morges et Ecublens sur l’autoroute A1 Lausanne-Genève.

La présente recherche a permis d’analyser les effets sur les conditions de trafic de l’utilisation dynamique de la BAU en termes de capacités, débits, vitesses et densités. De plus, la perception, l’acceptabilité et le comportement des usagers du système ont été étudiés. En termes de sécurité routière, l’utilisation de la BAU comme voie de circulation implique un éventuel déficit de sécurité qui a été compensé par des mesures adéquates (places d’arrêt d’urgence, surveillance vidéo, etc).

Sur la base de simulations de trafic, l’impact du système de BAU active sur les temps de parcours et l’impact environnemental ont pu être estimés. Finalement, une étude approfondie a permis d’optimiser l’algorithme de contrôle permettant de gérer, de manière optimisée, l’ouverture respectivement la fermeture de cette 3ème voie à la circulation.

Les différents résultats ont démontré que la mise en service du système de BAU active présente des gains importants en termes de conditions de circulation avec notamment une augmentation du débit, une stabilisation des vitesses, une diminution des congestions et des gains de temps de parcours. En termes d’impact sur la sécurité, une diminution des accidents et incidents a été constatée. Néanmoins, des zones de conflit potentiel (changements de voies) subsistent. Du point de vue environnemental, l’impact d’un tel système se mesure par une diminution importante de la consommation de carburant et des émissions polluantes en raison d’une meilleure stabilité des conditions de circulation (ondes de choc, effets d’accordéon, stop and go, etc).

Le bon fonctionnement du système repose sur la présence d’un algorithme de consignes d’ouverture/fermeture performant. La consigne actuelle proposée dans les évolutions du système donne de bons résultats. Un potentiel d’amélioration du système a été mis en avant. Il consiste en :

  • Une amélioration de l’algorithme de contrôle (ouverture/fermeture de la BAU). Celle-ci peut être effectuée sur la base de l’optimisation proposée de l’algorithme. Toutefois les gains et la fiabilité n’ont pas été évalués.
  • Une amélioration de l’utilisation de la BAU comme 3ème voie de circulation par les usagers. Celle-ci peut être envisagée sous la forme d’information aux usagers telle que des campagnes d’information ciblées ou d’amélioration de la signalisation en ajoutant par exemple un complément de signalisation dynamique textuelle.

Sur la base des résultats obtenus, les auteurs préconisent d’envisager la mise en service de tels systèmes sur des tronçons autoroutiers saturés pour lesquels un élargissement de l’infrastructure ne peut être réalisé, l’efficacité de cette alternative permettant de répondre aux besoins ayant été largement démontrée.

2015

Defining a braking probability to estimate extreme braking forces on road bridges
Article scientifique

Fénart Marc-Antoine, Martins João, Glauco Feltrin, André-Gilles Dumont, Katrin Beyer

12th International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering, Vancouver, Canada, 2015

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Résumé:

A probabilistic approach is necessary to estimate the magnitude of the braking force that compares in terms of return period with the vertical traffic loads present in bridge design codes. A data set from a Danish Field Operational Test served as support to identify hard braking episodes and to compute travelled distances by road hierarchy. The rate of braking events per vehicle travelled distance is used as estimate of the braking probability. Concurrently a structural model was developed for stochastic analysis of the dynamic response of bridges to braking events from realistic traffic configurations. This paper presents results for extreme braking forces on bridges with site-specific traffic data and within a probabilistic framework. Such evaluation is economically advantageous when compared to the application of structural codes, while still meeting the reliability targets they impose.

2013

Realistic laboratory curing of bituminous mixtures
Article scientifique

Fénart Marc-Antoine, Michel Pittet, André-Gilles Dumont

5th eata Conference Proceedings, 2013 , pp.  29-29

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Résumé:

In order to perform some specific testing, road laboratories apply a preliminary thermal treatment that impacts the asphalt mixture mechanical and intrinsic properties. The current standardisation in Switzerland and in Europe does not sufficiently describe the procedures of thermal ageing and this leads to great variability in different test results. The present study allowed analysing the impact of thermal ageing and to establish, verify and calibrate a new reheating methodology.

Fatigue Life Assessment of Existing Motorway Bridge
Article scientifique

Fénart Marc-Antoine, Luca D'Angelo, Alain Nussbaumer, André-Gilles Dumont, Alphonse Zingoni

Research and Applications in Structural Engineering, Mechanics and Computation, 2013 , no  978-1-138-00061-2, pp.  757-761

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Résumé:

The aim of this paper is to provide a fatigue-life assessment of an existing composite steel-concrete bridge within Switzerland. The Venoge bridge is a 219 meters length, four spans, four girder composite bridge, situ-ated on the Geneva-Lausanne Swiss motorway. Stress response influence lines at fatigue critical details are characterized with a refined three-dimensional (3-D) finite element (FE) model that takes into account the ef-fective transverse load repartition and the cracking of the concrete slab; the model is further validated using strain gauge measurements. Real traffic simulations are run to get the effective traffic histograms on the bridge. Weigh in Motion (WIM) data from the Denges station (1km from the bridge) are used as input for the simulations. The effective slow lane position over the bridge section is taken in account and future traffic in-crease is considered. The fatigue failure probability of the bridge at a critical location under the long-term ef-fect of highway traffic is calculated by defining a limit state function for fatigue reliability analysis. The re-sults show that fatigue is not a concern for the Venoge bridge, even though particular attention has to be paid to future change in traffic lane configurations which could require re-consideration of the fatigue critical de-tails.

2011

Evaluer les chaussées (Journée technique LAVOC)
Article scientifique

Fénart Marc-Antoine, Nicolas Bueche, Tony Buehler, Alan Carter, Mai Lan Nguyen, Mehdi Ould Henia

Journée technique LAVOC, 2011

Résumé:

La gestion de la maintenance du patrimoine routier, bien implantée pour les autoroutes et les routes cantonales, n’est encore que peu développée dans le cadre de réseaux routiers urbains. Cela s’explique par plusieurs raisons : faible taille du réseau, moyens à disposition, manque de connaissance du réseau, … D’autre part, l’entretien et sa gestion en milieu urbain est spécifique. En effet, le réseau routier urbain présente entre autres : des dégradations spécifiques, des difficultés d’auscultation dues à l’utilisation spatiale, une proximité au bâti nécessitant une réduction des nuisances sonores, une nécessité d’interaction des services. Les travaux d’entretien s’effectuent alors de manière réactive : lorsque des dégradations marquées sont visibles, un entretien est réalisé. Cette méthode ne permet pas d’obtenir des prévisions budgétaires à long terme et, d’autre part, il est possible qu’elle engendre des surcoûts liés à l’accélération des dégradations. Une planification et une gestion de l’entretien permettent de déterminer l’ensemble du réseau et son état, d’évaluer le comportement des chaussées à court et long terme, de sélectionner des stratégies d’entretien à appliquer, d’établir un programme des travaux et de maîtriser l’enveloppe financière. Dans le cadre de l’étude menée sur la Ville de la Chaux-de-Fonds, le but final était d’établir un programme des travaux pour les années à venir ainsi qu’étudier différentes stratégies budgétaires. Après une auscultation complète du réseau par un véhicule spécialisé et des employés de la voirie, les données récoltées ont été analysées. Des lois d’évolutions ont été proposées à partir des données d’auscultation ou des stratégies d’entretien établies pour la Ville de la Chaux-de-Fonds. Ces différents éléments ont été intégrés à un logiciel PMS (dTIMS) à l’aide duquel, en parallèle d’un logiciel personnel, des analyses à long terme avec de multiples stratégies financières ont été explorées.

2024

GREENum - Améneigement numérique
Conférence

Fénart Marc-Antoine

6èmes rencontres francophones transport mobilité - Bruxelles, 26.06.2024 - 28.06.2024, Bruxelles

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Résumé:

Présentation du projet GREENum - Améneigement numérique

2022

Véhicules automatisés : Une alternative aux TP en ville ?
Conférence

Fénart Marc-Antoine

Energissima 2022, 28.04.2022 - 28.04.2022, Bulle

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Réalisations

2025

Technologie fribourgeoise. Builtronics part à la conquête de l’agriculture avec ses engins autonomes

 2025 ; Média

Collaborateurs: Fénart Marc-Antoine

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Article sur les projets AutoSnow et AutoScale

2024

«Rajouter deux voies d’autoroute entre Genève et Lausanne, c’est carton rouge»

 2024 ; Média

Collaborateurs: Fénart Marc-Antoine

Lien vers la réalisation

Interview sur le fonds FORTA dans le cadre de la votation sur l'élargissement des autoroutes.

Mobilité électrique : la Suisse face à un tournant décisif

 2024 ; Média

Collaborateurs: Fénart Marc-Antoine

Lien vers la réalisation

Interview filmé - Blue News

Lien vers l'article et la vidéo

2023

Tempo 30: Segen oder Ärgernis?

 2023 ; Média

Collaborateurs: Fénart Marc-Antoine

Lien vers la réalisation

Article d'un interview pour Freiburger Nachrichten

2022

La route de Crevel est à réaménager

 2022 ; Média

Collaborateurs: Fénart Marc-Antoine

Lien vers la réalisation

Article sur la Route de Crevel (Cheyres-Châbles), projet d'étudiant HEIA-FR (S. Richard)

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