Les études de cas suivantes sont présentées dans ce chapitre :
L'outil de développement et de gestion des routes (HDM-4) est un outil d'analyse, de planification, de gestion et d'évaluation de l'entretien, des améliorations et des décisions d'investissement dans le domaine routier. En 1998, l'AIPCR s'est vu confier la propriété intellectuelle de HDM-4 au nom de ses parties prenantes initiales (HDM-4, 2004). Le cadre analytique de HDM-4 est basé sur le concept de l'analyse du cycle de vie des chaussées et est appliqué pour prévoir les éléments suivants sur la période de planification du cycle de vie d'une chaussée (généralement 15 à 40 ans) :
Le modèle prévoit la détérioration des routes en fonction des caractéristiques de construction de la chaussée, de la charge de trafic et des conditions climatiques et est directement affecté par les normes d'entretien et d'amélioration appliquées pour réparer les défauts calculés. L'état à long terme de la chaussée dépend de l'application de ces normes d'entretien et d'amélioration. Par conséquent, HDM-4 peut déterminer les coûts nécessaires pour entretenir la route selon une norme définie par l'utilisateur au sein de HDM-4. Les impacts des normes d'état et de conception de la route sur les usagers sont quantifiés en termes de coûts pour l'usager, qui se composent comme suit :
Les effets socio-économiques comprennent les émissions des véhicules, la consommation d'énergie et d'autres avantages sociaux pour la population desservie par le réseau routier analysé. HDM-4 est conçu pour faire des estimations de coûts comparatives et des analyses économiques de différentes options d'investissement ou de stratégies d'entretien des routes. Le bénéfice économique de chaque stratégie d'investissement routier est déterminé en comparant les flux de coûts totaux (agence de transport, usagers de la route et coûts socio-économiques) par rapport à une norme minimale, comme l'illustre la figure 2.4.11.1.
igure 2.4.11.1 Comparaison des flux de coûts totaux par rapport à une norme minimale (HDM-4,2004)
HDM-4 peut être utilisé dans le processus de planification du cycle de vie en déterminant les avantages, les coûts, l'efficacité économique et les performances fonctionnelles du réseau en appliquant différentes normes de maintenance et d'amélioration du réseau analysé. HDM-4 permet également aux organisations de déterminer les activités de maintenance les plus rentables à réaliser lorsque les budgets ne sont pas suffisants pour effectuer tous les travaux indiqués.
ALFRED WENINGER-VYCUDIL, PMS-Consult – Deighton Europe, Austria
Le système autrichien de gestion des chaussées est utilisé pour un processus de planification objective de l'entretien à l'échelle du réseau, en tenant compte des différents aspects et des exigences des différents niveaux de décision (niveau du projet, niveau du réseau, niveau politique). Actuellement, il est appliqué sur l'ensemble du réseau routier fédéral (autoroutes et voies rapides) d'une longueur totale de plus de 2 200 km ainsi que sur le réseau routier des États dans 7 des 9 États autrichiens (Vorarlberg, Tyrol, Salzbourg, Styrie, Haute-Autriche, Basse-Autriche et Burgenland). En outre, une approche similaire est utilisée pour évaluer les chaussées des routes communautaires et les chaussées des routes rurales dans 3 États autrichiens.
Le système utilisé pour la planification de l'entretien systématique des chaussées est basé sur l'analyse du coût du cycle de vie (ACV) qui fournit un cadre de décision pour les mesures d'entretien afin d'optimiser l'efficacité en termes d'utilisation des ressources disponibles ou en termes d'état des chaussées. La procédure utilise des analyses coûts-avantages ainsi qu'un processus d'optimisation heuristique pour identifier la stratégie de traitement d'entretien optimale dans un ensemble de conditions données.
L'une des tâches clés tout au long du processus décisionnel est la mise en évidence des besoins en matière de budget d'entretien pour les différents actifs. Ce résultat permet aux autorités de l'administration des routes de montrer clairement aux décideurs politiques l'évolution à long terme de la répartition de l'état de la chaussée pour différents budgets ou niveaux de service et également les conséquences des réductions du financement de l'entretien des routes. Les résultats de l'analyse du cycle de vie comprennent :
La prévision de l'état futur à l'aide de l'analyse du cycle de vie est le moyen le plus efficace de gérer les chaussées et offre différentes possibilités à l'administration des routes. L'analyse permet à l'administration des routes d'évaluer différentes options pour la gestion de leurs chaussées. L'évaluation des différentes stratégies de traitement d'entretien au niveau d'un tronçon constitue une base complète pour la définition des programmes de construction de chaussées à court et moyen terme. Les résultats à long terme permettent de planifier et d'optimiser le budget, l'entretien et la réhabilitation. Les phases comportant des investissements élevés peuvent être détectées à un stade précoce et des programmes d'investissement spécifiques peuvent être préparés à l'avance.
Les systèmes avancés comme le PMS autrichien cherchent à évaluer le besoin de mesures d'entretien et de financement de l'entretien sur une période déterminée, à l'étude ou sous observation, sur la base de prévisions de la performance des chaussées. Le PMS autrichien utilise des fonctions de performance déterministes pour la prédiction de la performance des chaussées. Ces modèles ont été directement dérivés des données disponibles dans le cadre de différents projets de recherche financés par l'ASFINAG (autoroutes et voies rapides) et le ministère fédéral des transports, de l'innovation et de la technologie (BMVIT) pour les routes nationales.
Dans le cadre de l'analyse PMS, différentes données relatives à la maintenance sont incluses comme suit :
Étant donné qu'en règle générale, chaque indicateur de performance (caractéristique) ne représente qu'un aspect ou une propriété de la chaussée, les valeurs dimensionnelles individuelles (paramètres techniques) obtenues pour les différentes caractéristiques doivent d'abord être normalisées en tant qu'indices sans dimension, puis agrégées en sous-indices en appliquant des règles de pondération et de combinaison, et enfin agrégées en un indice global.
Pour la transformation des valeurs dimensionnelles, des fonctions de normalisation (normalisation) ont été définies qui permettent d'évaluer les dommages ou défauts en fonction de l'importance de la section de route (autoroute, voie express, route nationale). Les valeurs sans dimension ainsi obtenues, sont agrégées en appliquant des règles de pondération et de combinaison pour obtenir un indice de confort et de sécurité (CSI) exprimant la sécurité et le confort de conduite et en un indice structurel (SI) qui représente la capacité structurelle de la chaussée.
L'indice d'état total (IET) résultant des sous-indices peut être utilisé pour calculer le bénéfice d'une stratégie de maintenance ainsi que pour définir la fonction cible dans le cadre du processus d'optimisation.
Le résultat d'une analyse est une proposition de stratégie de traitement d'entretien optimale pour chaque tronçon de route analysé (en fonction des conditions définies), qui peut être utilisée pour une évaluation ultérieure au niveau du projet. En agrégeant les résultats par section, on peut également évaluer l'évolution en termes de coût et d'état des chaussées sur l'ensemble du réseau et, enfin, déterminer les besoins d'entretien optimal. Les deux figures suivantes montrent un exemple d'analyse, où la figure 2.4.11.2 représente une répartition de l'état de la chaussée et la figure 2.4.11.3 montre l'évolution du retard de maintenance (maintenance backlog) pour différents sous-réseaux (sub-networks) sous forme de comparaison.
Figure 2.4.11.2 Distribution des valeurs de l'indice de condition total (ICT) pour le scenario “Status Quo”
Figure 2.4.11.3 Effet d'un retard de maintenance sur les sous classes de reseau (longueur Total Condition Index (TCI) mauvais ou très mauvais)
Figure 2.4.11.4 Capture d'écran dTIMS - Application PMS autrichienne - Fenêtre LCC
Les systèmes de gestion des chaussées utilisant l'analyse du coût du cycle de vie sont devenus une norme dans de nombreux pays du monde entier au cours des 30 dernières années. En plus de disposer d'un instrument objectif pour souligner la nécessité des investissements d'entretien, la solution permet à l'administration des routes de modéliser l'état futur et les besoins d'investissement pour des segments de route individuels et pour le réseau global. L'Autriche est un bon exemple de la manière dont l'analyse du coût du cycle de vie a été et sera utilisée comme outil de planification technique et stratégique sur les différents réseaux routiers.