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Entretien acoustique

Avec une formulation de revêtement bien ajustée et des mesures d'entretien appropriées, la durée de vie des revêtements SDA peut être prolongée. Les mesures d'entretien possibles pour prolonger la durée de vie incluent le nettoyage ainsi que le meulage (fraisage ou ponçage) de la couche de revêtement supérieure. Le moment optimal pour une mesure d'entretien peut être déterminé par des mesures de surveillance régulières.

Mesure Effet attendu* Prolongation attendue de la durée de vie acoustique Facteurs d'influence
Nettoyage  -1 à -2.5 dB(A)  jusqu'à 3 ans  Cycle de nettoyage, profondeur de la saleté incrustée, type de saleté 
Meulage  -2 à -4 dB(A)  2 à 4 ans  Profondeur de la saleté incrustée

*Effet attendu lors de l'application des mesures selon l'état actuel des connaissances.

Nettoyage

Lors du nettoyage préventif des revêtements, l'objectif est de garder les pores du revêtement à faible bruit aussi libres que possible de salissures, afin de prévenir leur obstruction, qui représente un facteur principal de vieillissement des revêtements à faible bruit. Des mesures de nettoyage régulières peuvent ainsi influencer positivement les propriétés acoustiques des revêtements à faible bruit et prolonger leur durée de vie.

Différents essais de nettoyage des revêtements à faible bruit ont montré que les procédés de nettoyage sont principalement efficaces dans la couche supérieure du revêtement SDA et ne peuvent pas éliminer efficacement la saleté profondément incrustée. Des améliorations de l'efficacité acoustique ne sont visibles que sur des revêtements grossièrement encrassés en surface. Dans ces cas, une amélioration allant jusqu'à 2.5 dB(A) est possible. Si le revêtement est déjà encrassé dans les couches inférieures, l'amélioration de la qualité acoustique du revêtement est inférieure à 1 dB(A). 1 L'efficacité du nettoyage est donc plus élevée dans les premières années après l'installation (National Cooperative Highway Research Program, Transportation Research Board, and National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, 2009)2 .

Pour prévenir ou retarder l'incrustation de saleté dans le revêtement, les mesures de nettoyage devraient être effectuées le plus tôt possible après l'installation, selon les expériences passées. De plus, il a été démontré qu'un nettoyage régulier (par exemple, trimestriel) est rentable.

Les nettoyages sont effectués avec des machines de nettoyage de surface spéciales, qui sont équipées d'un système d'aspiration arrière. L'eau appliquée sur la route peut ainsi être aspirée à nouveau. Ce n'est qu'ainsi que la saleté ramollie dans la couche supérieure du revêtement peut être efficacement éliminée. En principe, deux procédés de nettoyage différents sont disponibles : balai de lavage frontal avec système d'aspiration arrière et Rotocleaner/Rotoplast.

Divers cantons appliquent des mesures de nettoyage dans le cadre de projets pilotes ou déjà de manière généralisée.

Suivi nettoyage phono-absorbants - résultats campagne 2022 (PDF, 16 MB)

Forschungspaket: lärmarme Beläge innerorts EP 8: Akustische Wirkung betrieblicher Reinigungsmassnahmen bei lärmarmen Belägen 

Découvrez-en plus sur les machines de nettoyage

Balai de lavage frontal avec système d'aspiration arrière : À l'aide d'un balai de lavage frontal, de l'eau est pulvérisée sur la surface de la route à faible pression avant le véhicule de nettoyage. L'objectif est de ramollir la salissure sur et dans le revêtement, afin que lors d'un second passage, l'eau avec la saleté puisse être aspirée. Idéalement, le nettoyage est effectué après une période de pluie. Dans ce cas, il est également possible de se passer de l'arrosage. En résumé, on peut dire qu'un revêtement bien imbibé et une forte capacité d'aspiration donnent de bons résultats.

Rotocleaner/Rotoplast : Dans ce procédé également, la saleté doit être ramollie par l'humidification de la surface de la route ou par précipitation. Pour mieux éliminer la saleté incrustée, le revêtement est nettoyé à haute pression sur une largeur d'environ 2.5 m juste avant le système d'aspiration arrière. Le Rotocleaner contient normalement huit rotors avec deux buses chacun. Les expériences ont montré qu'il ne faut pas régler plus haut que 250 bars, car cela augmente le risque de rupture des granulés.

image.png

Machine de nettoyage de surface en action. Balai de lavage frontal (en haut) et système d'aspiration arrière avec (en bas à gauche) et sans (en bas à droite) Rotocleaner.

Particulièrement dans les zones rurales, l'entrée de saleté et donc l'effet acoustique peuvent être massivement influencés par l'agriculture. De même, dans les chantiers adjacents à un revêtement SDA, une augmentation de l'entrée de saleté ne peut souvent pas être évitée. Dans les deux cas, cela entraîne un colmatage rapide des pores de surface et donc une perte de l'efficacité acoustique.

Meulage (Mikrofräsen)

Le meulage – c'est-à-dire le ponçage contrôlé de la surface du revêtement – s'est établi ces dernières années comme une mesure efficace pour la régénération acoustique des asphaltes semi-denses à faible bruit (SDA). Des analyses de 17 sections d'essai suisses montrent que des améliorations significatives de la qualité acoustique du revêtement peuvent être obtenues par des mesures de ponçage sur des revêtements SDA 4 et SDA 8.

  • Revêtements SDA 4 : amélioration initiale d'environ –2 à –3 dB(A)
  • Revêtements SDA 8 : amélioration moyenne de –3 dB(A)
  • Des améliorations d'environ –2 dB(A) ont également été constatées sur des revêtements denses (AC 11, ACMR 11, MA 11)

Ainsi, le meulage peut contribuer à la réduction du bruit non seulement sur des revêtements à faible bruit, mais aussi sur des revêtements plus denses.

Durabilité de l'effet

Les données de surveillance jusqu'à présent (jusqu'à 4 ans) montrent un effet durable de la mesure de ponçage :

Type de revêtement

Effet initial

Durabilité (vs. état initial)

Durabilité (vs. section de référence)

SDA 4

–2.5 ± 1.0 dB(A)

2–4 ans

> 4 ans

SDA 8

–3.1 ± 0.3 dB(A)

2–4 ans

> 4 ans

AC/MA 11

–1.9 ± 0.6 dB(A)

~ 4 ans

> 4 ans

En moyenne, l'état acoustique initial est atteint après environ trois ans. Cependant, par rapport aux sections non meulées, un effet acoustique positif persiste pendant au moins quatre ans.

Ni le meulage précoce (par exemple, à Farvagny, FR) ni les applications répétées n'ont eu d'influence négative sur la stabilité mécanique ou la structure des pores des revêtements.

Facteurs d'influence sur l'efficacité

L'efficacité du meulage dépend fortement de l'état initial du revêtement :

  • Pour des revêtements intacts et neufs avec déjà une très bonne acoustique (par exemple, –7 dB(A)), seule une faible amélioration est possible.
  • Pour des revêtements SDA encrassés ou vieillissants, le meulage peut obtenir des améliorations significatives grâce à l'optimisation de la texture et éventuellement à la libération des pores.

Profondeur de meulage :

  • Une profondeur de meulage accrue augmente la chance de rouvrir les pores («briser la couche de barrière de saleté»).
  • De bons résultats ont également été obtenus avec de faibles profondeurs de meulage (1–2 mm) – par exemple à La Verrerie (1 mm) et Tafers (1.8 mm) avec environ 3 dB(A) d'amélioration chacun.
  • Dans d'autres cas (par exemple, Zofingen), de faibles profondeurs de meulage ont moins bien fonctionné – ici, le choix de l'outil a joué un rôle décisif.

Types de revêtement :

  • Pour des revêtements denses, une plus grande profondeur de meulage n'apporte aucun avantage supplémentaire, car aucun espace de pore ne peut être libéré.
  • Pour des revêtements SDA 4 poreux, en revanche, un meulage ciblé et légèrement plus profond peut améliorer considérablement l'effet acoustique.

Mécanismes d'action

Le meulage influence deux propriétés centrales du revêtement 1 :

  1. Texturoptimisation :
    • Le meulage compense les irrégularités et les ruptures de granulés.
    • Il en résulte une texture macro et micro plus homogène et plus fine, qui réduit le bruit de roulement.
    • Cet effet se produit déjà à de faibles profondeurs de meulage et est pertinent pour tous les types de revêtement.
  2. Libération des pores :
    • Pour les revêtements poreux, le meulage peut rouvrir la structure des pores fermés.
    • Cela conduit à de meilleures propriétés acoustiques, en particulier dans la plage de fréquences moyennes à élevées.
    • Les conditions améliorées des pores d'air se manifestent également dans les mesures de perméabilité et de volume d'air.

Recommandations pour la pratique

  • Principe : Le meulage convient comme mesure d'entretien efficace pour pratiquement tous les types de revêtement.
  • Durée de régénération :
    • Pour les revêtements SDA 4 et SDA 8, la durée de régénération acoustique moyenne est d'environ 3 ans,
      l'effet positif restant mesurable pendant plus de 4 ans.
    • Pour les revêtements denses (11), l'effet peut durer 4 ans ou plus.
  • Définition des objectifs avant la mesure :
    • Faut-il optimiser la texture ou rouvrir la structure des pores ?
    • Pour les revêtements 4, une plus grande profondeur de meulage peut être judicieuse pour ouvrir les pores.
    • Pour les revêtements 8 et 11, des profondeurs de meulage > 3 mm ne sont pas appropriées.
  • Choix des outils : Des outils de meulage appropriés sont essentiels pour le succès acoustique.

Le meulage est une méthode efficace, économique et durable pour maintenir ou régénérer la performance acoustique des asphaltes semi-denses. Avec une planification appropriée – en tenant compte du type de revêtement, de la profondeur de meulage et des objectifs – la durée de vie acoustique d'un revêtement SDA peut être prolongée d'au moins trois ans, sans compromettre l'intégrité structurelle.

Pour mieux estimer la profondeur d'enlèvement optimale du fraisage, il est également avantageux de connaître la profondeur de salissure. La méthodologie AVCA est également adaptée à cette application. 

La durabilité de cet effet fait actuellement l'objet de recherches en cours ; des résultats fiables sur l'effet à long terme sont attendus dans les prochaines années. L'état actuel de la recherche est décrit ici --> Meulage de revêtements à faible bruit en Suisse - résultats de la surveillance jusqu'en 2023 (PDF, 34 MB, 15.04.2024) Commandé par le BAFU

Décision nettoyage ou meulage

Pour un entretien acoustique efficace, il est essentiel de connaître la profondeur d'infiltration et la localisation précise des particules de saleté ainsi que l'état de la structure de surface. Pour cela, la méthodologie AVCA est disponible. 

La méthode d'analyse du contenu des vides acoustiques (AVCA) utilise un scan CT d'un carottage du revêtement SDA et génère un modèle 3D à partir de celui-ci. Dans le modèle, la saleté peut ensuite être localisée avec précision et ses effets sur la structure des pores effective et l'acoustique peuvent être prédits.

image.png

Profils transversaux (CT-Scans, à gauche) et évaluation AVCA correspondante (à droite) de deux carottages d'un site d'étude. Dans la section non nettoyée, les cavités dans les premiers 20 mm sont fortement encrassées (ligne brune), par conséquent, les volumes de pores sont en grande partie fermés. Dans la section nettoyée, le degré de salissure dans la couche supérieure est nettement plus faible et les cavités existantes sont majoritairement connectées (zone verte). (Source : Grolimund + Partner AG)

Nettoyage chimique

Dans le canton d'AG, l'utilisation de nettoyage chimique est actuellement testée sur une section d'essai. 

Rajeunissement du revêtement

Le vieillissement du bitume des revêtements poreux et semi-denses est plus grave en raison de la plus grande surface exposée à l'oxydation (Jing et al., 2019)2 . Cela rend les revêtements particulièrement sensibles aux ruptures de granulés (Zhang et al., 2016)3 . L'utilisation de PmB dans le mélange peut compenser cela en partie.

Des traitements de surface, tels que l'application de produits de rajeunissement d'asphalte, sont utilisés pour prolonger la durée de vie des revêtements denses. Aux Pays-Bas, des produits pour prolonger la durée de vie d'un revêtement sont utilisés depuis 2010, principalement de manière préventive au moment de la première apparition de ruptures de granulés, environ 5 à 7 ans après l'installation. Cependant, la surface du revêtement ne doit pas être gravement endommagée. La durée de vie des couches de surface peut ainsi être prolongée de 2 à 4 ans. Une seule application est recommandée par couche de surface. Le traitement consiste en des émulsions de bitume froid contenant des agents de rajeunissement du bitume ou un bitume modifié par polymère appliqué à chaud. Les produits sont appliqués avec un souffleur à pression (revêtements PA) ou avec une barre de pulvérisation (revêtements en couche mince), où ils pénètrent de 10 à 20 mm dans la couche à travers des creux et des pores (Saurer, Bühlmann et Ziegler, 2016)4 .

Comme pour les revêtements poreux, l'application de l'agent de rajeunissement sur le bitume des revêtements SDA peut cependant avoir un effet négatif, car elle ferme la structure des pores, même si le bitume est rajeuni.

La profondeur d'infiltration et l'effet de rajeunissement résultant des revêtements SDA n'ont pas encore été examinés.

1 Beltzung, F. and Balmer, T. (2020) ‘Acoustic Maintenance of Pavements by Large-Scale Grinding’, in C. Raab (ed.) Proceedings of the 9th International Conference on Maintenance and Rehabilitation of Pavements—Mairepav9. Cham: Springer In-ternational Publishing (Lecture Notes in Civil Engineering), pp. 901–911. Available at: https://doi.org/10.1007/978-3-030-48679-2_84.
2 Jing, R. et al. (2019) ‘Laboratory and Field Aging Effect on Bitumen Chemistry and Rheology in Porous Asphalt Mixture’, Transportation Research Record, 2673(3), pp. 365–374. Available at: https://doi.org/10.1177/0361198119833362
3 Zhang, Y. et al. (2016) ‘Preventive maintenance of porous asphalt concrete using surface treatment technology’, Materials & Design, 99, pp. 262–272. Available at: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2016.03.082
4 Saurer, T., Bühlmann, E. and Ziegler, T. (2016) Forschungspaket: Lärmarme Beläge innerorts EP 7: Innovative, lärmarme Beläge für den Potenziellen Einsatz in der Schweiz. Forschungsprojekt ASTRA ([Bundesamt für Strassen](https://www.astra.admin.ch)) 2013/002. Eidgenössisches Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK , Bundesamt für Strassen
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