Institut National des Sciences Appliquées de Strasbourg

Vincent Drouot

Description

Niveau: Supérieures
Institut National des Sciences Appliquées de Strasbourg Spécialité Génie Civil PROJET DE FIN D'ETUDES Sujet : Etude de l'effet des chaussées dégradées sur la consommation de carburant des véhicules et la sécurité des usagers de la route Vincent DROUOT Elève ingénieur en 5ème année Soutenance présentée le : 18 Juin 2010

• origine de la chaire


• création de profils typiques


• prise de contact


• balises rationnelles pour la révision des seuils de déficience des chaussées


• simulations dynamiques du comportement


• simulation avec carsim

Sujets

• Gagnon
• Drouot
• Québec
• Université Laval
• Bilodeau

Informations

• Publié par: profil-fouv-2012
• Publié le: 01 juin 2010
• Nombre de lectures: 53
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

Institut National des Sciences Appliquées de Strasbourg
Spécialité Génie Civil

PROJET DE FIN D’ETUDES

Sujet :
Etude de l’effet des chaussées dégradées sur la
consommation de carburant des véhicules et la
sécurité des usagers de la route










Soutenance présentée le : Vincent DROUOT
èmeElève ingénieur en 5 année 18 Juin 2010
Résumé
Le projet permettra d’étudier de façon théorique l’effet de la dégradation des chaussées sur la
consommation de carburant des véhicules et l’énergie nécessaire au roulement.
Une revue littéraire viendra débuter le projet, ce qui permettra de se familiariser avec les
paramètres préjudiciables à la consommation de carburant d’un véhicules, tels que l’uni
routier, l’amplitude et la longueur d’onde d’une déformation. Il sera également intéressant de
quantifier les pertes d’énergie engendrées par le déplacement d’un véhicule.
La suite du projet sera portée sur des simulations dynamiques du comportement d’un véhicule
à l’aide de logiciels d’analyse adaptés que sont CarSim v.8.02 et ProVAL 3.0. Des profils
typiques de surface de chaussées, générés par ordinateur, et réels, fournis par le Ministère des
Transports du Québec, seront analysés par les logiciels, puis comparés et interprétés, en
termes d’uni de la chaussée, de consommation de carburant et d’émissions de gaz à effet de
serre, et d’énergie nécessaire au roulement.
Le projet permettra enfin de valider la fiabilité d’un logiciel de simulation pour déterminer
théoriquement, à moyen ou long terme, des balises rationnelles pour la révision des seuils de
déficiences des chaussées.


Remerciements
Avant tout, je tiens à exprimer ma gratitude à Monsieur Guy Doré, professeur titulaire du
Département de génie civil à l’Université Laval et directeur de ce projet, pour m’avoir
accueilli au sein de son équipe et pour son aide et sa disponibilité tout au long du projet.
Je tiens à remercier Monsieur Eric Chardigny, pour ses conseils et pour avoir aiguillé mes
recherches lors de nos prises de contact.
Je remercie également Messieurs Jean-Pascal Bilodeau et Jérôme Fachon, pour leur accueil
chaleureux à mon arrivée à l’Université Laval ainsi que pour leur bonne humeur et leur
disponibilité de chaque instant.
Mes remerciements vont aussi à Monsieur Louis Gagnon, étudiant en doctorat et
collaborateur de ce projet, sans qui le bon déroulement des expérimentations et de l’analyse
des résultats auraient été plus difficiles. Ses connaissances en informatique et en mécanique
auront permis de faciliter mon travail et d’améliorer mes connaissances dans le domaine de la
mécanique automobile.
Mes pensées vont pareillement à toute l’équipe de la Chaire de recherche pour avoir fait en
sorte que ce séjour à l’étranger ce soit passé de la meilleure façon possible.
Enfin, pour leur soutien très précieux de tous les instants, j’associe à ce travail mes parents
ainsi que toute famille. Je pense surtout à ma compagne Natacha DIVIN qui a su me remonter
le moral dans les moments de doute.

Projet de fin d’étude / Vincent Drouot
Table des matières
INTRODUCTION ....................................................................................................................................... 1
CHAPITRE 1 : PRESENTATION GENERALE ............................... 2
1. La province de Québec .................................................................................................................... 3
1.1. Données géographiques .......... 3
1.2. Données historiques et population ......................... 4
2. L’Université Laval ............................................................................................................................. 4
2.1. L’Université Laval en quelques mots et quelques chiffres ...................... 4
2.2. Le Laboratoire de Géotechnique Routière .............................................................................. 5
2.2.1. Organigramme de l’équipe .............................................................................................. 5
2.2.2. Moyens techniques à disposition .................... 6
2.3. La Chaire industrielle i3c ......................................................................................................... 7
2.3.1. Origine de la Chaire : Le CRSNG ...................... 7
2.3.2. Missions et objectifs ........ 7
2.3.3. Partenariats et financements pour la recherche ............................................................ 7
2.3.4. Le GRINCH ....................................................................................... 8
2.3.5. Les projets en cours ......................................... 8
3. Présentation du projet de fin d’études ......................................................... 10
3.1. Introduction ........................................................................................... 10
3.2. Description générale du projet ............................. 10
3.3. Objectifs professionnels du projet ........................................................ 10
3.4. Objectifs personnels .............................................................................. 11
CHAPITRE 2 : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE ............................................................................................... 12
1. Introduction ................................................................... 13
2. Uni ................................................................................. 14
2.1. Définition ............................................................... 14
2.2. Caractéristiques géométriques d’un profil routier (uni) ....................... 14
2.2.1. Types de dégradations d’une chaussée ........................................................................ 14
2.2.2. Longueur d’onde ........................................... 15
2.2.3. Décomposition d’un pseudo-profil de route ................................................................. 17
2.3. Indice de Rugosité International (IRI) .................................................... 18
3. Effet de la condition des chaussées sur la consommation de carburant ...... 20
4. Quantification de l’énergie nécessaire au roulement d’un véhicule ............................................ 25
4.1. Consommation énergétique d’un véhicule ........................................... 25
Tables des Matières i
Projet de fin d’étude / Vincent Drouot
4.1.1. Les pertes d’énergie ...................................................................................................... 25
4.1.2. Quelques chiffres ........... 26
4.2. Production de Gaz à Effet de Serre (GES) .............................................................................. 28
CHAPITRE 3 : PRISE EN MAIN DU LOGICIEL DE SIMULATION AUTOMOBILE : CARSIM v.8.02 .............. 29
1. Introduction ................................................................................................................................... 30
2. Etapes à suivre pour effectuer une simulation avec Carsim ......................... 31
2.1. Définition des paramètres du véhicule ciblé ......... 31
2.1.1. Le centre de masse (sprung mass) ................................................................................ 32
2.1.2. Les caractéristiques aérodynamiques (aerodynamics) ................. 32
2.1.3. Le groupe motopropulseur (powertrain) ...................................................................... 33
2.1.4. Le type de suspension (suspension type) ..... 34
2.2. Définition de la trajectoire, la surface de la route et les caractéristiques décrivant
l’environnement routier .................................................................................................................... 35
2.3. Définition du comportement de la voiture (vitesse, trajectoire, freinage, etc.) ................... 37
2.4. Définition du format et du type de résultats désirés ............................................................ 38
CHAPITRE 4 : REALISATION DES SIMULATIONS DYNAMIQUES ET ANALYSES PARAMETRIQUES .......... 39
1. Introduction ................................................................................................................................... 40
2. Création de profils typiques .......... 40
3. Utilisation du logiciel ProVAL 3.0 .. 41
4. Simulations dynamiques et analyses paramétriques sur Carsim v.8.02 ....................................... 45
4.1. Considérations de départ ...................................................................... 45
4.2. Résu