L'adhérence des chaussées est une composante souvent négligée de la sécurité des routes et des rues. Elle correspond à la capacité d'un revêtement à mobiliser des forces de frottement entre le pneumatique et la chaussée sous l'effet des sollicitations engendrées par la conduite: accélérations, freinages, changements de direction... Elle permet de conserver à tout moment la trajectoire désirée et de faciliter les manœuvres d'évitement ou de récupération de trajectoire, notamment en virage.
Adhérence : définition et importance
L'adhérence est essentielle pour la sécurité routière. Les études d'accidentalité mettent clairement en évidence un surrisque sur chaussée mouillée (en moyenne, plus d'un accident sur cinq). Sur chaussée sèche et propre, le niveau d'adhérence est en général satisfaisant pour des conditions normales de conduite. Au contraire, sur chaussée mouillée ou humide, l'adhérence diminue par suite de la présence d'un film d'eau qui s'interpose entre le pneumatique et la surface de la chaussée.
Cette perte d'adhérence peut être amplifiée lors des premières pluies sur une chaussée ayant accumulé des poussières, des feuilles ou toutes autres sortes de salissures. Le film peut être plus ou moins important en fonction de la densité de la pluie mais aussi du dévers donné à la chaussée. La perte d'adhérence peut se traduire par un dérapage en l'absence d'ABS. Ce surrisque sur chaussée mouillée, outre la baisse de la visibilité, s'explique également par une augmentation significative de la distance de freinage.
L’importance du glissement des pneus
Coefficient de frottement : indicateur de l'adhérence
Le coefficient de frottement longitudinal chaussée/pneu est maximal, proche de 1, en général autour de 0,8. Le coefficient de frottement se réduit sensiblement sur chaussée mouillée. Pour un revêtement neuf, le coefficient reste en général supérieur à 0,7 mais il peut descendre sous cette valeur pour un revêtement à la rugosité usée. Cette usure se rencontre le plus souvent au droit des zones de sollicitations les plus fortes, en entrée de virage, à l'approche des carrefours ou des passages piétons. Ce coefficient est proche de zéro lors d'un freinage sur un accotement herbeux.
Il existe deux types d'adhérence mesurés par des coefficients spécifiques :
- L'adhérence transversale, mesurée par le coefficient de frottement transversal (CFT).
- L'adhérence longitudinale, mesurée par le coefficient de frottement longitudinal (CFL).
Distance de freinage et coefficient de frottement
La distance de freinage, fonction de la vitesse du véhicule et de la décélération possible sans blocage des roues, est inversement proportionnelle au coefficient de frottement longitudinal. Pour un freinage par temps sec, sur un revêtement propre et récent avec un véhicule présentant de bons pneumatiques, la distance de freinage est de 9 mètres à 40 km/h et 38 mètres à 80 km/h. Elle passe respectivement à 20 mètres et à 83 mètres pour un freinage par temps de pluie sur un revêtement ancien et usé (CFL = 0,3). Dans certaines conditions (hauteur d'eau importante, vitesse élevée), l'adhérence peut devenir quasi nulle (hydroplanage).
Source: securite-routiere.gouv.fr
Facteurs influençant l'adhérence
L'adhérence des chaussées dépend non seulement des caractéristiques des revêtements, mais également des facteurs liés au véhicule (suspension, vitesse, etc.), aux pneumatiques (pression de gonflage, profondeur de sculptures, etc.) et à l'état de la surface de la chaussée (déformations, épaisseur d'eau, pollution, etc.). Les facteurs liés aux surfaces de chaussée, et en particulier ceux relatifs à la rugosité, sont ceux sur lesquels les ingénieurs routiers peuvent agir.
Rugosité de la chaussée : microtexture et macrotexture
La rugosité des surfaces de chaussée permet l'évacuation de l'eau sous le pneumatique et de rétablir des conditions de contact aussi proches que possible de celles rencontrées sur chaussées sèches. Les aspérités composant la texture des surfaces de chaussée se classent selon deux échelles, en fonction de leurs dimensions horizontales et verticales :
- L'échelle de la microtexture (ou microrugosité) couvre les aspérités dont les dimensions sont inférieures à 0,5 mm horizontalement et à 0,2 mm verticalement.
- L'échelle de la macrotexture (ou macrorugosité) couvre les aspérités dont la gamme de dimensions est de 0,5 mm à 50 mm horizontalement et de 0,2 mm à 10 mm verticalement.
Une évaluation de ces deux échelles de rugosité permet de caractériser l'adhérence d'un revêtement. On aura tendance à rechercher un revêtement rugueux et rapeux pour obtenir un bon résultat sur les zones sensibles, avec l'inconvénient que ces revêtements présentent un niveau sonore plus élevé dans l'habitacle pour les passagers et hors de l'habitacle pour les riverains.
Amélioration de l'adhérence : exemple du Segway et des fauteuils roulants
L'amélioration de l'adhérence des chaussées fut pendant les années 1970 un axe de la politique de sécurité des routes avec des opérations de suppression des points dangereux glissants. En dehors des chemins stabilisés, de nombreux fauteuils roulants atteignent leurs limites : les petites roues avant s'enfoncent sur un sol mou, les grandes augmentent le rayon de braquage et réduisent l'agilité.
Hoss Mobility GmbH a développé un fauteuil roulant d'équilibre qui fonctionne comme un Segway et n'a pas besoin de roues avant. Pour qu'il ne bascule pas, même sans alimentation électrique, des supports sont utilisés. Dans ces points d'appui et dans d'autres, les développeurs ont misé sur des paliers lisses en plastique de la série iglidur P.
Les paliers lisses iglidur P : une solution pour l'adhérence et la robustesse
Les paliers lisses iglidur P sont robustes en cas de vitesse de rotation élevée et de charges par à-coups, résistants aux différentes conditions météorologiques, légers et de petites dimensions. Grâce à leur taille compacte, leur résistance aux intempéries et leur énorme résistance aux chocs, les paliers lisses en matériau iglidur P sont les allrounders de la gamme de paliers igus pour l'extérieur. Grâce à eux, les supports de sécurité se déplacent de manière fiable à long terme, sans risque de corrosion et sans besoin de lubrification ou d'entretien.
Fauteuil roulant d'équilibre de Hoss Mobility GmbH
Coefficient d'adhérence et robotique
Le coefficient d'adhérence est également un facteur déterminant dans la conception de robots mobiles. Il est crucial de calculer l'accélération maximale qu'un robot peut atteindre sans que ses roues ne patinent. Plusieurs facteurs doivent être pris en compte, tels que la masse du robot, la nature du sol et les caractéristiques des roues.
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