La voie, un ensemble complexe

Article 3
Le bitume passe de la route au rail
Rail & Recherche n°34 - janvier/février/mars 2005

Trois kilomètres de voies sur la LGV Est sont construits sur une sous-couche de grave-bitume, comme une route. Un banc d’essai en vraie grandeur, piloté par l’Ingénierie SNCF, pour une innovation qui pourrait générer des économies sur les matériaux et leur transport.

Et si le rail profitait de la route ? La grave enrobée de bitume (GB, grave-bitume) est un produit normalisé utilisé dans la construction des routes. RFF a chargé l’Ingénierie de la SNCF de réaliser des essais en laboratoire puis en ligne sur la LGV Est pour savoir s’il est possible ou non de l’incorporer dans la plate-forme des voies ferrées.

L’idée proposée par l’entreprise Colas consiste à remplacer par de la grave- bitume la grave de la sous-couche, celle qui est située juste au-dessous du ballast (au-dessus de la couche de forme). La substitution des matériaux permettrait de diminuer l’épaisseur de la sous-couche, mais aussi celle de la couche de forme.D’après le modèle routier de Colas, la sous-couche pourrait être limitée à 15 cm au lieu de 20 et la couche de forme à 35 cm au lieu de 50 sur un sol support de portance moyenne. Avec un substrat d’une portance supérieure, il serait même possible de se passer de couche de forme.

L’économie sur les matériaux et sur leur transport serait non négligeable dans les régions où la nature du terrain ne permet pas d’utiliser les déblais du terrassement de la ligne ou de disposer de ressources proches.

Au-delà, c’est l’organisation même des chantiers de construction des lignes qui pourrait en être transformée. Jusqu’à un passé récent, l’installation des équipements ferroviaires ne pouvait être réalisée que par des engins… ferroviaires, donc après la pose des rails, technique contraignante ne serait-ce que pour l’accès des engins au chantier. L’utilisation de moyens routiers s’étend peu à peu (câbles-caténaires), mais entraîne des dégradations de la sous-couche. Par contre, si la voie était préparée avec une couche de grave-bitume, elle aurait — avant la pose de la première couche de ballast — toutes les caractéristiques d’une route dimensionnée pour le trafic du chantier. Il serait alors possible d’utiliser très largement des engins routiers pour poser ces équipements sans risque de dégrader la plate-forme.

Quatre années d’essais sur la LGV Est

Il reste à démontrer la possibilité de transférer cette technique de la route au rail. Dans un premier temps, l’Ingénierie a fait réaliser des essais en laboratoire.
Ils ont montré que les grains de ballast ne pénétraient pas à l’intérieur de la grave enrobée de bitume et qu’ils ne rebondissaient pas non plus sur ce matériau. D’autres essais ont prouvé la résistance de la GB à la fatigue ferroviaire d’une part, au gel d’autre part.

De bons points, mais la question de la maintenance, donc du comportement de la voie sur la longue durée reste posée. Il faut s’assurer, en particulier, que de fortes élévations des températures estivales ne se traduiront pas par un“fluage” de la grave-bitume. La réponse passe par un essai en vraie grandeur. Cet essai a lieu sur une portion de ligne de 3 km (lot n° 22, tronçon B) à la hauteur de Bezannes, non loin de la future gare de Reims-Champagne TGV. La pose de la couche de forme a été achevée fin novembre, mais l’épandage de la GB a é té repoussé au printemps car l’opération nécessite des conditions de température extérieure non garanties en cette période de l’année. Des capteurs de pression et d’allongement, des thermomètres et des accéléromètres (pour la mesure des accélérations au niveau des traverses) vont être installés. Rendez-vous en 2009, à l’issue de la campagne d’essais.