Histoire des techniques d'empierrement des chaussées - Définition

Méthode de Polonceau (1829) – L’invention du cylindrage

En 1829 M. Antoine-Rémy Polonceau ingénieur des ponts et chaussées, frappé du défaut de la méthode qui consistait à livrer au roulage un tas de cailloux et non une chaussée finie, voulut y remédier en faisant procéder au cylindrage des couches de matériaux.

« La liaison des matériaux durs répandus à la surface d'une route est fort longue à s'opérer. Il faut que le tassement, produit par le passage des voitures, force les pierres à se rapprocher, et que les détritus qui proviennent de l'écrasement d'un certain nombre de fragments, achèvent de remplir les vides qui existent dans la masse. Alors, seulement, l'agrégation est complète et la chaussée devient compacte et unie. Mais ce résultat n'est obtenu qu'avec une grande fatigue pour le roulage et la destruction d'une certaine quantité de matériaux qui sont, broyés parles roues. ».

Le procédé est le suivant :

• affermir le fond de la forme par un rouleau ou cylindre de compression d’un poids important ;
• placer au-dessus une couche de matériaux tendres, puis un mélange de matériaux durs et de matériaux tendres, ceux-ci étant destinés à servir de ciment à ceux-là;
• réserver toutefois pour la couche supérieure un lit de pierres dures que l'on recouvrira des débris du cassage ;
• soumettre à l'action du cylindre de cm

L'invention du rouleau compresseur, qui sera dénommé ultérieurement compacteur, n'est pas tout à fait nouvelle en elle-même. Depuis longtemps, dans la Prusse rhénane, on fait usage d'un rouleau de cette nature; mais faute de renseignements exacts et certains, on y faisait peu d'attention. Des rouleaux analogues étaient également employés en Angleterre.

Méthode de Telford

La méthode de Telford n'est autre que celle de Trésaguet modifiée, reprise par un ingénieur anglais à la suite des travaux de McAdam. Telford, après avoir préparé la forme de la chaussée, en dresse le fond bien de niveau, puis il y pose, sur leur face la plus large, une couche de pierres serrées entre elles et formant une espèce de pavé. La hauteur de ces pierres n’est pas la même dans toute la largeur de la chaussée ; elle est de 0,20 à 0,25 m au milieu et va en diminuant graduellement de part et d'autre de l'axe, de manière à se réduire à 0,08 m et 0,10 m à l'arête extérieure de la chaussée.

On remplit avec des éclats enfoncés fortement les vides que les pierres laissent entre elles; puis, on brise à la masse toutes les aspérités que présente la surface et on la dresse d'une manière uniforme. Le bombement est communément réglé au soixantième de la largeur, et ce bombement est distribué de telle sorte que le profil transversal de la chaussée soit une ellipse aplatie. Quand on a ainsi obtenu un pavage irrégulier, mais très solide, on le recouvre d'une épaisseur de 0,15 m environ de pierres cassées. On partage cette épaisseur en deux couches et l'on attend pour répandre la seconde que la première ait commencé à faire corps. Enfin pour faciliter et activer la liaison on répand quelquefois sur la pierre cassée une petite couche de gravier.

Les routes de Telford semblaient bien supérieures a celles de McAdam au point de vue du roulage, à égalité de chargement. Mais la technique paraissait plutôt adaptée pour les terrains mous et compressibles. En effet la chaussée de McAdam est plus élastique que la chaussée de Telford et fléchit davantage.

Evolutions au XXe siècle

Dans une route empierrée, la cohésion des éléments est faible. Avec l’augmentation de la circulation, le macadam s’avère inadapté. L'usure devient très vite anormale, surtout en période humide ou très sèche. On doit constamment réparer flaches et nids de poule. C’est pourquoi dès le début du siècle les routes empierrées vont être revêtues, d’abord goudronnées puis bitumées. Puis les structures vont être améliorées par incorporation de bitume, puis enfin remplacées par des matériaux enrobés bitumineux, grave-bitumes, grave-émulsion, enrobés. Les routes empierrées non revêtues restent l’apanage des voies à très faible trafic, comme les voies forestières.

Les connaissances toutefois vont progresser tout au long du XXe siècle, d’abord sur la qualité des matériaux utilisés en couches de chaussée, avec en particulier l’apparition de graves calibrées 0/D en 1925-1930.

Puis l’évaluation de la portance de la plate-forme et du comportement des sols vont être précisés. En 1931, Proctor démontre, à New York et San Francisco, que le degré de compacité d’un sol est maximal pour uen teneur en eau propre à la nature du sol. En 1939 apparaît, toujours aux États-Unis, les premières évaluations de l’épaisseur de la chaussée en fonction de la charge admissible avec l’indice CBR, californian bearing ratio. Mais les approches sont très empiriques et en 1946, il y a 22 formules différentes pour calculer l’épaisseur d’une chaussée.