Des bactéries contre la fissuration des routes

Les changements climatiques déforment aussi les routes : l’un de ces désordres s’appelle le retrait-gonflement des argiles (RGA). Lorsqu’il pleut, l’argile contenu dans les sols gonfle, et lorsque l’eau s’évapore, il se rétracte. En cas de sécheresse, ce retrait peut être très important. Les infrastructures souffrent alors, notamment les routes. Elles voient se multiplier les fissures longitudinales, surtout sur leurs bords, puis des fractures entre les fissures, et parfois des déformations (creux, bosses). Dans le Loiret, « 80 % du territoire est touché par le phénomène. C’est considérable », s’inquiète Frédéric Legay, responsable du service Gestion de la route de ce département. C’est pourquoi la collectivité teste depuis quelques semaines avec le Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement (Cerema) une nouvelle solution de lutte contre le RGA.

Bio-cimentation

Il s’agit au départ d’un procédé imaginé par la start-up suisse MeduSoil, un spin-off de l’École polytechnique fédérale de Lausanne : une bio-cimentation de l’argile. On injecte dans le sol une première solution de fixation contenant de la calcite, puis une seconde solution concentrant des micro-organismes qui minéralisent la calcite. Cette solution, « mise au point plutôt afin de stabiliser des sols granulaires, est testée en première mondiale pour traiter le retrait-gonflement des sols argileux sous les chaussées. Le Cerema est parti de ce procédé afin d’imaginer son applicabilité au problème du RGA : à quelle profondeur faudrait-il injecter le fluide ? À quels intervalles ? etc. », se demande Lamine Ighil Ameur, chercheur en mécanique des sols au Cerema.

Ici, c’est l’accotement que l’on tente de stabiliser : cette surface de terre sur laquelle il ne faut pas rouler et qui borde la zone de roulement. Les accotements n’ont pas toujours la même largeur, ni la même inclinaison, ni le même environnement (bois, champs qui longent la route). Ce sont eux, soumis directement au soleil et donc à l’évaporation, qui se rétractent en premier. L’expérimentation consiste donc à injecter la biocimentation de MeduSoil pour que les accotements ne se rétractent pas et que la route reste stable. 

Sondes et station météo

Deux planches d’essai ont été mises en œuvre sur les 230 mètres de cette expérimentation, le long d’une départementale à proximité de Saint- Loup-des-Vignes. Les accotements et les bords de route n’étant pas identiques sur toute la longueur, différentes configurations et solutions sont testées. « Nous observons ensuite la route pendant trois ans. Afin de vérifier l’efficacité de la solution, la chaussée est équipée de vingt sondes hygrométriques mesurant en temps réel la teneur en eau du sol. Une station météo complète le dispositif », précise Lamine Ighil Ameur. Le coût de cette expérimentation s’élève à 230 000 euros, dont 150 000 € pour l’injection et l’instrumentation de la route, et 80 000 € afin de refaire la chaussée. La totalité de cette somme est prise en charge par le département.

« Nous avons dû reconstruire la route à neuf pour repartir d’une page vierge et pouvoir observer s’il y aurait de nouvelles déformations », poursuit l’ingénieur. Cette route départementale présentait en effet des fissures « alors que nous l’avions refaite il y a trois ans ! Nous voulons cesser de courir après la nature en colmatant simplement les dégâts. Nous essayons de travailler avec elle en la respectant, grâce à une solution écologique, et en étant astucieux. L’objectif est de maîtriser le phénomène », explique Frédéric Legay.

Neuf chantiers tests

C’est le troisième test d’une solution technique de lutte contre le RGA dans le Loiret. Il accueille déjà l’expérimentation d’une géogrille de consolidation de la bande roulante sur une départementale (360 000 € pour 300 m de chaussée). Mais aussi l’étude de l’efficacité d’injection d’une solution ionique dans les accotements d’une autre route (148 000 € pour 300 m) – c’était d’ailleurs une première européenne avec ce procédé. Ces travaux s’inscrivent dans le cadre de l’Observatoire des routes sinistrées par la sécheresse (ORSS), un organisme né en 2017 au sein du Cerema. Créé à l’origine avec le Cher, l’Indre, le Loir-et-Cher et le Loiret, il a été rejoint par l’Indre-et-Loire après la sécheresse de 2018, qui a fortement affecté ses routes. Ses recherches sont co-financées par le Cerema et par les départements concernés. Depuis 2017, neuf chantiers tests, concernant huit procédés, ont été menés sur ces territoires, pour un total d’investissement d’1,83 M€. Un guide contenant les premières solutions testées devrait bientôt voir le jour.

Devenir national

L’ORSS ambitionne de devenir national. « Notre travail consiste à développer un panel de solutions durables et écologiques face aux effets des sécheresses sur les routes », rappelle Lamine Ighil Ameur. « Nous étudions leur coût, leur durabilité, leur impact sur l’environnement, leur empreinte carbone, leurs difficultés en termes de travaux publics, leur applicabilité aux différentes routes et environnements, etc. Aujourd’hui, nous avons besoin de vérifier ailleurs la reproductibilité des solutions déjà testés en région Centre-Val-de-Loire », précise-t-il. C’est pourquoi le Cerema invite tous les départements à adhérer à un nouvel Observatoire national des routes sinistrées par la sécheresse (ONRS) qui sera lancé mi-novembre 2023, pour participer aux expérimentations et financer la recherche.