L’indice de Service (IS), développé au cours des années 80 par le STAC, est un indicateur d’état des chaussées aéronautiques basé sur l'analyse de relevés visuels de dégradations. Il permet d'apprécier le niveau de qualité structurel et superficiel d'une chaussée, que cette dernière soit de type "souple" (structure en matériaux bitumineux) ou "rigide" (structure en matériaux hydrauliques). Sa mise en œuvre est détaillée dans le guide STAC dédié.

 

La création de l'Indice de Service correspondait à la poursuite de trois objectifs :

- appréciation du niveau de service d'une chaussée et de son évolution,

- programmation des besoins à long terme (auscultations et travaux d'entretien),

- estimation prévisionnelle du coût d'entretien pour l'année N+1 à partir des données relatives à l'année N.

 

1. Principe général de la méthode de calcul d’IS

La section de piste étudiée est divisée en sous-sections élémentaires appelées "mailles de relevé", ces mailles devant avoir une surface proche de 500 m² (dans le cas d'une chaussée rigide, la maille est constituée d’un nombre entier de dalles de béton).

Pour chacune des mailles d’une chaussée souple, chaque dégradation relevée est répertoriée à l'aide du triplet d'informations suivant :

- le type de la dégradation (20 types retenus),

- le niveau de gravité (3 niveaux possibles : léger, moyen ou élevé),

- la densité de dégradation par rapport à la maille.

Pour une chaussée rigide, le relevé concerne chaque dalle et les dégradations sont caractérisées par leur type (11 types retenus) et leur niveau de gravité (léger, moyen ou élevé).

Chaque maille ou dalle fait l'objet d'un relevé visuel méthodique permettant de caractériser le type de dégradations et les niveaux de gravité associés.

Pour chaque triplet constitué (type, niveau de gravité et densité) pour une chaussée souple, ou pour chaque doublet (type, niveau de gravité) pour une chaussée rigide, est déduite d'un abaque approprié une valeur numérique significative de l'influence de cette dégradation sur les qualités de la chaussée. Cette valeur, appelée "valeur déduite", ou VD, peut être interprétée comme un malus applicable sur le niveau de service de la chaussée pris par définition à la valeur 100 pour une chaussée neuve. Les figures 1 et 2 présentent deux exemples d'abaque pour un type de dégradation sur chaussée souple et chaussée rigide.

 

 

La somme des valeurs déduites significatives (c'est-à-dire dont la valeur est supérieure à 5) des différents triplets ou doublets répertoriés est calculée sur chaque maille ou dalle inspectée. Cette somme caractérise la "valeur déduite totale", ou VDT, de la maille ou dalle. Le calcul de la VDT permet de déterminer, au moyen d'un abaque différent selon que l'on soit en présence d'une chaussée souple ou rigide, une "valeur déduite corrigée" VDC tenant compte du nombre de dégradations significatives (c'est à dire dont la VD est supérieure à 5).

La figure 3 présente un exemple d'abaque de correction de la valeur déduite totale pour un type de dégradation de chaussée souple (q étant le nombre de dégradations observées sur la maille considérée).

L'IS de la maille ou de la dalle est alors défini de la façon suivante :

IS = 100 – VDC

L'IS de la section caractéristique est pris égal à la moyenne arithmétique des IS calculés sur chaque maille ou dalle.

L'Indice de Service calculé à partir du traitement de l'ensemble des dégradations recensées lors du relevé visuel est appelé IS global.

Deux autres indices de service à caractère plus spécifique, qui apportent des enseignements complémentaires, peuvent être calculés :

- l'IS structurel calculé à partir du traitement des dégradations symptomatiques d'un problème de structure uniquement,

- l'IS superficiel calculé à partir du traitement des dégradations symptomatiques d'un problème de surface uniquement.

L’ensemble des dégradations retenues sont présentées en détails dans le Catalogue des dégradations du STAC et rappelées dans le Tableau 1.

 

 

2. Principe de calcul d’IS pour les chaussées souples et les chaussées rigides

1ère étape – calcul des densités

1. Pour les chaussées souples

Selon la longueur de la section étudiée et la dimension des mailles, la surface restante après la dernière maille entière est soit :

- comptabilisée comme une maille si sa superficie est supérieure ou égale à la moitié d'une maille

- fusionnée à la dernière maille entière si sa superficie est inférieure à la moitié d'une maille.

On détermine pour chaque doublet (type de dégradation, niveau de gravité) une densité de dégradation en % par maille (maille de 500 m² environ) :

- si dégradation de type surfacique : densité = surface de dégradations x 100 / aire maille

- si dégradation de type linéaire : densité = linéaire dégradations x 0,3048 x 100 / aire maille

2.Pour les chaussées rigides

A partir des paramètres de longueur / largeur des dalles et de leur nombre en Profil en Travers (PT), détermination du nombre de rangées Nr définissant une maille de calcul proche de 500 m² (Nr = valeur entière la plus proche de 500 / surface d'une rangée).

Selon la longueur de la section, Nr est incrémenté (pour la dernière maille) selon le test :

- si dernière fraction de maille >= supercifiemaille/2 alors on garde cette dernière maille de calcul

- si dernière fraction de maille < supercifiemaille/2 alors dernière maille de calcul constituée par avant dernière maille complète + fraction de maille restante

On détermine alors, pour chaque doublet (type de dégradation, niveau de gravité), une densité de dégradation en % par maille (nombre de dalles affectées par la dégradation par rapport au nombre total de dalles constituant une maille x 100).

2ème étape – détermination des valeurs déduites

Pour chaque type de dégradation, on détermine, grâce aux courbes de valeurs déduites propres à chaque dégradation, la valeur déduite VD (en abscisse se trouve la densité d). Les tableaux 3 et 4 et les figures associées 4 et 5 illustrent le calcul de valeur déduite à partir de la densité de dégradation. L’ensemble des données nécessaires au calcul de VD pour chacune des dégradations référencées est disponible dans l’annexe 1.

► Interpolation à partir des points connus :

La formulation d’interpolation des points connus est à utiliser lorsque l’on souhaite déterminer la VD pour une valeur de densité non répertorié dans les tableaux de valeurs déduites. Exemple pour une densité de 15 (gravité léger) dans le tableau 2. On obtient :

VD = (VDB-VDA) x (Log(d)-Log(dA)) / (Log(dB)-Log(dA)) + VDA

VD = (33-24) x ((Log(15)-Log(10)) / ((Log(20)-Log(10)) + 24 =  29,26 ≈ 29

 

Ne sont prises en compte que les VD > 5.

Les valeurs déduites sont ensuite sommées par catégorie de dégradation (superficielle et structurelle) et toutes catégories (globales) aboutissant à 3 Valeurs déduite Totales : VDT(1), VDT(2) et VDT(3).

Sont aussi comptabilisées le nombre de doublets (dégradation / niveau de gravité) selon la catégorie (superficiel, structurel et global) : N(1), N(2) et N(3).

3ème étape – détermination des valeurs corrigées

Des corrections sont appliquées aux valeurs réduites totales déterminées, en fonction du nombre de dégradations significatives relevées (= nombre de doublets dégradation / niveau de gravité ayant une VD >5), à l’aide des tableaux et figures associés présentés dans l’annexe 2.

► Interpolation à partir des points connus :

La formulation d’interpolation des points connus est à utiliser lorsque l’on souhaite déterminer la VD pour une valeur de densité non répertorié dans les tableaux de valeurs déduites. Exemple pour une densité de 15 (gravité léger) dans le tableau 2. On obtient :

VC = (VCB-VCA) x (VDT-VDTA) / (VDTB-VDTA) + VCA

                

4ème étape – Calcul des IS Global, structurel et surfacique par maille

Les 3 IS (structurel, superficiel et global) sont calculés à l’aide de la formule : IS=100-VC

Pour le calcul des indices superficiel et structurel, les valeurs déduites totales VDTsuperficielle et VDTstructurelle sont calculées en ne prenant en compte que les dégradations respectivement de types structurel et superficiel, et les valeurs corrigées superficielles et structurelles correspondantes sont calculées en fonction du nombre « q » de dégradation de chaque type.

Pour le calcul de l’indice global, la valeur corrigée est calculée en prenant en compte l’ensemble des dégradations (structurelles et superficielles) de la maille. Par ailleurs, une même dégradation comportant deux niveaux de gravité différents compte pour deux dégradations lors du calcul de la valeur corrigée

Exemple : 5 dégradations au total, 2 structurelles de VDT = 45 et 3 superficielles de VDT = 30. Il convient de considérer q=5 et VDT = 75 pour l’IS Global, q=2 et VDT = 45 pour l’indice structurel et q=3 et VDT = 30 pour l’indice superficiel.

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5ème étape – Calcul des IS Global, structurel et surfacique de l'aire étudiée

Calcul des 3 IS moyens sur l'ensemble des mailles et des écarts types.

3. Logiciel IS v3

Afin d'assister les exploitants dans les déterminations des IS, un outil informatique (IS_V3) est mis à disposition gratuitement sur la plateforme ACA du STAC, qui permet l’automatisation des traitements associés à la démarche précédemment décrite.

 

4. L'indice de service - outil de gestion des chaussées aéronautiques

Une cartographie d'un aéroport sur laquelle on reporte les valeurs d'IS par section permet de déterminer des zones homogènes pour lesquelles le niveau de service peut être apprécié rapidement (figure n°6).

L'analyse de l'évolution des indices de services dans le temps (il est recommandé d'effectuer annuellement les relevés nécessaires à la détermination des IS) permet une programmation pluriannuelle des travaux d'entretien voire de réparation.

Une analyse détaillée des IS de chaque maille permet également d'apprécier l'homogénéité structurelle d'une zone fonctionnelle. (cf. analyse d'une piste figure n° 7).

Mise à jour le 5 mai 2021