Qu'est-ce qu'un déflectomètre à masse tombante (FWD) ?

Le déflectomètre à masse tombante (FWD) est un appareil d’essai qui laisse tomber une masse sur une chaussée et mesure la distance dont la surface fléchit.

Fonctionnement

La masse tombe sur un jeu de ressorts en caoutchouc. Cela applique à la chaussée une charge d’impulsion. L’intensité de la charge dépend de la masse et de la hauteur de chute. Les ingénieurs modifient les deux pour que la charge soit semblable à une charge de roue du train principal d’un avion.

Des capteurs de déflexion enregistrent le mouvement de la surface sous la plaque de charge et à des distances de celle-ci. Sur les chaussées d’aérodrome, les distances usuelles vont de 12 po (30 cm) à 72 po (180 cm). Le capteur sous la plaque indique la rigidité de toute la structure de la chaussée. Le capteur le plus éloigné indique la rigidité du sol de fondation.

FWD et HWD

La charge du FWD est souvent insuffisante pour une chaussée d’aérodrome épaisse. Le déflectomètre à masse tombante lourde (HWD) utilise le même principe avec une charge d’environ 70 kips. La FAA indique que le HWD est couramment utilisé dans l’évaluation des chaussées d’aérodrome. Un déflectomètre léger (LWD) est une version portable. Sa cellule de charge le limite aux matériaux non liés, comme les couches de base et le sol de fondation.

À quoi les ingénieurs d’aérodrome s’en servent

La FAA énumère ces usages des données FWD et HWD :

• Évaluer la capacité portante d’une chaussée existante et calculer sa durée de vie restante.
• Calculer l’efficacité du transfert de charge des fissures et des joints.
• Trouver les vides aux angles et aux joints d’une chaussée en béton.
• Déterminer les propriétés des matériaux des couches et du sol de fondation, pour la conception d’un recouvrement.

Le rétro-calcul transforme les déflexions mesurées en propriétés des couches, comme le module d’élasticité. Le logiciel BAKFAA de la FAA le fait. Les résultats dépendent du modèle structurel et du logiciel, ce sont donc des estimations.

Les données servent aussi à calculer l’indice de classification de la chaussée (PCR). L’Annexe 14 de l’OACI exige que la résistance portante d’une chaussée soit déterminée. Pour les avions dont la masse sur l’aire de trafic dépasse 5 700 kg, le rapport utilise la méthode ACR-PCR. L’Annexe 14 ne désigne aucun appareil d’essai.

Ce qu’il ne montre pas

Un FWD ne montre pas l’état de surface d’une chaussée. Un relevé de l’indice d’état de la chaussée (PCI) selon l’ASTM D5340 évalue l’état visuel. L’épaisseur des couches demande des carottes ou un géoradar. La FAA note qu’une chaussée peut avoir un PCI faible tout en ayant une structure suffisante pour le trafic qu’elle reçoit. Les données FWD et PCI répondent donc à des questions différentes.

Normes

L’ASTM D4694 est la méthode d’essai des déflexions avec un appareil d’impulsion à masse tombante. L’ASTM D4695 est un guide pour les mesures générales de déflexion de chaussée. L’ASTM D5858 est un guide pour calculer les modules élastiques équivalents in situ avec la théorie élastique à couches.