Qu'est-ce que l'indice de l'état de la chaussée (PCI) ?

L’indice de l’état de la chaussée (PCI) est une cote de 0 à 100 qui indique l’état de surface d’une chaussée. Une valeur de 0 correspond à une chaussée défaillante et 100 à une chaussée neuve. Il résulte du type, de la sévérité et de la quantité des dégradations que l’inspecteur observe.

Le PCI est une cote d’état, de sorte qu’il n’a pas d’unité physique. L’ASTM D5340 compte l’erreur d’une estimation en points de PCI. L’indice est un outil de gestion de l’entretien. Il fournit une base objective pour les besoins et les priorités d’entretien. Des relevés répétés montrent le rythme de la dégradation.

Norme applicable

L’ASTM D5340 couvre les chaussées d’aéroport. L’ASTM D6433 couvre les routes et les parkings. Le Corps des ingénieurs de l’armée américaine a mis au point la méthode pour les chaussées aéroportuaires, avec des fonds de l’US Air Force. La FAA et le Naval Facilities Engineering Command des États-Unis l’ont adoptée par la suite. Le Corps a aussi mis au point la méthode routière, que le DoD et l’APWA ont adoptée. Les deux normes indiquent que le PCI ne remplace pas la mesure directe de la capacité structurelle, de l’adhérence, du confort de roulement ou de la rugosité.

L’ASTM D5340-24 et l’ASTM D6433-24 sont les éditions en vigueur. L’ASTM vend chaque norme, de sorte qu’un relevé doit suivre l’édition que le contrat désigne. Le DoD utilise l’UFM 3-260-16 comme équivalent de l’ASTM D5340. La FAA publie gratuitement les manuels de dégradations PAVER pour les aérodromes en asphalte et en béton, et l’AC 150/5380-7B y renvoie.

Échelle de cotation

L’échelle de la FAA dans l’AC 150/5380-7B divise l’intervalle en sept catégories. La figure de la FAA n’est qu’un exemple. Elle montre aussi une échelle personnalisée à trois catégories, dont les limites sont 70 et 55. Le manuel du DoD UFM 3-260-03 donne les mêmes sept plages et ces définitions :

L’édition 1998 de l’ASTM D5340 utilise les mêmes limites, avec d’autres appellations : Excellent, Très bon, Bon, Passable, Médiocre, Très médiocre et Défaillant. Une valeur de 42,5 est Passable sur cette échelle et Médiocre sur l’échelle de la FAA. Indiquez toujours l’échelle qu’un rapport utilise.

Pour les routes, l’agence fixe en général les catégories (NASEM 2024). L’AC 150/5320-6G indique que les valeurs de PCI ne donnent qu’une indication relative de l’état de surface. Considérez les limites d’entretien, de réhabilitation et de reconstruction comme relatives, et non comme exactes.

Déroulement d’un relevé

L’inspecteur divise la chaussée en branches. Chaque piste, voie de circulation et aire de trafic constitue une branche distincte. Une branche comprend des sections de construction, d’entretien, d’usage et d’état uniformes. Une section comprend des unités d’échantillonnage. Pour l’asphalte, une unité d’échantillonnage mesure 5 000 ± 2 000 pieds carrés (450 ± 180 mètres carrés). Pour le béton, elle comprend 20 ± 8 dalles.

La norme admet une inspection de toutes les unités d’échantillonnage, d’un nombre d’unités suffisant pour un niveau de confiance de 95 %, ou d’un nombre moindre. Inspecter toutes les unités coûte généralement trop cher pour la gestion courante. Cette option convient à l’analyse de projet, où elle aide à estimer les quantités d’entretien. Le nombre minimal n d’unités d’échantillonnage pour un niveau de confiance de 95 % est :

n = N x s^2 / ((e^2 / 4) x (N - 1) + s^2)

N est le nombre d’unités d’échantillonnage de la section. L’erreur acceptable e vaut couramment 5 points de PCI. L’écart type s entre unités d’échantillonnage est supposé égal à 10 pour l’asphalte et à 15 pour le béton lors de la première inspection. Les inspections ultérieures utilisent la valeur mesurée lors de l’inspection précédente. L’inspecteur répartit ensuite les unités régulièrement dans la section, avec un départ aléatoire. Pour d’autres travaux, la norme donne l’exemple d’une agence qui relève moins d’unités. Elle relève 1 unité lorsqu’une section compte de 1 à 5 unités, et 2 unités pour 6 à 10. Elle relève 3 unités pour 11 à 15, 4 unités pour 16 à 40, et 10 % au-delà de 40.

L’inspecteur parcourt chaque unité d’échantillonnage et relève le type, la sévérité et la quantité de chaque dégradation. Les outils sont une fiche de relevé, une roue odomètre manuelle et une règle de 12 in (300 mm). Pour l’asphalte, l’inspecteur utilise aussi une règle de 10 ft (3 m) ou un cordeau. L’inspecteur travaille sur une chaussée soumise au bruit de la circulation et des aéronefs, de sorte que la norme exige une coordination avec le personnel des opérations de l’aéroport. Elle exige aussi la disponibilité de protecteurs auditifs.

Calcul du PCI

Le calcul d’une unité d’échantillonnage en asphalte comporte ces étapes :

1. Additionnez la quantité de chaque type de dégradation à chaque niveau de sévérité.
2. Divisez chaque quantité par la surface de l’unité d’échantillonnage et multipliez par 100. C’est la densité en pourcentage. Pour le béton, la densité est le pourcentage de dalles présentant la dégradation.
3. Lisez la valeur de déduction (DV) de chaque dégradation et de chaque sévérité sur les courbes de déduction de la norme.
4. Si aucune valeur de déduction, ou une seule, est supérieure à 5, utilisez la somme des valeurs de déduction comme valeur de déduction corrigée maximale (CDV). Sinon, cherchez la CDV maximale avec la procédure itérative qui suit.
5. Soustrayez la CDV maximale de 100.

PCI = 100 - maximum CDV

La procédure itérative limite d’abord le nombre de valeurs de déduction à m. La norme donne m par m = 1 + (9 / 95) x (100 - HDV). HDV est la valeur de déduction individuelle la plus élevée. La valeur de m est au plus 10. Conservez les m plus grandes valeurs de déduction. Multipliez la dernière par la partie fractionnaire de m. Répétez ensuite ces étapes :

1. Additionnez les valeurs de déduction et comptez q, le nombre de valeurs de déduction supérieures à 5.
2. Lisez la CDV sur la courbe de correction pour q et la somme.
3. Ramenez à 5 la plus petite valeur de déduction supérieure à 5, et répétez jusqu’à ce que q soit égal à 1.
4. La CDV maximale est la plus grande CDV de toutes les passes.

La norme donne un exemple travaillé pour une unité d’échantillonnage en asphalte. Les valeurs de déduction sont 27,0, 21,0, 20,0, 9,0, 4,9, 4,8, 4,0 et 2,0. La plus élevée est 27,0, donc m = 1 + (9 / 95) x (100 - 27) = 7,92. Les sept plus grandes valeurs restent, et la huitième devient 2,0 x 0,92 = 1,8. Les passes donnent ces résultats :

La CDV maximale est 57,5, de sorte que le PCI de l’unité d’échantillonnage est 100 - 57,5 = 42,5. La CDV ne croît pas régulièrement d’une passe à l’autre, donc la norme retient la plus grande valeur.

Le PCI d’une section est la moyenne des PCI de ses unités d’échantillonnage. Cela vaut lorsque l’inspecteur relève toutes les unités ou les choisit toutes au hasard. Les unités d’échantillonnage qui présentent une dégradation inhabituelle, comme une tranchée de réseau, sont des unités « supplémentaires ». Si l’inspecteur en relève, le PCI de la section est une moyenne pondérée.

Types de dégradations

L’inspecteur ne relève que les types de dégradations que la norme définit. L’édition 1998 de l’ASTM D5340 répertorie 16 types pour l’asphalte :

• fissuration en peau de crocodile, ressuage, fissuration en blocs, ondulation et dépression,
• érosion par le souffle des réacteurs, fissuration par réflexion de joint, et fissuration longitudinale et transversale,
• déversement d’huile, réparations, granulats polis, et désagrégation et vieillissement,
• orniérage, bourrelet, fissuration par glissement et gonflement.

Elle répertorie 15 types pour les chaussées en béton à joints :

• soulèvement (blowup), fissures d’angle, fissures longitudinales, transversales et diagonales, et fissuration de durabilité,
• dégradation du scellement de joint, réparations petites et grandes, éclatements superficiels, et pompage,
• écaillage, faïençage et craquelures, tassement ou dénivellation, dalle fragmentée, et fissures de retrait,
• épaufrure de joint et épaufrure d’angle.

Les manuels PAVER de 2009 définissent 17 types de dégradations pour l’asphalte et 16 pour le béton. Ils comptent le vieillissement et la désagrégation comme deux dégradations distinctes, et ils ajoutent la réaction alcali-silice pour le béton. La norme en vigueur peut encore différer. Utilisez donc l’édition que le contrat de relevé désigne.

Ce que le PCI ne mesure pas

Le PCI repose sur les dégradations visibles en surface. L’ASTM D5340 indique qu’il ne peut pas mesurer la capacité structurelle et ne donne aucune mesure directe de l’adhérence ni de la rugosité. La FAA évalue la rugosité selon l’AC 150/5380-9 et l’adhérence selon l’AC 150/5320-12. Un manuel du DoD ajoute qu’une surface peut être cotée Bonne tout en présentant des défauts sous-jacents qui cèdent sous les charges répétées des aéronefs.

Le PCI n’est pas le PCR. Le PCR est la cote de classification de chaussée, qui exprime la capacité portante d’une chaussée.

Le PCI n’est pas le PSI. Le PSI (Present Serviceability Index) est une cote de confort de roulement de 0 à 5 issue de l’essai routier de l’AASHO de la fin des années 1950. La FHWA note qu’il tombe en désuétude. Le PCI et l’indice de rugosité international sont aussi différents. L’IRI provient d’un profil mesuré, et le PCI provient des dégradations qu’un inspecteur relève.

La norme fixe des limites à l’exactitude des mesures de dégradations. Lorsque l’inspecteur remesure une dégradation, les mesures linéaires doivent concorder à 10 % près, et les mesures de surface à 20 % près. L’inspecteur doit identifier correctement les types de dégradations dans 95 % des cas. L’édition 1998 ne donne aucun énoncé de fidélité issu d’essais statistiquement conçus.

Usage dans la gestion aéroportuaire

Un programme de gestion des chaussées utilise le PCI pour suivre l’état, modéliser la dégradation et programmer l’entretien. PAVER et le PAVEAIR de la FAA sont des programmes qui le font. Les logiciels décrits dans l’AC 150/5380-7B travaillent avec des niveaux minimaux acceptables d’état que l’utilisateur fixe. Un rapport prévoit l’année où un tronçon atteint le PCI minimal, et il estime le coût.

L’AC ne donne aucune valeur unique de PCI qui déclenche l’entretien, et laisse les niveaux à l’aéroport. Le manuel du DoD décrit un PCI critique. En dessous, l’entretien local n’est plus rentable, et une réhabilitation majeure commence. Chaque armée fixe ses propres niveaux. Le manuel réduit aussi la charge brute admissible de 25 % lorsque le PCI est de 40 ou moins.

Un aéroport tenu à des obligations fédérales doit effectuer une inspection détaillée au moins une fois par an. Un relevé de PCI selon l’ASTM D5340 permet de porter à trois ans l’intervalle entre les relevés PCI détaillés. Les inspections courantes d’entretien se poursuivent en plus.

Drones

Un drone peut capturer les images d’un relevé visuel. Un PCI établi à partir d’images de drone ne suit l’ASTM D5340 que si le relevé respecte la procédure de la norme. TarmacView relève les chaussées aéroportuaires par drone, cote les dégradations selon l’ASTM D5340 et calcule un PCI pour chaque unité d’échantillonnage. Le service est proposé en accès anticipé.