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Instrumentation of pavements is one of the most effective methods to monitor pavement condition. The objective of this thesis is to develop a multifunctional system for pavement monitoring. This system is based on the measurement of pavement deflections, using geophones or accelerometers, and pavement temperatures. Deflection is a key indicator of the structural response of pavements, as it characterises the global stiffness of the pavement, and can be used to back-calculate pavement layer moduli. Different geophones and accelerometers have been selected and tested in the laboratory first and then at the accelerated pavement testing facility, to evaluate their response, under loadings representative of the field conditions. These tests helped understand the influence of different parameters, such as loading speed, load position and temperature on the sensor response. Methods of back-calculation of pavement layer moduli using the measured deflection basins were also developed To further elaborate the applicability of these sensors on a real road under heavy traffic, these sensors were installed on a French motorway site, and connected to a wireless data acquisition system. From the data over a period of about 2 years, the analysis of seasonal variations of deflections, in relation with temperature variations, but also the identification of vehicle types, calculation of vehicle speeds and estimation of vehicle loads. This study demonstrates different applications of geophones and accelerometers for the instrumentation of pavements, and shows the potential offered by remote monitoring systems to better evaluate pavement behaviour.; L'instrumentation des chaussées est l'une des méthodes les plus efficaces pour surveiller l'état des chaussées. L'objectif de cette thèse est de développer un système multifonctionnel pour la surveillance des chaussées. Ce système est basé sur la mesure des déflexions de la chaussée, à l'aide de géophones ou d'accéléromètres, et des températures de chaussée. La déflexion est un indicateur clé de la réponse structurelle des chaussées, car elle caractérise la rigidité globale de la chaussée et peut être utilisée pour recalculer les modules de couche de chaussée. Différents géophones et accéléromètres ont été sélectionnés et testés en laboratoire d'abord puis au banc d'essai accéléré des chaussées, pour évaluer leur réponse, sous des charges représentatives des conditions de terrain. Ces tests ont permis de comprendre l'influence de différents paramètres, tels que la vitesse de chargement, la position de la charge et la température sur la réponse du capteur. Des méthodes de rétrocalcul des modules de couche de chaussée à l'aide des bassins de déflexion mesurés ont également été développées. Pour approfondir l'applicabilité de ces capteurs sur une route réelle à fort trafic, ces capteurs ont été installés sur un site autoroutier français, et connectés à un système d'acquisition de données sans fil. A partir des données sur une période d'environ 2 ans, l'analyse des variations saisonnières des flèches, en relation avec les variations de température, mais aussi l'identification des types de véhicules, le calcul des vitesses des véhicules et l'estimation des charges des véhicules. Cette étude démontre différentes applications des géophones et des accéléromètres pour l'instrumentation des chaussées, et montre le potentiel offert par les systèmes de télésurveillance pour mieux évaluer le comportement des chaussées. |
