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ESTEM- novembre 2023
Omar CHEMAOU ELFIHRI
ESTEM
2
PLAN
DONNEES NECESSAIRES
ETUDE HYDROLOGIQUE
ETUDE HYDRAULIQUE
CALAGE ET RACCORDEMENT DE L’OUVRAGE
ETUDE DE LA STRUCTURE
MODELISATION DE LA STRUCTURE
COUT DU PROJET
PROCEDES DE CONSTRUCTION
Etudes hydraulique -Ponts
Données nécessaires
Les données et contraintes fonctionnelles rassemblent
toutes les caractéristiques permettant au pont d’assurer
sa fonction d’ouvrage de franchissement, à sa mise en
service et à terme.
Elles intègrent les contraintes de construction, de servie
et d’exploitation.
3
DONNÉES NATURELLES
L’ouvrage étudié assure la traversée de la vallée d’un cours d’eau moyen.
A cet endroit, la vallée du cours d’eau à franchir est caractérisée par une brèche peu
large et des berges moyennement dénivelées.
La zone constituant le berceau du lit principal de l’oued est large d’environ 9m et
présente un fond à la côte 9 m NGM.
TOPOGRAPHIE
4
DONNÉES NATURELLES
5
GÉOLOGIE
Le site du projet est limité à l'W par l'Océan Atlantique, au N par le Détroit de
Gibraltar et au S par la ligne de partage des eaux des bassins du Marhar et du
Kharroub et à l'E par celle des bassins des oueds El-Liam d'une part, El-Ksar et Khemis
d'autre part.
Les faciès prédominants sont des argiles et marnes schisteuses grisâtres et,
jaunâtres en altération,
DONNÉES NATURELLES
La pluviométrie :
CLIMATOLOGIE
6
Le site possède un climat subhumide
caractérisé par :
une pluviométrie qui varie dans le
temps de 500 à 1200 mm, et dans
l'espace de 750 à 1 000 mm.
et une température de l'ordre de
17,5°C.
DONNÉES NATURELLES
Température :
CLIMATOLOGIE
7
La large ouverture marine du Tangérois adoucit les températures, dont les valeurs inférieures à
0°C et supérieures à 40°C sont exceptionnelles.
L'écart diurne moyen est de 7 à 9°C selon les mois, et de 8°C en moyenne annuelle.
DONNÉES FONCTIONELLES
ENVIRONNEMENT
8
Le site du projet ne présente, à priori, aucune contrainte d’environnement particulière,
susceptible d’influencer la conception de l’ouvrage d’art étudié.
CONTRAINTES D’ENVIORNNEMENT
DONNÉES FONCTIONELLES
ACCÈS ET EXPLOITATION
9
L’accès au site du projet ne pose pas de problème particulier pouvant constituer une contrainte.
ÉTUDE HYDROLOGIQUE
DELIMITATION DU BASSIN VERSANT
10
ÉTUDE HYDROLOGIQUE
Estimation des débits caractéristiques
11
L’étude cartographique du cours d’eau a permis d’estimer les paramètres physiques de son bassin
versant. Au droit de la section de franchissement, ce bassin d’apport présente les
caractéristiques suivantes :
Superficie (A) : 15,81 km² ;
Longueur du drain (L) : 7,18 km ;
Pente moyenne (P) : 0,13 % ;
La délimitation de ce bassin versant est effectuée sur les cartes topographiques à l'échelle de la
région de projet.
Le débit de pointe correspondant aux apports de ce bassin versant est déterminé ci-
dessous, selon les différentes formules empiriques communément utilisées dans le domaine des
ouvrages d’art.
ÉTUDE HYDROLOGIQUE
Estimation des débits caractéristiques
12
Formule de Mallet-Gauthier
L'expression de cette équation se présente sous la forme suivante :
Où :
Q est le débit de pointe (en m3/s)
k est un coefficient régional pris égal à 2
a est un coefficient régional pris égal à 20 pour le Maroc
H est la hauteur moyenne annuelle des pluies (en m)
A est la superficie du bassin versant (en km²)
L est la longueur du drain principal (en km)
T est la période de retour (en années)
La hauteur moyenne annuelle des pluies prise est de786 mm
La période de retour, ou temps de retour, est la durée moyenne au cours de laquelle, statistiquement un
événement d’une même intensité se reproduit.
ÉTUDE HYDROLOGIQUE
Débit de pointe
13
L'expression de cette équation se présente sous la forme suivante :
Formule de Fuller II
Où :
Q est le débit de pointe (en m3/s)
T est la période de retour (en années)
a est un coefficient dépendant de la pluviosité du bassin étudié (pris égal à 1.2 :
région moyennement arrosée)
A est la superficie du bassin versant (en km²)
N est un coefficient dépendant de la morphologie du bassin étudié (pris égal à 80 : plaine)
ÉTUDE HYDROLOGIQUE
Estimation des débits caractéristiques
14
L'expression de cette équation se présente sous la forme suivante :
Formule de Hazan-Lazarevic
Où :
Q1000 est le débit de pointe de fréquence millénaire (en m3/s)
α et β: sont des coefficients régionaux variant avec la hauteur moyenne annuelle des pluies
le bassin étudié fait partie du Rif occidental, d’où :
α= 9,78 et β= 0,793 pour 800 <H< 1000 mm/an
A : est la superficie du bassin versant (en km²).
ÉTUDE HYDROLOGIQUE
Estimation des débits caractéristiques
15
L’étude cartographique du cours d’eau a permis d’estimer les paramètres physiques de son bassin
versant. Au droit de la section de franchissement, ce bassin d’apport présente les
caractéristiques suivantes :
Superficie (A) : 15,81 km² ;
Longueur du drain (L) : 7,18 km ;
Pente moyenne (P) : 0,13 % ;
• Faites les calculs pour les périodes de retour
T=10ans , T=25ans , T=100an
16
ÉTUDE HYDROLOGIQUE
DÉBIT DU PROJET
17
Période de retour
Il n’est pas possible de prévoir dans tous les cas des structures construites à toutes
épreuves. Des raisons économiques obligent d’accepter un certain pourcentage de risque qu’une
structure soit temporairement inutilisable, voire partiellement endommagée ; ce risque peut varier
d’un projet à l’autre.
En toute rigueur, le choix de la période de retour devrait dans chaque cas, faire l’objet d’une analyse
mettant en regard le coût d’investissement de l’ouvrage avec les conséquences d’un débordement
d’eau pour l’ouvrage, l’usager et les riverains.
Valeur caractéristique du débit de projet
Les éléments évoqués ci-dessus nous conduisent à adopter comme valeur caractéristique du débit
de projet la moyenne des débits calculés pour la crue de période de retour de 100 ans.
18
CHAPITRE I
ETUDE HYDRAULIQUE
ÉTUDE HYDROLOGIQUE
DÉBIT DU PROJET
19
L’étude hydraulique a envisagé deux situations :
Régime d’écoulement naturel : sans ouvrage de franchissement
Régime d’écoulement modifié par la présence de l’ouvrage d’art projeté
Régime d’écoulement naturel
L’étude hydraulique a pour objectif de réunir toutes les contraintes liées à la traversée du cours d’eau.
Ces contraintes concernent en particulier le régime naturel des écoulements et les risques de
débordement, pour la période de service comme pour la phase d’exécution de l’ouvrage projeté.
Ainsi, le calage de la ligne rouge sur l’ouvrage et la longueur à adopter à ce dernier sont fixés de
façon à écarter tout problème de niveau des PHE, de débouché linéaire ou de vitesse
d’écoulement
ÉTUDE HYDROLOGIQUE
DÉBIT DU PROJET
20
Dimensionnement hydraulique
Le dimensionnement hydraulique de la traversée du cours d’eau peut être effectué à l'aide du
logiciel Hec-Ras (Hydrologic Engineering Center - River Analysis System).
Ce code utilise les formules classiques de l’hydraulique fluviale régissant les régimes
d'écoulement dits "uniformes" et tient compte du remous dû à la présence d’ouvrages d’art dans le
cours d’eau étudié.
Les données d’entrée de ce programme sont :
 Le débit de dimensionnement déterminé ci-dessus ;
 les profils en travers évoqués ci-dessus ;
 La pente locale du lit de l’oued déterminée directement à partir du levé topographique ;
 Le coefficient de rugosité du cours d'eau.
Le choix de cette dernière donnée est fonction de la nature des matériaux du lit, de la
présence de végétation dans la plaine inondable, des irrégularités du cours d'eau, de la
profondeur d'eau et de la charge sédimentaire.
ÉTUDE HYDROLOGIQUE
DÉBIT DU PROJET
21
Le tronçon considéré du cours d’eau présente une pente longitudinale de 0.0020m/m. Les
matériaux du lit principal sont composés de matériaux meubles. La valeur adoptée donc
pour le coefficient de rugosité est de 0,040 (correspondant à : K = 1/n = 25) pour les berges et le
fond de vallée.
Une visite de terrain a été effectuée. Elle a permis de recueillir sur place les éléments
nécessaires pour l'estimation de ce coefficient.
Régime d’écoulement modifié
L’étude hydraulique, pour cette situation, a pour objectif de réunir toutes les contraintes liées à la
traversée du cours d’eau en présence de l’ouvrage d’art projeté.
ÉTUDE HYDROLOGIQUE
DÉBIT DU PROJET
22
Formule de Delorme
Cette formule est couramment utilisée pour le prédimensionnement des OH.
D= Hauteur de l’ouvrage
ÉTUDE HYDROLOGIQUE
DÉBIT DU PROJET
23
ÉTUDE HYDROLOGIQUE
ETUDE D’AFFOUILLEMENT
24
Le calcul des hauteurs d’affouillement est effectué à l’aide des formules empiriques
communément utilisées.
La hauteur d’affouillement totale inclut l’affouillement normal et l’affouillement dû au
rétrécissement.
Données
ÉTUDE HYDROLOGIQUE
AFFOUILLEMENT NORMAL
25
Résultats à retenir :
ÉTUDE HYDROLOGIQUE
AFFOUILLEMENT DE RETRECISSEMENT
26
Données
ÉTUDE HYDROLOGIQUE
AFFOUILLEMENT DE RETRECISSEMENT
27
AFFOUILLEMENT
28
Données
ÉTUDE HYDRAULIQUE

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  • 2. 2 PLAN DONNEES NECESSAIRES ETUDE HYDROLOGIQUE ETUDE HYDRAULIQUE CALAGE ET RACCORDEMENT DE L’OUVRAGE ETUDE DE LA STRUCTURE MODELISATION DE LA STRUCTURE COUT DU PROJET PROCEDES DE CONSTRUCTION Etudes hydraulique -Ponts
  • 3. Données nécessaires Les données et contraintes fonctionnelles rassemblent toutes les caractéristiques permettant au pont d’assurer sa fonction d’ouvrage de franchissement, à sa mise en service et à terme. Elles intègrent les contraintes de construction, de servie et d’exploitation. 3
  • 4. DONNÉES NATURELLES L’ouvrage étudié assure la traversée de la vallée d’un cours d’eau moyen. A cet endroit, la vallée du cours d’eau à franchir est caractérisée par une brèche peu large et des berges moyennement dénivelées. La zone constituant le berceau du lit principal de l’oued est large d’environ 9m et présente un fond à la côte 9 m NGM. TOPOGRAPHIE 4
  • 5. DONNÉES NATURELLES 5 GÉOLOGIE Le site du projet est limité à l'W par l'Océan Atlantique, au N par le Détroit de Gibraltar et au S par la ligne de partage des eaux des bassins du Marhar et du Kharroub et à l'E par celle des bassins des oueds El-Liam d'une part, El-Ksar et Khemis d'autre part. Les faciès prédominants sont des argiles et marnes schisteuses grisâtres et, jaunâtres en altération,
  • 6. DONNÉES NATURELLES La pluviométrie : CLIMATOLOGIE 6 Le site possède un climat subhumide caractérisé par : une pluviométrie qui varie dans le temps de 500 à 1200 mm, et dans l'espace de 750 à 1 000 mm. et une température de l'ordre de 17,5°C.
  • 7. DONNÉES NATURELLES Température : CLIMATOLOGIE 7 La large ouverture marine du Tangérois adoucit les températures, dont les valeurs inférieures à 0°C et supérieures à 40°C sont exceptionnelles. L'écart diurne moyen est de 7 à 9°C selon les mois, et de 8°C en moyenne annuelle.
  • 8. DONNÉES FONCTIONELLES ENVIRONNEMENT 8 Le site du projet ne présente, à priori, aucune contrainte d’environnement particulière, susceptible d’influencer la conception de l’ouvrage d’art étudié. CONTRAINTES D’ENVIORNNEMENT
  • 9. DONNÉES FONCTIONELLES ACCÈS ET EXPLOITATION 9 L’accès au site du projet ne pose pas de problème particulier pouvant constituer une contrainte.
  • 11. ÉTUDE HYDROLOGIQUE Estimation des débits caractéristiques 11 L’étude cartographique du cours d’eau a permis d’estimer les paramètres physiques de son bassin versant. Au droit de la section de franchissement, ce bassin d’apport présente les caractéristiques suivantes : Superficie (A) : 15,81 km² ; Longueur du drain (L) : 7,18 km ; Pente moyenne (P) : 0,13 % ; La délimitation de ce bassin versant est effectuée sur les cartes topographiques à l'échelle de la région de projet. Le débit de pointe correspondant aux apports de ce bassin versant est déterminé ci- dessous, selon les différentes formules empiriques communément utilisées dans le domaine des ouvrages d’art.
  • 12. ÉTUDE HYDROLOGIQUE Estimation des débits caractéristiques 12 Formule de Mallet-Gauthier L'expression de cette équation se présente sous la forme suivante : Où : Q est le débit de pointe (en m3/s) k est un coefficient régional pris égal à 2 a est un coefficient régional pris égal à 20 pour le Maroc H est la hauteur moyenne annuelle des pluies (en m) A est la superficie du bassin versant (en km²) L est la longueur du drain principal (en km) T est la période de retour (en années) La hauteur moyenne annuelle des pluies prise est de786 mm La période de retour, ou temps de retour, est la durée moyenne au cours de laquelle, statistiquement un événement d’une même intensité se reproduit.
  • 13. ÉTUDE HYDROLOGIQUE Débit de pointe 13 L'expression de cette équation se présente sous la forme suivante : Formule de Fuller II Où : Q est le débit de pointe (en m3/s) T est la période de retour (en années) a est un coefficient dépendant de la pluviosité du bassin étudié (pris égal à 1.2 : région moyennement arrosée) A est la superficie du bassin versant (en km²) N est un coefficient dépendant de la morphologie du bassin étudié (pris égal à 80 : plaine)
  • 14. ÉTUDE HYDROLOGIQUE Estimation des débits caractéristiques 14 L'expression de cette équation se présente sous la forme suivante : Formule de Hazan-Lazarevic Où : Q1000 est le débit de pointe de fréquence millénaire (en m3/s) α et β: sont des coefficients régionaux variant avec la hauteur moyenne annuelle des pluies le bassin étudié fait partie du Rif occidental, d’où : α= 9,78 et β= 0,793 pour 800 <H< 1000 mm/an A : est la superficie du bassin versant (en km²).
  • 15. ÉTUDE HYDROLOGIQUE Estimation des débits caractéristiques 15 L’étude cartographique du cours d’eau a permis d’estimer les paramètres physiques de son bassin versant. Au droit de la section de franchissement, ce bassin d’apport présente les caractéristiques suivantes : Superficie (A) : 15,81 km² ; Longueur du drain (L) : 7,18 km ; Pente moyenne (P) : 0,13 % ;
  • 16. • Faites les calculs pour les périodes de retour T=10ans , T=25ans , T=100an 16
  • 17. ÉTUDE HYDROLOGIQUE DÉBIT DU PROJET 17 Période de retour Il n’est pas possible de prévoir dans tous les cas des structures construites à toutes épreuves. Des raisons économiques obligent d’accepter un certain pourcentage de risque qu’une structure soit temporairement inutilisable, voire partiellement endommagée ; ce risque peut varier d’un projet à l’autre. En toute rigueur, le choix de la période de retour devrait dans chaque cas, faire l’objet d’une analyse mettant en regard le coût d’investissement de l’ouvrage avec les conséquences d’un débordement d’eau pour l’ouvrage, l’usager et les riverains. Valeur caractéristique du débit de projet Les éléments évoqués ci-dessus nous conduisent à adopter comme valeur caractéristique du débit de projet la moyenne des débits calculés pour la crue de période de retour de 100 ans.
  • 19. ÉTUDE HYDROLOGIQUE DÉBIT DU PROJET 19 L’étude hydraulique a envisagé deux situations : Régime d’écoulement naturel : sans ouvrage de franchissement Régime d’écoulement modifié par la présence de l’ouvrage d’art projeté Régime d’écoulement naturel L’étude hydraulique a pour objectif de réunir toutes les contraintes liées à la traversée du cours d’eau. Ces contraintes concernent en particulier le régime naturel des écoulements et les risques de débordement, pour la période de service comme pour la phase d’exécution de l’ouvrage projeté. Ainsi, le calage de la ligne rouge sur l’ouvrage et la longueur à adopter à ce dernier sont fixés de façon à écarter tout problème de niveau des PHE, de débouché linéaire ou de vitesse d’écoulement
  • 20. ÉTUDE HYDROLOGIQUE DÉBIT DU PROJET 20 Dimensionnement hydraulique Le dimensionnement hydraulique de la traversée du cours d’eau peut être effectué à l'aide du logiciel Hec-Ras (Hydrologic Engineering Center - River Analysis System). Ce code utilise les formules classiques de l’hydraulique fluviale régissant les régimes d'écoulement dits "uniformes" et tient compte du remous dû à la présence d’ouvrages d’art dans le cours d’eau étudié. Les données d’entrée de ce programme sont :  Le débit de dimensionnement déterminé ci-dessus ;  les profils en travers évoqués ci-dessus ;  La pente locale du lit de l’oued déterminée directement à partir du levé topographique ;  Le coefficient de rugosité du cours d'eau. Le choix de cette dernière donnée est fonction de la nature des matériaux du lit, de la présence de végétation dans la plaine inondable, des irrégularités du cours d'eau, de la profondeur d'eau et de la charge sédimentaire.
  • 21. ÉTUDE HYDROLOGIQUE DÉBIT DU PROJET 21 Le tronçon considéré du cours d’eau présente une pente longitudinale de 0.0020m/m. Les matériaux du lit principal sont composés de matériaux meubles. La valeur adoptée donc pour le coefficient de rugosité est de 0,040 (correspondant à : K = 1/n = 25) pour les berges et le fond de vallée. Une visite de terrain a été effectuée. Elle a permis de recueillir sur place les éléments nécessaires pour l'estimation de ce coefficient. Régime d’écoulement modifié L’étude hydraulique, pour cette situation, a pour objectif de réunir toutes les contraintes liées à la traversée du cours d’eau en présence de l’ouvrage d’art projeté.
  • 22. ÉTUDE HYDROLOGIQUE DÉBIT DU PROJET 22 Formule de Delorme Cette formule est couramment utilisée pour le prédimensionnement des OH. D= Hauteur de l’ouvrage
  • 24. ÉTUDE HYDROLOGIQUE ETUDE D’AFFOUILLEMENT 24 Le calcul des hauteurs d’affouillement est effectué à l’aide des formules empiriques communément utilisées. La hauteur d’affouillement totale inclut l’affouillement normal et l’affouillement dû au rétrécissement. Données
  • 26. ÉTUDE HYDROLOGIQUE AFFOUILLEMENT DE RETRECISSEMENT 26 Données