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INTRODUCTION GENERALE
Le but de notre projet de fin d'études est d'appliquer les connaissances acquises dans notre
formation en tant qu'étudiant et de nous permettre d'être en contact direct avec des connaissances
et des outils pour une meilleure intégration de la théorie et de la pratique.
Les infrastructures routières occupent une place importante dans les grandes décisions
politiques et économiques d'un pays, que ce soit au niveau régional, national ou continental. C'est
un facteur important et il est considéré comme le moteur de la croissance et de la prospérité.
A cet effet, nous avons choisis de traité d’un projet portant sur « l'étude de réhabilitation de la
route MC36 dans le gouvernorat de Ben Arous » sur un tronçon d'environ (9.6 km) de longueur.
En fait, l'étude de réhabilitation consiste essentiellement à l'aménagement, l'élargissement, le
renforcement de la structure de la chaussée existante et si nécessaire des réplications localisées
du tracé en plan, reprofilage ainsi que l'amélioration du fonctionnement du système de drainage
et des dispositifs de sécurité.
Le présent projet de fin d’études se compose respectivement de :
 Présentation du cadre de projet
 Etude de trafic
 Etude géotechnique
 Etude hydrologique
 Etude hydraulique
 Etude géométrique
 Estimation des coûts du projet
 Un cahier des annexes et plans
CHAPITRE 1 : PRESENTATION
DU CADRE DU PROJET
PRESENTATION DE BUREAU D’ETUDE
I. Présentation générale du bureau d'étude TERACO
Figure 1 : logo du bureau d'étude TERACO
TERACO est un bureau d’études agréé spécialisé dans l’ingénierie civile et l'aménagement du
territoire, il touche à diverses disciplines dont principalement les infrastructures de transport
(routes, autoroutes, voies ferrées, aéroports…), les Ouvrages d’Art, le Bâtiment, les Voiries et
Réseaux Divers.
Le bureau TERACO a été fondé par Mr. Hatem AISSAOUI ingénieur principal et Chef de
Projets ayant travaillé dans des Bureaux d’études et Entreprises de grande renommée, il a
notamment développé une vaste expérience par le fait de sa direction de grands projets de la
place.
TERACO garantit la prestation des services suivants dans les divers domaines de
spécialisation sous sa responsabilité :
 Ingénierie
 Conseil
 Urbanisme, Architecture et Paysage
 Etudes économiques
 Environnement
 Hygiène et sécurité
II. Secteurs d’activités
 Aménagement du territoire, route et eau
Infrastructures Routières / Eau / hydrologie et Hydraulique
 Infrastructures Ferroviaires
Lignes ferroviaires rapides urbaines / Grandes Lignes Fret et Voyageurs / Métros
légers
 Ouvrages d’art
Ponts / Passages inférieurs / Tunnels / Ouvrages géotechniques spéciaux / Barrages
 Ville
Transport urbain / Ville / VRD/ Lotissements / Bâtiments
 Portuaire / maritime et fluvial
 Aéroports
Quelques projets réalisés par TERACO
Ouvrages d’art :
Figure 2: Tunnel Saïda Mannoubia
Aménagement du territoire, route et eau :
Figure 3: AutoRoute Chlef- Algérie
Infrastructures Ferroviaires :
Figure 4: Ligne D du Réseau Ferroviaire Rapide
III. Référence
Adresse : Tunis : Immeuble Lot. Ben Thabet Av. Mongi Slim le Bardo C.P:2000 Tunis,
Tunisie
Gabès : Av. du Maghreb Arabe, El Hamma, Gabès, B.P. 195
Tél : (+216) 31 403 618
Fax : (+216) 32 403 618
Gsm : (+216) 50 67 28 78
Email : Teraco.contact@gmail.com
Site Web : http://www.teraco.com.tn/
PRESENTATION DU PROJET
I. Situation:
La Réhabilitation d'une chaussée existante à pour objectif de mettre la route à un niveau
d'aménagement normalisé en fonction du trafic transité et son rôle dans le développement
économique régional et national.
Notre projet consiste à réaliser l’étude de réhabilitions de la route MC36. Le tronçon de route
choisi se situe dans le gouvernorat de Ben Arous. Cet axe assure la liaison entre les régions
situées au Sud du gouvernorat de Ben Arous et les régions du Nord Est du gouvernorat de
Zaghouan.
1. Localisation du projet
La figure N°5 montre la localisation du projet, Cette figure est prise à partir de Google EARTH.
Figure 5: localisation du projet
2. Situation actuelle
La chaussée existante a fait l’objet de plusieurs opérations de revêtement et d’entretient dont
les plus importantes sont les suivantes :
 En 1999 : exécution d'un revêtement superficiel monocouche pour le tronçon
allant du PK18+000 au PK25+000 faisant partie du tronçon à réhabiliter.
 En 2004 : réalisation d'un nouveau revêtement superficiel monocouche du
PK18+000 au PK25+000.
• Emprise :
Le long de ce tronçon de la MC36, la largeur de la chaussée ne dépasse pas une largeur de
5m.
L'emprise disponible est en général suffisante pour l'élargissement de tout le tronçon de la
route à réhabiliter.
• Tracé en plan :
Le tronçon de la route objet de la réhabilitation présente, un tracé en plan de caractéristiques
géométriques moyennes à réduites où la vitesse pratiquée ne dépasse pas le 40 Km/h.
En effet le tracé actuel de la route est marqué par la présence des rayons de courbure serré à
plusieurs endroits à savoir :
 PK1+900 : courbe de rayon égale à 30m.
 PK2+700 : courbe de rayon égale à 15m.
 PK5+900 : courbe et contre courbe de rayon successif égal à 40 m et 20 m.
 Du PK8+250 au PK8500 : tracé sinueux à courbe et contre courbe de rayon réduit
variant de 30 à 60m.
Des rectifications de tracé sont nécessaire afin d’améliorer les caractéristiques géométriques
du tracé.
 Du PK9+400 au PK9+600 : le tracé en plan de la route existante est constitué par
une succession de 3 courbes de rayon successives 100, 40 et 30m.
Des rectifications de tracé sont nécessaires afin d’améliorer les caractéristiques géométriques
du tracé.
• Profil en long :
Le profil en long existant de ce tronçon de route objet de l’étude est généralement vallonné. Il
présente des fortes pentes qui dépassent en plusieurs endroits la pente 6%.
Les altitudes varient de 57.47m NGT à 231.68m NGT.
• Drainage :
Le tronçon de route objet de l’étude est dépourvu de dispositifs de drainage longitudinaux
pour assurer l’acheminent des eaux de ruissellement vers les exutoires.
 Ouvrages existants :
Ouvrages existants Le tronçon de la route MC36, objet des études de réhabilitation comporte
plusieurs ouvrages hydrauliques : (Pont dalle 3(3x1), Dalot 7(1x1), 2 Buses Ф800, Dalot
(1,5x1)).
II. Les intervenants du projet
Bureau d’étude d’exécution: Tunisian engineering studies and services.
Entrepreneur : groupement STN – SO.BM.TI.
Financement : BAD (Banque Africain de Développement).
Figure 6 : les intervenants du projet
CHAPITRE 2 : ETUDE DE TRAFIC
ETUDE DE TRAFIC
Introduction
Les études de trafic représentent les éléments de base pour intervenir avant tout Réflexion sur
le développement des infrastructures de transport à partir du simple traitement d’un carrefour
jusqu’à la grande liaison autoroutière. Ils représentent une approche essentielle dans la
planification, l'entretien et l'exploitation du réseau routier.
Le dimensionnement d’une chaussée neuve ou d’un renforcement nécessite plusieurs intrants,
le trafic est l’un des intrants indispensables pour pouvoir déterminer la structure à adapter, les
épaisseurs nécessaires ainsi que les matériaux à utiliser.
L'étude de trafic consiste en une évaluation du volume de trafic circulant dans l'infrastructure
étudiée après réhabilitation. C'est le nombre de véhicules qui traversent le tronçon de route
pendant une unité de temps (trafic horaire, trafic journalier ou trafic annuel).
I. Les données nécessaires pour entamer une étude du trafic :
1. Durée de vie
C'est la durée pendant laquelle la route est garantie de bien se comporter sur une longue durée
et son renforcement peut être prévu en bon état.
Le choix de la durée de vie d’une chaussée dépend de plusieurs paramètres dont
essentiellement les paramètres économiques et l’importance de la route à dimensionner.
• La durée de vie la plus fréquemment utilisée pour le dimensionnement en
Tunisie est de 15 ans. Cette durée permet de garantir à la route un bon comportement
durant une longue période et de planifier son renforcement dans de bonnes conditions.
• Les autoroutes sont dimensionnées pour une période de 20ans.
2. Année de mise en service
L'année de mise en service une donnée importante pour le calcul de trafic, c’est l’année où le
projet entrera réellement en service et ouvert à la circulation.
La détermination du trafic à l’année de mise en service suppose la connaissance de deux
paramètres :
 Le trafic journalier pendant l’année de dernier comptage
 Le taux de croissance annuel.
Tm=T0 × (1+i)m-n
Avec :
Tm : trafic de l’année de mis en service
m : année de mise en service
n : l’année de dernier comptage
i : taux de croissance annuel
L’année de mise en service de notre projet est prévue pour l’année 2018.
3. Le taux de croissance
Le taux de croissance des trafics est très important dans le sens où il permet de prendre en
compte l’accroissement qu’aura le volume des véhicules sur le tronçon étudié. Ce taux découle
bien évidemment des considérations économiques et sociales d la zone d’influence de la route et
du rôle qui sera alloué au tronçon.
L’évolution de l’étude de trafic est déterminée en analysant les comptages effectués. On doit
aussi tenir compte du trafic induit et dévié qui passera par les routes une fois réhabilitées.
Le taux de croissance du trafic de notre projet est 5%
II. Détermination de la classe du trafic :
1. Données du trafic :
En se référant aux résultats de l’étude du trafic effectuée par le bureau concepteur, les données
de trafic à prendre en compte sont les suivantes :
- Année de mise en service : 2018
- Durée de vie : 15 ans
- Trafic poids lourds 2012 : 150 PL/jour
- Trafic poids lourds 2018 : 201 PL/jour
- Taux de croissance = 5%
- Largeur de la chaussée : 5m
Dans le cas où on dispose d’un trafic poids lourd total (sans catégorie), on adopte les
coefficients suivants :
- 0,36 pour l’essieu de 13T
- 2,4 pour l’essieu de 8,15T.
2. Trafic de l’année de mise en service : T2018
T2018 = 201 PL/J/2sens
3. Trafic équivalent à l’année de mise en service 2018 :
Téq2018 = 0.36 x T2018
AN: Téq2018 = T2018 x0.36
= 201 x 0.36
Téq2018 = 72.36 essieux 13t/J/2sens
4. Trafic cumulé :
Tc = 365 x Téq2018 x
(1+𝑖)𝑃−1
𝑖
AN : Tc 2018 = 365  72.36
(𝟏+𝟎,𝟎𝟓)𝟏𝟓−𝟏
𝟎,𝟎𝟓
= 0.57 x 106 essieux 13tj/ 2sens
Tc 2018 = 0.57  106 essieux 13tj/ 2sens
5. Trafic cumulé par sens :
Pour déterminer le trafic cumulé par sens, nous utilisons le tableau ci-après selon la largeur de
la chaussée :
Tableau 1 : Les coefficients de pondération relatif à la largeur de la chaussée
La largeur de la chaussée est 5 m, donc on prend un Coefficient "0.7".
AN : Tc 2018 = 0.57 × 106 × 0.7
Tc 2018 = 0.399  106 essieux 13t  sens
6. Trafic corrigé
Un taux de croissance égale à 5%
Une durée de vie de 15 ans
Largeur de la chaussée [m] Coefficient de pondération
4 ≤ L < 5,5 0,7
5,5 ≤ L < 6,5 0,6
L ≥ 6,5 0,5
Tableau 2 : Coefficients des corrections relatives aux taux de croissance et de la durée de
vie
Taux De Croissance
Durée retenue
pour le
dimensionnement
20
ans
15
ans
5 % 1,2
2
0,7
9
6 % 1,3
5
0,8
6
7 % 1,5
1
0,9
3
8
%
1,6
9
1
9 % - 1,0
8
10 % - 1,1
7
Le trafic corrigé Tcc 2018 = 0.399  0.79  106 essieux 13t  sens
Tcc 2018 =0.315  106 essieux 13t  sens
7. Classe du trafic suivant le trafic cumulé :
Tableau 3 : Tableau récapitulatif des résultats
Trafic équivalent
en 2018 par essieux
13T/j/2 sens
Trafic cumulé en
2018 par essieux
13T/j/2 sens
Trafic cumulé
dans un seul sens en
2018 par essieux
13T/j/2 sens
Trafic cumulé
dans un seul sens
corrigé en 2018 par
essieux 13T/sens
72.36 0.57106 0.399106 0.315106
D’après le catalogue Tunisien de dimensionnement des chaussées neuves et renforcement
nous distinguons six classes de Trafic comme le montre le tableau suivant :
Tableau 4 : Classe du trafic suivant le trafic cumulé
Classe du trafic Trafic cumulé par sens en essieux 13t
(x106
sens le plus chargé)
T0 >4
T1 4-2
T2 2-1
T3 1-0,5
T4 0,5-0,18
T5 0,18-0,09
On a Tcc 2018 =0.282  106 essieux 13t  sens
0.18 106 < 0.282 106 < 0.5 106
Conclusion :
Classe du trafic T4
CHAPITRE 3 : ETUDE GEOTECHNIQUE
ETUDE GEOTECHNIQUE
Introduction
L'objectif de cette étude est de prédire le comportement d'un sol ou d'un matériau granulaire
lors d'un terrassement ou lors de l'utilisation d'une chaussée, et le sol peut supporter des charges
répétées et une exposition aux intempéries.
L’étude géotechnique consiste à déterminer :
 Le sol support de la route étudiée et ces caractéristiques géotechniques pour
choisir la structure de chaussée et estimer la possibilité de réutilisation des déblais en
remblais ou éventuellement en couche de forme.
 Les caractéristiques de la chaussée existante afin de connaître la nature des
matériaux pour le renforcement et les épaisseurs des couches
La campagne géotechnique de reconnaissance qui a été lancée au cours de cette étude a
comporté six fouilles pour la MC36-Ben Arous.
Les coupes de chaussée sont réalisées à une distance d’environ 2km l’une de l’autre, pour
l’ensemble du tronçon objet de l’étude. L’espacement retenu nous permet d’obtenir, avec une
bonne précision, les renseignements sur la constitution et la nature des sols supports de
l’ensemble de l’itinéraire.
Pour chaque fouille, des prélèvements systématiques sont réalisés sur le sol de plateforme en
vue d’essais d’identification et de portance.
I. Classification des sols
1. Principe de classification
Compte tenu de la pluviométrie dans la zone du projet et de sa fréquence sur l’année (période
sèche et période humide), la classification des sols est déterminée par la méthode de
classification à partir du CBR pondéré à l’aide du catalogue tunisien. La méthode utilisée
consiste à déterminer le CBR (Californie Bearing Radio) au laboratoire sur une éprouvette
compactée à la teneur en eau de l’optimum Proctor modifier est à 95 % de la densité maximale
correspondante. On prendre l’indice CBR avant imbibition et après 4 jours d’imbibition.
Les résultats des essais réalisés au laboratoire sur les échantillons des sols supports sont
présentés dans le tableau suivant :
Tableau 5: Résultats de CBR
Sondage
CBR
CBRi CBRs
F1(PK36) 17 6
F2(PK38) 15 7
F3(PK40) 17 8
F4(PK42) 18 6
F5(PK44) 15 7
F6(PK45,5) 18 7
Le CBR caractéristique, noté CBR est calculé en pondérant par la formule suivante :
log (CBR) = α log (CBRi) + β log (CBRs)
Avec :
CBRi : indice portant immédiat.
CBRs : indice de portance après immersion de 4 jours.
α et β: coefficients régionaux dépendant de la région climatique considérée.
α =
𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑖𝑠 𝑠𝑒𝑐
12
𝛽 =
𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑖𝑠 ℎ𝑢𝑚𝑖𝑑𝑒𝑠
12
Figure 7 : carte de partage de la Tunisie en zones climatiques
La Tunisie a été partagée en trois zones climatiques : zones A, B et C et en fonction de la
zone, on détermine les coefficients α et β. La carte de partage de la Tunisie nous indique que
notre projet est situé dans le gouvernorat de Ben Arous qui appartient à la région B.
D’où : 𝛂 = 0.67 et 𝜷 =0.33,
Tableau 6 : Les coefficients de pondération α et β de chaque région climatique
Zone
climatique
Nombre des mois Coefficient de pondération
Humide Sec β α
A 6 6 0,50 0,50
B B 4 8 0,33 0,67
C 2 10 0,17 0,83
Tableau 7 : Classe de sol en fonction de l’indice CBR
Classe du sol CBR
S1 5-8
S2 8-12
S3 12-20
S4 >20
2. Détermination de classe du sol du projet :
FOUILLE 1:
CBR i = 17 CBRS = 6
log (CBR) = α log (CBR i) + β log (CBR s)
log ( CBR) = 0.67log (17) + 0.33log (6)
D’où 12 < CBR = 12.056 < 20
 La classe du sol est : S3
FOUILLE 2:
CBR i = 15 CBRS = 7
log (CBR) = α log (CBR i) + β log (CBR s)
log ( CBR) = 0.67log (15) + 0.33log (7)
D’où 8 < CBR = 11.664 <12
 La classe du sol est : S2
FOUILLE 3:
CBR i = 17 CBRS = 8
log (CBR) = α log (CBR i) + β log (CBR s)
log ( CBR) = 0.67log (17) + 0.33log (8)
D’où 12 <CBR = 13.256 < 20
 La classe du sol est : S3
FOUILLE 4:
CBR i = 18 CBRS = 6
log (CBR) = α log (CBR i) + β log (CBR s)
log ( CBR) = 0.67log (18) + 0.33log (6)
D’où 12 < CBR = 12.526 < 20
 La classe du sol est : S3
FOUILLE 5:
CBR i = 15 CBRS = 7
log (CBR) = α log (CBR i) + β log (CBR s)
log ( CBR) = 0.67log (15) + 0.33log (7)
D’où 8 < CBR = 11.664 <12
 La classe du sol est : S2
FOUILLE 6:
CBR i = 18 CBRS = 7
log (CBR) = α log (CBR i) + β log (CBR s)
log ( CBR) = 0.67log (18) + 0.33log (7)
D’où 12 < CBR = 13.180 < 20
 La classe du sol est : S3
On résume les différentes classifications du sol selon la classification CBR dans le tableau
suivant :
Tableau 8 : Résultats Récapitulatif classification des sols
PK
CBR
imbibé CBR sec
CBR Classe du
sol
fouille 1 36 6 17 12.056 S3
fouille 2 38 7 15 11.664 S2
fouille 3 40 8 17 13.256 S3
fouille 4 42 6 18 12.526 S3
fouille 5 44 7 15 11.664 S2
fouille 6 45.5 7 18 13.180 S3
 Les essais CBR ont montré des indices CBR caractéristiques compris entre 10 et 16 avec
une valeur moyenne de 12.3 et du point de vue de la sécurité, on considère une classe du sol S2.
3. Classification de chaussée existante
Dans le cas de projet de renforcement, nous avons besoin de connaître la qualité de cette
chaussée. La classification de la chaussée existante est déterminée à partir des coupes de
chaussée réalisées pour l’ensemble du tronçon objet de l’étude et cette classification est
déterminée à partir de :
 La classe de sol support
 L’épaisseur moyenne du corps de chaussée
 Le type de revêtement :
-Type a : revêtement enduit superficiel
-Type b : revêtement en béton bitumineux
Par conséquent, le catalogue en tient compte et donne la classification suivante :
Tableau 9 : Classes des chaussées – Régions A et B
Epaisseur
en cm
Sols
13 à 20 20 à 27 27 à 34 34 à 41 41 à 48 34 à
41
a b a b a b a b a b a b
S1 C
1
C
1
C
2
C
2
C
3
C
2
C
3
C
3
C
4
C
4
C
4
S2 C
1
C
2
C
2
C
3
C
2
C
3
C
3
C
4
C
4
C
4
C
4
C
5
S3 C
2
C
3
C
2
C
3
C
3
C
4
C
4
C
5
C
4
C
5
C
5
C
5
S4 C
3
C
4
C
3
C
4
C
4
C
5
C
4
C
5
C
4
C
5
Détermination de la classe de chaussée existante :
Tableau 10 : Tableau récapitulatif des classes de chaussée existante
PK fouille
Type de
chaussée
Ep.moy
Classe du sol
support
Classe
PK 36 a 25 S3 C2
PK 38 a 20 S2 C2
PK 40 a 20 S3 C2
PK 42 a 25 S3 C2
PK 44 a 25 S2 C2
PK 45.5 a 40 S3 C4
 Les résultats ainsi obtenus permettent de retenir la classe de chaussée C2
II. Dimensionnement du corps de la chaussée
Connaissant la classe du trafic et la classe du sol support, le concepteur doit choisir la
structure en fonction de :
 La disponibilité des matériaux constituant la structure dans la région du projet
 En comparant les différentes variantes possibles d’un point de vue technique et
économique.
1. Constitution d’un corps de chaussée
Une chaussée est composée de plusieurs couches qui reposent sur une plateforme constituée
généralement d’un sol terrassé appelé sol support généralement surmonté d’une couche de
forme.
Le corps de la chaussée est généralement constitué de deux couches :
- Couches d’assise : est généralement constituée de deux sous-couches, la couche
de fondation et par-dessus, la couche de base. Ces couches généralement constituées des
matériaux liés, permettent à la chaussée de résister mécaniquement aux charges induites par
le trafic.
- Couche de surface : elle est constituée de la couche de roulement qui subit
directement les agressions du trafic et du climat, à laquelle s’ajoute éventuellement une
couche de liaison, chargée d’assure la liaison entre la couche de roulement et l’assise.
-
2. Vérification de la structure de chaussée par le logiciel ALIZE
a. Présentation du logiciel
Le logiciel Alizé est un programme fourni par le laboratoire central de pont et chaussée
(LCPC) français, permettant le calcul des déflexions et des sollicitations internes dans la
structure de chaussée et aide au dimensionnement en se basant sur le calcul du trafic puis en
réalisant une vérification des hypothèses et des paramètres pris en compte.
Ce logiciel consiste à comparer les contraintes admissibles verticales du sol support et de
déformation en traction admissible, à celles des couches proposées, et retiendrons la variante
dont les valeurs sont inférieures aux contraintes admissibles.
b. Paramètre de dimensionnements
Les paramètres de dimensionnement de la chaussée adoptés se présente comme suit :
- Couche de roulement : 6 cm BB (Béton Bitumineux)
- Couche de base : 30 cm GB (Grave Bitume)
- Couche de fondation : 25 cm GNT (Grave Concassé 0/31.5)
Figure 8 : Structure type d’une chaussée
Figure 9 : Introduction de la structure de chaussée
Figure 10 : Valeur admissible εT de la couche de BB
Figure 11 : Valeur admissible εT de la couche de GB
Figure 12 : Valeur admissible εZ de la couche de sol support
Figure 13 : Résultat de vérification
MC36
Epaisseur Paramètres
admissibles
Paramètres
calculés par
ALIZE
Vérificatio
n
0.06 BB (bb) 𝜺𝑻 (µdéf) =
138.6
𝜺𝑻 (µdéf) =
18.1
Vérifié
0.30 (gb2) 𝜺𝑻 (µdéf) =
118.2
𝜺𝑻 (µdéf) =
58.8
0.25 (gnt2)
𝜺𝒁 (µdéf) =
783.7
𝜺𝒁 (µdéf) =
205.7
(∞) Sol (pf2)
Chapitre 4 : Etude hydrologique
Etude hydrologique
Introduction
Une étude hydrologique dans le domaine de génie civil s’intéresse généralement aux
mouvements des eaux de ruissellement.
L’objectif de ce chapitre est d’identifier le réseau hydrographique en rapport avec le tronçon
de la route MC36 situé dans le gouvernorat de Ben Arous, dans le but est de déterminer les
débits des crues des différents écoulements et de définir la conception et le dimensionnement des
ouvrages de franchissement nécessaires pour évacuer ces débits.
Pour faire ce travail, on doit avoir plusieurs données utiles telles que les levés topographiques,
les observations de terrain et les cartes d’État-major de la région à étudier.
I. Caractères généraux du terrain
1. Pluviométrie mensuelle et annuelles moyennes
Le tableau suivant donne les pluviométries mensuelles et annuelles moyennes en (mm) pour
Tunis et Bir Mchergua représentatives de la zone du projet :
Tableau 11 : Données pluviométriques de la station Tunis et Bir Mchergua
Mois Sept Oct Nov Dec Janv Fevr Mars Avril mai juin Juil Août Année
Tunis 37.2 67 59.2 58.8 63.5 54 42.5 40.3 23.3 10.6 2.7 6.9 465.5
Bir
Mcherga
38.5 69.3 54.4 45.2 61.1 50.4 45 44.2 32.7 14.4 6.9 15.5 486.0
2. Intensité de la pluie
L'intensité de la pluie est déterminée à l'aide des courbes Intensité - Durée –Fréquence (I.D.F)
elle est exprimée par la relation suivante :
I(T)=a×t-b
Avec :
 I : Intensité moyenne maximale (mm/h).
 T : période de retour
 t : Durée de l’averse (mn).
 a et b : les coefficients d’ajustement, constants pour une période de retour
donnée.
Tableau 12 : Les valeurs des coefficients a et b pour une période de retour donnée
T(ans) 10 20 50
a 27.6 34.2 45.4
b -0.83 -0.83 -0.83
II. Délimitation du bassin versant
1. Définition d’un bassin versant
Un bassin versant est par définition une surface délimitée topographiquement par une ligne de
crête (appelées aussi ligne de partage des eaux) et dont la quantité totale des eaux de
ruissellement se rassemble en un point unique appelé exécutoire.
Figure 14 : Un bassin versant
2. Délimitation des bassins versants
La délimitation du bassin versant se fait à l’aide du logiciel Global Mapper, Google Earth.
Global mapper : C’est un logiciel de système information géographique (SIG) robuste et
économique qui combine une gamme complète d’outils de traitement de données spatiales à
une variété inégalée de formats de données. Il permet de télécharger l’image de la carte
satellitaire de travail et sa position géographique par rapport à la surface de la terre et son
altitude.
Google Earth : c’est un logiciel, permettant une visualisation de la terre avec
assemblage de photographies aériennes ou satellitaires. Il permet à l’utilisateur de faire un
zoom sur un lieu selon son choix.
En se basant sur ces logiciels, nous avons déterminé les caractéristiques des bassins
versants.
III. Caractérisation des bassins versants
1. Caractéristiques géométriques des bassins versants
Chaque bassin versant se caractérise par différents paramètres géométriques :
a. Surface
Le bassin étant l’aire de précipitations et l’alimentation des cours d’eau, les débits vont être en
partie reliés à sa surface.
La surface du Bassin versant est mesurée soit à l’aide d’un planimètre soit par la méthode des
petits carrés ou mieux par des techniques de digitalisation (elle est exprimée en km²).
b. Périmètre
Figure 15 : Délimitation fourni par Global Mapper des bassins versants
Le périmètre est la longueur de la ligne de contour du bassin. Sa mesure est faite à l'aide d'un
curvimètre ou à l’aide d’un outil de digitalisation numérique.
c. Longueur d’écoulement
La longueur d’écoulement ou bien de talweg est la distance curviligne depuis l’exutoire
jusqu’à la ligne de partage des eaux.
Tableau 13 : Les Caractéristiques géométriques des bassins versants
BV Surface(km²) Périmètre (Km)
Longueur
d’écoulement
(Km)
BV1 0.679 5.139 0.360
BV2 1.769 7.861 1.433
BV3 1.612 9.135 1.870
BV4 17.442 24.018 9.660
2. Caractéristiques physiques des bassins versants
a. Pente moyenne
C’est la différence entre les points extrêmes du profil par la longueur totale (L en Km) du
cours d’eau.
La pente moyenne est déterminée par la formule suivante :
I (%) =
𝐇𝐦𝐚𝐱−𝐇𝐦𝐢𝐧
𝐋
× 100
Avec :
 Hmax : L’altitude maximale (en m)
 Hmin : L’altitude minimale (en m)
 L : La longueur de l’écoulement (en Km)
 Exemple de calcul :
BV1: I (%) =
𝟏𝟏𝟑−𝟓𝟖
𝟑𝟔𝟎
× 𝟏𝟎𝟎 = 15.28 %
Les résultats relatifs à la pente moyenne sont présentés dans le tableau suivant :
Tableau 14 : Le tableau récapitule les résultats relatifs à la pente moyenne
BV
Longueur
d’écoulement
(Km)
Hmax (m) Hmin
(m)
Dénivelée
(m)
Pente moyenne
(%)
BV1 0.360 113 58 55 15.28
BV2 1.433 165 65 100 6.98
BV3 1.870 178 67 111 5.94
BV4 9.660 330 62 268 2.77
b. Temps de concentration tc
Le temps de concentration est le temps écoulé entre le début d’une précipitation et
l’atteinte du débit maximal à l’exutoire du bassin versant. Il correspond au temps
nécessaire pour permettre à l’eau de ruisseler du point le plus reculé du bassin versant
jusqu’à l’exutoire.
 Pour les bassins versants de superficie > 25 km²
On utilise la formule de PASSINI :
𝐭𝐜 = 𝟔𝟒, 𝟖 ×
√𝐒×𝐋
𝟑
√𝐈
(En min)
Avec :
- S : Superficie du bassin versant en km²
- L : Longueur du cours d’eau principale en km
- I : Pente moyenne du bassin versant en %
 Pour les bassins versants de superficie < 25 km²
On utilise la formule de VENTURA :
𝐭𝐜 = 𝟕𝟔 ×
√𝐒
√𝐈
(En min)
Avec :
- S : Superficie du bassin versant en km²
- I : Pente moyenne du bassin versant en %
→ Puisque la surface de chaque bassin versant dans notre cas est < 25 km², on utilise la
formule de VENTURA :
 Exemple de calcul :
BV2: 𝐭𝐜 = 𝟕𝟔 ×
√𝟏.𝟕𝟔𝟗
√𝟔.𝟗𝟖
= 𝟑𝟖. 𝟐𝟔 𝐦𝐢𝐧
Les résultats relatifs au temps de concentration tc sont présentés dans le tableau suivant :
Tableau 15 : Le tableau récapitule les résultats relatifs au temps de concentration tc
BV BV1 BV2 BV3 BV4
tc (min) 16.02 38.26 39.60 190.02
tc (h) 0.27 0.64 0.66 3.18
c. Indice de compacité
Il est défini par la formule suivante :
𝐤𝐜 = 𝟎. 𝟐𝟖 ×
𝐏
√𝐒
Avec :
- P : Périmètre du bassin versant en Km
- A : Surface du bassin versant en km²
 Exemple de calcul
BV4: 𝐤𝐜 = 𝟎. 𝟐𝟖 ×
𝟐𝟒.𝟎𝟏𝟖
√𝟏𝟕.𝟒𝟒𝟐
= 𝟏. 𝟔𝟏
d. Choix de la période de retour
La période de retour T que nous allons choisir, sera en fonction de la superficie des bassins
versants, de l’importance des leurs écoulements et de leurs contributions à accentuer le
ruissellement.
 Pour les bassins versants importants la période de retour des ouvrages de
franchissement sera de 100 ans.
 Pour les petits bassins versants, la période sera de 50 ans
On choisit T=50 ans
e. Intensité de la pluie
L’intensité de la pluie pour une période de retour est déterminée à l’aide des courbes intensité-
durée-fréquence (IDF) et calculée par la formule de Montana :
𝐈 = 𝐚 × 𝐭𝐜𝐛
Avec :
- tc : Temps de concentration (en mm/h)
- a, b : Coefficients d’ajustements en fonction de la période (T) et de la région
considérée.
 Exemple de calcul
BV3: 𝐈 = 𝟒𝟓. 𝟒 × 𝟑𝟗. 𝟔𝟎−𝟎.𝟖𝟑
= 𝟔𝟒. 𝟎𝟗 𝐦𝐦/𝐡
Tableau 16 : Le tableau récapitule les résultats de l’intensité de pluie
BV BV1 BV2 BV3 BV4
I(mm/h) 135.83 65.95 64.09 17.40
IV. Calcul des débits
Le calcul des débits peut être déterminé par plusieurs méthodes et elles se différencient en
fonction de la surface des bassins versants.
1. Méthode de Franco-Rodier
Cette méthode est applicable pour les bassins versants qui ont une superficie supérieure à 50
km²
Le débit est donné par la formule suivante :
𝐐(𝐓) = 𝐐𝟎 × (𝐒/𝐒𝟎)𝟏−(
𝐊(𝐓)
𝟏𝟎
)
Avec :
- S0 = 108
km2
- Q0 = 106
m3
/s
- S : Superficie du bassin versant, en km2
- Q(T) : débit de pointe correspondant à la période de retour T, en (m3
/s)
- K(T) : paramètre régional, déterminé à partir du tableau suivant :
Tableau 17 : Tableau de paramètre régional K (T)
T (ans) 10 20 50 100
K(T) 3.8 3.85 3.98 4.25
2. Méthode Ghorbel
Cette méthode tient compte des caractéristiques morphologiques du bassin versant. Par
conséquent, cette méthode est très sensible aux fortes pentes. Les résultats sont donc
relativement faibles.
A partir d'une analyse statistique des débits maximas observés dans la région, l'auteur a établi
la relation régionale donnant le débit de crue de retour T et qui s'écrit comme suit :
𝐐(𝐓) = 𝐑(𝐓) × 𝐐𝐦𝐚𝐱 (moy) En (𝐦𝟑
/𝐬)
Avec :
- 𝐐𝐦𝐚𝐱 (moy) = débit maximum moyen en (m3
/s), exprimé par la relation
suivante :
𝐐𝐦𝐚𝐱 (moy) = 𝑺𝟎.𝟖
[𝟏. 𝟎𝟕𝟓(√𝐏∆𝐇/𝐋/𝐊𝐜) − 𝟎. 𝟐𝟑𝟐]
- P : Pluviométrie moyenne annuelle sur le bassin, en m
- Kc : Indice de compacité
- ∆H : Différence entre l'altitude Médiane et l'altitude à l'exutoire, en m
- L : Longueur du cours d’eau principale, en km
- R(T) : Paramètre régional, déterminé à partir du tableau suivant :
Tableau 18 : Tableau de paramètre régional R (T)
T (ans) 10 20 50 100
R(T) 1.98 2.84 4.4 6.04
3. Méthode de Kallel
Cette méthode est applicable pour les bassins versants qui ont une superficie supérieure à 50
km²
Le débit est donné par la formule suivante :
𝐐 = 𝐐𝟎 × 𝐒𝛂
× 𝐓𝛃
Avec :
- Q : débit spécifique en
- S : superficie du bassin versant en km2
- T : période de retour
- 𝐐𝟎, 𝛂, 𝛃 : constantes régionales (voir tableau)
Tableau 19 : Les constantes régionales
Zone géographique 𝐐𝟎 𝛂 𝛃
Tunisie du nord et
Cap-Bon (Pour
A>50km²)
5,5 0,5 0,41
Noyau de la dorsale tunisienne
(Pour A>200km²)
2,6 0,81 0,41
Tunisie centrale et
sahel (Pour T=10 ou 20
ans)
14,3 0,5 0,41
Tunisie centrale et sahel
(Pour T=50 ou 100 ans)
24,7 0,5 0,41
Tunisie méridionale
(Pour A>200km²)
12,35 0,5 0,41
4. Méthode rationnelle
La méthode est basée sur le concept de temps de concentration, elle s’écrit en fonction du
coefficient de ruissellement, de la superficie du bassin versant et de l’intensité moyenne
maximale de la pluie. Cette méthode est applicable pour les bassins versants qui ont une
superficie inférieure à 25 km².
Le débit est donné par la formule suivante :
𝑸 =
𝐊𝐫 × 𝐤𝐚 × 𝐒 × 𝐢
𝟑, 𝟔
𝐞𝐧 (𝐦𝟑
/𝐬)
Avec :
- Ka : coefficient d’abattement de la pluie (voir tableau)
Tableau 20 : coefficient d’abattement de la pluie en fonction de la surface
- Kr : Coefficients de ruissellement (voir tableau)
Tableau 21: Coefficients de ruissellement
- S : superficie du bassin versant, en km2
- i : intensité de pluie
S (km²) < 25 25 à 50 50 à 100 100 à 150 150 à 200
Ka 1 0.95 0.90 0.85 0.08
I (%) Végétations PERIODE DE RETOUR
10 ET 20 ANS 50 ET 100 ANS
TYPE I : plus de 50% de la superficie du
bassin versant couverte de végétation
TYPE II : de 30% à 50% de la superficie du
bassin versant couverte de végétation
TYPE III : moins de 30% de la superficie du
bassin versant couverte de végétation
0,3 0,4
< 15
0.4
0.5
0,5 0.6
TYPE I : plus de 50% de la superficie du bassin
versant couverte de végétation
0,4 0,5
> 15
TYPE II : de 30% à 50% de la superficie du bassin
versant couverte de végétation
0,5 0,6
TYPE III : moins de 30% de la superficie du
bassin versant couverte de végétation 0,6
0.7
V. Présentation de calcul
Dans notre cas, toutes les superficies des bassins versants sont inférieures à 25 km², nous
avons donc adopté la méthode Rationnelle pour calculer les débits des bassins.
 Pour S < 25 km²  Ka = 1
 Kr = 0.5
Exemples de calcul des débits
* BV1 :
Q =
Kr × ka × S × i
3,6
en (m3
/s)
=
0.5 × 1 × 0.679 × 135.83
3,6
= 12.81 m3
/s
* BV4
Q =
Kr × ka × S × i
3,6
en (m3
/s)
=
0.5 × 1 × 17.442 × 17.40
3,6
= 42.15 m3
/s
Tableau 22 : Le tableau récapitule les résultats de calcul
Désignation S (km2
) Kr Ka I (mm/h) Débit rationnelle
calculé (m3
/s)
BV1 0.679 0.5 1 135.83 12.81
BV2 1.769 0.5 1 65.95 16.20
BV3 1.612 0.5 1 64.09 14.35
BV4 17.442 0.5 1 17.40 42.15
Chapitre 5 : Etude hydraulique
Etude hydraulique
Introduction
Les études hydrauliques consistent à la sélection et le dimensionnement des ouvrages assurant
le drainage routier.
La conception de ces ouvrages dépend de nombreux facteurs :
- Débit de crue
- Morphologie du lit et fonctionnement hydraulique
- Profil en long de la route à l’endroit de franchissement
Ainsi, pour un même débit de crue, l’ouverture et le type de structure pourront être très
différents selon que le lit est marqué ou non, qu’il y a possibilité ou non de stockage des pointes
de crue, que la plateforme routière est proche du terrain naturel ou en grand remblai.
I. Dimensionnement des ouvrages hydrauliques
1. Les critères généraux du choix
Pour choisir le type de l’ouvrage et le dimensionner, il faut prendre en compte les paramètres
suivants :
- L’importance des débits évacués
- La rapidité et la facilité de mise en œuvre.
- La résistance aux agents climatiques
- La largeur de lit d’oued
2. Principe de calcul
Les conditions suivantes doivent être respectées lors du dimensionnement des ouvrages :
 La vitesse : 0,5 m/s < V < 4 m/s (pour éviter la détérioration des parois)
 La pente du dalot I : 0.4 % < I < 0.8 %
 Le choix de l’ouvrage dépend du débit.
3. Méthode de dimensionnement des ouvrages hydrauliques
L’ouvrage à dimensionner doit avoir une capacité d’évacuation de débit supérieur ou égale au
débit de l’écoulement qui lui correspond. Pour le dimensionnement des ouvrages hydrauliques,
on a utilisé la formule de Manning-Strickler :
𝐐 = 𝐊 × 𝐑𝐡
𝟐
𝟑
× √𝐈 × 𝐒𝐦
Avec :
Q : Débit en m³/s
K : coefficient de rugosité
Rh : Rayon hydraulique en m. Avec Rh = Sm/𝑃
𝑚
Sm: surface mouillée en m²
Pm : périmètre mouillé en m
I : pente de l’ouvrage
Coefficient de rugosité :
Le Coefficient de rugosité K dépend de la nature des matériaux
Nature de parois K
Collecteur en PVC 100 à 120
Collecteur en béton armé coulé sur place 90
Collecteur en béton, grés, fonte 80
Collecteur en béton 70
Caniveau en grosse maçonnerie 45 à 60
Caniveau en terrain naturel ordinaire 30 à 40
Fosses enterre mauvais état, de pente 3% 20
Fosses naturelles en très mauvais état de pente faible 10
 Dans notre projet on adopte k=70
Pente de l’ouvrage :
En général la pente de l’ouvrage varie entre 0.4% et 0.8%. En effet, si la pente de l’ouvrage
est inférieure à 0.4%, il y aura une stagnation d’eau, et si elle est supérieure à 0.8%, il y aura
risque de détérioration de la paroi de l’ouvrage.
 Donc on adopte une pente de 0.5%
4. Dimensionnement des ouvrages
Ce dimensionnement est fait à l’aide d’un tableau de pré-dimensionnement. Le tableau ci-
dessous présent le débit d’écoulement (en m³/s et 80% de remplissage) assuré pour un dalot pour
une seule alvéole.
Nb
Alvéoles
Dim OH S_mouillée
(pleine
section) Rh K
Pente i %
Largeur Hauteur 0.2 0.3 0.4 0.5 1
1 0.8 0.8 0.64 0.267 70 0.83 1.02 1.17 1.31 1.86
1 1.5 1 1.5 0.429 70 2.67 3.27 3.77 4.22 5.97
1 3 1 3 0.600 70 6.68 8.18 9.45 10.56 14.94
1 1.5 1.5 2.25 0.500 70 4.44 5.43 6.28 7.02 9.92
1 2 1.5 3 0.600 70 6.68 8.18 9.45 10.56 14.94
1 2.5 1.5 3.75 0.682 70 9.09 11.14 12.86 14.38 20.33
1 3 1.5 4.5 0.750 70 11.63 14.24 16.45 18.39 26.00
1 2 2 4 0.667 70 9.56 11.70 13.51 15.11 21.37
1 2.5 2 5 0.769 70 13.14 16.09 18.58 20.78 29.38
1 3 2 6 0.857 70 16.95 20.76 23.97 26.80 37.90
1 4 2 8 1.000 70 25.04 30.67 35.42 39.60 56.00
1 3 3 9 1.000 70 28.17 34.51 39.84 44.55 63.00
1 3.5 3 10.5 1.105 70 35.14 43.04 49.69 55.56 78.57
1 4 3 12 1.200 70 42.42 51.96 59.99 67.07 94.86
1 4 4 16 1.333 70 60.68 74.31 85.81 95.94 135.68
1 5 4 20 1.538 70 83.44 102.19 118.00 131.93 186.57
Le tableau suivant récapitule les caractéristiques de l’ouvrage choisi (nombre d’alvéoles,
largeur, hauteur) avec un débit supérieur à celui déjà calculé.
N°
OH
Nb
Alvéoles
Dim OH
S_mouillée
(pleine
section) (en
m²)
Rh
K
Le débit assuré
(en m³/s) par le
dalot pour une
pente de 0,5%
Largeur
en (m)
Haute
ur
en (m)
en
(m)
OH1 1 2.5 1.5 3.75 0.682 70 14.38
OH2 2 2 1.5 3 0.600 70 21.13
OH3 1 2 2 4 0.667 70 15.11
OH4 5 2 1.5 3 0.600 70 52.82
5. Vérification des ouvrages hydrauliques
Pour garantir le bon fonctionnement de notre ouvrage, il faut vérifier que la vitesse répond à
la condition suivante :
La vitesse de l’écoulement doit être limitée entre 0.5 m/s et 4m/s
La vitesse d’écoulement ne doit pas dépasser les 4m/s pour éviter la détérioration des parois,
aussi elle ne doit pas descendre sous les 0.5 m/s pour éviter le dépôt des solides, la stagnation des
eaux et ne pas rencontrer le problème de débouchage.
La vitesse est calculée à partir de la formule suivante :
𝐕 = 𝐊 × 𝐑𝐡
𝟐
𝟑
× √𝐈
Avec:
K : le coefficient de rugosité
Rh : Rayon hydraulique en m
I : pente de l’ouvrage
Exemple de calcul :
On prend comme exemple de calcul le BV2 :
QBV2= 16.20 m³/s < Q𝑑𝑎𝑙𝑜𝑡 = 21.13 m³/s
Puis on calcule la vitesse de l’écoulement dans le dalot :
𝐕 = 𝐊 × 𝐑𝐡
𝟐
𝟑
× √𝑰 = 𝟕𝟎 × 𝟎. 𝟔𝟎𝟎
𝟐
𝟑 × √𝟎. 𝟎𝟎𝟓 = 3.581 ⟹ vérifiée
II. Drainage longitudinal
Le drainage de la route est assuré par des fossés longitudinaux qui collectent les eaux de
ruissellement et les acheminent vers les exutoires naturels (oueds et écoulements) en terre ou
bétonnés. Ainsi, pour prévenir les effets néfastes de l'eau et assurer la stabilité et la longévité de
la route, celle-ci doit être équipée d'un système de drainage bien conçu et soigneusement
dimensionné.
Il est donc nécessaire de déterminer les débits maximaux sur les différentes sections de notre
axe routier avant de dimensionner les fossés.
BV OH Rh I (%) K V(m/s) Vérification
BV1 Dalot 1× (2.5 × 1.5) 0.682 0.5 70 3.834 Vérifiée
BV2 Dalot 2× (2.5 × 1.5) 0.600 0.5 70 3.521 Vérifiée
BV3 Dalot 1× (2.5 × 1.5) 0.667 0.5 70 3.777 Vérifiée
BV4 Dalot 5× (2.5 × 1.5) 0.600 0.5 70 3.521 Vérifiée
1. Calcul du débit
Pour le concevoir de drainage longitudinal il est recommandé de vérifier les profils en travers
pour localiser l’emplacement des fossés et le profil en long pour déterminer leur pente et leur
longueur.
a. Caractéristiques géométriques des fossés
Fossés latéraux
N° Profils Longueur (m) Largeur (m) Pente (%) Seq (km²)
2-8 120 1 0.96 0.00012
17-35 360 1 0.9 0.00036
39-51 240 1 0.41 0.00024
52-59 140 1 0.41 0.00014
59-100 820 1 0.31 0.00082
115-145 600 1 1.32 0.0006
146-148 40 1 1.32 0.00004
205-220 300 1 1.37 0.0003
220-223 60 1 1.4 0.00006
248-252 80 1 1.37 0.00008
287-293 120 1 2.43 0.00012
301-307 120 1 2.77 0.00012
310-311 20 1 2.77 0.00002
359-361 40 1 2.79 0.00004
371-373 40 1 2.79 0.00004
375-409 680 1 2.79 0.00068
410-440 600 1 6.76 0.0006
472-476 80 1 4.82 0.00008
-La surface équivalente est la surface de chaussée pour un mètre de largeur (Pour calculer
les débits des fossés), on utilise la méthode rationnelle qui est définie par la formule
suivante :
𝐐 =
𝐤𝐚 × 𝐂𝐞𝐪 × 𝐒𝐞𝐪 × 𝐢(𝐭)
𝟑, 𝟔
𝐞𝐧 (𝐦𝟑
/𝐬)
Avec :
Ka : coefficient d’abattement de la pluie (pour les bassins < 25 km², Ka =1)
Ceq : coefficient de ruissellement
𝐢(𝐭) : intensité de pluie (mm/h)
Seq : superficie équivalente en km²
b. Calcul du coefficient de ruissellement
𝐂𝐞𝐪 =
∑(𝑪𝒊 × 𝑺𝒊)
𝑺𝒕
Avec :
- Pour les chaussées, C=0.9
- Pour les accotements, C= 0.8
Exemple de calcul
On prend pour exemple le PT 1 :
AN :
𝐂𝐞𝐪 =
𝟎. 𝟗 × (𝟐𝟎 × 𝟑. 𝟓) + 𝟎. 𝟖 × (𝟐. 𝟓𝟓 × 𝟐𝟎)
(𝟐𝟎 × 𝟑. 𝟓) + (𝟐. 𝟓𝟓 × 𝟐𝟎)
𝐂𝐞𝐪 =
(𝟎. 𝟗 × 𝟕𝟎) + (𝟎. 𝟖 × 𝟓𝟏)
(𝟕𝟎 + 𝟓𝟏)
= 𝟎. 𝟖𝟔
Fossés latéraux
N° Profils 𝐒𝐞𝐪 𝐂𝐞𝐪
2-8 0.00012 0.86
17-35 0.00036 0.86
39-51 0.00024 0.86
52-59 0.00014 0.86
59-100 0.00082 0.86
115-145 0.0006 0.86
146-148 0.00004 0.86
205-220 0.0003 0.86
220-223 0.00006 0.86
248-252 0.00008 0.86
287-293 0.00012 0.86
301-307 0.00012 0.86
310-311 0.00002 0.86
359-361 0.00004 0.86
371-373 0.00004 0.86
375-409 0.00068 0.86
410-440 0.0006 0.86
472-476 0.00008 0.86
c. Intensité de pluie
 Calcul de la pente équivalente
𝐈𝒆𝒒 = (
∑(𝑳𝒊)
∑
𝑳𝒊
𝑰𝒊
)
𝟐
Avec :
𝐋𝐢 : Longueur de l’écoulement élémentaire pour chaque surface drainée
𝐈𝐢 : Pente élémentaire pour chaque surface drainée
Exemple de calcul
On prend pour exemple le PT 1 :
AN :
𝐈𝐞𝐪 =
𝟑. 𝟓 + 𝟐. 𝟓𝟓
𝟑. 𝟓
√𝟎. 𝟎𝟑
+
𝟐. 𝟓𝟓
√𝟎. 𝟎𝟒
= 𝟏. 𝟖𝟑 %
 Calcul du temps de concentration
La période de retour adoptée dans cette étude est de 50ans. Le temps de concentration est
calculé par la formule suivante :
𝐭𝐜 = 𝟕𝟔. 𝟑 × √
𝐒𝐞𝐪
𝐈𝐞𝐪
Avec :
𝐭𝐜 : Temps de concentration en mn
𝐈𝐞𝐪 : Pente équivalente en m/m
𝐒𝐞𝐪 : Surface équivalent en km²
Exemple de calcul
On prend pour exemple le PT 1 :
AN :
𝐭𝐜 = 𝟕𝟔. 𝟑 × √
𝟎.𝟎𝟎𝟎𝟏𝟐
𝟎.𝟎𝟏𝟖𝟑
= 1.950 h
 Calcul de l’intensité de pluie
Après avoir déterminé le temps de concentration, on va calculer l’intensité de pluie par cette
formule :
𝐢 = 𝐚 × 𝒕𝒄
−𝒃
Avec :
I : Intensité de pluie en (mm/h).
𝐭𝐜 : Temps de concentration
a , b : sont des coefficients régionaux dont les valeurs sont (a=45.4 et b= -0.83)
Exemple de calcul
On prend pour exemple le PT 1 :
AN :
𝒊 = 𝟒𝟓. 𝟒 × 𝟏. 𝟗𝟓𝟎 − 𝟎.𝟖𝟑
= 𝟐𝟔. 𝟎𝟕𝟐 𝒎𝒎/𝒉
Fossés latéraux
N° Profils Ieq (m/m) 𝐭𝐜[h] i [mm/h]
2-8 0.18 0.86 26.072
17-35 0.18 0.86 16.526
39-51 0.18 0.86 19.555
52-59 0.18 0.86 24.457
59-100 0.18 0.86 11.744
115-145 0.18 0.86 13.369
146-148 0.18 0.86 41.132
205-220 0.18 0.86 17.825
220-223 0.18 0.86 34.762
248-252 0.18 0.86 30.850
287-293 0.18 0.86 26.072
301-307 0.18 0.86 26.072
310-311 0.18 0.86 54.842
359-361 0.18 0.86 41.132
371-373 0.18 0.86 41.132
375-409 0.18 0.86 12.693
410-440 0.18 0.86 13.369
472-476 0.18 0.86 30.850
Une fois on a déterminé tous les paramètres, on peut calculer le débit :
Exemple de calcul :
On prend pour exemple le PT 1 :
𝑸 =
𝒌𝒂 × 𝑪𝒆𝒒 × 𝑺𝒆𝒒 × 𝒊(𝒕)
𝟑, 𝟔
𝒆𝒏 (𝒎𝟑
/𝒔)
AN :
𝐐 =
𝟏 × 𝟎. 𝟖𝟔 × 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟏𝟐 × 𝟐𝟔. 𝟎𝟕𝟐
𝟑, 𝟔
= 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟕𝟒𝟓𝟓𝟒 𝐦𝟑
/𝐬
Fossés latéraux
N° Profils Q [𝐦𝟑
/𝐬]
2-8 0.00074554
17-35 0.0014177
39-51 0.00111834
52-59 0.00081589
59-100 0.00229472
115-145 0.00191147
146-148 0.00039206
205-220 0.00127428
220-223 0.00049701
248-252 0.00058811
287-293 0.00074554
301-307 0.00074554
310-311 0.00026137
359-361 0.00039206
371-373 0.00039206
375-409 0.00205668
410-440 0.00191147
472-476 0.00058811
2. Dimensionnement des fossés
Dans notre cas, on a choisi un fossé triangulaire en terre et on va vérifier la condition limite :
Il faut que la vitesse d’eau ne dépasse pas 0.9 m/s si cette condition n’est pas vérifiée, on passe à
un fossé trapézoïdal bétonné.
Pour le dimensionnement des fossés, on va utiliser la formule de Manning Strickler :
𝑸 = 𝑲 × 𝑹𝒉
𝟐
𝟑
× √𝑰 × 𝑺𝒎
Avec :
Q : Débit en m³/s
K : coefficient de rugosité (K=40, pour les fossés en terre)
Sm: surface mouillée, en m²
Rh : Rayon hydraulique en m
I : pente longitudinale en m/m
a. Surface mouillée 𝑆𝑚
𝐒𝐦 =
𝐡𝟐
𝟑
+
𝟑
𝟒
𝐡
𝐒𝐦 =
𝟏𝟑
𝟏𝟐
𝐡𝟐
⟹ 𝐒𝐦 = 1.08 𝐡𝟐
b. Périmètre mouillé Pm
𝐏𝐦 = √𝐡𝟐 + (
𝟐
𝟑
𝐡𝟐) +√(
𝟑
𝟐
𝐡𝟐) + 𝐡𝟐 +
𝟐
𝟑
𝐡 +
𝟑
𝟐
𝐡
𝐏𝐦 = 𝐡 × (
√𝟏𝟑
𝟑
+
√𝟏𝟑
𝟐
) +
𝟐
𝟑
𝐡 +
𝟑
𝟐
𝐡
𝐏𝐦 = 𝐡 × (
√𝟏𝟑
𝟑
+
√𝟏𝟑
𝟐
+
𝟐
𝟑
+
𝟑
𝟐
)
𝐏𝐦 = 𝐡 × (
𝟓√𝟏𝟑
𝟔
+
𝟏𝟑
𝟔
) ⟹ 𝐏𝐦 = 𝟓. 𝟏𝟕 𝐡
c. Rayon hydraulique
𝐑𝐡 =
𝐒𝐦
𝐏𝐦
=
𝟏. 𝟎𝟖 𝒉𝟐
𝟓. 𝟏𝟕 𝒉
⟹ 𝟎. 𝟐 𝐡
⟹ 𝐐 = 𝐊 × 𝟎. 𝟐 𝐡 × 𝟏. 𝟎𝟖 𝐡𝟐
× √𝐈
𝐡 = (
𝑸
𝟑𝟏. 𝟐𝟓 × √𝑰
)
𝟑
𝟖
𝐕 =
𝑸
𝐒𝐦
= 𝐊 × 𝐑𝐡
𝟐
𝟑
× √𝐈
Exemple de calcul
On prend pour exemple le PT 1 :
AN :
𝐡 = (
𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟕𝟒𝟓𝟓𝟒
𝟓𝟒. 𝟔𝟖 × √𝟎. 𝟎𝟎𝟗𝟔
)
𝟑
𝟖 = 𝟎. 𝟎𝟑𝟓 𝐦
𝐕 = 𝟒𝟎 × (𝟎. 𝟐 × 𝟎. 𝟎𝟑𝟓)
𝟐
𝟑 × √𝟎. 𝟎𝟎𝟏𝟖 = 𝟎. 𝟏𝟕𝟐 𝐦/𝐬
Fossés latéraux
N° Profils h (m) V (m/s)
2-8 0.044 0.172
17-35 0.057 0.198
39-51 0.060 0.139
52-59 0.054 0.128
59-100 0.083 0.149
115-145 0.059 0.246
146-148 0.033 0.165
205-220 0.050 0.225
220-223 0.035 0.179
248-252 0.038 0.186
287-293 0.037 0.244
301-307 0.036 0.256
310-311 0.024 0.197
359-361 0.028 0.219
371-373 0.028 0.219
375-409 0.053 0.331
410-440 0.044 0.453
472-476 0.030 0.297
CHAPITRE 6 : ETUDE GEOMETRIQUE
Etude géométrique
Introduction
La conception géométrique de la route met l'accent sur les principes d’aménagements, des
caractéristiques et des normes géométriques, donnant à la route une forme qui assure une
circulation fluide des véhicules à des vitesses bien définies. En plus des règles de circulation qu'il
convient de respecter, il nécessite le respect de normes géométriques en vigueur qui assurent la
sécurité et le confort des usagers. La géométrie d’une route est basée sur trois éléments
essentiels : le tracé en plan, le profil en long et le profil en travers.
I. Normes d’aménagement
1. Les critères de choix
Les différents critères d'aménagement d’une route sont :
- Caractéristiques topographiques
- L’importance de la route dans le réseau
- Les conditions économiques
- Le volume et la structuration du trafic
2. La vitesse de référence
La vitesse de référence est la vitesse d’un véhicule isolé permettant de définir les
caractéristiques minimales d’aménagement des points particuliers d’une section de route pour
lesquels les contraintes géométriques sont les plus astreignantes pour l’usage. Le choix de la
vitesse de référence dépend de plusieurs paramètres :
- L’aspect économique du projet
- Les reliefs du projet
- Le volume du trafic
La vitesse de référence n’est pas le seul paramètre associé à la catégorie de route, mais celui
qui est le plus commode pour le choix des caractéristiques géométriques limites en section
courante.
On définit, en fonction de la vitesse de référence, cinq catégories de routes.
Catégorie Vitesse de référence Vr (km/h)
Exceptionnelle 120
Première 100
Seconde 80
Troisième 60
Quatrième 40
 La vitesse de référence adoptée pour notre projet « la route MC36 » est 80 km/h, donc la
route est classée dans la seconde catégorie.
II. Normes géométriques
1. Tracé en plan
Le tracé en plan est la projection de l’axe de la chaussée sur le plan horizontale, c’est une
succession d’alignements droits, arc des cercles et éventuellement des raccordements à courbures
progressives qui font le raccordement entre les deux premiers.
a. Les alignements droits
Les alignements droits sont en premier, définis par la disposition générale du tracé et serviront
généralement de bases à la détermination des autres éléments (cercle, clothoïde). Les
alignements droits de trop grandes longueurs sont déconseillés, malgré qu’ils permettent
d’obtenir un tracé plus court et une bonne visibilité, car ils peuvent poser des problèmes de
sécurité.
b. Les courbes
Les courbes : Les rayons de raccordements circulaires sont définis en fonction de la vitesse de
référence retenue : Vr =80 Km/h. Les rayons minimaux à adopter pour le tracé en plan sont
indiqués dans le tableau des paramètres fondamentaux du tracé en plan.
Les valeurs minimales pour les rayons du tracé en plan recommandées par l’ARP
(Aménagement des Routes Principales) sont données dans le tableau suivant :
RAYON EN PLAN Vitesse de référence
Vr = 60 Km/h Vr = 80 Km/h
Rayon minimal : Rm (en m)
(Dévers associé 7 %) 120 240
Minimal normal : RHN
(Dévers associé : 5 %) 240 425
Rayon au dévers minimal : Rdm
(m)
(Dévers associé : 2,5%)
450 650
Rayon non déversé : Rnd
(m)
(Dévers associé : 2,5 %)
600 900
Avec :
 Rayon minimal : C’est le rayon limite au-dessous duquel on ne peut pas
descendre en raison de confort de conduite et de sécurité. Il est déterminé à partir d’un dévers
maximal.
 Rayon au dévers minimal : C’est le rayon au dévers minimal, au-delà duquel les
chaussées sont déversées vers l’intérieur de virage.
 Rayon non déversé : C’est le rayon au-dessous duquel la courbes est
nécessairement déversée vers l’intérieur du virage.
2. Profil en long
Le profil en long d’une route est une coupe longitudinale suivant son axe. Elle aboutit à 2
lignes :
Une ligne brisée (c'est le profil du terrain naturel) et une ligne continue (c'est la ligne rouge).
Le profil en long est formé par une succession de déclivités liées par des raccordements
circulaires qui sont en réalité des raccordements paraboliques (convexes et concaves).
Le profil en long a pour rôle la minimisation du volume de terrassement tous en respectant la
visibilité et le confort. Il doit répondre plus particulièrement aux exigences suivantes :
- Ne pas dépasser une pente maximale préconisée par les normes.
- Eviter de maintenir une forte déclivité sur une grande distance
- Assurer une bonne coordination du tracé en plan et le profil en long
- Opter pour une déclivité minimale
Les caractéristiques à respecter lors de traçage des paraboles pour le profil en long
suivant l’ARP (Aménagement des Routes Principales) sont représentées dans le tableau suivant :
DESIGNATION
Vitesse de référence
Vr = 60 Km/h Vr = 80 Km/h
Déclivité Maximale 7 % 6 %
Rayon minimal en angle
saillant (m)
1500 3000
Rayon minimal en angle
rentrant (m)
1500 2200
a. Rayon de courbure
Les rayons de raccordements circulaires indiqués par les instructions techniques doivent
toujours être considérés comme des minimums imposés par les conditions de visibilité et de
confort.
b. Raccordements circulaires
 Les angles saillants
Les rayons correspondants doivent être dimensionnés au regard des contraintes de sécurité et
de visibilité. En fonction des caractéristiques du tracé en plan, on s'attachera à garantir la
visibilité sur obstacle ou pour dépassement.
 Les angles rentrants
Ces rayons ne posent pas de problèmes de sécurité majeurs mais leur dimensionnement est
essentiellement conditionné par des contraintes de confort dynamiques, les conditions de
visibilité nocturnes et l'évacuation des eaux de ruissellement. La présence d'un passage supérieur
au droit d'un angle rentrant mérite un examen particulier.
3. Profil en travers
Le profil en travers d’une route est représenté par une coupe perpendiculaire à l’axe de la
route,
Il permet de définir :
- Les caractéristiques de la chaussée
- Le largueur et dévers des accotements
- La forme et la section des fossés
- L’emplacement des équipements
Dans une étude d’un projet routière on doit dessiner deux types de profil en travers :
a. Profil en travers type
C’est une pièce de base dessinée dans les projets de nouvelles routes ou l’aménagement de
routes existantes. Il contient tous les éléments constructifs.
b. Profil en travers courants
Ce sont des profils dessinés à des distances régulières qui dépendent du terrain naturel
(accidenté ou plat). Ils servent au calcul des cubatures et la construction de la route.
III. Conception géométrique
1. Conception par le logiciel COVADIS
COVADIS : est un applicatif d'AutoCAD. Il est spécialement dédié aux bureaux d’études en
infrastructure, aux entreprises de travaux publics, aux collectivités locales et territoriales, ainsi
qu’aux cabinets de géomètres. Il permet de traiter un projet d'infrastructure de sa phase initiale à
sa phase finale.
COVADIS contient en un seul logiciel, l’ensemble des modules "métiers" exploités
quotidiennement par les bureaux d’études VRD et les entreprises de BTP. COVADIS fonctionne
sur toutes les versions récentes d’AutoCAD.
2. Les étapes de travail
a. Chargement des points (x y z)
COVADIS permet de charger les fichiers de point calculés en X, Y, Z et de venir les dessiner
dans COVADIS en tant que Bloc Points topographiques.
1) Covadis 2D / Points topographiques / chargements de semis
2) Fichier .txt
3) Choisir Fichier de point avec séparateurs
4) Insérer le semis de points en 3D / ok
5) CovEdition / Points topographiques / attribut ALT=Z point /ok
b. Module numérique du terrain
Un modèle numérique de terrain (MNT) est une représentation de la topographie (altimétrie/
ou bathymétrie) d’une zone terrestre sous une forme adaptée à son utilisation par un calculateur
numérique (ordinateur).
1) Covadis 3D / Calcul MNT / Calcul et dessin de M.N.T./ Calculer
2) Eliminer les calques de triangulation
c. Traçage de l’axe
1) Dessiner l’axe (polyline)
2) Tracer les lignes droites
3) Tracer les raccordements circulaires (Exemple : rentrer 200 sélectionner
les deux droites)
d. Définir l’axe
1) CovadisVRD / projet linéaire par profils types / afficher la barre d’outils
2) Définition de l’axe : nouveau projet / sélectionner tous les composants en
lignes et arc de cercle / entrer
3) Entrer le nom de projet / ok
4) Cliquer à droite / entrer
e. Tabulation de l’axe
1) Tabulation de l’axe / ok / Choix /Sélectionner le TN / ok
2) Cocher Extrémités de l’axe / sommets de l’axe
3) Intervalle / axe / 20m / valider / valider
f. Profil en long
Cette méthode permet de dessiner un profil en long TN en considérant que les sommets de
l’axe ne sont pas obligatoirement immatriculés avec Bloc Points topographique.
1) Profil en long / nouveau PL TN / Dessin du profil en long TN / ok
2) Tracer la ligne rouge (profil en long / alignements droits)
3) Tracer la ligne rouge (profil en long / raccordements paraboliques /
Tangente Tangente Rayon)
4) Sélectionner les alignements droits puis donner le rayon
5) Si c’est bon choix écrire o (oui) sinon n (non)
6) Définition de projet et sélectionner les composants de profil en long
7) Sélectionner les droites et les paraboles / entrer
8) Remplissage de cartouche
g. Affecter les profils types
1) Affecter le profil type / tout sélectionner / affecter /affecter/ ok
2) Profil en travers / Calculer le projet /calculer / dessiner / dessin
3) Profil en travers /dessiner le profil en travers
4) Dessiner / dessin /ok / sélectionner le profil en long / ok
5) Affichage / 3D
3. Conception de l’axe en plan
La figure suivante l’allure de l’axe en plan :
4. Conception du profil en long
La figure suivante présente l’allure du profil en long :
5. Conception
6. Calcul des cubatures
Pour déterminer les prix de terrassement, le logiciel COVADIS nous permet de déterminer les
quantités des cubatures après avoir affectés les profils types.
Volume en m3
Déblai Remblai
Total 296871.82 84024.37
Conclusion générale
Notre projet de fin d'études nous a offert l’opportunité d’exercer et de mettre en pratique nos
connaissances acquises au cours de notre de formation pendant les trois années d’études à
l’ISTEUB.
Au cours de ce projet, nous avons pu découvrir et être exposés aux différentes phases d’étude
d’un projet routier à savoir l’étude géométrique qui concerne la conception de la route étudiée,
l’Utilisation des logiciels de conception routière COVADIS et le logiciel de dessin AutoCAD
conformément aux règles et normes de conception routière. Ainsi que des études hydrologiques
et hydrauliques à l’aide d’utilisation des logiciels : Google Earth et Global Mapper qui m’a
permis par la suite de choisir le dimensionnement des ouvrages hydrauliques nécessaires. Nous
avons utilisé le logiciel Alizé LCPC pour la vérification de la structure de chaussée choisie après
la détermination des classes du sol support et de trafic.
Dans notre démarche d’étude, nous avons essayé de respecter toutes les contraintes et les
normes existantes que nous ne pouvons pas négliger et nous prenons en considération, le confort
et la sécurité des usagers ainsi bien que l’économie et l’environnement.
Enfin, c'était aussi l'occasion d'élargir et développer nos compétences et nos connaissances.
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  • 1.
  • 2. INTRODUCTION GENERALE Le but de notre projet de fin d'études est d'appliquer les connaissances acquises dans notre formation en tant qu'étudiant et de nous permettre d'être en contact direct avec des connaissances et des outils pour une meilleure intégration de la théorie et de la pratique. Les infrastructures routières occupent une place importante dans les grandes décisions politiques et économiques d'un pays, que ce soit au niveau régional, national ou continental. C'est un facteur important et il est considéré comme le moteur de la croissance et de la prospérité. A cet effet, nous avons choisis de traité d’un projet portant sur « l'étude de réhabilitation de la route MC36 dans le gouvernorat de Ben Arous » sur un tronçon d'environ (9.6 km) de longueur. En fait, l'étude de réhabilitation consiste essentiellement à l'aménagement, l'élargissement, le renforcement de la structure de la chaussée existante et si nécessaire des réplications localisées du tracé en plan, reprofilage ainsi que l'amélioration du fonctionnement du système de drainage et des dispositifs de sécurité. Le présent projet de fin d’études se compose respectivement de :  Présentation du cadre de projet  Etude de trafic  Etude géotechnique  Etude hydrologique  Etude hydraulique  Etude géométrique  Estimation des coûts du projet  Un cahier des annexes et plans
  • 3. CHAPITRE 1 : PRESENTATION DU CADRE DU PROJET
  • 4. PRESENTATION DE BUREAU D’ETUDE I. Présentation générale du bureau d'étude TERACO Figure 1 : logo du bureau d'étude TERACO TERACO est un bureau d’études agréé spécialisé dans l’ingénierie civile et l'aménagement du territoire, il touche à diverses disciplines dont principalement les infrastructures de transport (routes, autoroutes, voies ferrées, aéroports…), les Ouvrages d’Art, le Bâtiment, les Voiries et Réseaux Divers. Le bureau TERACO a été fondé par Mr. Hatem AISSAOUI ingénieur principal et Chef de Projets ayant travaillé dans des Bureaux d’études et Entreprises de grande renommée, il a notamment développé une vaste expérience par le fait de sa direction de grands projets de la place. TERACO garantit la prestation des services suivants dans les divers domaines de spécialisation sous sa responsabilité :  Ingénierie  Conseil  Urbanisme, Architecture et Paysage  Etudes économiques
  • 5.  Environnement  Hygiène et sécurité II. Secteurs d’activités  Aménagement du territoire, route et eau Infrastructures Routières / Eau / hydrologie et Hydraulique  Infrastructures Ferroviaires Lignes ferroviaires rapides urbaines / Grandes Lignes Fret et Voyageurs / Métros légers  Ouvrages d’art Ponts / Passages inférieurs / Tunnels / Ouvrages géotechniques spéciaux / Barrages  Ville Transport urbain / Ville / VRD/ Lotissements / Bâtiments  Portuaire / maritime et fluvial  Aéroports
  • 6. Quelques projets réalisés par TERACO Ouvrages d’art : Figure 2: Tunnel Saïda Mannoubia Aménagement du territoire, route et eau : Figure 3: AutoRoute Chlef- Algérie
  • 7. Infrastructures Ferroviaires : Figure 4: Ligne D du Réseau Ferroviaire Rapide III. Référence Adresse : Tunis : Immeuble Lot. Ben Thabet Av. Mongi Slim le Bardo C.P:2000 Tunis, Tunisie Gabès : Av. du Maghreb Arabe, El Hamma, Gabès, B.P. 195 Tél : (+216) 31 403 618 Fax : (+216) 32 403 618 Gsm : (+216) 50 67 28 78 Email : Teraco.contact@gmail.com Site Web : http://www.teraco.com.tn/
  • 8. PRESENTATION DU PROJET I. Situation: La Réhabilitation d'une chaussée existante à pour objectif de mettre la route à un niveau d'aménagement normalisé en fonction du trafic transité et son rôle dans le développement économique régional et national. Notre projet consiste à réaliser l’étude de réhabilitions de la route MC36. Le tronçon de route choisi se situe dans le gouvernorat de Ben Arous. Cet axe assure la liaison entre les régions situées au Sud du gouvernorat de Ben Arous et les régions du Nord Est du gouvernorat de Zaghouan. 1. Localisation du projet La figure N°5 montre la localisation du projet, Cette figure est prise à partir de Google EARTH. Figure 5: localisation du projet
  • 9. 2. Situation actuelle La chaussée existante a fait l’objet de plusieurs opérations de revêtement et d’entretient dont les plus importantes sont les suivantes :  En 1999 : exécution d'un revêtement superficiel monocouche pour le tronçon allant du PK18+000 au PK25+000 faisant partie du tronçon à réhabiliter.  En 2004 : réalisation d'un nouveau revêtement superficiel monocouche du PK18+000 au PK25+000. • Emprise : Le long de ce tronçon de la MC36, la largeur de la chaussée ne dépasse pas une largeur de 5m. L'emprise disponible est en général suffisante pour l'élargissement de tout le tronçon de la route à réhabiliter. • Tracé en plan : Le tronçon de la route objet de la réhabilitation présente, un tracé en plan de caractéristiques géométriques moyennes à réduites où la vitesse pratiquée ne dépasse pas le 40 Km/h. En effet le tracé actuel de la route est marqué par la présence des rayons de courbure serré à plusieurs endroits à savoir :  PK1+900 : courbe de rayon égale à 30m.  PK2+700 : courbe de rayon égale à 15m.  PK5+900 : courbe et contre courbe de rayon successif égal à 40 m et 20 m.  Du PK8+250 au PK8500 : tracé sinueux à courbe et contre courbe de rayon réduit variant de 30 à 60m. Des rectifications de tracé sont nécessaire afin d’améliorer les caractéristiques géométriques du tracé.  Du PK9+400 au PK9+600 : le tracé en plan de la route existante est constitué par une succession de 3 courbes de rayon successives 100, 40 et 30m.
  • 10. Des rectifications de tracé sont nécessaires afin d’améliorer les caractéristiques géométriques du tracé. • Profil en long : Le profil en long existant de ce tronçon de route objet de l’étude est généralement vallonné. Il présente des fortes pentes qui dépassent en plusieurs endroits la pente 6%. Les altitudes varient de 57.47m NGT à 231.68m NGT. • Drainage : Le tronçon de route objet de l’étude est dépourvu de dispositifs de drainage longitudinaux pour assurer l’acheminent des eaux de ruissellement vers les exutoires.  Ouvrages existants : Ouvrages existants Le tronçon de la route MC36, objet des études de réhabilitation comporte plusieurs ouvrages hydrauliques : (Pont dalle 3(3x1), Dalot 7(1x1), 2 Buses Ф800, Dalot (1,5x1)).
  • 11. II. Les intervenants du projet Bureau d’étude d’exécution: Tunisian engineering studies and services. Entrepreneur : groupement STN – SO.BM.TI. Financement : BAD (Banque Africain de Développement). Figure 6 : les intervenants du projet
  • 12. CHAPITRE 2 : ETUDE DE TRAFIC
  • 13. ETUDE DE TRAFIC Introduction Les études de trafic représentent les éléments de base pour intervenir avant tout Réflexion sur le développement des infrastructures de transport à partir du simple traitement d’un carrefour jusqu’à la grande liaison autoroutière. Ils représentent une approche essentielle dans la planification, l'entretien et l'exploitation du réseau routier. Le dimensionnement d’une chaussée neuve ou d’un renforcement nécessite plusieurs intrants, le trafic est l’un des intrants indispensables pour pouvoir déterminer la structure à adapter, les épaisseurs nécessaires ainsi que les matériaux à utiliser. L'étude de trafic consiste en une évaluation du volume de trafic circulant dans l'infrastructure étudiée après réhabilitation. C'est le nombre de véhicules qui traversent le tronçon de route pendant une unité de temps (trafic horaire, trafic journalier ou trafic annuel). I. Les données nécessaires pour entamer une étude du trafic : 1. Durée de vie C'est la durée pendant laquelle la route est garantie de bien se comporter sur une longue durée et son renforcement peut être prévu en bon état. Le choix de la durée de vie d’une chaussée dépend de plusieurs paramètres dont essentiellement les paramètres économiques et l’importance de la route à dimensionner. • La durée de vie la plus fréquemment utilisée pour le dimensionnement en Tunisie est de 15 ans. Cette durée permet de garantir à la route un bon comportement durant une longue période et de planifier son renforcement dans de bonnes conditions. • Les autoroutes sont dimensionnées pour une période de 20ans.
  • 14. 2. Année de mise en service L'année de mise en service une donnée importante pour le calcul de trafic, c’est l’année où le projet entrera réellement en service et ouvert à la circulation. La détermination du trafic à l’année de mise en service suppose la connaissance de deux paramètres :  Le trafic journalier pendant l’année de dernier comptage  Le taux de croissance annuel. Tm=T0 × (1+i)m-n Avec : Tm : trafic de l’année de mis en service m : année de mise en service n : l’année de dernier comptage i : taux de croissance annuel L’année de mise en service de notre projet est prévue pour l’année 2018. 3. Le taux de croissance Le taux de croissance des trafics est très important dans le sens où il permet de prendre en compte l’accroissement qu’aura le volume des véhicules sur le tronçon étudié. Ce taux découle bien évidemment des considérations économiques et sociales d la zone d’influence de la route et du rôle qui sera alloué au tronçon. L’évolution de l’étude de trafic est déterminée en analysant les comptages effectués. On doit aussi tenir compte du trafic induit et dévié qui passera par les routes une fois réhabilitées. Le taux de croissance du trafic de notre projet est 5%
  • 15. II. Détermination de la classe du trafic : 1. Données du trafic : En se référant aux résultats de l’étude du trafic effectuée par le bureau concepteur, les données de trafic à prendre en compte sont les suivantes : - Année de mise en service : 2018 - Durée de vie : 15 ans - Trafic poids lourds 2012 : 150 PL/jour - Trafic poids lourds 2018 : 201 PL/jour - Taux de croissance = 5% - Largeur de la chaussée : 5m Dans le cas où on dispose d’un trafic poids lourd total (sans catégorie), on adopte les coefficients suivants : - 0,36 pour l’essieu de 13T - 2,4 pour l’essieu de 8,15T. 2. Trafic de l’année de mise en service : T2018 T2018 = 201 PL/J/2sens 3. Trafic équivalent à l’année de mise en service 2018 : Téq2018 = 0.36 x T2018 AN: Téq2018 = T2018 x0.36 = 201 x 0.36 Téq2018 = 72.36 essieux 13t/J/2sens
  • 16. 4. Trafic cumulé : Tc = 365 x Téq2018 x (1+𝑖)𝑃−1 𝑖 AN : Tc 2018 = 365  72.36 (𝟏+𝟎,𝟎𝟓)𝟏𝟓−𝟏 𝟎,𝟎𝟓 = 0.57 x 106 essieux 13tj/ 2sens Tc 2018 = 0.57  106 essieux 13tj/ 2sens 5. Trafic cumulé par sens : Pour déterminer le trafic cumulé par sens, nous utilisons le tableau ci-après selon la largeur de la chaussée : Tableau 1 : Les coefficients de pondération relatif à la largeur de la chaussée La largeur de la chaussée est 5 m, donc on prend un Coefficient "0.7". AN : Tc 2018 = 0.57 × 106 × 0.7 Tc 2018 = 0.399  106 essieux 13t  sens 6. Trafic corrigé Un taux de croissance égale à 5% Une durée de vie de 15 ans Largeur de la chaussée [m] Coefficient de pondération 4 ≤ L < 5,5 0,7 5,5 ≤ L < 6,5 0,6 L ≥ 6,5 0,5
  • 17. Tableau 2 : Coefficients des corrections relatives aux taux de croissance et de la durée de vie Taux De Croissance Durée retenue pour le dimensionnement 20 ans 15 ans 5 % 1,2 2 0,7 9 6 % 1,3 5 0,8 6 7 % 1,5 1 0,9 3 8 % 1,6 9 1 9 % - 1,0 8 10 % - 1,1 7 Le trafic corrigé Tcc 2018 = 0.399  0.79  106 essieux 13t  sens Tcc 2018 =0.315  106 essieux 13t  sens
  • 18. 7. Classe du trafic suivant le trafic cumulé : Tableau 3 : Tableau récapitulatif des résultats Trafic équivalent en 2018 par essieux 13T/j/2 sens Trafic cumulé en 2018 par essieux 13T/j/2 sens Trafic cumulé dans un seul sens en 2018 par essieux 13T/j/2 sens Trafic cumulé dans un seul sens corrigé en 2018 par essieux 13T/sens 72.36 0.57106 0.399106 0.315106 D’après le catalogue Tunisien de dimensionnement des chaussées neuves et renforcement nous distinguons six classes de Trafic comme le montre le tableau suivant : Tableau 4 : Classe du trafic suivant le trafic cumulé Classe du trafic Trafic cumulé par sens en essieux 13t (x106 sens le plus chargé) T0 >4 T1 4-2 T2 2-1 T3 1-0,5 T4 0,5-0,18 T5 0,18-0,09 On a Tcc 2018 =0.282  106 essieux 13t  sens 0.18 106 < 0.282 106 < 0.5 106 Conclusion : Classe du trafic T4
  • 19. CHAPITRE 3 : ETUDE GEOTECHNIQUE
  • 20. ETUDE GEOTECHNIQUE Introduction L'objectif de cette étude est de prédire le comportement d'un sol ou d'un matériau granulaire lors d'un terrassement ou lors de l'utilisation d'une chaussée, et le sol peut supporter des charges répétées et une exposition aux intempéries. L’étude géotechnique consiste à déterminer :  Le sol support de la route étudiée et ces caractéristiques géotechniques pour choisir la structure de chaussée et estimer la possibilité de réutilisation des déblais en remblais ou éventuellement en couche de forme.  Les caractéristiques de la chaussée existante afin de connaître la nature des matériaux pour le renforcement et les épaisseurs des couches La campagne géotechnique de reconnaissance qui a été lancée au cours de cette étude a comporté six fouilles pour la MC36-Ben Arous. Les coupes de chaussée sont réalisées à une distance d’environ 2km l’une de l’autre, pour l’ensemble du tronçon objet de l’étude. L’espacement retenu nous permet d’obtenir, avec une bonne précision, les renseignements sur la constitution et la nature des sols supports de l’ensemble de l’itinéraire. Pour chaque fouille, des prélèvements systématiques sont réalisés sur le sol de plateforme en vue d’essais d’identification et de portance. I. Classification des sols 1. Principe de classification Compte tenu de la pluviométrie dans la zone du projet et de sa fréquence sur l’année (période sèche et période humide), la classification des sols est déterminée par la méthode de classification à partir du CBR pondéré à l’aide du catalogue tunisien. La méthode utilisée consiste à déterminer le CBR (Californie Bearing Radio) au laboratoire sur une éprouvette
  • 21. compactée à la teneur en eau de l’optimum Proctor modifier est à 95 % de la densité maximale correspondante. On prendre l’indice CBR avant imbibition et après 4 jours d’imbibition. Les résultats des essais réalisés au laboratoire sur les échantillons des sols supports sont présentés dans le tableau suivant : Tableau 5: Résultats de CBR Sondage CBR CBRi CBRs F1(PK36) 17 6 F2(PK38) 15 7 F3(PK40) 17 8 F4(PK42) 18 6 F5(PK44) 15 7 F6(PK45,5) 18 7 Le CBR caractéristique, noté CBR est calculé en pondérant par la formule suivante : log (CBR) = α log (CBRi) + β log (CBRs) Avec : CBRi : indice portant immédiat. CBRs : indice de portance après immersion de 4 jours. α et β: coefficients régionaux dépendant de la région climatique considérée. α = 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑖𝑠 𝑠𝑒𝑐 12 𝛽 = 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑖𝑠 ℎ𝑢𝑚𝑖𝑑𝑒𝑠 12
  • 22. Figure 7 : carte de partage de la Tunisie en zones climatiques La Tunisie a été partagée en trois zones climatiques : zones A, B et C et en fonction de la zone, on détermine les coefficients α et β. La carte de partage de la Tunisie nous indique que notre projet est situé dans le gouvernorat de Ben Arous qui appartient à la région B. D’où : 𝛂 = 0.67 et 𝜷 =0.33, Tableau 6 : Les coefficients de pondération α et β de chaque région climatique Zone climatique Nombre des mois Coefficient de pondération Humide Sec β α A 6 6 0,50 0,50 B B 4 8 0,33 0,67 C 2 10 0,17 0,83
  • 23. Tableau 7 : Classe de sol en fonction de l’indice CBR Classe du sol CBR S1 5-8 S2 8-12 S3 12-20 S4 >20 2. Détermination de classe du sol du projet : FOUILLE 1: CBR i = 17 CBRS = 6 log (CBR) = α log (CBR i) + β log (CBR s) log ( CBR) = 0.67log (17) + 0.33log (6) D’où 12 < CBR = 12.056 < 20  La classe du sol est : S3 FOUILLE 2: CBR i = 15 CBRS = 7 log (CBR) = α log (CBR i) + β log (CBR s) log ( CBR) = 0.67log (15) + 0.33log (7) D’où 8 < CBR = 11.664 <12  La classe du sol est : S2
  • 24. FOUILLE 3: CBR i = 17 CBRS = 8 log (CBR) = α log (CBR i) + β log (CBR s) log ( CBR) = 0.67log (17) + 0.33log (8) D’où 12 <CBR = 13.256 < 20  La classe du sol est : S3 FOUILLE 4: CBR i = 18 CBRS = 6 log (CBR) = α log (CBR i) + β log (CBR s) log ( CBR) = 0.67log (18) + 0.33log (6) D’où 12 < CBR = 12.526 < 20  La classe du sol est : S3 FOUILLE 5: CBR i = 15 CBRS = 7 log (CBR) = α log (CBR i) + β log (CBR s) log ( CBR) = 0.67log (15) + 0.33log (7) D’où 8 < CBR = 11.664 <12  La classe du sol est : S2
  • 25. FOUILLE 6: CBR i = 18 CBRS = 7 log (CBR) = α log (CBR i) + β log (CBR s) log ( CBR) = 0.67log (18) + 0.33log (7) D’où 12 < CBR = 13.180 < 20  La classe du sol est : S3 On résume les différentes classifications du sol selon la classification CBR dans le tableau suivant : Tableau 8 : Résultats Récapitulatif classification des sols PK CBR imbibé CBR sec CBR Classe du sol fouille 1 36 6 17 12.056 S3 fouille 2 38 7 15 11.664 S2 fouille 3 40 8 17 13.256 S3 fouille 4 42 6 18 12.526 S3 fouille 5 44 7 15 11.664 S2 fouille 6 45.5 7 18 13.180 S3  Les essais CBR ont montré des indices CBR caractéristiques compris entre 10 et 16 avec une valeur moyenne de 12.3 et du point de vue de la sécurité, on considère une classe du sol S2.
  • 26. 3. Classification de chaussée existante Dans le cas de projet de renforcement, nous avons besoin de connaître la qualité de cette chaussée. La classification de la chaussée existante est déterminée à partir des coupes de chaussée réalisées pour l’ensemble du tronçon objet de l’étude et cette classification est déterminée à partir de :  La classe de sol support  L’épaisseur moyenne du corps de chaussée  Le type de revêtement : -Type a : revêtement enduit superficiel -Type b : revêtement en béton bitumineux Par conséquent, le catalogue en tient compte et donne la classification suivante : Tableau 9 : Classes des chaussées – Régions A et B Epaisseur en cm Sols 13 à 20 20 à 27 27 à 34 34 à 41 41 à 48 34 à 41 a b a b a b a b a b a b S1 C 1 C 1 C 2 C 2 C 3 C 2 C 3 C 3 C 4 C 4 C 4 S2 C 1 C 2 C 2 C 3 C 2 C 3 C 3 C 4 C 4 C 4 C 4 C 5 S3 C 2 C 3 C 2 C 3 C 3 C 4 C 4 C 5 C 4 C 5 C 5 C 5 S4 C 3 C 4 C 3 C 4 C 4 C 5 C 4 C 5 C 4 C 5 Détermination de la classe de chaussée existante :
  • 27. Tableau 10 : Tableau récapitulatif des classes de chaussée existante PK fouille Type de chaussée Ep.moy Classe du sol support Classe PK 36 a 25 S3 C2 PK 38 a 20 S2 C2 PK 40 a 20 S3 C2 PK 42 a 25 S3 C2 PK 44 a 25 S2 C2 PK 45.5 a 40 S3 C4  Les résultats ainsi obtenus permettent de retenir la classe de chaussée C2 II. Dimensionnement du corps de la chaussée Connaissant la classe du trafic et la classe du sol support, le concepteur doit choisir la structure en fonction de :  La disponibilité des matériaux constituant la structure dans la région du projet  En comparant les différentes variantes possibles d’un point de vue technique et économique. 1. Constitution d’un corps de chaussée Une chaussée est composée de plusieurs couches qui reposent sur une plateforme constituée généralement d’un sol terrassé appelé sol support généralement surmonté d’une couche de forme. Le corps de la chaussée est généralement constitué de deux couches : - Couches d’assise : est généralement constituée de deux sous-couches, la couche de fondation et par-dessus, la couche de base. Ces couches généralement constituées des matériaux liés, permettent à la chaussée de résister mécaniquement aux charges induites par le trafic.
  • 28. - Couche de surface : elle est constituée de la couche de roulement qui subit directement les agressions du trafic et du climat, à laquelle s’ajoute éventuellement une couche de liaison, chargée d’assure la liaison entre la couche de roulement et l’assise. - 2. Vérification de la structure de chaussée par le logiciel ALIZE a. Présentation du logiciel Le logiciel Alizé est un programme fourni par le laboratoire central de pont et chaussée (LCPC) français, permettant le calcul des déflexions et des sollicitations internes dans la structure de chaussée et aide au dimensionnement en se basant sur le calcul du trafic puis en réalisant une vérification des hypothèses et des paramètres pris en compte. Ce logiciel consiste à comparer les contraintes admissibles verticales du sol support et de déformation en traction admissible, à celles des couches proposées, et retiendrons la variante dont les valeurs sont inférieures aux contraintes admissibles. b. Paramètre de dimensionnements Les paramètres de dimensionnement de la chaussée adoptés se présente comme suit : - Couche de roulement : 6 cm BB (Béton Bitumineux) - Couche de base : 30 cm GB (Grave Bitume) - Couche de fondation : 25 cm GNT (Grave Concassé 0/31.5) Figure 8 : Structure type d’une chaussée
  • 29. Figure 9 : Introduction de la structure de chaussée Figure 10 : Valeur admissible εT de la couche de BB
  • 30. Figure 11 : Valeur admissible εT de la couche de GB
  • 31. Figure 12 : Valeur admissible εZ de la couche de sol support Figure 13 : Résultat de vérification
  • 32. MC36 Epaisseur Paramètres admissibles Paramètres calculés par ALIZE Vérificatio n 0.06 BB (bb) 𝜺𝑻 (µdéf) = 138.6 𝜺𝑻 (µdéf) = 18.1 Vérifié 0.30 (gb2) 𝜺𝑻 (µdéf) = 118.2 𝜺𝑻 (µdéf) = 58.8 0.25 (gnt2) 𝜺𝒁 (µdéf) = 783.7 𝜺𝒁 (µdéf) = 205.7 (∞) Sol (pf2)
  • 33. Chapitre 4 : Etude hydrologique
  • 34. Etude hydrologique Introduction Une étude hydrologique dans le domaine de génie civil s’intéresse généralement aux mouvements des eaux de ruissellement. L’objectif de ce chapitre est d’identifier le réseau hydrographique en rapport avec le tronçon de la route MC36 situé dans le gouvernorat de Ben Arous, dans le but est de déterminer les débits des crues des différents écoulements et de définir la conception et le dimensionnement des ouvrages de franchissement nécessaires pour évacuer ces débits. Pour faire ce travail, on doit avoir plusieurs données utiles telles que les levés topographiques, les observations de terrain et les cartes d’État-major de la région à étudier. I. Caractères généraux du terrain 1. Pluviométrie mensuelle et annuelles moyennes Le tableau suivant donne les pluviométries mensuelles et annuelles moyennes en (mm) pour Tunis et Bir Mchergua représentatives de la zone du projet : Tableau 11 : Données pluviométriques de la station Tunis et Bir Mchergua Mois Sept Oct Nov Dec Janv Fevr Mars Avril mai juin Juil Août Année Tunis 37.2 67 59.2 58.8 63.5 54 42.5 40.3 23.3 10.6 2.7 6.9 465.5 Bir Mcherga 38.5 69.3 54.4 45.2 61.1 50.4 45 44.2 32.7 14.4 6.9 15.5 486.0
  • 35. 2. Intensité de la pluie L'intensité de la pluie est déterminée à l'aide des courbes Intensité - Durée –Fréquence (I.D.F) elle est exprimée par la relation suivante : I(T)=a×t-b Avec :  I : Intensité moyenne maximale (mm/h).  T : période de retour  t : Durée de l’averse (mn).  a et b : les coefficients d’ajustement, constants pour une période de retour donnée. Tableau 12 : Les valeurs des coefficients a et b pour une période de retour donnée T(ans) 10 20 50 a 27.6 34.2 45.4 b -0.83 -0.83 -0.83 II. Délimitation du bassin versant 1. Définition d’un bassin versant Un bassin versant est par définition une surface délimitée topographiquement par une ligne de crête (appelées aussi ligne de partage des eaux) et dont la quantité totale des eaux de ruissellement se rassemble en un point unique appelé exécutoire.
  • 36. Figure 14 : Un bassin versant 2. Délimitation des bassins versants La délimitation du bassin versant se fait à l’aide du logiciel Global Mapper, Google Earth. Global mapper : C’est un logiciel de système information géographique (SIG) robuste et économique qui combine une gamme complète d’outils de traitement de données spatiales à une variété inégalée de formats de données. Il permet de télécharger l’image de la carte satellitaire de travail et sa position géographique par rapport à la surface de la terre et son altitude. Google Earth : c’est un logiciel, permettant une visualisation de la terre avec assemblage de photographies aériennes ou satellitaires. Il permet à l’utilisateur de faire un zoom sur un lieu selon son choix.
  • 37. En se basant sur ces logiciels, nous avons déterminé les caractéristiques des bassins versants. III. Caractérisation des bassins versants 1. Caractéristiques géométriques des bassins versants Chaque bassin versant se caractérise par différents paramètres géométriques : a. Surface Le bassin étant l’aire de précipitations et l’alimentation des cours d’eau, les débits vont être en partie reliés à sa surface. La surface du Bassin versant est mesurée soit à l’aide d’un planimètre soit par la méthode des petits carrés ou mieux par des techniques de digitalisation (elle est exprimée en km²). b. Périmètre Figure 15 : Délimitation fourni par Global Mapper des bassins versants
  • 38. Le périmètre est la longueur de la ligne de contour du bassin. Sa mesure est faite à l'aide d'un curvimètre ou à l’aide d’un outil de digitalisation numérique. c. Longueur d’écoulement La longueur d’écoulement ou bien de talweg est la distance curviligne depuis l’exutoire jusqu’à la ligne de partage des eaux. Tableau 13 : Les Caractéristiques géométriques des bassins versants BV Surface(km²) Périmètre (Km) Longueur d’écoulement (Km) BV1 0.679 5.139 0.360 BV2 1.769 7.861 1.433 BV3 1.612 9.135 1.870 BV4 17.442 24.018 9.660 2. Caractéristiques physiques des bassins versants a. Pente moyenne C’est la différence entre les points extrêmes du profil par la longueur totale (L en Km) du cours d’eau. La pente moyenne est déterminée par la formule suivante : I (%) = 𝐇𝐦𝐚𝐱−𝐇𝐦𝐢𝐧 𝐋 × 100 Avec :  Hmax : L’altitude maximale (en m)  Hmin : L’altitude minimale (en m)
  • 39.  L : La longueur de l’écoulement (en Km)  Exemple de calcul : BV1: I (%) = 𝟏𝟏𝟑−𝟓𝟖 𝟑𝟔𝟎 × 𝟏𝟎𝟎 = 15.28 % Les résultats relatifs à la pente moyenne sont présentés dans le tableau suivant : Tableau 14 : Le tableau récapitule les résultats relatifs à la pente moyenne BV Longueur d’écoulement (Km) Hmax (m) Hmin (m) Dénivelée (m) Pente moyenne (%) BV1 0.360 113 58 55 15.28 BV2 1.433 165 65 100 6.98 BV3 1.870 178 67 111 5.94 BV4 9.660 330 62 268 2.77 b. Temps de concentration tc Le temps de concentration est le temps écoulé entre le début d’une précipitation et l’atteinte du débit maximal à l’exutoire du bassin versant. Il correspond au temps nécessaire pour permettre à l’eau de ruisseler du point le plus reculé du bassin versant jusqu’à l’exutoire.  Pour les bassins versants de superficie > 25 km² On utilise la formule de PASSINI : 𝐭𝐜 = 𝟔𝟒, 𝟖 × √𝐒×𝐋 𝟑 √𝐈 (En min) Avec : - S : Superficie du bassin versant en km²
  • 40. - L : Longueur du cours d’eau principale en km - I : Pente moyenne du bassin versant en %  Pour les bassins versants de superficie < 25 km² On utilise la formule de VENTURA : 𝐭𝐜 = 𝟕𝟔 × √𝐒 √𝐈 (En min) Avec : - S : Superficie du bassin versant en km² - I : Pente moyenne du bassin versant en % → Puisque la surface de chaque bassin versant dans notre cas est < 25 km², on utilise la formule de VENTURA :  Exemple de calcul : BV2: 𝐭𝐜 = 𝟕𝟔 × √𝟏.𝟕𝟔𝟗 √𝟔.𝟗𝟖 = 𝟑𝟖. 𝟐𝟔 𝐦𝐢𝐧 Les résultats relatifs au temps de concentration tc sont présentés dans le tableau suivant : Tableau 15 : Le tableau récapitule les résultats relatifs au temps de concentration tc BV BV1 BV2 BV3 BV4 tc (min) 16.02 38.26 39.60 190.02 tc (h) 0.27 0.64 0.66 3.18 c. Indice de compacité Il est défini par la formule suivante : 𝐤𝐜 = 𝟎. 𝟐𝟖 × 𝐏 √𝐒 Avec : - P : Périmètre du bassin versant en Km
  • 41. - A : Surface du bassin versant en km²  Exemple de calcul BV4: 𝐤𝐜 = 𝟎. 𝟐𝟖 × 𝟐𝟒.𝟎𝟏𝟖 √𝟏𝟕.𝟒𝟒𝟐 = 𝟏. 𝟔𝟏 d. Choix de la période de retour La période de retour T que nous allons choisir, sera en fonction de la superficie des bassins versants, de l’importance des leurs écoulements et de leurs contributions à accentuer le ruissellement.  Pour les bassins versants importants la période de retour des ouvrages de franchissement sera de 100 ans.  Pour les petits bassins versants, la période sera de 50 ans On choisit T=50 ans e. Intensité de la pluie L’intensité de la pluie pour une période de retour est déterminée à l’aide des courbes intensité- durée-fréquence (IDF) et calculée par la formule de Montana : 𝐈 = 𝐚 × 𝐭𝐜𝐛 Avec : - tc : Temps de concentration (en mm/h) - a, b : Coefficients d’ajustements en fonction de la période (T) et de la région considérée.  Exemple de calcul BV3: 𝐈 = 𝟒𝟓. 𝟒 × 𝟑𝟗. 𝟔𝟎−𝟎.𝟖𝟑 = 𝟔𝟒. 𝟎𝟗 𝐦𝐦/𝐡
  • 42. Tableau 16 : Le tableau récapitule les résultats de l’intensité de pluie BV BV1 BV2 BV3 BV4 I(mm/h) 135.83 65.95 64.09 17.40 IV. Calcul des débits Le calcul des débits peut être déterminé par plusieurs méthodes et elles se différencient en fonction de la surface des bassins versants. 1. Méthode de Franco-Rodier Cette méthode est applicable pour les bassins versants qui ont une superficie supérieure à 50 km² Le débit est donné par la formule suivante : 𝐐(𝐓) = 𝐐𝟎 × (𝐒/𝐒𝟎)𝟏−( 𝐊(𝐓) 𝟏𝟎 ) Avec : - S0 = 108 km2 - Q0 = 106 m3 /s - S : Superficie du bassin versant, en km2 - Q(T) : débit de pointe correspondant à la période de retour T, en (m3 /s) - K(T) : paramètre régional, déterminé à partir du tableau suivant : Tableau 17 : Tableau de paramètre régional K (T) T (ans) 10 20 50 100 K(T) 3.8 3.85 3.98 4.25
  • 43. 2. Méthode Ghorbel Cette méthode tient compte des caractéristiques morphologiques du bassin versant. Par conséquent, cette méthode est très sensible aux fortes pentes. Les résultats sont donc relativement faibles. A partir d'une analyse statistique des débits maximas observés dans la région, l'auteur a établi la relation régionale donnant le débit de crue de retour T et qui s'écrit comme suit : 𝐐(𝐓) = 𝐑(𝐓) × 𝐐𝐦𝐚𝐱 (moy) En (𝐦𝟑 /𝐬) Avec : - 𝐐𝐦𝐚𝐱 (moy) = débit maximum moyen en (m3 /s), exprimé par la relation suivante : 𝐐𝐦𝐚𝐱 (moy) = 𝑺𝟎.𝟖 [𝟏. 𝟎𝟕𝟓(√𝐏∆𝐇/𝐋/𝐊𝐜) − 𝟎. 𝟐𝟑𝟐] - P : Pluviométrie moyenne annuelle sur le bassin, en m - Kc : Indice de compacité - ∆H : Différence entre l'altitude Médiane et l'altitude à l'exutoire, en m - L : Longueur du cours d’eau principale, en km - R(T) : Paramètre régional, déterminé à partir du tableau suivant : Tableau 18 : Tableau de paramètre régional R (T) T (ans) 10 20 50 100 R(T) 1.98 2.84 4.4 6.04 3. Méthode de Kallel Cette méthode est applicable pour les bassins versants qui ont une superficie supérieure à 50 km² Le débit est donné par la formule suivante : 𝐐 = 𝐐𝟎 × 𝐒𝛂 × 𝐓𝛃
  • 44. Avec : - Q : débit spécifique en - S : superficie du bassin versant en km2 - T : période de retour - 𝐐𝟎, 𝛂, 𝛃 : constantes régionales (voir tableau) Tableau 19 : Les constantes régionales Zone géographique 𝐐𝟎 𝛂 𝛃 Tunisie du nord et Cap-Bon (Pour A>50km²) 5,5 0,5 0,41 Noyau de la dorsale tunisienne (Pour A>200km²) 2,6 0,81 0,41 Tunisie centrale et sahel (Pour T=10 ou 20 ans) 14,3 0,5 0,41 Tunisie centrale et sahel (Pour T=50 ou 100 ans) 24,7 0,5 0,41 Tunisie méridionale (Pour A>200km²) 12,35 0,5 0,41 4. Méthode rationnelle La méthode est basée sur le concept de temps de concentration, elle s’écrit en fonction du coefficient de ruissellement, de la superficie du bassin versant et de l’intensité moyenne maximale de la pluie. Cette méthode est applicable pour les bassins versants qui ont une superficie inférieure à 25 km². Le débit est donné par la formule suivante : 𝑸 = 𝐊𝐫 × 𝐤𝐚 × 𝐒 × 𝐢 𝟑, 𝟔 𝐞𝐧 (𝐦𝟑 /𝐬) Avec :
  • 45. - Ka : coefficient d’abattement de la pluie (voir tableau) Tableau 20 : coefficient d’abattement de la pluie en fonction de la surface - Kr : Coefficients de ruissellement (voir tableau) Tableau 21: Coefficients de ruissellement - S : superficie du bassin versant, en km2 - i : intensité de pluie S (km²) < 25 25 à 50 50 à 100 100 à 150 150 à 200 Ka 1 0.95 0.90 0.85 0.08 I (%) Végétations PERIODE DE RETOUR 10 ET 20 ANS 50 ET 100 ANS TYPE I : plus de 50% de la superficie du bassin versant couverte de végétation TYPE II : de 30% à 50% de la superficie du bassin versant couverte de végétation TYPE III : moins de 30% de la superficie du bassin versant couverte de végétation 0,3 0,4 < 15 0.4 0.5 0,5 0.6 TYPE I : plus de 50% de la superficie du bassin versant couverte de végétation 0,4 0,5 > 15 TYPE II : de 30% à 50% de la superficie du bassin versant couverte de végétation 0,5 0,6 TYPE III : moins de 30% de la superficie du bassin versant couverte de végétation 0,6 0.7
  • 46. V. Présentation de calcul Dans notre cas, toutes les superficies des bassins versants sont inférieures à 25 km², nous avons donc adopté la méthode Rationnelle pour calculer les débits des bassins.  Pour S < 25 km²  Ka = 1  Kr = 0.5 Exemples de calcul des débits * BV1 : Q = Kr × ka × S × i 3,6 en (m3 /s) = 0.5 × 1 × 0.679 × 135.83 3,6 = 12.81 m3 /s * BV4 Q = Kr × ka × S × i 3,6 en (m3 /s) = 0.5 × 1 × 17.442 × 17.40 3,6 = 42.15 m3 /s
  • 47. Tableau 22 : Le tableau récapitule les résultats de calcul Désignation S (km2 ) Kr Ka I (mm/h) Débit rationnelle calculé (m3 /s) BV1 0.679 0.5 1 135.83 12.81 BV2 1.769 0.5 1 65.95 16.20 BV3 1.612 0.5 1 64.09 14.35 BV4 17.442 0.5 1 17.40 42.15
  • 48. Chapitre 5 : Etude hydraulique
  • 49. Etude hydraulique Introduction Les études hydrauliques consistent à la sélection et le dimensionnement des ouvrages assurant le drainage routier. La conception de ces ouvrages dépend de nombreux facteurs : - Débit de crue - Morphologie du lit et fonctionnement hydraulique - Profil en long de la route à l’endroit de franchissement Ainsi, pour un même débit de crue, l’ouverture et le type de structure pourront être très différents selon que le lit est marqué ou non, qu’il y a possibilité ou non de stockage des pointes de crue, que la plateforme routière est proche du terrain naturel ou en grand remblai. I. Dimensionnement des ouvrages hydrauliques 1. Les critères généraux du choix Pour choisir le type de l’ouvrage et le dimensionner, il faut prendre en compte les paramètres suivants : - L’importance des débits évacués - La rapidité et la facilité de mise en œuvre. - La résistance aux agents climatiques - La largeur de lit d’oued 2. Principe de calcul Les conditions suivantes doivent être respectées lors du dimensionnement des ouvrages :  La vitesse : 0,5 m/s < V < 4 m/s (pour éviter la détérioration des parois)  La pente du dalot I : 0.4 % < I < 0.8 %  Le choix de l’ouvrage dépend du débit.
  • 50. 3. Méthode de dimensionnement des ouvrages hydrauliques L’ouvrage à dimensionner doit avoir une capacité d’évacuation de débit supérieur ou égale au débit de l’écoulement qui lui correspond. Pour le dimensionnement des ouvrages hydrauliques, on a utilisé la formule de Manning-Strickler : 𝐐 = 𝐊 × 𝐑𝐡 𝟐 𝟑 × √𝐈 × 𝐒𝐦 Avec : Q : Débit en m³/s K : coefficient de rugosité Rh : Rayon hydraulique en m. Avec Rh = Sm/𝑃 𝑚 Sm: surface mouillée en m² Pm : périmètre mouillé en m I : pente de l’ouvrage Coefficient de rugosité : Le Coefficient de rugosité K dépend de la nature des matériaux Nature de parois K Collecteur en PVC 100 à 120 Collecteur en béton armé coulé sur place 90 Collecteur en béton, grés, fonte 80 Collecteur en béton 70 Caniveau en grosse maçonnerie 45 à 60 Caniveau en terrain naturel ordinaire 30 à 40 Fosses enterre mauvais état, de pente 3% 20 Fosses naturelles en très mauvais état de pente faible 10
  • 51.  Dans notre projet on adopte k=70 Pente de l’ouvrage : En général la pente de l’ouvrage varie entre 0.4% et 0.8%. En effet, si la pente de l’ouvrage est inférieure à 0.4%, il y aura une stagnation d’eau, et si elle est supérieure à 0.8%, il y aura risque de détérioration de la paroi de l’ouvrage.  Donc on adopte une pente de 0.5% 4. Dimensionnement des ouvrages Ce dimensionnement est fait à l’aide d’un tableau de pré-dimensionnement. Le tableau ci- dessous présent le débit d’écoulement (en m³/s et 80% de remplissage) assuré pour un dalot pour une seule alvéole. Nb Alvéoles Dim OH S_mouillée (pleine section) Rh K Pente i % Largeur Hauteur 0.2 0.3 0.4 0.5 1 1 0.8 0.8 0.64 0.267 70 0.83 1.02 1.17 1.31 1.86 1 1.5 1 1.5 0.429 70 2.67 3.27 3.77 4.22 5.97 1 3 1 3 0.600 70 6.68 8.18 9.45 10.56 14.94 1 1.5 1.5 2.25 0.500 70 4.44 5.43 6.28 7.02 9.92 1 2 1.5 3 0.600 70 6.68 8.18 9.45 10.56 14.94 1 2.5 1.5 3.75 0.682 70 9.09 11.14 12.86 14.38 20.33 1 3 1.5 4.5 0.750 70 11.63 14.24 16.45 18.39 26.00 1 2 2 4 0.667 70 9.56 11.70 13.51 15.11 21.37 1 2.5 2 5 0.769 70 13.14 16.09 18.58 20.78 29.38 1 3 2 6 0.857 70 16.95 20.76 23.97 26.80 37.90 1 4 2 8 1.000 70 25.04 30.67 35.42 39.60 56.00 1 3 3 9 1.000 70 28.17 34.51 39.84 44.55 63.00 1 3.5 3 10.5 1.105 70 35.14 43.04 49.69 55.56 78.57 1 4 3 12 1.200 70 42.42 51.96 59.99 67.07 94.86
  • 52. 1 4 4 16 1.333 70 60.68 74.31 85.81 95.94 135.68 1 5 4 20 1.538 70 83.44 102.19 118.00 131.93 186.57 Le tableau suivant récapitule les caractéristiques de l’ouvrage choisi (nombre d’alvéoles, largeur, hauteur) avec un débit supérieur à celui déjà calculé. N° OH Nb Alvéoles Dim OH S_mouillée (pleine section) (en m²) Rh K Le débit assuré (en m³/s) par le dalot pour une pente de 0,5% Largeur en (m) Haute ur en (m) en (m) OH1 1 2.5 1.5 3.75 0.682 70 14.38 OH2 2 2 1.5 3 0.600 70 21.13 OH3 1 2 2 4 0.667 70 15.11 OH4 5 2 1.5 3 0.600 70 52.82 5. Vérification des ouvrages hydrauliques Pour garantir le bon fonctionnement de notre ouvrage, il faut vérifier que la vitesse répond à la condition suivante : La vitesse de l’écoulement doit être limitée entre 0.5 m/s et 4m/s La vitesse d’écoulement ne doit pas dépasser les 4m/s pour éviter la détérioration des parois, aussi elle ne doit pas descendre sous les 0.5 m/s pour éviter le dépôt des solides, la stagnation des eaux et ne pas rencontrer le problème de débouchage. La vitesse est calculée à partir de la formule suivante : 𝐕 = 𝐊 × 𝐑𝐡 𝟐 𝟑 × √𝐈
  • 53. Avec: K : le coefficient de rugosité Rh : Rayon hydraulique en m I : pente de l’ouvrage Exemple de calcul : On prend comme exemple de calcul le BV2 : QBV2= 16.20 m³/s < Q𝑑𝑎𝑙𝑜𝑡 = 21.13 m³/s Puis on calcule la vitesse de l’écoulement dans le dalot : 𝐕 = 𝐊 × 𝐑𝐡 𝟐 𝟑 × √𝑰 = 𝟕𝟎 × 𝟎. 𝟔𝟎𝟎 𝟐 𝟑 × √𝟎. 𝟎𝟎𝟓 = 3.581 ⟹ vérifiée II. Drainage longitudinal Le drainage de la route est assuré par des fossés longitudinaux qui collectent les eaux de ruissellement et les acheminent vers les exutoires naturels (oueds et écoulements) en terre ou bétonnés. Ainsi, pour prévenir les effets néfastes de l'eau et assurer la stabilité et la longévité de la route, celle-ci doit être équipée d'un système de drainage bien conçu et soigneusement dimensionné. Il est donc nécessaire de déterminer les débits maximaux sur les différentes sections de notre axe routier avant de dimensionner les fossés. BV OH Rh I (%) K V(m/s) Vérification BV1 Dalot 1× (2.5 × 1.5) 0.682 0.5 70 3.834 Vérifiée BV2 Dalot 2× (2.5 × 1.5) 0.600 0.5 70 3.521 Vérifiée BV3 Dalot 1× (2.5 × 1.5) 0.667 0.5 70 3.777 Vérifiée BV4 Dalot 5× (2.5 × 1.5) 0.600 0.5 70 3.521 Vérifiée
  • 54. 1. Calcul du débit Pour le concevoir de drainage longitudinal il est recommandé de vérifier les profils en travers pour localiser l’emplacement des fossés et le profil en long pour déterminer leur pente et leur longueur. a. Caractéristiques géométriques des fossés Fossés latéraux N° Profils Longueur (m) Largeur (m) Pente (%) Seq (km²) 2-8 120 1 0.96 0.00012 17-35 360 1 0.9 0.00036 39-51 240 1 0.41 0.00024 52-59 140 1 0.41 0.00014 59-100 820 1 0.31 0.00082 115-145 600 1 1.32 0.0006 146-148 40 1 1.32 0.00004 205-220 300 1 1.37 0.0003 220-223 60 1 1.4 0.00006 248-252 80 1 1.37 0.00008 287-293 120 1 2.43 0.00012 301-307 120 1 2.77 0.00012 310-311 20 1 2.77 0.00002 359-361 40 1 2.79 0.00004 371-373 40 1 2.79 0.00004 375-409 680 1 2.79 0.00068 410-440 600 1 6.76 0.0006 472-476 80 1 4.82 0.00008 -La surface équivalente est la surface de chaussée pour un mètre de largeur (Pour calculer les débits des fossés), on utilise la méthode rationnelle qui est définie par la formule suivante :
  • 55. 𝐐 = 𝐤𝐚 × 𝐂𝐞𝐪 × 𝐒𝐞𝐪 × 𝐢(𝐭) 𝟑, 𝟔 𝐞𝐧 (𝐦𝟑 /𝐬) Avec : Ka : coefficient d’abattement de la pluie (pour les bassins < 25 km², Ka =1) Ceq : coefficient de ruissellement 𝐢(𝐭) : intensité de pluie (mm/h) Seq : superficie équivalente en km² b. Calcul du coefficient de ruissellement 𝐂𝐞𝐪 = ∑(𝑪𝒊 × 𝑺𝒊) 𝑺𝒕 Avec : - Pour les chaussées, C=0.9 - Pour les accotements, C= 0.8 Exemple de calcul On prend pour exemple le PT 1 : AN : 𝐂𝐞𝐪 = 𝟎. 𝟗 × (𝟐𝟎 × 𝟑. 𝟓) + 𝟎. 𝟖 × (𝟐. 𝟓𝟓 × 𝟐𝟎) (𝟐𝟎 × 𝟑. 𝟓) + (𝟐. 𝟓𝟓 × 𝟐𝟎) 𝐂𝐞𝐪 = (𝟎. 𝟗 × 𝟕𝟎) + (𝟎. 𝟖 × 𝟓𝟏) (𝟕𝟎 + 𝟓𝟏) = 𝟎. 𝟖𝟔
  • 56. Fossés latéraux N° Profils 𝐒𝐞𝐪 𝐂𝐞𝐪 2-8 0.00012 0.86 17-35 0.00036 0.86 39-51 0.00024 0.86 52-59 0.00014 0.86 59-100 0.00082 0.86 115-145 0.0006 0.86 146-148 0.00004 0.86 205-220 0.0003 0.86 220-223 0.00006 0.86 248-252 0.00008 0.86 287-293 0.00012 0.86 301-307 0.00012 0.86 310-311 0.00002 0.86 359-361 0.00004 0.86 371-373 0.00004 0.86 375-409 0.00068 0.86 410-440 0.0006 0.86 472-476 0.00008 0.86 c. Intensité de pluie  Calcul de la pente équivalente 𝐈𝒆𝒒 = ( ∑(𝑳𝒊) ∑ 𝑳𝒊 𝑰𝒊 ) 𝟐 Avec : 𝐋𝐢 : Longueur de l’écoulement élémentaire pour chaque surface drainée 𝐈𝐢 : Pente élémentaire pour chaque surface drainée
  • 57. Exemple de calcul On prend pour exemple le PT 1 : AN : 𝐈𝐞𝐪 = 𝟑. 𝟓 + 𝟐. 𝟓𝟓 𝟑. 𝟓 √𝟎. 𝟎𝟑 + 𝟐. 𝟓𝟓 √𝟎. 𝟎𝟒 = 𝟏. 𝟖𝟑 %  Calcul du temps de concentration La période de retour adoptée dans cette étude est de 50ans. Le temps de concentration est calculé par la formule suivante : 𝐭𝐜 = 𝟕𝟔. 𝟑 × √ 𝐒𝐞𝐪 𝐈𝐞𝐪 Avec : 𝐭𝐜 : Temps de concentration en mn 𝐈𝐞𝐪 : Pente équivalente en m/m 𝐒𝐞𝐪 : Surface équivalent en km² Exemple de calcul On prend pour exemple le PT 1 : AN : 𝐭𝐜 = 𝟕𝟔. 𝟑 × √ 𝟎.𝟎𝟎𝟎𝟏𝟐 𝟎.𝟎𝟏𝟖𝟑 = 1.950 h  Calcul de l’intensité de pluie Après avoir déterminé le temps de concentration, on va calculer l’intensité de pluie par cette formule : 𝐢 = 𝐚 × 𝒕𝒄 −𝒃 Avec :
  • 58. I : Intensité de pluie en (mm/h). 𝐭𝐜 : Temps de concentration a , b : sont des coefficients régionaux dont les valeurs sont (a=45.4 et b= -0.83) Exemple de calcul On prend pour exemple le PT 1 : AN : 𝒊 = 𝟒𝟓. 𝟒 × 𝟏. 𝟗𝟓𝟎 − 𝟎.𝟖𝟑 = 𝟐𝟔. 𝟎𝟕𝟐 𝒎𝒎/𝒉 Fossés latéraux N° Profils Ieq (m/m) 𝐭𝐜[h] i [mm/h] 2-8 0.18 0.86 26.072 17-35 0.18 0.86 16.526 39-51 0.18 0.86 19.555 52-59 0.18 0.86 24.457 59-100 0.18 0.86 11.744 115-145 0.18 0.86 13.369 146-148 0.18 0.86 41.132 205-220 0.18 0.86 17.825 220-223 0.18 0.86 34.762 248-252 0.18 0.86 30.850 287-293 0.18 0.86 26.072 301-307 0.18 0.86 26.072 310-311 0.18 0.86 54.842 359-361 0.18 0.86 41.132 371-373 0.18 0.86 41.132 375-409 0.18 0.86 12.693 410-440 0.18 0.86 13.369 472-476 0.18 0.86 30.850
  • 59. Une fois on a déterminé tous les paramètres, on peut calculer le débit : Exemple de calcul : On prend pour exemple le PT 1 : 𝑸 = 𝒌𝒂 × 𝑪𝒆𝒒 × 𝑺𝒆𝒒 × 𝒊(𝒕) 𝟑, 𝟔 𝒆𝒏 (𝒎𝟑 /𝒔) AN : 𝐐 = 𝟏 × 𝟎. 𝟖𝟔 × 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟏𝟐 × 𝟐𝟔. 𝟎𝟕𝟐 𝟑, 𝟔 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟕𝟒𝟓𝟓𝟒 𝐦𝟑 /𝐬 Fossés latéraux N° Profils Q [𝐦𝟑 /𝐬] 2-8 0.00074554 17-35 0.0014177 39-51 0.00111834 52-59 0.00081589 59-100 0.00229472 115-145 0.00191147 146-148 0.00039206 205-220 0.00127428 220-223 0.00049701 248-252 0.00058811 287-293 0.00074554 301-307 0.00074554 310-311 0.00026137 359-361 0.00039206 371-373 0.00039206 375-409 0.00205668 410-440 0.00191147 472-476 0.00058811
  • 60. 2. Dimensionnement des fossés Dans notre cas, on a choisi un fossé triangulaire en terre et on va vérifier la condition limite : Il faut que la vitesse d’eau ne dépasse pas 0.9 m/s si cette condition n’est pas vérifiée, on passe à un fossé trapézoïdal bétonné. Pour le dimensionnement des fossés, on va utiliser la formule de Manning Strickler : 𝑸 = 𝑲 × 𝑹𝒉 𝟐 𝟑 × √𝑰 × 𝑺𝒎 Avec : Q : Débit en m³/s K : coefficient de rugosité (K=40, pour les fossés en terre) Sm: surface mouillée, en m² Rh : Rayon hydraulique en m I : pente longitudinale en m/m a. Surface mouillée 𝑆𝑚 𝐒𝐦 = 𝐡𝟐 𝟑 + 𝟑 𝟒 𝐡 𝐒𝐦 = 𝟏𝟑 𝟏𝟐 𝐡𝟐 ⟹ 𝐒𝐦 = 1.08 𝐡𝟐
  • 61. b. Périmètre mouillé Pm 𝐏𝐦 = √𝐡𝟐 + ( 𝟐 𝟑 𝐡𝟐) +√( 𝟑 𝟐 𝐡𝟐) + 𝐡𝟐 + 𝟐 𝟑 𝐡 + 𝟑 𝟐 𝐡 𝐏𝐦 = 𝐡 × ( √𝟏𝟑 𝟑 + √𝟏𝟑 𝟐 ) + 𝟐 𝟑 𝐡 + 𝟑 𝟐 𝐡 𝐏𝐦 = 𝐡 × ( √𝟏𝟑 𝟑 + √𝟏𝟑 𝟐 + 𝟐 𝟑 + 𝟑 𝟐 ) 𝐏𝐦 = 𝐡 × ( 𝟓√𝟏𝟑 𝟔 + 𝟏𝟑 𝟔 ) ⟹ 𝐏𝐦 = 𝟓. 𝟏𝟕 𝐡 c. Rayon hydraulique 𝐑𝐡 = 𝐒𝐦 𝐏𝐦 = 𝟏. 𝟎𝟖 𝒉𝟐 𝟓. 𝟏𝟕 𝒉 ⟹ 𝟎. 𝟐 𝐡 ⟹ 𝐐 = 𝐊 × 𝟎. 𝟐 𝐡 × 𝟏. 𝟎𝟖 𝐡𝟐 × √𝐈 𝐡 = ( 𝑸 𝟑𝟏. 𝟐𝟓 × √𝑰 ) 𝟑 𝟖 𝐕 = 𝑸 𝐒𝐦 = 𝐊 × 𝐑𝐡 𝟐 𝟑 × √𝐈 Exemple de calcul On prend pour exemple le PT 1 : AN : 𝐡 = ( 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟕𝟒𝟓𝟓𝟒 𝟓𝟒. 𝟔𝟖 × √𝟎. 𝟎𝟎𝟗𝟔 ) 𝟑 𝟖 = 𝟎. 𝟎𝟑𝟓 𝐦 𝐕 = 𝟒𝟎 × (𝟎. 𝟐 × 𝟎. 𝟎𝟑𝟓) 𝟐 𝟑 × √𝟎. 𝟎𝟎𝟏𝟖 = 𝟎. 𝟏𝟕𝟐 𝐦/𝐬
  • 62. Fossés latéraux N° Profils h (m) V (m/s) 2-8 0.044 0.172 17-35 0.057 0.198 39-51 0.060 0.139 52-59 0.054 0.128 59-100 0.083 0.149 115-145 0.059 0.246 146-148 0.033 0.165 205-220 0.050 0.225 220-223 0.035 0.179 248-252 0.038 0.186 287-293 0.037 0.244 301-307 0.036 0.256 310-311 0.024 0.197 359-361 0.028 0.219 371-373 0.028 0.219 375-409 0.053 0.331 410-440 0.044 0.453 472-476 0.030 0.297
  • 63. CHAPITRE 6 : ETUDE GEOMETRIQUE
  • 64. Etude géométrique Introduction La conception géométrique de la route met l'accent sur les principes d’aménagements, des caractéristiques et des normes géométriques, donnant à la route une forme qui assure une circulation fluide des véhicules à des vitesses bien définies. En plus des règles de circulation qu'il convient de respecter, il nécessite le respect de normes géométriques en vigueur qui assurent la sécurité et le confort des usagers. La géométrie d’une route est basée sur trois éléments essentiels : le tracé en plan, le profil en long et le profil en travers. I. Normes d’aménagement 1. Les critères de choix Les différents critères d'aménagement d’une route sont : - Caractéristiques topographiques - L’importance de la route dans le réseau - Les conditions économiques - Le volume et la structuration du trafic 2. La vitesse de référence La vitesse de référence est la vitesse d’un véhicule isolé permettant de définir les caractéristiques minimales d’aménagement des points particuliers d’une section de route pour lesquels les contraintes géométriques sont les plus astreignantes pour l’usage. Le choix de la vitesse de référence dépend de plusieurs paramètres : - L’aspect économique du projet - Les reliefs du projet - Le volume du trafic La vitesse de référence n’est pas le seul paramètre associé à la catégorie de route, mais celui qui est le plus commode pour le choix des caractéristiques géométriques limites en section courante.
  • 65. On définit, en fonction de la vitesse de référence, cinq catégories de routes. Catégorie Vitesse de référence Vr (km/h) Exceptionnelle 120 Première 100 Seconde 80 Troisième 60 Quatrième 40  La vitesse de référence adoptée pour notre projet « la route MC36 » est 80 km/h, donc la route est classée dans la seconde catégorie. II. Normes géométriques 1. Tracé en plan Le tracé en plan est la projection de l’axe de la chaussée sur le plan horizontale, c’est une succession d’alignements droits, arc des cercles et éventuellement des raccordements à courbures progressives qui font le raccordement entre les deux premiers. a. Les alignements droits Les alignements droits sont en premier, définis par la disposition générale du tracé et serviront généralement de bases à la détermination des autres éléments (cercle, clothoïde). Les alignements droits de trop grandes longueurs sont déconseillés, malgré qu’ils permettent d’obtenir un tracé plus court et une bonne visibilité, car ils peuvent poser des problèmes de sécurité.
  • 66. b. Les courbes Les courbes : Les rayons de raccordements circulaires sont définis en fonction de la vitesse de référence retenue : Vr =80 Km/h. Les rayons minimaux à adopter pour le tracé en plan sont indiqués dans le tableau des paramètres fondamentaux du tracé en plan. Les valeurs minimales pour les rayons du tracé en plan recommandées par l’ARP (Aménagement des Routes Principales) sont données dans le tableau suivant : RAYON EN PLAN Vitesse de référence Vr = 60 Km/h Vr = 80 Km/h Rayon minimal : Rm (en m) (Dévers associé 7 %) 120 240 Minimal normal : RHN (Dévers associé : 5 %) 240 425 Rayon au dévers minimal : Rdm (m) (Dévers associé : 2,5%) 450 650 Rayon non déversé : Rnd (m) (Dévers associé : 2,5 %) 600 900 Avec :  Rayon minimal : C’est le rayon limite au-dessous duquel on ne peut pas descendre en raison de confort de conduite et de sécurité. Il est déterminé à partir d’un dévers maximal.  Rayon au dévers minimal : C’est le rayon au dévers minimal, au-delà duquel les chaussées sont déversées vers l’intérieur de virage.
  • 67.  Rayon non déversé : C’est le rayon au-dessous duquel la courbes est nécessairement déversée vers l’intérieur du virage. 2. Profil en long Le profil en long d’une route est une coupe longitudinale suivant son axe. Elle aboutit à 2 lignes : Une ligne brisée (c'est le profil du terrain naturel) et une ligne continue (c'est la ligne rouge). Le profil en long est formé par une succession de déclivités liées par des raccordements circulaires qui sont en réalité des raccordements paraboliques (convexes et concaves). Le profil en long a pour rôle la minimisation du volume de terrassement tous en respectant la visibilité et le confort. Il doit répondre plus particulièrement aux exigences suivantes : - Ne pas dépasser une pente maximale préconisée par les normes. - Eviter de maintenir une forte déclivité sur une grande distance - Assurer une bonne coordination du tracé en plan et le profil en long - Opter pour une déclivité minimale Les caractéristiques à respecter lors de traçage des paraboles pour le profil en long suivant l’ARP (Aménagement des Routes Principales) sont représentées dans le tableau suivant : DESIGNATION Vitesse de référence Vr = 60 Km/h Vr = 80 Km/h Déclivité Maximale 7 % 6 % Rayon minimal en angle saillant (m) 1500 3000 Rayon minimal en angle rentrant (m) 1500 2200
  • 68. a. Rayon de courbure Les rayons de raccordements circulaires indiqués par les instructions techniques doivent toujours être considérés comme des minimums imposés par les conditions de visibilité et de confort. b. Raccordements circulaires  Les angles saillants Les rayons correspondants doivent être dimensionnés au regard des contraintes de sécurité et de visibilité. En fonction des caractéristiques du tracé en plan, on s'attachera à garantir la visibilité sur obstacle ou pour dépassement.  Les angles rentrants Ces rayons ne posent pas de problèmes de sécurité majeurs mais leur dimensionnement est essentiellement conditionné par des contraintes de confort dynamiques, les conditions de visibilité nocturnes et l'évacuation des eaux de ruissellement. La présence d'un passage supérieur au droit d'un angle rentrant mérite un examen particulier.
  • 69. 3. Profil en travers Le profil en travers d’une route est représenté par une coupe perpendiculaire à l’axe de la route, Il permet de définir : - Les caractéristiques de la chaussée - Le largueur et dévers des accotements - La forme et la section des fossés - L’emplacement des équipements Dans une étude d’un projet routière on doit dessiner deux types de profil en travers : a. Profil en travers type C’est une pièce de base dessinée dans les projets de nouvelles routes ou l’aménagement de routes existantes. Il contient tous les éléments constructifs.
  • 70. b. Profil en travers courants Ce sont des profils dessinés à des distances régulières qui dépendent du terrain naturel (accidenté ou plat). Ils servent au calcul des cubatures et la construction de la route. III. Conception géométrique 1. Conception par le logiciel COVADIS COVADIS : est un applicatif d'AutoCAD. Il est spécialement dédié aux bureaux d’études en infrastructure, aux entreprises de travaux publics, aux collectivités locales et territoriales, ainsi qu’aux cabinets de géomètres. Il permet de traiter un projet d'infrastructure de sa phase initiale à sa phase finale. COVADIS contient en un seul logiciel, l’ensemble des modules "métiers" exploités quotidiennement par les bureaux d’études VRD et les entreprises de BTP. COVADIS fonctionne sur toutes les versions récentes d’AutoCAD. 2. Les étapes de travail a. Chargement des points (x y z) COVADIS permet de charger les fichiers de point calculés en X, Y, Z et de venir les dessiner dans COVADIS en tant que Bloc Points topographiques. 1) Covadis 2D / Points topographiques / chargements de semis 2) Fichier .txt 3) Choisir Fichier de point avec séparateurs 4) Insérer le semis de points en 3D / ok 5) CovEdition / Points topographiques / attribut ALT=Z point /ok
  • 71. b. Module numérique du terrain Un modèle numérique de terrain (MNT) est une représentation de la topographie (altimétrie/ ou bathymétrie) d’une zone terrestre sous une forme adaptée à son utilisation par un calculateur numérique (ordinateur). 1) Covadis 3D / Calcul MNT / Calcul et dessin de M.N.T./ Calculer 2) Eliminer les calques de triangulation c. Traçage de l’axe 1) Dessiner l’axe (polyline) 2) Tracer les lignes droites
  • 72. 3) Tracer les raccordements circulaires (Exemple : rentrer 200 sélectionner les deux droites) d. Définir l’axe 1) CovadisVRD / projet linéaire par profils types / afficher la barre d’outils 2) Définition de l’axe : nouveau projet / sélectionner tous les composants en lignes et arc de cercle / entrer 3) Entrer le nom de projet / ok 4) Cliquer à droite / entrer
  • 73. e. Tabulation de l’axe 1) Tabulation de l’axe / ok / Choix /Sélectionner le TN / ok 2) Cocher Extrémités de l’axe / sommets de l’axe 3) Intervalle / axe / 20m / valider / valider f. Profil en long Cette méthode permet de dessiner un profil en long TN en considérant que les sommets de l’axe ne sont pas obligatoirement immatriculés avec Bloc Points topographique. 1) Profil en long / nouveau PL TN / Dessin du profil en long TN / ok 2) Tracer la ligne rouge (profil en long / alignements droits) 3) Tracer la ligne rouge (profil en long / raccordements paraboliques / Tangente Tangente Rayon)
  • 74. 4) Sélectionner les alignements droits puis donner le rayon 5) Si c’est bon choix écrire o (oui) sinon n (non) 6) Définition de projet et sélectionner les composants de profil en long 7) Sélectionner les droites et les paraboles / entrer 8) Remplissage de cartouche g. Affecter les profils types 1) Affecter le profil type / tout sélectionner / affecter /affecter/ ok 2) Profil en travers / Calculer le projet /calculer / dessiner / dessin 3) Profil en travers /dessiner le profil en travers 4) Dessiner / dessin /ok / sélectionner le profil en long / ok 5) Affichage / 3D
  • 75. 3. Conception de l’axe en plan La figure suivante l’allure de l’axe en plan :
  • 76. 4. Conception du profil en long La figure suivante présente l’allure du profil en long :
  • 78.
  • 79. 6. Calcul des cubatures Pour déterminer les prix de terrassement, le logiciel COVADIS nous permet de déterminer les quantités des cubatures après avoir affectés les profils types. Volume en m3 Déblai Remblai Total 296871.82 84024.37
  • 80. Conclusion générale Notre projet de fin d'études nous a offert l’opportunité d’exercer et de mettre en pratique nos connaissances acquises au cours de notre de formation pendant les trois années d’études à l’ISTEUB. Au cours de ce projet, nous avons pu découvrir et être exposés aux différentes phases d’étude d’un projet routier à savoir l’étude géométrique qui concerne la conception de la route étudiée, l’Utilisation des logiciels de conception routière COVADIS et le logiciel de dessin AutoCAD conformément aux règles et normes de conception routière. Ainsi que des études hydrologiques et hydrauliques à l’aide d’utilisation des logiciels : Google Earth et Global Mapper qui m’a permis par la suite de choisir le dimensionnement des ouvrages hydrauliques nécessaires. Nous avons utilisé le logiciel Alizé LCPC pour la vérification de la structure de chaussée choisie après la détermination des classes du sol support et de trafic. Dans notre démarche d’étude, nous avons essayé de respecter toutes les contraintes et les normes existantes que nous ne pouvons pas négliger et nous prenons en considération, le confort et la sécurité des usagers ainsi bien que l’économie et l’environnement. Enfin, c'était aussi l'occasion d'élargir et développer nos compétences et nos connaissances.