Clarification des concepts - : PRESENTATION ET ANALYSE DES RESULTATS

CHAPITRE III : PRESENTATION ET ANALYSE DES RESULTATS

1.1.4. Clarification des concepts

Les principaux concepts et notions définis sont les suivants :

 Etude :

Une étude selon Milohin D. (2014) est l’ensemble des réflexions, des idées et des propositions faites sur un sujet, un projet, une situation qui prévaut et qu’il convient d’améliorer pour le bien être d’une communauté ou pour mieux apprécier ladite situation.

C’est aussi le fruit des réflexions menées en vue de concrétiser ou de traduire sur un support les idées générées par le souci de résoudre un problème.

 Route :

La route selon Milohin D. (2014) est une voie de communication aménagée à même le terrain naturel ou sol contrairement aux voies aériennes, maritimes, fluvio-lagunaires et ferroviaires pour relier des établissements humains pour diverses raisons : commerce, subsistance, famine, guerre, désir de voyager, explorations, travail, conquête, découverte etc. C’est donc un espace aménagé et équipé sur un linéaire donné et qui sert de support au volume de circulation des véhicules et qui est appelé à jouer des fonctions essentielles.

 Sécurité :

La sécurité selon Milohin D. (2014) c’est l’organisation des conditions matérielles, physiques, techniques, scientifiques et environnementales pour mettre les usagers d’une route à l’abri des dangers et des accidents de parcours qui pourraient subvenir. Cette forme d’organisation prend en compte non seulement la quiétude de l’usager du véhicule mais aussi celle des autres usagers de la route qu’ils soient à véhicule ou à pied ainsi que celle des riverains à la route.

Cette organisation passe par une règlementation des conditions d’exploitation de la route à travers la légalisation des textes et le respect des normes de conception, de réalisation et d’équipement de la route.

Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : cas de la route de montagne Natitingou-Boukoumbé-Korontière (PK 22+500 au PK 34+000)

Présenté et soutenu par Kéda Kadoukpè Myriame Josée en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur de conception en topographie

 Conception d’un projet

La conception selon Milohin D. (2014) est l’art ou la science de mettre en forme une idée en s’appuyant sur les normes en vigueur dans le domaine concerné. C’est une partie de l’étude d’un projet qui prend un aspect graphique ou qui débouche sur un texte qu’on peut exploiter et concrétiser l’idée émise dans le texte d’où l’adage suivant : ‘’ ce que l’on conçoit s’énonce clairement et les mots pour le dire viennent aisément’’

 Aménagement

L’aménagement selon Milohin D. (2014) est l’ensemble de toutes les opérations menées dans le cadre de la construction ou de la reconstruction ou encore de la réhabilitation d’une route à l’exception de la mise en œuvre de la couche de surface et des équipements de la route. Ils intègrent les travaux de terrassement, les travaux de chaussées, les travaux d’assainissement et de drainage des eaux et les travaux de protection.

 Bitumage :

Le bitumage selon Milohin D. (2014) est l’ensemble des opérations permettant le relèvement du niveau d’aménagement de la chaussée d’une route à travers la mise en œuvre d’un revêtement ou d’une couche de surface bitumineuse. Ce faisant il s’agit tout simplement de l’application d’une couche de surface faite de liant hydrocarboné.

 Normes :

Les normes selon Milohin D. (2014) sont définies comme l’ensemble des règles, critères et paramètres de conception, de dimensionnement et de calcul d’un ouvrage ou d’un équipement en vue de satisfaire aux exigences liées à l’exploitation de cet ouvrage ou de cet équipement. Il existe des normes dans le domaine des routes et ouvrages d’art, au niveau du laboratoire pour la réalisation des essais d’identification des matériaux, au niveau du calcul du béton, en hydrologie et hydraulique routière, au niveau de la signalisation verticale et horizontale, pour le dimensionnement des structures de chaussée, etc.

 Géométrie :

La géométrie selon Milohin D. (2014) est cette partie de la science qui s’occupe de la définition, de l’analyse et de la discussion sur les formes et les dimensions dans le plan et

Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : cas de la route de montagne Natitingou-Boukoumbé-Korontière (PK 22+500 au PK 34+000)

Présenté et soutenu par Kéda Kadoukpè Myriame Josée en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur de conception en topographie

11 dans l’espace qui nous entourent. Dans le domaine routier cette discipline est connue sous le nom de géométrique ou plus particulièrement topométrie qui est l’ensemble des techniques de mesurage géométriques servant à déterminer la forme et les dimensions d’objets et des lieux sans tenir compte de la courbure de la terre.

 Tracé en plan

Le tracé en plan est la projection sur le plan horizontal du projet. Il est composé d’une succession d’alignement droit, de cercles ou de clothoïdes. A partir du fond topographique obtenu et sur lequel sont matérialisés, les détails (bâtiments, la piste existante, les arbres, les champs, les poteaux électriques et téléphoniques, forêt sacrée, ouvrages hydrauliques existants…), le concepteur projette l’axe en plan du nouveau tracé qui sera approuvé par la mission de contrôle. La projection se fait en essayant de récupérer du mieux que possible la chaussée existante. L’intérêt de la récupération de la piste existante réside dans le fait que la chaussée existante constitue une assise assez favorable du point de vue des travaux de terrassement.

 Paramètres fondamentaux de tracé des voies

Le tracé des voies est régi d’une manière générale par certains paramètres fondamentaux en vue de se conformer aux normes routières en vigueur. Ces paramètres figurent dans le tableau ci-après :

TableauI-2 : Paramètres fondamentaux de tracé des voies

(1) Rnd : rayon en dessous duquel la courbe est nécessairement déversée vers l'intérieur du virage.

(2) Rdni : rayon en dessous duquel la courbe est déversée vers l'intérieur du virage avec une pente fonction linéaire de l/R, comprise entre 2,5 % et 7 %. ^[3]

CATÉGORIE de ROUTE R60 T 80 et R 80 T 100

Rayon minimal : Rm (en m) 120 240 425

Rayon non déversé : Rnd (en m) (1) 600 900 1300

Rayon au dévers minimal : Rdm (1) (en m) 450 650 900

Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : cas de la route de montagne Natitingou-Boukoumbé-Korontière (PK 22+500 au PK 34+000)

Présenté et soutenu par Kéda Kadoukpè Myriame Josée en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur de conception en topographie

 Différents types de raccordements

Les raccordements circulaires se trouvent principalement dans les projets routiers.

D’une manière générale, nous avons :

- les raccordements circulaires simples, - les raccordements circulaires composés, - les raccordements circulaires à inflexion, - les raccordements progressifs.

 Principaux éléments d’une courbe de raccordement

La connaissance des principaux éléments d’une courbe de raccordement permet de les calculer en se basant sur les hypothèses géométriques de la mathématique. Le raccordement circulaire simple est un arc de cercle tangent à deux alignements droits. La figure ci-après nous en donne l’illustration.

Figure I-1 : Raccordement circulaire simple R : Rayon de la courbe,

O : C’est le centre de la courbe mais qui est généralement inaccessible,

T : Nommé tangente, c’est le segment de droite reliant le point d’intersection PI au point TC ou CT,

C : La corde, elle est définie comme distance rectiligne séparant les deux points de

Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : cas de la route de montagne Natitingou-Boukoumbé-Korontière (PK 22+500 au PK 34+000)

Présenté et soutenu par Kéda Kadoukpè Myriame Josée en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur de conception en topographie

13 tangence

TC et CT,

PI : Point d’intersection des alignements,

M : Point partageant la courbe en deux parties égales encore appelé milieu courbe, L : Appelé développée, c’est la longueur totale de la courbe,

TC : C’est le point de tangence entre l’alignement et la courbe. Il représente aussi l’origine de la courbe,

CT : C’est un point comme le TC mais qui matérialise la fin de la courbe,

∆ : C’est l’angle de déflexion des deux alignements TC-PI et PI-CT, α : C’est l’angle au centre plus précisément au point O.

 Les raccordements circulaires composés

Le raccordement est composé de deux arcs de cercles consécutifs, tangents entre eux.

Généralement pour les raccordements circulaires composés les centres de courbure sont situés du même côté. La position des centres de courbure permet de rapporter au premier type de raccordement pour effectuer aisément le calcul des différents éléments qui le compose. Signalons que le calcul des éléments du raccordement circulaire composé dépend aussi des données (angles aux sommets longueurs des tangentes) dont dispose l’opérateur.

Ainsi à l’aide de la figure ci-dessous nous illustrerons le cas général.

Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : cas de la route de montagne Natitingou-Boukoumbé-Korontière (PK 22+500 au PK 34+000)

Présenté et soutenu par Kéda Kadoukpè Myriame Josée en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur de conception en topographie

14 Figure I-2 : Raccordement circulaire composé

La démarche de calcul est la suivante : Dans le triangle SS₁S₂ on peut écrire :

Dans le triangle S₁T₁O₁ et dans le triangle S₂T₂O₂

^[5]

Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : cas de la route de montagne Natitingou-Boukoumbé-Korontière (PK 22+500 au PK 34+000)

Présenté et soutenu par Kéda Kadoukpè Myriame Josée en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur de conception en topographie

 Les raccordements circulaires à inflexion

Les raccordements circulaires à inflexion encore appelés raccordements circulaires renversés sont aussi composés deux arcs de cercle dont les centres de courbure sont situés de part et d’autre du point d’inflexion T comme montré sur les figures suivantes :

Figure I-3 : Raccordement circulaire à inflexion entre deux alignements sécants

Figure I-4 : Raccordement circulaire à inflexion entre deux alignements parallèles ^[5]

Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : cas de la route de montagne Natitingou-Boukoumbé-Korontière (PK 22+500 au PK 34+000)

Présenté et soutenu par Kéda Kadoukpè Myriame Josée en vue de l’obtention du diplôme sous-type de raccordement, connaissant la distance entre les sommets S₁ et S₂, les angles γ₁ et γ₂, on choisit le rayon R₁ selon le type de route, positionne les points de tangence T₁ et T₁’ par déduction et T tout en respectant la condition d=T₁’T₂ > L mini. Enfin on déduit le rayon R₂, si R₂ convient à ce type de route (R₂≥R₂ mini) la solution est acceptée. Dans le cas échéant le calcul est effectué à nouveau en modifiant le rayon R₁ jusqu’à ce que la condition (R₂ ≥ R₂ mini) soit satisfaite.

 Les raccordements progressifs

Tout véhicule est soumis à une force centrifuge d’intensité inversement proportionnelle au rayon. Quand on passe de l’alignement droit à l’arc de cercle la valeur du rayon passe d’une valeur infinie à une valeur finie, ce qui demande de façon théorique au conducteur une manœuvre brutale et instantanée de sa trajectoire à une distance nulle et sa seule marge de manœuvre est dû à la largeur de la chaussée. A cet effet pour réaliser en douceur la transition entre les rayons infini et fini, on intercale entre l’alignement droit et l’arc de cercle un raccordement progressif généralement appelé clothoïde. Autrement dit une clothoïde est une succession d’arcs et de cercle.

La clothoïde de paramètre A peut être définie dans un système de coordonnées locales, de centre "O" origine de clothoïde, l'axe Ox étant la droite tangente à la courbe en ce point, par différentes équations :

 Coordonnées rectangulaires paramétriques de la clothoïde en fonction de l'abscisse curviligne S :

∫

^[5]

∫ ^[5]

En développant en série et en intégrant :

Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : cas de la route de montagne Natitingou-Boukoumbé-Korontière (PK 22+500 au PK 34+000)

Présenté et soutenu par Kéda Kadoukpè Myriame Josée en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur de conception en topographie

 Coordonnées polaire paramétriques de la clothoïde en fonction de l'abscisse curviligne S

Toutes ces formules convergent assez rapidement et permettent un calcul relativement facile avec une calculatrice programmable de poche.

 Équation cartésienne de la clothoïde :

Sous cette forme, on voit que la clothoïde est très voisine de la parabole cubique osculatrice au point origine :

Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : cas de la route de montagne Natitingou-Boukoumbé-Korontière (PK 22+500 au PK 34+000)

Présenté et soutenu par Kéda Kadoukpè Myriame Josée en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur de conception en topographie

18 Figure I-5 : Raccordement cercle-clothoïde-cercle

Tableau I-3 : Différentes formules de calcul de la longueur de la clothoïde

Profil en travers Longueur de clothoïde

Routes à 2 voies L = inf. (6 R , 67 )

Routes à 3 voies L = inf. (9 R , 100 )

Routes 2 X 2 voies (de type R) L = inf. (12 R, 133)

 Profil en long

Le profil en long est une coupe verticale passant par l’axe de la route, développé et représentée sur un plan à une échelle. Ou bien c’est une élévation verticale dans le sens de l’axe de la route de l’ensemble des points constituant celui-ci.

C’est en général une succession d’alignement droit (rampes et pentes) raccordés par courbe circulaires.

Pour chaque point du profil en long on doit déterminer : - l’altitude du terrain naturelle

- l’altitude du projet

- la déclivité du projet … etc.

Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : cas de la route de montagne Natitingou-Boukoumbé-Korontière (PK 22+500 au PK 34+000)

Présenté et soutenu par Kéda Kadoukpè Myriame Josée en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur de conception en topographie

 Paramètres fondamentaux pour le profil en long

Les paramètres fondamentaux pour le profil en long se résument aux contraintes prédéfinies pour la conception de tout projet en général. Ces paramètres sont : les rayons verticaux, les déclivités en pentes et rampes. À cet effet le tableau ci-après permet une lecture de ces différents paramètres.

TableauI-4 : Paramètres fondamentaux pour le profil en long

CATÉGORIE de ROUTE R60 T 8O et R 80 T 100

Déclivité maximale 7% 6% 5 %

Rayon minimal en angle saillant (en m) 1500 3000 6000

Rayon minimal en angle rentrant (en m) 1500 2200 .3000

Respecter les valeurs des paramètres géométriques préconisés par le règlement en vigueur : - éviter les angles entrants en déblai, car il faut éviter la stagnation des eaux et

assurer leur écoulement,

- un profil en long en léger remblai est préférable à un profil en long en léger déblai, qui complique l’évacuation des eaux et isole la route du paysage,

- pour assurer un bon écoulement des eaux. On placera les zones des devers nuls dans une pente du profil en long,

- rechercher un équilibre entre les volumes des remblais et les volumes des déblais dans la partie de tracé neuve,

- éviter une hauteur excessive en remblai,

- assurer une bonne coordination entre le tracé en plan et le profil en long, la combinaison des alignements et des courbes en profil en long doit obéir à des certaines règles notamment,

- éviter les lignes brisées constituées par de nombreux segments de pentes voisines, les remplacer par un cercle unique, ou une combinaison des cercles et arcs à courbures progressives de très grand rayon. Remplacer deux cercles voisins de même sens par un cercle unique,

- adapter le profil en long aux grandes lignes du paysage.

Il est très nécessaire de veiller à la bonne coordination du tracé en plan et du profil en long

Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : cas de la route de montagne Natitingou-Boukoumbé-Korontière (PK 22+500 au PK 34+000)

Présenté et soutenu par Kéda Kadoukpè Myriame Josée en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur de conception en topographie

20 en tenant compte également de l’implantation des points d’échange afin d’avoir :

- une vue satisfaisante de la route en sus des conditions de visibilité minimale, - de prévoir de loin l’évolution du tracé,

- de distinguer clairement les dispositions des points singuliers (carrefours, échangeurs…etc.),

- d’éviter les défauts résultants d’une mauvaise coordination tracé en plan-profil en long

Les règles suivantes sont à suivre :

- augmenter le ripage du raccordement introduisant une courbe en plan si le profil en long est convexe

- amorcer la courbe en plan si on est avant un point haut,.

- lorsque le tracé en plan et le profil en long sont simultanément en courbe, faire coïncider le plus possible les raccordements du tracé en plan et celle du profil en long (porter les rayons de raccordement vertical à 6 fois au moins le rayon en plan).

Dans un terrain plat on n’emploie normalement jamais de pente nulle de façon à ce que l'écoulement des eaux pluviales s’effectue facilement au long de la route au bord de la chaussé.

On adopte en général les pentes longitudinales minimales suivantes : - Au moins 0,5% et de préférences 1 %, si possible,

- Imin= 0,5 % dans les longues sections en déblai : pour que l’ouvrage d’évacuation des eaux ne soit pas trop profondément,

- Imin= 0,5 % dans les sections en remblai prévues avec des descentes d ’eau,

La déclivité maximale est acceptée particulièrement dans les courtes distances inférieures à 1500m, à cause de :

- la réduction de la vitesse et l’augmentation des dépenses de circulation par la suite (cas de rampe Max),

- l’effort de freinage des poids lourds est très important qui fait l’usure de pneumatique (cas de pente max.).

Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : cas de la route de montagne Natitingou-Boukoumbé-Korontière (PK 22+500 au PK 34+000)

Présenté et soutenu par Kéda Kadoukpè Myriame Josée en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur de conception en topographie

21 Donc, La déclivité maximale dépend de :

- des conditions d’adhérence, - de la vitesse minimum de PL, - des conditions économiques.

 Calcul des éléments d’une parabole

Figure I-6 : Eléments de calcul d’une courbe verticale

Les deux pentes à raccorder sont définis généralement par les coordonnées XE et ZE d’une extrémité et leur pente p; on peut donc en déduire à leur intersection A. La première tangente a pour équation Z=pX+b, comme b=ZE-pXE on déduit que Z= p(X –XE) +ZE ; La deuxième a pour équation Z=p’.X+b’ et b’= ZE’- p’XE’ donc on déduit que Z=p’(X-XE’) + ZE’.

Le point d’intersection A aura pour coordonnées et

Connaissant la distance horizontale entre les points de tangence T et T’, on calcule les coordonnées de T et T’

;

Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : cas de la route de montagne Natitingou-Boukoumbé-Korontière (PK 22+500 au PK 34+000)

Présenté et soutenu par Kéda Kadoukpè Myriame Josée en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur de conception en topographie

22 ;

Il importe de notifier que selon la figure ci-dessus R<0, p>0 et p’<0. Ainsi les coordonnées de S peuvent être calculées à partir des points T et T’calculées précédemment.

;

En pratique l’implantation d’un point quelconque P d’abscisse Xp fixée, on a

La valeur de l’abaissement est donnée par la formule ^[5]

 Conception du profil en long du projet

Le calage de la ligne rouge est l’élément très déterminant pour les projets routiers. En effet, il permet d’assurer une certaine harmonie entre le tracé en plan et le profil en long compte tenue de la catégorie de la voie projetée. Aussi, permet-il d’assurer un meilleur équilibre au niveau des quantités du terrassement (volume des déblais par rapport au volume des remblais).

 Profil en travers et profil en travers type

Le profil en travers correspond à la coupe transversale du projet perpendiculairement à son axe. Il permet de définir l’emprise correspondante à la partie de terrain affectée à la voie et à ses dépendances. La définition correcte du profil en travers permet d’assurer à l’usager un certain confort aussi bien dans les alignements droits que dans les virages et ce, en fonction de la topographie du terrain et de la classe du trafic. Le profil en travers est représenté en vue de face pour une personne qui se déplacerait sur l’axe du projet de l’origine vers l’extrémité du projet. La voie de gauche doit donc se situer sur la partie gauche du profil. On commence par dessiner le terrain naturel à partir d’un plan horizontal de référence qui n’est pas forcément celui du profil en long, de manière à obtenir le profil

Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : cas de la route de montagne Natitingou-Boukoumbé-Korontière (PK 22+500 au PK 34+000)

Présenté et soutenu par Kéda Kadoukpè Myriame Josée en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur de conception en topographie

23 en travers à l’échelle maximale sur le format choisi. L’échelle de représentation est de l’ordre de 1/100 à 1/200 (jusqu’à 1/50 pour les voies les moins larges). Il n’y a pas d’échelle différente en abscisse et en ordonnée de manière à pouvoir mesurer directement

Dans le document Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : (Page 18-101)