La voirie urbaine en génie civil : sa structure

La voirie est aménagée en sursol différemment selon les principales fonctions qu’elle assure. Dans certains cas, elle connecte les grandes villes, alors que dans d’autres cas, elle irrigue les différents quartiers d’une ville. Ainsi, si l’on se réfère aux éléments constitutifs de la voirie (Cf. 2.2, p. 58), on peut souligner qu’une voirie nationale présente généralement des chaussées plus larges permettant le croisement de plusieurs files de véhicules qui sont le plus souvent motorisés. Elle a également davantage d’équipements permettant d’assurer la sécurité des usagers, tels que des murets de séparation ou des rambardes (Figure 2-14 a). À l’inverse une voirie communale fait plus souvent l’objet d’un partage de l’espace entre les différents usagers et se compose donc de chaussées pour automobiles mais aussi pour véhicules cyclables ou pour transport en commun. Des trottoirs et des espaces de stationnement jouxtent généralement ces chaussées (Figure 2-14 c). Entre les deux extrêmes, la voirie départementale est constituée de larges chaussées tout en laissant de la place aux équipements destinés aux autres usagers, notamment lorsqu’elle traverse le milieu urbain (Figure 2-14 b).

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Légende : a) Voirie nationale, b) Voirie départementale, c) Voirie communale Auteur : A.Pavard, 2018

Figure 2-14 – Exemples d’aménagement selon la hiérarchie de la voirie

Les vocations de la voirie conduisent à une circulation plus ou moins importante des véhicules motorisés. Une voirie nationale accueille un trafic plus dense, avec une fréquentation des poids lourds plus importante qu’une voirie communale. Ainsi, au-delà de son tracé et son aménagement en surface qui sont généralement deux aspects liés au génie urbain, la voirie est également conçue afin de supporter le trafic. En génie civil, cette phase de conception correspond au dimensionnement de la voirie (Cf. Partie III, 9, p. 170) et conduit à la sélection et la construction de structures différentes selon des critères prédéfinis. Le trafic, ou plus spécifiquement l’agressivité du trafic, est le paramètre utilisé le plus important lors du dimensionnement de la voirie, et de ces espaces destinés à supporter des charges importantes. L’agressivité du trafic caractérise les dégradations dues aux passages des poids lourds. Elle n’est pas exclusivement liée à la hiérarchie administrative, même si généralement le nombre de véhicules lourds est plus important sur la voirie nationale ou départementale (liaison interurbaine).

Une voirie de même hiérarchie administrative présente, par exemple, une intensité de circulation différente selon qu’elle traverse un milieu très dense en termes d’habitation ou d’activités économiques, ou au contraire un milieu faiblement peuplé et loin de toute activité économique. Ainsi, pour un même niveau administratif, les règles d’aménagement en surface comme dans le sous-sol peuvent varier. En surface, il est toujours question d’assurer la sécurité maximale de tous les usagers ainsi que leur confort, et de fluidifier le plus possible la circulation, notamment par l’aménagement des intersections. Dans le sous-sol, la structure des chaussées doit permettre de répondre aux différents niveaux de sollicitation.

2.3.1. Hiérarchisation de la voirie selon le type de trafic

Au-delà du critère administratif (Cf. 1.1.2, p. 44), il existe plusieurs façons de hiérarchiser la voirie. Sans chercher à être exhaustif, nous pouvons citer par exemple les hiérarchises suivantes :

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le rapport entre leur intégration dans la vie locale et le niveau de trafic supporté (Certu

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la vitesse pratiquée (Christian et al. 1997) ;

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le type de trafic, tel que transit, interne ou d’échange (Certu 2008).

Ces hiérarchisations sont généralement proches aussi bien en termes de nombre de classes composant chaque système de hiérarchie que de la nature de ces classes. Ainsi, Christian et al. indiquaient qu’il est possible de mettre en concordance les niveaux des différentes hiérarchisations et d’en produire un résumé. Les auteurs proposaient alors la classification présentée dans le Tableau 2-1.

Tableau 2-1 – Synthèse de la hiérarchisation de la voirie

NIVEAUX DESCRIPTION

1 Axes de transit (autoroutes urbaines)

2 artères urbaines ou de liaison (non autoroutières)

3 voies de distribution (ou collectrices)

4 voies de desserte (rue de quartier)

Source : Christian et al. 2008

À ce sujet, Christian et al. (1997) relevaient que cette classification a l’avantage d’être simple et facilement transposable. D’ailleurs, plusieurs pays utilisent cette même hiérarchisation. La simplicité et la transposabilité sont certainement à l’origine du fait que les gestionnaires de voirie et les spécialistes en charge de son dimensionnement, utilisent couramment cette classification lorsqu’il est question de l’aménagement en sous-sol, c’est-à-dire pour le choix de la structure de chaussée à mettre en œuvre. En effet, dans les guides techniques que nous avons consultés (Cf. Partie III, 9.1, p. 170), les spécialistes croisent cette hiérarchisation avec le type de trafic et l’utilise ainsi comme paramètre pour le dimensionnement des chaussées. Certains ajoutent par ailleurs un cinquième niveau spécifique au milieu urbain, les voies réservées au transport en commun.

Pour le milieu urbain, le Certu indiquait en 2008, que la hiérarchisation de la voirie urbaine est souvent plus complexe que la hiérarchisation de la voirie hors urbaine (Certu 2008). Entre autres, la voirie urbaine présente davantage de différenciations pouvant être de l’ordre (Cf. Annexe 0, p. 306) : – du type de liaison tel que les liaisons primaires, secondaires et tertiaires ; – de l’emprise des voies, avec une décomposition en boulevards, avenues ou encore rues ; – de la nature du bâti environnant ; – ou encore des pratiques sociales qu’elle supporte. Malgré ces différences, nous observons que le Certu proposait également la hiérarchisation identifiée par Christian et al. La concernant, il indiquait que les deux premiers niveaux présentent une fonction dominante de circulation tandis que les deux suivants ont des fonctions davantage liées à la vie locale.

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2.3.2. La composition en sous-sol

Au-delà de la description horizontale visible pour l’usager, la voirie a une emprise dans le sol. Cette emprise est occupée par la structure, laquelle est notamment définie par le trafic en sursol. Ainsi, les espaces supportant un trafic ou une charge statique importante, tels que les chaussées, les stationnements et les trottoirs, présentent une structure en sous-sol. Cette structure leur permet d’assurer au mieux les activités dont ils sont le support, telles que les différentes mobilités ou le stationnement. En effet, les usages de la voirie ont des impacts différents sur l’infrastructure. Ainsi, une opération de dimensionnement vertical de la voirie est nécessaire. Le dimensionnement est principalement mécanique et permet de définir les natures, c’est-à-dire la composition en termes de matériaux, et épaisseurs de couches de matériaux à mettre en œuvre (Cf. Partie III, 9.2, p. 176). Le dimensionnement d’un trottoir n’est pas le même que celui d’une chaussée. De la même façon, et sachant qu’un poids lourd exerce une pression sur la chaussée équivalente à 10 000 automobiles (AASHTO 1972) le dimensionnement des chaussées varie selon qu’elles supportent un faible ou un fort trafic poids-lourds.

Classiquement, les chaussées et trottoirs sont façonnés en trois couches principales établies sur un sol support terrassé appelé arase de terrassement (Figure 2-15).

Auteur : A.Pavard, 2020

Figure 2-15 – La voirie dans le sol

Les deux premières couches forment pour les chaussées ce que l’on appelle le corps de chaussée. La plus haute, et en partie visible, est la couche de surface. Celle-ci assure le confort et la sécurité des usagers notamment par l’adhérence. Selon les cas, elle est constituée d’un seul ou de deux blocs. Pour les chaussées notamment, la couche de surface se décline en couche de roulement et en couche de liaison. La couche de roulement est celle sur laquelle s’exercent directement les agressions extérieures telles que le trafic. C’est elle qui présente l’essentiel des caractéristiques favorisant la sécurité et le confort des usagers (Cf. Partie III, 10.1.1, p. 183). La couche de liaison

71 imperméabilise l’assise et protège de ce fait les propriétés mécaniques, thermiques et hydrauliques de la structure. En-dessous de la couche de surface se trouve la couche d’assise. Celle-ci permet de reporter les sollicitations du trafic vers la plateforme support. Comme pour la couche de surface, elle reste généralement d’un seul bloc pour les trottoirs tandis qu’elle se décline en deux sous-couches pour la chaussée, c’est-à-dire une couche de base et une couche de fondation.

En-dessous du corps de chaussée se trouve la Plateforme Support de chaussées (PFSC). Celle-ci se compose dans sa partie haute de couches facultatives, dont la couche de forme. La constitution d’une couche de forme dépend directement de la nature du sol support qui assurera la stabilité de la structure de la chaussée. La couche de forme présente deux fonctions principales. D’abord, lors des travaux, elle permet la circulation des engins. Ensuite, lorsque la chaussée est opérationnelle, celle-ci permet de rendre plus homogène les propriétés mécaniques du sol support. Lorsque le sol support est suffisamment stable, ce dernier constitue à lui seul la PFSC (Benedetto et Corté 2004).

Nous relevons également, que la PSFC accueille les réseaux techniques lorsqu’ils sont enterrés. Le Code général de la propriété des personnes publiques précise que les réseaux d’assainissement, d’eau, d’électricité et de télécommunications ne font pas partie des dépendances des voies publiques (DGCL 2007). En revanche, leur présence a un impact direct sur la voirie, notamment dans le cadre de leur installation, leur maintenance et leur entretien.

Synthèse I.2

Les approches de génies urbain et civil permettent d’appréhender la voirie dans ses dimensions horizontale et verticale (Figure 2-16). En effet, la voirie occupe une emprise spatiale en surface, laquelle peut être décomposée selon ses éléments constitutifs, tels que les chaussées, les trottoirs ou encore les espaces de stationnement. De même, en profondeur différentes couches forment la structure des éléments de la voirie, nécessaire notamment vis à vis de l’agressivité du trafic ou de charges. Les deux approches doivent être prises ensemble et globalement afin de concevoir une voirie assurant un rôle de support à de multiples activités (circulation multimodale, activités économiques, lieux de vie). Cet espace peut être désigné par le concept de « portion de territoire » telle que développé par (Bordin 2006).

L’aménagement de la voirie regroupe les opérations : d’acquisition de terrain, de démolition, de travaux (de maintenance ou d’interventions ponctuelles) sur la structure et sur la surface, auxquelles il faut ajouter la gestion des équipements et des dépendances tels que l’éclairage public, la signalisation ou le mobilier urbain (Faivre d’Arcier 1990). Il implique de fait des intervenants issus de milieux variés, ayant recours à l’une ou l’autre des deux approches (génie

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urbain ou civil). Tous les intervenants doivent être en mesure de dialoguer entre eux et donc d’utiliser un langage commun pour assurer un aménagement cohérent de la voirie.

Auteur : A.Pavard, 2020

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3. La voirie urbaine, un espace d’intervention multi-intervenants : Qui gère la

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