Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile :

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Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : cas de la route montagneuse 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

REPUBLIQUE DU BENIN

MINISTERE D’ETAT CHARGE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR

ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE D’ABOMEY CALAVI

ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY CALAVI

CENTRE AUTONOME DE PERFECTIONNEMENT

TROISIEME PROMOTION

MEMOIRE DE FIN DE FORMATION DU SECOND CYCLE

POUR L’OBTENTION DU DIPLOME D’INGENIEUR DE CONCEPTION GEOMETRE-TOPOGRAPHE

Thème : Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : cas de la route de montagne Natitingou-Boukoumbé-

Korontière (PK 22+500 - PK 34+000)

Présenté et soutenu par :

Kéda Kadoukpè Myriame Josée AFORA Epouse DESSOUASSI Sous la direction de :

Docteur Ingénieur HOUINOU Gossou Maître Assistant des Universités (CAMES),

Enseignent chercheur à l’EPAC/UAC, Chef du département Génie-Civil,

Géomètre -Expert, Agréé

Année scolaire : 2017-2018

Soutenu, le 11/06/2019

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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

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SOMMAIRE

DEDICACES ... ii

REMERCIEMENTS ... iii

SIGLES ET ABREVIATIONS ... iv

RESUME ... v

ABSTRACT ... vi

INTRODUCTION ... 1

CHAPITRE I : CADRE THEORIQUE ET GEOGRAPHIQUE ... 3

CHAPITRE II : DEMARCHE METHODOLOGIQUE ... 34

CHAPITRE III : PRESENTATION ET ANALYSE DES RESULTATS ... 50

CONCLUSION ... 67

REFERENCES BIBLIOGRAPHIES ... 68

ANNEXES ... 70

LISTE DES TABLEAUX ... 82

LISTE DES FIGURES ... 83

LISTE DES PHOTOS ... 84

LISTES DES ANNEXES ... 85

TABLE DES MATIERES ... 86

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DEDICACES

Rien n’est aussi beau à offrir que le fruit d’un labeur qu’on dédie du fond du cœur à ceux qu’on aime et qu’on remercie en exprimant la gratitude et la reconnaissance durant toute notre existence.

Je dédie ce modeste travail à :

- Mes parents pour leur soutien moral, spirituel et leur contribution à mon éducation - Mon mari pour son amour, sa patience, sa persévérance et son soutien indéfectible

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REMERCIEMENTS

Nous adressons nos sincères remerciements :

 au Directeur de l’EPAC M. Mohamed SOUMANOU, Professeur Titulaire ;

 au chef Cap M. Christophe AWANTO, Professeur, Maître de conférences des Universités (CAMES) pour son assistance, sa disponibilité et son soutien à travers ses conseils ;

 au Docteur Leopold DEGBEGNON, maître Assistant des Universités (CAMES) , Enseignent chercheur à l’EPAC/UAC, Coordonnateur de la formation des élèves ingénieurs géomètres topographes de l’EPAC pour nous avoir suivis tout au long de notre cycle de formation avec son sens de dévouement, de détermination et surtout ses conseils;

 au Docteur Ingénieur Gossou. HOUINOU. Maître Assistant des Universités (CAMES), Enseignent chercheur à l’EPAC/UAC, Chef du département Génie- Civil, Géomètre -Expert, agréé pour sa disponibilité et ses conseils ;

 à Monsieur Galbert FADEGNON pour sa contribution à la rédaction de ce document;

 à tous les enseignants de l’EPAC pour nous avoir offert une formation nous permettant d’affronter les différentes tâches auxquelles j’étais soumis dans ce projet.

 au responsable de la section topographique Monsieur Victorien VODOUNON pour sa disponibilité et ses orientations ;

 à tout le personnel du bureau d’étude et section topographique SOGEA-SATOM du chantier Natitingou pour leur prompte collaboration durant cette période ;

 à tous mes collègues de promotion pour leur prompte collaboration ;

 à tous les membres de la famille AFORA et DESSOUASSI pour leur soutien

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SIGLES ET ABREVIATIONS

UEMOA INSAE EPAC PK UAC CNSR RN ESIGT CPT Rm Rnd Rdm PDC RGPH DAO CAO GPS OH APD IGN MNT TN

: Union Economique et Monétaire Ouest Africaine

: Institut National de la Statistique et de l'Analyse Economique : Ecole Polytechnique d’ABOMEY- Calavi

: Point Kilométrique

: Université d’Abomey- Calavi

: Centre National de la Sécurité Routière : Route National

: Ecole Supérieure des Ingénieurs Géomètre-Topographe : Cahier de Prescription Technique

: Rayon minimal : Rayon non déversé : Rayon au devers minimal

: Plan de développement Communal

: Recensement Général de la Population et de l’Habitation : Dessin Assisté par l’Ordinateur

: Conception Assistée par l’Ordinateur : Global Positionning system

: Ouvrage Hydraulique : Avant-Projet Détaillé

: Institut Géographique National : Model Numérique du Terrain : Terrain Naturel

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RESUME

La route Natitingou-Boukoumbé-Korontière est devenue très importante à cause de divers secteurs d’activités pour les populations environnantes et lointaines. Elle subit les effets du rayonnement économique, démographique et touristique. Par conséquent des mouvements se font à moto et en véhicules entraînant une forte mobilité sur la seule route nationale non revêtue.Malheureusement en saison pluvieuse cette route en matériaux précaires devient impraticable. Les contraintes quotidiennes se résument à la difficulté de circulation, les pertes de temps et de matériels, la menace de la santé publique. Or, la mobilité des populations et des biens est indispensable dans le cadre des échanges commerciaux. Il apparait donc que l’aménagement et le bitumage de cette route répond aux enjeux nationaux de développement durable à cause de son rôle socio-économique incontestable.

Il est nécessaire d’aménager une infrastructure pour amorcer ce développement durable aux populations de Natitingou et Boukoumbé. L’objectif du projet de fin d’ètude est dans un premier temps d’établir un canevas, en se basant sur ce dernier pour le levé des détails, de concevoir un projet répondant aux normes et d’estimer le coût de ce projet.Pour y arriver et pour cause du relief très accidenté de la zone d’étude avec des pentes longitudinales de plus de 10% il a été projeté deux variantes de projet, une avec de grands déblais et la seconde avec moins de terrassement.Toutes les informations nécessaires à l’

étude ont été fournies par l’entreprise et ceux conformément au cahier des clauses techniques particulières.La structure adoptée dans le cadre du projet est constituée d’une couche de roulement de 6 cm, d’une couche de base de 20 cm, d’une couche de fondation de 25 cm. La plateforme de la route est constituée d’une chaussée bidirectionnelle de 3.60 m x 2 soit une largeur de 7.20 m et deux accotements de 1.50 m chacune soit une largeur totale de 10.20 m.Du point de vue assainissement il a été projeté des ouvrages hydrauliques dans les points bas et les points d’interface déblai et remblai. Les sections des ouvrages projetés ont été déterminées par le bureau d’étude de l’entreprise.Le logiciel Covadis 13.0 a été utilisé pour la conception du projet d’étude : axe en plan, profil en long, profil en travers ainsi que les mouvements de terre (Déblai et remblai).A la fin du projet d’étude la variante deux a été retenue, de par son coût faible par rapport à la première variante mais aussi il nécessite moins de terrassement.

Mots clés : étude, aménagement, projet, route, relief, accidenté, terrassement

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ABSTRACT

The Natitingou-Boukoumbé-Korontière road has become very important because of various sectors of activity for the surrounding and distant populations. It is affected by the economic, demographic and tourist influence. Therefore, movements are made on motorbikes and vehicles resulting in high mobility on the only unpaved national road.

Unfortunately, in the rainy season this road in precarious materials becomes impractical.

The daily constraints come down to the difficulty of circulation, the loss of time and equipment, the threat of public health. However, the mobility of people and goods is essential in the context of trade. It therefore appears that the development and asphalting of this road meets the national challenges of sustainable development because of its undeniable socio-economic role. It is necessary to develop an infrastructure to initiate this sustainable development for the populations of Natitingou and Boukoumbé. The aim of the end-of-study project is initially to establish a framework, based on the latter for the survey of details, to design a project that meets the standards and to estimate the cost of this project. To get there and because of the very rugged terrain of the study area with longitudinal slopes of more than 10% it was projected two project variants, one with large excavations and the second with less earthwork. All the information The project structure consists of a 6 cm wearing course, a base layer of 20 cm, a foundation layer of 25 cm. The platform of the road consists of a two-way pavement of 3.60 mx 2, a width of 7.20 m and two shoulders of 1.50 m each, a total width of 10.20 m. From the point of view of sanitation, hydraulic structures were planned in the low points and the interface points cut and fill. The sections of the projected works were determined by the firm's design office.

The Covadis 13.0 software was used for the design of the study project: axis in plan, profile in length, cross section as well as the movements At the end of the study project, variant two was chosen because of its low cost compared to the first variant but also because it requires less earthworks.

Keywords: Study, development, projects, road, relief, accident, terrasement.

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INTRODUCTION

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INTRODUCTION

Les infrastructures de transport représentent le principal vecteur de communication et d’échange entre les populations et jouent un rôle essentiel dans l’intégration des activités économiques d’un pays. Les routes en particulier, doivent présenter une efficacité économique et sociale à travers des avantages et des coûts sociaux des aménagements réalisés (Abdoul, 2011).

L’insuffisance de route et la mauvaise qualité du réseau existant poussent les autorités à entreprendre des projets d’aménagement.

Au Bénin, la construction des infrastructures routières s’inscrit alors dans le cadre du désenclavement des localités et donc de facilitation la libre circulation des personnes et des biens, participant ainsi à l’accroissement de l’économie nationale.

Les objectifs stratégiques pour la prochaine décennie devraient permettre, entre autres, de faire du réseau routier un puissant facteur d’appui au développement économique et social du pays. La croissance socio-économique impose la préservation et la rénovation de ses moyens de communication notamment dans le domaine des infrastructures de transport (Didier,2014).

Ces concepts qui sont développés autour des infrastructures de transport exigent du concepteur une étude d’aménagement fondée sur les meilleures conditions à réunir au plan géométrique en vue d’une exploitation optimale des dites infrastructures. C’est ainsi que le réseau routier doit faire face non seulement à la demande du trafic local mais plus encore au trafic de transit. Les autorités à divers niveaux ont pris la mesure de ce défi en mettant en place une stratégie permettant l’extension du réseau, le relèvement du niveau d’aménagement des routes et également le maintien des chaussées dans un bon état de service à travers leur entretien permanent. (Abdoul,2011)

Eu égard à ce qui précède, le Gouvernement du Bénin a initié, grâce à l’appui des partenaires techniques et financiers, un vaste programme de renforcement et d’extension du réseau routier pour soutenir la croissance économique. C’est dans ce contexte que les études et les travaux du projet d’aménagement et de bitumage de l’axe Natitingou- Boukoumbé-Korontière ont été lancés, en raison de l’importance touristique, commerciale, économique et de la position géographique de la zone de montagne desservie et également pour prendre en compte le trafic dont le niveau a atteint le seuil de bitumage (Justin,2016).

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C’est dans le but de contribuer au développement du Bénin, notamment de la région du Nord-Ouest de l’Atacora que la Banque commerciale a accordé à notre pays un financement pour la construction et le bitumage de la route Natitingou-Boukoumbé- Korontière.

En effet, à travers la mise en place de ce projet, on s’est rendue compte de l’importance et de la place prépondérante qu’occupent les travaux topographiques respectivement au niveau des études et de la réalisation surtout en matière de la sécurité et du confort des usagers.

C’est pour apporter notre modeste contribution à la prise en compte du concept sécurité et confort dans la conception de cette route à géométrie particulière à cause de son caractère de route montagneuse que nous avons axé nos travaux de fin de cycle sur le thème intitulé :

« Etudes Topographiques des Projets Routiers à relief difficile : cas de la route de montagne Natitingou-Boukoumbé-Korontière au Benin »

Ce travail s’articule autour de quatre chapitres à savoir :

 Chapitre I : le cadre théorique et géographique de l’étude

 Chapitre II : Démarche méthodologique

 Chapitre III : Présentation et analyse des résultats

 Chapitre IV : Discussion.

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3 3

CHAPITRE I :

CADRE THEORIQUE ET GEOGRAPHIQUE

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CHAPITRE I : CADRE THEORIQUE ET GEOGRAPHIQUE

La réalisation d’une étude topographique pour le projet de construction de la route Natitingou-Boukoumbé-Korontière s’inscrit dans le cadre d’une opération d’aménagement.

Il est donc nécessaire de définir au préalable les cadres théoriques et géographiques de ladite étude.

1.1- Cadre théorique

Cette partie du travail a été consacrée à la problématique du sujet, aux objectifs de l’étude, aux hypothèses de recherche, à la méthodologie de recherche, ainsi qu’à la définition des concepts principaux.

1.1.1- Problématique

Le Règlement N°14/2005/CM/UEMOA du 16 décembre 2005 a été élaboré pour fixer en phase post projet les conditions d’exploitation des routes dans l’espace UEMOA et ne met l’accent que sur l’harmonisation des normes et des procédures du contrôle du gabarit, du poids et de la charge à l’essieu des véhicules lourds de transport de marchandises dans les états membres de l’Union Economique et Monétaire Ouest Africaine. Ce règlement vise à préserver les routes des dégradations précoces et conçoit que les vraies conditions d’exploitations celles relatives à la géométrie des chaussées, sont remplies dans la mesure où on suppose que les études d’aménagement et de construction ont déjà pris en compte tous les aspects liés au confort et à la sécurité. Mais force est de constater que dans la réalité, lors des travaux de construction et ou de reconstruction, on assiste à des rectifications de tracé, à des modifications des aménagements, à des corrections de déclivités sur des pentes et rampes, à des améliorations techniques sur des zones dites

‘’points noirs’’ c'est-à-dire des zones accidentogènes.

Nous n’en voulons pour preuve que :

 Les récentes rectifications au niveau du tracé en plan et du profil en long apportées au tronçon Godomey-Bohicon de la Route Nationale Inter-Etats N°2 dans les dépressions d’Allada et de lama, route pourtant revêtue avant la reconstruction.

 Les résultats des inspections et des derniers recensements des zones accidentogènes au niveau du Centre National de Sécurité Routière – CNSR – sur le réseau routier ; Ces constats laissent apparaître que la sécurité et le confort des usagers ou la sécurité des

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4 personnes et des biens constituent une préoccupation et sont certes liés au comportement des usagers mais également à la géométrie de la route qui dépend naturellement de la conduite des études topographiques.

La route objet de notre étude relie deux Communes (NATITINGOU-BOUKOMBE). Elle se trouve dans une zone montagneuse qui présente un relief difficile nécessitant une attention particulière surtout en, ce qui concerne la conception géométrique.

Tenant compte de son caractère touristique, de sa connexion avec le réseau routier Togolais, des pôles de commerce que constituent Natitingou et Boukoumbé, cette route doit supporter non seulement un trafic local mais aussi un trafic de transit entre le Bénin et le Togo.

Au nombre des spécificités de la zone on peut noter entre autres : le relief accidenté qui selon le profil topographique constitue un facteur défavorisant et nécessite plus d’efforts surtout sur les rampes dont les déclivités sont de l’ordre de 15 % à 16 %.

Les problèmes de mobilité humaine ont été mises en exergue aussi à partir des investigations menées sur le site et qui ont révélé que la préoccupation majeure des populations se situe au niveau des conditions de circulation liées à l’état de dégradation de la route qui affectent le confort et la sécurité des personnes et des biens au cours du transport jusqu’à destination. Des dommages et des pertes sont souvent enregistrés et ne favorisent pas l’éclosion du commerce (Justin,2016).

Au titre des dégradations il est noté entre autres :

 la forte érosion avec perte de matériau de la couche de roulement ; ce qui laisse apparaître les roches sous-jacentes ;

 la bande carrossable très étroite à cause de la nature argileuse du sol par endroit et de la morphologie du site très favorables à l’érosion et souvent à la base du mauvais état de praticabilité de cette route surtout en saison pluvieuse.

Des constats faits sur le terrain, surtout en saison des pluies font état :

 des cas de glissade des motos et d’enlisement des véhicules ;

 des cas de renversement de marchandises suite au déséquilibre et/ou à l’enlisement des véhicules de transport ;

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 le ruissellement de l’eau sur la piste en lieu et place des fossés.

Toutes choses qui favorisent la formation des nids de poule de profondeur non négligeable.

Le tableau I-1 nous présente les différents types de dégradations rencontrées sur le projet.

Tableau I-1 : Différents types de dégradations et leurs descriptions

Types de dégradation Photos

Ornières

Photo I-1 : Affaissements localisés de la couche de roulement . Source : résultat d’enquête, AOUT 2017

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Traverse

Photo I-2 : Ecoulements transversales qui coupe la chaussée Source : résultat d’enquête, AOUT 2017

Ravinement

Photo I-3 : Saignée plus ou moins grande de la couche de roulement Source : résultat d’enquête, AOUT 2017

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Nids de poule

Photo I-4 : Cavités de forme arrondie à bords plus ou moins francs à la surface de la couche de roulement

Source : résultat d’enquête, AOUT 2017

Cette situation oblige les usagers à se frayer un chemin dans la brousse afin de pouvoir contourner les obstacles, augmentant de ce fait la durée du trajet et causant d’énormes pertes de temps.

Cet état de chose engendre également des manques à gagner à la population d’une part et à la commune d’autre part. Dans le même temps le besoin de la population ne fait que s’accroitre (INSAE, 2013), alors que les efforts consentis pour la production agricole et le transfert vers les marchés sont émoussés du fait de l’état de la route ; ce qui constitue un frein pour le développement durable.

Cette souffrance est encore plus difficile à vivre par des touristes. Ces derniers n’arrivent pas à faire de long trajet, encore moins de visites vers tous les sites touristiques au motif qu’après les visites ils font le constat d’un temps de parcours trop important pour peu de sites visités.

Par ailleurs à Korontière l’un des arrondissements de Boukoumbé se trouve un cours d’eau appelé « Koumangou » et dont l’ouvrage de franchissement se trouve être un dalot dont la section hydraulique est relativement faible par rapport au débit. Toute chose qui occasionne des débordements et des inondations en période de crue. Ce point constitue un

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8 point critique parce qu’il n’existe pas une alternative de contournement alors qu’à la montée des eaux, les usagers de la route attendent au moins 24 heures pour que le niveau des eaux baisse à nouveau.

Tenant compte de l’état d’impraticabilité sur certaines sections de la route, il apparaît urgent de doter les localités de Natitingou, de Boukoumbé et de Korontière d’une infrastructure de liaison avec un niveau d’aménagement acceptable et dont l’étude et la réalisation tienne compte des normes de sécurité et de confort afin d’apporter la réponse aux nombreuses préoccupations exprimées. Il ressort de ce qui précède l’importance des études topographiques de la route Natitingou-Boukoumbé-Korontière.

Pour mener à bien cette étude, des objectifs sont fixés et des hypothèses ont été formulées.

1.1.2- Objectifs

1.1.2.1- Objectif global

L’objectif global vise à améliorer les conditions de vie des populations de l’Atacora par la construction d’une infrastructure routière adéquate contribuant ainsi au développement des dites Communes et de la région.

1.1.2.2- Objectifs spécifiques De façon spécifique, il s’agit de :

 analyser les facteurs de dégradation du tronçon Natitingou – Boukoumbé – Korontière,

 examiner les caractéristiques géométriques et le fonctionnement des ouvrages d’assainissement existants sur le tronçon,

 faire une proposition de tracé géométrique du tronçon Natitingou – Boukombé – Korontière répondant aux normes en tenant compte des différentes contraintes de terrain.

1.1.3. Hypothèses

 les caractéristiques géomorphologiques du terrain, la pression du trafic routier sont à l’origine de la dégradation rapide du tronçon Natitingou – Boukoumbé – Korontière ;

 le manque d’ouvrages d’assainissements et le mauvais état de fonctionnement des ouvrages hydrauliques existants accentuent la dégradation avancée du tronçon ;

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 la conception et la réalisation de cette route répondant aux normes et contraintes de terrain permettra un soulagement des peines de la population ;

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.

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 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

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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

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 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

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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.

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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]

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 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]

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16 Pour le calcul des éléments de ces deux figures ci-dessus, la démarche est la même que précédemment.

Dans certains cas l’on est amené à introduire un alignement droit de longueur minimale entre les deux courbes. Cette longueur minimale est imposée par les règlements. Pour ce 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 :

(26)

17

 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 :

(27)

18

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.

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19

 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

(29)

20

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.).

(30)

21

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’

;

(31)

22

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

(32)

23

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 sur le graphique des longueurs dans toutes les directions ou bien des surfaces. L’abscisse de chaque point du terrain naturel (ou du projet) est repérée par rapport à l’axe du profil en travers (donc négative à gauche et positive à droite), l’ordonnée est toujours l’altitude du point. On y superpose ensuite le gabarit type du projet (largeur de chaussée, accotements, fossés et pentes de talus) à partir du point d’axe dont l’altitude a été déterminée sur le profil en long. Cela permet de calculer la position des points d’entrée en terre. Les fossés ne sont pas repérés comme les autres points caractéristiques puisque, de manière à simplifier le calcul, ils n’interviennent pas dans la décomposition de la surface en triangles et trapèzes.

Ils sont calculés séparément. Les profils en travers type sont les différents modèles de profil en travers établis soit pour les zones de déblais, soit pour les zones de remblais ou les deux simultanément (mixte). Il présente pour chaque type l’allure transversale de la voie, l’architecture des différents équipements prévus.

Figure I-7 : profil en travers

En fonction, de la zone (race campagne, agglomération) et aussi de la position du TN par rapport au projet, plusieurs modèles de profils en travers ont été prévus.

 Terminologie

- EMPRISE : partie du terrain qui appartient à la collectivité et affectée à la route ainsi qu’à ses dépendances.

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24

24 - ASSIETTE : surface du terrain réellement occupée par la route.

- PLATE-FORME : surface de la route qui comprend la chaussée et les accotements et éventuellement les terres pleines.

- CHAUSSÉE : surface aménagée de la route sur laquelle circulent les véhicules.

Elle est constituée d’une ou plusieurs voies de circulation.

- ACCOTEMENTS : zones latérales de la PLATE-FORME qui bordent extérieurement la chaussée. L’accotement est constitué de la berme et de la bande dérasée.

- BERME : partie de la route dont la surface présente une pente transversale inférieure à 16.66% ou une inclinaison supérieure à 24/4, situé entre un talus et la limite de l’assiette ou interrompant la pente d’un talus. Lorsque la berme est raccordée au talus par un arrondi appelé DOUCINE, elle est limitée par la projection verticale de l’intersection des tangentes.

 Dévers

Le dévers est la pente transversale de la chaussée qui permet de faciliter l'évacuation des eaux de surface. Il est appliqué à la vue en plan et assure une meilleure répartition du poids du véhicule sur la chaussée et donne au conducteur une impression de stabilité. A cet effet pour éviter les difficultés de construction et garantir une sécurité optimale pour les usagers, la valeur du devers reste par conséquent limitée en général à 7%. Cependant cette valeur doit être réduite dans les zones où la pente en profil en long est déjà forte. Dans les rayons de faible courbure le devers contribue également à l'équilibre dynamique des véhicules.

Pour chaque catégorie de route, le devers varie en fonction du rayon de l’axe en plan. Nous avons des rayons déversés et des rayons non déversés.

 Calcul de cubature

La cubature des terrassements consiste à calculer les volumes de terres à enlever (déblais), ou à ajouter (remblais) pour l’exécution d’un projet. Il existe plusieurs méthodes de calcul de volume :

- la méthode des figures géométriques, - la méthodes des prismes tronqués, - la méthodes des sections en travers,

(34)

25

25 - la méthodes des courbes de niveau.

Ces différentes méthodes sont employées selon qu’il s’agisse de volume couché ou debout.

Notre projet étant linéaire, nous avons eu à utiliser les méthodes de calcul de volume (couché). Les formules généralement utilisées sont :

- entre deux profils successifs 1 et 2, le volume est égal au produit de la surface S par la moyenne des distances L1 et L2 : V1-2=S2 X (L1+L2)/2 ;

- entre deux profils successifs 1 et 2, le volume est égal au produit de la moyenne des surfaces des dits profils par la distance les séparant : V1-2=L1 X (S1+S2)/2 ; Notons ici que les profils en travers projet sont établi en posant sur chaque profil en travers TN le profil en travers type correspondant. Les volumes sont calculés à l’aide des éléments suivants :

- Surfaces de déblai et de remblai extraites des profils en travers,

- Distances entre profils en travers. Ces distances sont relevées sur le profil en long.

Autrefois, les calculs se faisaient à la main à l’aide d’une calculatrice ; ce qui devient très fastidieux lors des grands projets. De nos jours les calculs de volumes sont plus aisés avec les différents logiciels auxquels est incorporée la fonction calcul de volume ; c’est le cas de notre projet car les volumes ont été calculés par le logiciel « Covadis 9.1 ».

1.2- Cadre géographique de l’étude

1.2.1- Situation géographique

Natitingou est le chef-lieu du département de l’Atacora. C’est une ville du Nord-Ouest du Bénin située au cœur de la région. Elle constitue la première escale du circuit touristique de l’Atacora, elle couvre une superficie de 3 045km² soit 12,8 % de la superficie totale du département et est à une altitude de 426 m. Elle est limitée au Nord par la commune de Toucountouna, au Sud et à l’Est par celle de Kouandé et à l’Ouest par celle de Boukoumbé (Mairie de Natitingou, 2004). C’est une ville calme et accueillante qui comble les attentes des visiteurs. Les tatas Somba, véritables châteaux forts caractérisant l’architecture des habitants en pays Somba, très appréciés par des touristes.

La commune de Boukoumbé, l'une des Neuf (9) communes que compte le département de l'Atacora et est située au Nord-Ouest du Département. Elle est localisée entre 10° et 10°40'

(35)

26

26 de latitude Nord et 0°75' et 1°30' de Longitude Est. La superficie de Boukoumbé est de 1 036 Km2. Dont 342 km2 sont cultivables (soit 33%). La Commune de Boukoumbé est limitée au Nord-Est par la Commune de Tanguiéta, au Nord-Ouest par celle de Cobly, au Sud par la Commune de Natitingou, à l’Est par la Commune de Toucountouna et à l’Ouest par la République du Togo.

Figure I-8 : Plan d’indication du projet

1.2.2- Présentation du site et l’état actuel du tronçon

Le tronçon d’accueil du projet est l’axe Natitingou -Boukoumbé -Korontière, d’un linéaire de 60 km il traverse des villages et hameaux. Sur ce tronçon, Koussoucoingou est l’un des villages qui attire plus des touristes à cause des montagnes et les tatas sombas.

On constate que la voie a suivi beaucoup de rechargement entre Natitingou et Boukoumbé.

Mais de Boukoumbé à Korontière, on voit qu’elle a été laissée pour compte, voire abandonnée.

L’état actuel du tronçon se caractérise aussi par l’étroitesse de la chaussée (largeur 3,5

(36)

27

27 parfois pour les deux voies) et son niveau de dégradation avancé. Dans cet état cette route est appelée à supporter un niveau de service qui dépasse parfois sa capacité surtout les jours des différents marchés de la localité. Toute chose qui engendre des accidents de circulation.

Photo I-5 : Difficulté des usagers en saison pluvieuse Source : résultat d’enquête, AOUT 2017

Cette photo montre les difficultés qu’éprouvent les conducteurs et les passagers en saison de pluie.

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28 Photo I-6 : Débordement du lit et arrêt du trafic

Source : résultat d’enquête, AOUT 2017 Cette photo montre le dalot sextuple en charge.

Photo I-7 : Débordement du lit et arrêt du trafic Source : résultat d’enquête, AOUT 2017

Cette photo montre le cours d’eau passant au-dessus du dalot sextuple

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29

29 1.2.3- -Facteurs biophysiques

Les facteurs biophysiques sont le relief, le climat, le sol, la végétation, l’hydrographie et la faune.

1.2.3.1- Relief

Les formes du relief sont variées, allant des zones de montagnes à Natitingou, aux plateaux et pénéplaines des villages environnants. La commune de Natitingou est caractérisée par un relief accidenté, composé surtout de la chaîne de l’Atacora, de plateaux et de collines dont les vallées se présentent souvent en pente forte (Mairie de Natitingou, 2004).

Le relief de Boukoumbé se présente comme une vaste pénéplaine reposant en grande partie sur les séries de Kandé-Boukoumbé et bordé à l'Ouest par celles du Buem. La Commune de Boukoumbé est bordée à l’Est par le dernier maillon de la chaîne de l'Atacora. Son relief escarpé est dû à cette chaîne qui est à la base de son enclavement dû à l’orographie, de la faible disponibilité en eau et de l’exiguïté des sols cultivables doublée de leur très forte dégradation. En effet l'Atacorien est principalement constitué par une importante assise de quartzite et de micaschistes inter stratifiés affleurant généralement dans le fonds des talwegs de l'Atacora.

Photo I-8 : aspect du relief, Source : résultat d’enquête, AOUT 2017 1.2.3.2- Climat

La commune est sous un climat de type soudano-guinéen caractérisé par deux saisons : une saison pluvieuse qui dure 6 mois (mai à octobre), et une saison sèche de novembre à avril.

A cause des influences orographiques, la commune est très arrosée surtout à Natitingou où on enregistre jusqu’à 1400 mm d’eau par an. Les plus fortes quantités d’eau sont

(39)

30

30 enregistrées au cours des mois d’août et de septembre. La température moyenne est d’environ 27°C avec des variations de 17°C à 35°C pendant l’harmattan (Mairie de Natitingou, 2004). Boukoumbé est sous un climat de type soudano guinéen, caractérisé par une saison pluvieuse d’Avril à Octobre et une saison sèche allant de novembre à mars. Les températures moyennes mensuelles ne descendent pratiquement pas en dessous de 20°, les écarts mensuels restent faibles (36° en mars au plus chaud et 24° en Août au plus frais). La pluviométrie annuelle moyenne est 1100 mm et les précipitations sont irrégulièrement réparties tout au long de la saison pluvieuse, ce qui constitue un frein pour le développement de l'agriculture. La région de Boukoumbé est soumise à l’harmattan, vent sec et chaud qui souffle entre les mois de novembre et février. A partir de fin mars, la région est sous l'influence de la mousson océanique qui apporte la pluie.

1.2.3.3- Formation pédologique

Les sols de Natitingou sont généralement latéritiques, gravillonnaires, caillouteux, sablonneux, argileux. Ils sont pour la plupart lessivés, ce qui a considérablement réduit leur fertilité à cause de la forte dégradation dont ils sont l’objet. Les techniques culturales inadaptées et la faible capacité de gestion des eaux ont contribué à cette dégradation avancée des sols. Les conflits fonciers existent et sont généralement réglés à l’amiable. La rotation des cultures et la jachère sont des techniques de régénérescence des sols connues et pratiquées par les populations (Mairie de Natitingou, 2004). Mesures d’adaptation à la variabilité climatique dans les régions de montagne de l’Atacora. Les sols de la Commune de Boukoumbé sont pour la majorité des sols ferrugineux tropicaux lessivés. On distingue 5 grandes classes à savoir les sols minéraux bruts (profondeur inférieure à 10 cm), les sols peu évolués (profondeur de 10 à 30 cm), les sols ferrugineux tropicaux lessivés (profondeur de 3 à 100 cm) et les sols hydromorphes dans les bas-fonds. Ces sols sont caractérisés par une faible teneur en matière organique, une texture sableuse, une structure à tendance particulière et sensible à l'érosion. Les principales propriétés de ces sols et leur évolution sont influencées par la topographie assez tourmentée et par la nature de la roche sous-jacente. Les sols hydromorphes des bas-fonds ont encore un bon potentiel de fertilité et justifient une meilleure valorisation à travers des aménagements. De grands bas-fonds existent dans la zone Ouest (Korontière, Ouest Manta, Ouest Tabota). En dehors de ces grands bas-fonds, il existe beaucoup de petits bas-fonds dans lesquels les femmes cultivent du riz.