Annexe B_TdR Lignes Nouvelles_E071.00.0.if.st.MD.00.00.T03.A

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TERMES DE RÉFÉRENCE LIGNES NOUVELLES ANNEXE B – SPÉCIFICATIONS TECHNIQUES CHAPITRE

DESCRIPTION

CHAPITRE I

Étude de clientèle

CHAPITRE II

Cartographie et topographie

CHAPITRE III

Géologie et géotechnique

CHAPITRE IV

Ouvrages d’art

CHAPITRE V

Tunnel

CHAPITRE VI

Terrassements

CHAPITRE VII

Hydrologie et hydraulique

CHAPITRE VIII

Tracé

CHAPITRE IX

Voie

CHAPITRE X

Signalisation

CHAPITRE XI

Télécommunication

CHAPITRE XII

Traction électrique

CHAPITRE XIII

Éclairage et Force

CHAPITRE XIV

Bâtiments

CHAPITRE XV

Installations de maintenance

CHAPITRE XVI

Environnement

CHAPITRE XVII

Analyse financière et économique

CHAPITRE XVIII

Support au jugement d’ensemble sur le projet

ASSISTANCE A LA MAÎTRISE D’OUVRAGE ANESRIF (MINISTERE DES TRANSPORTS-ALGERIE)

A

Mars 2012

Émission pour commentaires

L. Fortunato

L. Fortunato

P. Pietrantoni

A. Fortuna

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DATE

DESCRIPTION

RÉDACTION

VÉRIFICATION

APPROBATION

AUTORISATION

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TABLE DES MATIERES I

ÉTUDE DE CLIENTÈLE .......................................................................................................... 4 I.1 ÉTUDE DE CLIENTELE PRELIMINAIRE ..................................................................... 5 I.2

II

ÉTUDE DE CLIENTELE DETAILLEE ............................................................................ 9

CARTOGRAPHIE ET TOPOGRAPHIE .............................................................................. 14 II.1 ÉTUDE TECHNIQUE PRÉLIMINAIRE ........................................................................ 14 II.2 II.3

AVANT PROJET SOMMAIRE ....................................................................................... 20 AVANT - PROJET DÉTAILLÉ....................................................................................... 48

III

GEOLOGIE ET GEOTECHNIQUE ...................................................................................... 54

IV

OUVRAGES D’ART ................................................................................................................ 61

V

TUNNEL .................................................................................................................................... 83 V.2 CRITÈRES DE CONCEPTION DE LA SÉCURITÉ DANS LES TUNNELS FERROVIAIRES ............................................................................................................ 104

VI

TERRASSEMENTS ............................................................................................................... 135 VI.1 REMBLAIS .................................................................................................................... 135 VI.2 DÉBLAIS ....................................................................................................................... 147 VI.3 AUTRES OUVRAGES EN TERRE .............................................................................. 150 VI.4 ÉTUDE GÉOTECHNIQUES ......................................................................................... 153 VI.5 CLASSIFICATION DES SOLS ..................................................................................... 176 VI.6 DÉTERMINATION DES MODULES DE DÉFORMATION MD (EV1) ET MD’(EV2) A TRAVERS UN ESSAI DE CHARGE A DOUBLE CYCLE SUR PLAQUE CIRCULAIRE ................................................................................................................ 188 VI.7 TRAITEMENT A LA CHAUX ET/OU AU CIMENT DES SOLS PROVENANT DE DÉBLAIS ....................................................................................................................... 194 VI.8 SOUS-BALLAST EN GRAVE BITUME...................................................................... 210

VII

HYDROLOGIE ET HYDRAULIQUE ................................................................................. 217 VII.1 LES ÉTUDES HYDROLOGIQUES ET HYDRAULIQUES ........................................ 217

VIII TRACE..................................................................................................................................... 226 VIII.1 ETUDE DE PROJETS DES TRACES FERROVIAIRES ............................................. 226 VIII.2 CRITERES POUR LE CONTROLE DES COURBES OPPOSEES SANS RACCORDEMENT DE TRANSITION ET DEVERS .................................................. 237 IX

VOIE ........................................................................................................................................ 240

X

SIGNALISATION .................................................................................................................. 258 X.1 POSTES D'AIGUILLAGE INFORMATISES ............................................................... 258 X.2

POSTES A RELAIS (PRG OU PRS) + PASSAGES A NIVEAU................................. 259

X.3

SYSTEMES DE BLOCK AUTOMATIQUE ................................................................. 259

X.4

POSTES DE COMMANDE CENTRALISEE ............................................................... 260

X.5

SYSTEMES DE DETECTION BOITES CHAUDES ................................................... 260

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XI

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X.6

ERTMS NIV.1 ................................................................................................................ 260

X.7

ERTMS NIV.2 ................................................................................................................ 261

TELECOMMUNICATION ................................................................................................... 262 XI.1 SYSTEMES LONGUE DISTANCE (RESEAU SDH) .................................................. 262 XI.2 SYSTEMES RADIO TERRE/TRAIN (GSM-R) ........................................................... 262 XI.3 SYSTEMES DE TELEPHONIE (POSTE , PCC ET CENTRAL TELEPHONIQUE) ET SYSTEMES DE SONORISATION ET VIDEOSURVEILLANCE .............................. 263 XI.4 CABLES ......................................................................................................................... 263 XI.5 SYSTEMES RADIO PROPAGATION EN TUNNEL .................................................. 264 XI.6 SYSTEMES DE SECOURS EN TUNNEL ................................................................... 264

XII

TRACTION ÉLECTRIQUE.................................................................................................. 265 XII.1 SOUS STATIONS ÉLECTRIQUES (1X25 ET 2X25 KV) ........................................... 265 XII.2 CATÉNAIRE .................................................................................................................. 275 XII.3 SCADA ........................................................................................................................... 294

XIII ÉCLAIRAGE ET FORCE ..................................................................................................... 310 XIV BÂTIMENTS........................................................................................................................... 311 XIV.1 ARCHITECTURE .......................................................................................................... 311 XV

INSTALLATIONS DE MAINTENANCE ............................................................................ 418 XV.1 INSTALLATIONS MÉCANIQUES .............................................................................. 418 XV.2 SÉCURITÉ ..................................................................................................................... 422 XV.3 SURETÉ ......................................................................................................................... 430

XVI ENVIRONNEMENT .............................................................................................................. 436 XVI.1 ÉTUDES ENVIRONNEMENTALES PRELIMINAIRES ............................................ 436 XVI.2 ÉTUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL .............................................................. 438 XVI.3 PROJET POUR LES MESURES D’ATTENUATION ET DE COMPENSATION ENVIRONNEMENTALE: INTERVENTIONS LE LONG DE LA LIGNE ................. 441 XVI.4 PROJET POUR LES MESURES D’ATTENUATION ET DE COMPENSATION ENVIRONNEMENTALE: INTERVENTIONS LE LONG DE LA LIGNE ET INTERVENTIONS ET OUVRAGES ASSOCIES ........................................................ 443 XVI.5 PROJET DE SUIVI ENVIRONNEMENTAL ............................................................... 444 XVI.6 ÉTUDES SPECIALISEES DE SECTEUR .................................................................... 445 XVII ANALYSE FINANCIÈRE ET ÉCONOMIQUE ................................................................. 454 XVII.1 ANALYSE FINANCIERE ...................................................................... 454 XVII.2

ANALYSE ECONOMIQUE ................................................................... 464

XVII.3

ANALYSE DE SENSIBILITE ET DE SCENARIO .............................. 476

XVIII

SUPPORT AU JUGEMENT D’ENSEMBLE SUR LE PROJET ............................ 478

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I

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ÉTUDE DE CLIENTÈLE

Définition des objectives pour un projet La définition des objectifs du projet et de l’objet de l’étude est essentielle pour l’identification du projet: c’est le point de départ de l’analyse de clientèle et de la successive évaluation économique du projet. On doit déterminer les objectifs, c’est-à-dire les indicateurs socio-économiques que le projet est susceptible d’influencer. Les objectifs mêmes doivent avoir une liaison logique avec le projet et on doit indiquer comment mesurer leur niveau de réalisation. Les objectifs socio-économiques des projets de transport sont généralement liés à l’amélioration des conditions de voyage pour les marchandises et les passagers, tant au sein de la zone étudiée qu’entre celle-ci et d’autres lieux (accessibilité de sites), ainsi qu’à l’amélioration de la qualité de l’environnement et du bien-être de la population bénéficiaire. Plus spécifiquement, les objectifs liés aux transports poursuivis par les projets sont en général les suivants: réduction de la congestion, en éliminant des contraintes de capacité sur des réseaux et des nœuds uniques ou en construisant de nouvelles connections ou routes; amélioration de la performance d’un réseau ou d’un nœud, en particulier en augmentant les vitesses de déplacement et en réduisant les coûts de fonctionnement et la fréquence des accidents par l’adoption de mesures de sécurité; transfert de la demande vers d’autres modalités de transport (un grand nombre d’investissements réalisés ces dernières années, période où le problème des externalités environnementales est devenu un facteur essentiel, ont pour objectif de provoquer un transfert modal de la demande des modalités les plus polluantes vers ceux occasionnant moins de dégâts à l’environnement) ; achèvement de réseaux non ou mal reliés. Pour chaque projet, au moins trois options devront être envisagées : l’option Ne rien faire (scénario de référence sans projet ou «status quo»); l’option Faire le minimum (scénario de référence avec intervention minimale); l’option Faire quelque chose (scénario avec le projet étudié ou une alternative raisonnable, comme un projet fondé sur une technique ou un concept de substitution). L’option Ne rien faire est la référence habituelle dans l’analyse d’un projet dont le principe de base est de comparer les situations «avec» et «sans le projet». L’option Ne rien faire est aussi dénommée «scénario sans projet». Le calcul des indicateurs de performances financières et économiques sera fondé sur la différence entre l’option Faire quelque chose et l’option Ne rien faire ou l’option Faire le minimum.

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I.1

ÉTUDE DE CLIENTELE PRELIMINAIRE

I.1.1

Les prévisions de trafic

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Les études de clientèle préliminaires sont destinées à donner une première idée, sur une période de 15 à 25 ans, de l’augmentation des trafics marchandises et voyageurs qu’engendreront l’augmentation des capacités de transport et l’amélioration de la qualité des services offerts (plus spécialement pour le transport des voyageurs en ce qui concerne ce dernier aspect) résultant de la mise en œuvre du projet. Les études de clientèle préliminaires distingueront à cet égard : le trafic initial, qui est celui qui aurait lieu sans la réalisation du projet ; ce trafic est naturellement limite par la capacité maximale de la ligne considérée ; le trafic détourné, qui est celui enlève par la réalisation du projet, en général a la route et éventuellement a l’avion (et, de manière tout à fait exceptionnelle à une autre liaison ferroviaire); le trafic induit (également appelé trafic généré), qui correspond a la demande nouvelle de transport apparue en réaction à l’amélioration quantitative ou qualitative de l’offre et, éventuellement, à la diminution des couts ou prix de transport. L’horizon de prévision retenu sera en général de 40 ans à partir de la mise en exploitation de la ligne, en cohérence avec les indications du «Guide de Maturation». On effectuera les projections jusqu’à 25 ans, et, au-delà de ces 25 ans, on considérera, sauf cas exceptionnel, que le trafic reste constant). Pour l’élaboration de ces prévisions, on s’intéressera en général à l’axe de transport (ou éventuellement au réseau de transport) au sein duquel la ligne nouvelle s’insère. Dans la pratique, les prévisions seront préparées, au stade des études d’identification, avec une approche distincte selon les diverses catégories de lignes nouvelles. Au titre des études de clientèle seront préparées au moins deux différentes prévisions préliminaires de trafic sur le réseau de transport multimodal concerné, dans lequel la ligne nouvelle à réaliser ou la ligne existante à moderniser s’insère: une première prévision, en absence d’interventions concernant le réseau ou le service (scénario de base ou de référence); des prévisions liées à différentes hypothèses de développement du réseau existant o de construction de la ligne nouvelle (scénarios d’intervention ou de projet). A travers la comparaison entre le scénario de base, en absence d’intervention, et les scénarios de projet, on devra déterminer le trafic qui concerne la nouvelle infrastructure dans les différentes hypothèses de tracé, services, installation, technologies, etc. I.1.2

Les différentes approches à effectuer

Dans la pratique, on devra effectuer l’approche aux études de clientèle préliminaires en distinguant trois différentes modalités au stade des études d’identification: Lignes nouvelles dont le rôle économique prédominant est le transport des marchandises

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De manière générale, le 80% du trafic des marchandises est constitué par quatre ou cinq produits (trafic marchandises « de base »). On identifiera ainsi les produits constitutifs des principaux flux (tous modes de transport confondus) existants ou prévus sur l’axe de transport au sein duquel la ligne nouvelle s’insère (par exemple : carburants, produits de l’industrie sidérurgique, matériaux de construction, céréales, conteneurs). On établira pour chacun de ces produits une prévision d’évolution des trafics par relation (origine/destination) sur un horizon de 15 à 25 ans. Assez fréquemment, la croissance du trafic pourra être liée à l’implantation d’unités industrielles nouvelles, qui auront été cernées au titre de l’identification des projets complémentaires mentionnée ci-dessus. Dans une deuxième étape, on effectuera, par produit et par relation, une répartition prévisionnelle des flux entre chemin de fer et route. Cette répartition tiendra compte de la compétitivité attendue et de l’adéquation des services susceptibles d’être fournis par le chemin de fer pour traiter le trafic en cause. Un trafic massif (plusieurs centaines de milliers de tonnes par an) et régulier effectué sur une relation donnée entre unités supposées être embranchées au chemin de fer pourra être affectée en quasi-totalité au chemin de fer (qui acheminera le trafic par «trains blocs»). Pour un trafic de volume plus réduit, à caractère relativement irrégulier, effectué entre unités non embranchées, le chemin de fer ne sera très vraisemblablement à même de capter qu’une part de marché extrêmement réduite; la part de marché occupée par le chemin de fer sur ce type de trafic sur les autres axes de transport donnera à cet égard des indications utiles. Au trafic prévisionnel «de base» ainsi déterminé, on ajoutera un trafic relatif de «marchandises diverses» déterminé globalement, en général en référence au trafic de marchandises diverses sur d’autres lignes plus ou moins semblables du réseau ferroviaire concerné. En tout état de cause, le trafic prévisionnel des marchandises diverses n’excédera pas, en ordre de grandeur, de 10 à 15% du trafic de base. En ce qui concerne le transport des voyageurs, on se contentera, au stade des études d’identification, de déterminer le nombre de relations raisonnablement envisageables sur l’axe de transport auquel appartient la ligne nouvelle, compte tenu de la taille des agglomérations susceptibles d’être desservies et à la lumière de la situation sur les autres lignes plus ou moins semblables du réseau ferroviaire. Les prévisions d’activité et de trafic (nombre de siègeskilomètres offerts, nombre de voyageurs, nombre de voyageurs-kilomètres, taux d’occupation prévisionnel) pourront être déterminées en référence aux performances sur les autres lignes du réseau sur lesquelles une desserte de même type est assurée. L’essentiel des informations de base nécessaires aux études de clientèle décrites ci-dessus proviendra des services commerciaux du groupe SNTF. Les études de clientèle menées comme ci-dessus permettront, dans certains cas, d’éliminer d’emblée certains projets de lignes nouvelles. Ce sera le cas lorsque les prévisions de trafic marchandises se situent, en ordre de grandeur, très en-deçà de la capacité économique (ou «domaine de pertinence») d’une ligne ferroviaire nouvelle. Il est admis généralement que la construction d’une ligne ferroviaire nouvelle dont le rôle économique prédominant est le trafic des marchandises n’est pas susceptible d’être justifiée économiquement si le trafic prévisionnel à moyen terme est inférieur, en ordre de grandeur, à un million de tonnes par an.

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Lignes nouvelles à forte densité de trafic voyageurs de type «inter-villes» Les lignes nouvelles à forte densité de trafic voyageurs de type «inter-villes» (également dénommées «Grandes Lignes») sont des lignes sur lesquelles la SNTF se propose d’offrir un service de qualité en termes de fréquence (desserte cadencée horaire ou au minimum bihoraire), de vitesse et de confort. L’objectif est de capter une partie du trafic global des voyageurs sur l’axe de transport auquel appartient la ligne, assuré actuellement par la route (autocars, voitures particulières), l’avion et, éventuellement, lorsqu’il existe, le chemin de fer (avec une qualité de service en général médiocre). Les études de trafic prévisionnel à proprement parler seront menées au stade des études de faisabilité. Lors des études d’identification, on se contentera d’examiner si le chemin de fer peut a priori envisager de capter, à un horizon d’environ 15 ans après mise en exploitation, un volume de trafic suffisant pour justifier un service de type envisagé. Cet examen sera mené à partir des statistiques disponibles sur les volumes de trafic tous modes confondus sur l’axe de transport en cause, les données existantes sur l’évolution démographique et la croissance des agglomérations desservies par l’axe de transport et sur l’évolution envisageable en matière de mobilité et de taux de motorisation. Une prévision grossière des volumes de transport tous modes confondus sur l’axe de transport pourra alors être préparée à un horizon d’une quinzaine d’années. Une fois cette prévision tous modes de transport effectuée, on établira un scénario de part de marché du chemin de fer essentiellement par comparaison avec la situation d’axes de transport de caractéristiques relativement semblables. Le chemin de fer n’offrant actuellement pas de services voyageurs du type envisagé sur les lignes nouvelles, les axes de transport de référence sont à rechercher dans des pays étrangers de caractéristiques similaires. Le scénario de trafic ferroviaire ainsi déterminé sera confronté à l’offre prévisionnelle envisageable (déterminée à partir du plan de transport prévisionnel : nombre de dessertes, capacité unitaire des trains) et permettra de déterminer grossièrement le taux moyen d’occupation prévisionnel des trains. La poursuite des études de la ligne nouvelle ne sera justifiée que si le taux d’occupation prévisionnel auquel on aboutira excède, en ordre de grandeur, 50% à l’horizon à moyen terme. Un taux d’occupation très sensiblement inférieur indiquerait que l’on ne se trouve pas dans le « domaine de pertinence » d’une ligne nouvelle à forte densité de trafic voyageurs et que la desserte «voyageurs» sur l’axe mérite d’être effectuée par un nombre de dessertes plus réduit, soit sur le réseau existant (éventuellement modernisé), soit par une ligne nouvelle dont le rôle économique prédominant serait le transport des marchandises. Lignes nouvelles de type «banlieue» Les études de clientèle des lignes nouvelles de type «banlieue» destinées à assurer la desserte voyageurs à fréquence horaire élevée des zones d’habitat et d’emploi des grandes agglomérations sont conduites selon les mêmes principes et modalités que celles relatives aux métros et tramways.

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Au stade des études préliminaires, il s’agira de s’assurer que l’on dispose: des trafics existants sur le transport individuel et le transport collectif dans les réseaux actuels de la zone d’études; des trafics sur le transport individuel et le transport collectif dans les réseaux de référence, en situation de référence à l’horizon d’étude retenu. Ces trafics devront, notamment, tenir compte des améliorations d’exploitation des infrastructures (vitesse, fréquences, etc.); d’une estimation des trafics prévus en situation de projet à l’horizon d’étude retenu en distinguant les trafics existants du transport collectif reportés sur le projet, les trafics détournés de la voiture, et le trafic induit. Ces trafics devront être estimés pour les différentes variantes de tracés envisagés (fuseaux de passage) en cas de ligne nouvelle. Dans ce cas, le recours à des modèles de trafic multimodaux simplifiés à ce stade d’étude d’identification est néanmoins nécessaire. Il faudra une étude de modélisation sommaire prenant en compte les différents quartiers de l’agglomération avec leur nombre d’habitants et d’emplois, actuels et futurs, on en déduira les flux de zone à zone, et on devra contrôler ces flux avec les comptages de flux de déplacements disponibles (quantifiés ou qualitatifs du genre : très congestionné sur une artère ou fluide). On en déduira les flux susceptibles de prendre les transports collectifs en site propre. Des hypothèses sur la tarification des services (tarif moyen) et les temps de parcours (moyen) seront nécessaires. Ces études de trafic nécessiteront, donc, d’une part d’une analyse des données dans un contexte socio-économique de la zone d’études (population, activités et emplois, etc.) ainsi que dans un contexte d’intermodalité (impact prévisible du projet sur les autres modes de transport individuel et collectif existants, détection des actions nécessaires pour améliorer la complémentarité (investissements, exploitation, mesures réglementaires, etc.). En absence de données de base on pourra faire des hypothèses simplificatrices sur la part du trafic induit et reporté de la voiture, compte tenu des projets équivalents dans une agglomération équivalente.

I.1.3

Définition du programme fonctionnel de la ligne

Un programme fonctionnel de la ligne est établi à partir du plan de transport prévisionnel schématique (nombre de circulations voyageurs et marchandises essentiellement) découlant des études de clientèle. Ce programme fonctionnel traite principalement des aspects suivants: configuration de la ligne (voie unique, double voie); implantation des gares de croisement en voie unique; programme de principe des installations terminales voyageurs et marchandises; schéma de cantonnement des trains et configuration fonctionnelle de principe des installations de signalisation (signalisation de cantonnement et signalisation des gares); configuration de principe des installations de télécommunications;

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schéma de principe des installations d’entretien et de service. Afin d’éviter le risque de surdimensionnement, relativement fréquent, les dispositions proposées seront justifiées; à cet effet les capacités offertes par le programme fonctionnel seront présentées et seront confrontées aux prévisions d’activité (nombre et nature des circulations ferroviaires). I.2

ÉTUDE DE CLIENTELE DETAILLEE

I.2.1

L’analyse de la demande et de l’offre existante

L’appréciation de la demande existante et les prévisions pour l’avenir devront constituer une tâche complexe et essentielle. En ce qui concerne le scénario de référence, Ne rien faire ou Faire un minimum, on devra préciser l’aire d’influence du projet, à fin d’identifier la demande en l’absence du projet et les impacts de la nouvelle infrastructure et pour identifier les autres modes de transport pouvant être pris en considération en qualité de modes concurrents; tarifs et coûts pour les usagers, politiques de régulation et de fixation des prix, la congestion et le niveau de saturation des réseaux, les nouveaux investissements attendus durant la période couverte par l’analyse. Étant donné le degré élevé d’incertitude concernant les tendances futures en termes de demande, il est conseillé de développer au moins deux scénarios, un optimiste et un pessimiste, et de relier les deux hypothèses aux tendances du PIB et à d’autres variables macroéconomiques. I.2.2

Les enquêtes O-D

Les enquêtes O-D seront effectuées afin de tracer le portrait de la population et de ses déplacements dans une région donnée et pour caler les modèles qui reproduisent le trafic actuel et qui permettront de simuler les scénarios futurs. Ces enquêtes seront réalisées auprès d'un échantillon de ménages de la région visée. On demandera aux répondants de décrire l'ensemble des déplacements effectués par chacun des membres du ménage au cours de la journée précédente. Ces informations seront utilisées dans plusieurs exercices de planification, notamment dans la réalisation des plans de transport ainsi que dans l'évaluation de l'impact de certaines politiques ou des travaux envisagés sur le réseau. Lors des enquêtes O-D, on insistera pour que les usagers du transport décrivent précisément leur itinéraire, soit la séquence des lignes empruntées, dans le cas particulier du transport en commun. En affectant cette demande sur le réseau codifié, on s'assurera ainsi d'obtenir des données détaillées permettant de tracer un portrait fidèle de la situation de référence «révélée» par l'enquête.

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I.2.3

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Les prévisions de trafic

Les études de clientèle détaillés sont destinées à donner une idée précise de l’augmentation des trafics marchandises et voyageurs qu’engendreront l’augmentation des capacités de transport et l’amélioration de la qualité des services offerts (plus spécialement pour le transport des voyageurs en ce qui concerne ce dernier aspect) résultant de la mise en œuvre du projet. Les études de clientèle détaillées distingueront à ce regard: le trafic initial, qui est celui qui aurait lieu sans la réalisation du projet; ce trafic est naturellement limite par la capacité maximale de la ligne considérée ; le trafic détourné, qui est celui détourné par la réalisation du projet, en général à la route et éventuellement à l’avion (et, de manière tout à fait exceptionnelle à une autre liaison ferroviaire); le trafic induit (également appelé trafic généré), qui correspond à la demande nouvelle de transport apparue en réaction a l’amélioration quantitative ou qualitative de l’offre et, éventuellement, à la diminution des couts ou prix de transport. L’horizon de prévision retenu sera en général de 40 ans à partir de la mise en exploitation de la ligne, en cohérence avec les indications du « Guide de Maturation ». On effectuera les projections jusqu’à 25 ans, et, au-delà de ces 25 ans, on considérera, sauf cas exceptionnel, que le trafic reste constant). Pour l’élaboration de ces prévisions, on s’intéressera en général à l’axe de transport (ou éventuellement au réseau de transport) au sein duquel la ligne nouvelle s’insère. Au titre des études de clientèle seront préparées au moins deux différentes prévisions préliminaires de trafic sur le réseau de transport multimodal concerné, dans lequel la ligne nouvelle à réaliser ou la ligne existante à moderniser s’insère: une première prévision, en absence d’interventions concernant le réseau ou le service (scenario de base); des prévisions liées à différentes hypothèses de développement du réseau existant o de construction de la ligne nouvelle (scenarios d’intervention ou de projet). A travers la comparaison entre le scénario de base, en absence d’intervention, et les scenarios de projet, il sera possible de déterminer le trafic intéressant la nouvelle infrastructure dans les différentes hypothèses de tracé, services, installation, technologies, etc. Il faudra aussi analyser en détail les éléments suivants: les caractéristiques, la structure et l’élasticité de la demande de déplacements en termes de temps, coûts, confort, particulièrement importants pour les projets pouvant être reliés à des infrastructures payantes, dès lors que les volumes attendus de trafic sont déterminés par le niveau des redevances à payer; la sensibilité des flux attendus de trafic à certaines variables essentielles: l’élasticité en termes de durées de déplacement et de coûts, niveaux de congestion de différents modes concurrents, stratégies des modes concurrents, par exemple en ce qui concerne la politique tarifaire. Ce point est particulièrement important lorsqu’il est envisagé d’effectuer des investissements nécessitant une longue durée de mise en œuvre. Le

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trafic, qui peut potentiellement être gagné grâce à la nouvelle infrastructure, peut adopter d’autres moyens de transport et devenir difficilement récupérable.

I.2.4

Le modèle mathématique à utiliser pour les prévisions de trafic

Un modèle à «quatre étapes» devra de préférence être utilisé pour les prévisions de trafic ; ce modèle est composé de quatre sous-modèles: un modèle d'émission ou de fréquence des voyages: il donne le nombre moyen de voyages détecté dans la période de référence pour une demande spécifique, réalisée par l'utilisateur générique avec source dans la zone générique (O); un modèle de distribution, qui fournit le nombre moyen d'utilisateurs qui, en passant de (O) pour une raison particulière dans la période de référence, va à la zone de destination (D); un modèle de choix modale ou répartition modale, qui donne le nombre moyen d'usagers qui, se déplaçant entre (O) et (D) pour une raison particulière, pour la période de référence, utilise un certain mode de transport; un modèle de choix d’itinéraire, ce qui donne le nombre moyen d'usagers qui, se déplaçant entre (O) et (D) pour une raison particulière, pour la période considérée, et par un certain mode de transport, utilise un itinéraire donné. Les bureaux de consultants répondant à la consultation pour la réalisation des études de faisabilité doivent préciser le modèle qu’ils se proposent d’utiliser, compte tenu du contexte général du projet.

I.2.5

Les différentes approches à effectuer dans l’étude de faisabilité

Les études de clientèle conduites au stade des études de faisabilité précisent et détaillent les études conduites au titre des études d’identification. Les prévisions de trafic à l’horizon de 25 ans après mise en exploitation de la ligne sont affinées ; les tarifs susceptibles d’être appliqués sont examinés; enfin, les programmes d’exploitation («plan de transport») correspondant aux prévisions de trafic sont préparés. Les études de clientèle seront conduites différemment selon la catégorie à laquelle appartient la ligne nouvelle. Lignes nouvelles dont le rôle économique prédominant est le transport des marchandises Les prévisions de trafic marchandises préparées lors des études d’identification devront être affinées, pour les produits constituant l’essentiel du trafic (environ 80%). Pour chacun de ces produits, on s’efforcera de déterminer les origines et destinations ainsi que les particularités du trafic (par exemple, saisonnalité). Les déterminants principaux de la compétitivité du transport ferroviaire par rapport au transport routier seront identifiés (en liaison avec les chargeurs concernés) et les exigences de

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qualité de service permettant au chemin de fer de capter effectivement le trafic seront déterminées. Le programme des installations ferroviaires terminales (terminaux en gares, embranchements particuliers) sera défini. Les tarifs susceptibles d’être appliqués seront déterminés. Les conditions d’acheminement du trafic (acheminement par trains complets ou acheminement par les trains du «régime général») et le plan de transport correspondant seront définis, trafic par trafic. Les besoins en matériels roulants seront évalués. Pour le trafic des «marchandises générales» on se contentera d’une évaluation globale du tonnage probable ; le tarif appliqué sera identique au tarif moyen appliqué sur le réseau SNTF pour ce type de trafic. En matière de trafic voyageurs, on précisera le programme esquissé lors des études d’identification. Le nombre de liaisons quotidiennes sera défini, ainsi que les horaires de principe et la composition de référence des trains (nombre de places assises). Ces éléments seront fondés sur une appréciation d’expert, en référence à la situation existante sur d’autres lignes semblables de la SNTF. Il ne sera pas mis en œuvre de modèle sophistiqué de prévision de demande de transport voyageurs. Lignes nouvelles à forte densité de trafic voyageurs de type « inter-villes » Lorsque les études menées au stade des études d’identification ne présentaient qu’une évaluation grossière du trafic voyageurs susceptible d’être capté par la ligne nouvelle, au stade des études de faisabilité on doit préparer des études de clientèle approfondies. Ces études s’appuieront sur la mise en œuvre de modèles sophistiqués du type «à quatre étapes». On s’assurera que les prévisions de trafic voyageurs obtenues à partir du modèle de prévision sont bien compatibles avec une desserte de type «cadencé» horaire ou bi-horaire, au moins à un horizon d’une quinzaine d’années après mise en service. Si ce n’était pas le cas, la ligne ne pourrait pas être considérée comme une ligne à forte densité de trafic voyageurs et mériterait d’être considérée comme une ligne dont le rôle économique prépondérant est le transport des marchandises; cette reclassification impliquerait presque toujours une modification importante du programme et de la capacité des infrastructures de la ligne. Des prévisions de trafic marchandises devront également être préparées en utilisant la méthodologie générale décrite ci-dessus pour les lignes nouvelles dont le rôle économique prédominant est le transport des marchandises. A la lumière des prévisions de trafic voyageurs et marchandises ainsi établies, le programme d’exploitation prévisionnel de la ligne sera établi (composition des trains, horaires de principe) ; les besoins en matériels roulants seront également déterminés. Lignes nouvelles de type banlieue Les études de clientèle des lignes nouvelles de type «banlieue» destinées à assurer la desserte voyageurs à fréquence horaire élevée des zones d’habitat et d’emploi des grandes agglomérations sont conduites selon les mêmes principes et modalités que celles relatives aux métros et tramways. Au stade des études détaillées, il s’agira de s’assurer que l’on dispose :

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des trafics existants sur le transport individuel et le transport collectif dans les réseaux actuels de la zone d’études; des trafics sur le transport individuel et le transport collectif dans les réseaux de référence, en situation de référence à l’horizon d’étude retenu. Ces trafics pourraient, notamment, tenir compte des améliorations d’exploitation des infrastructures (vitesse, fréquences, etc.); le projections des trafics prévus en situation de projet à l’horizon d’étude retenu en distinguant les trafics existants du transport collectif reportés sur le projet, les trafics détournés de la voiture, et le trafic induit. Ces trafics devront être estimés pour les différentes variantes de tracés envisagés (fuseaux de passage) en cas de ligne nouvelle. Dans ce cas, le recours à des modèles de trafic multimodaux est nécessaire. A cet égard, il faudra mettre en place une étude de modélisation prenant en compte les différents quartiers de l’agglomération avec leur nombre d’habitants et d’emplois, actuels et futurs, on en déduira les flux de zone à zone, et on devra contrôler ces flux avec les comptages de flux de déplacements disponibles. On en déduira les flux susceptibles de prendre les transports collectifs en site propre. Des hypothèses sur la tarification des services (tarif moyen) et les temps de parcours (moyen) seront nécessaires. Ces études de trafic nécessiteront, donc, d’une part d’une analyse des données dans un contexte socioéconomique de la zone d’études (population, activités et emplois, etc.) ainsi que dans un contexte d’intermodalité (impact prévisible du projet sur les autres modes de transport individuel et collectif existants, repérage des actions nécessaires pour améliorer la complémentarité (investissements, exploitation, mesures réglementaires, etc.).

I.2.6

Définition du programme fonctionnel de la ligne

Une première esquisse du programme fonctionnel de la ligne avait été préparée au titre de l’étude technique préliminaire conduite lors des études d’identification. Ce programme sera revu et affiné à la lumière des programmes d’exploitation préparés au titre des études de clientèle détaillées. Le surdimensionnement des installations de la ligne nouvelle constitue toujours un risque majeur. Le programme défini au titre des études de faisabilité (qui deviendra le programme définitif) doit ainsi justifier de manière approfondie le dimensionnement retenu ; l’éventualité d’une mise en place échelonnée de certaines composantes du programme (particulièrement dans le domaine de la signalisation) en fonction de l’évolution du trafic devra notamment être examinée. A partir des résultats des études de clientèle, l’étude de faisabilité définira donc le programme et la capacité des infrastructures de base et équipements associés du projet. S’agissant par exemple d’une ligne ferroviaire nouvelle, on déterminera, à partir des prévisions de trafic marchandises et voyageurs et du nombre de trains à mettre en circulation qui en découle, la configuration générale de la ligne (voie unique ou double voie), l’espacement des gares de croisement en voie unique, le système de cantonnement et les caractéristiques fonctionnelles des installations de signalisation à mettre en place.

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II

CARTOGRAPHIE ET TOPOGRAPHIE

II.1

ÉTUDE TECHNIQUE PRÉLIMINAIRE

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II.1.1 Utilisation des cartes existantes Scannérisation des cartes existantes Les cartes sur papier, obtenues auprès des organismes, doivent être scannérisées au moyen d’un scanner rotatif en format A0 avec une résolution optique Input 1.200x600 dpi et output 600x600 dpi non interpolées. La précision du scanner doit être de +/- 0,1%, +/-1 pixel. Les cartes doivent être acquises à 256 niveaux de gris (8 bits), la résolution minimale ne doit pas être inférieure à 300 dpi. Géoréférencement Cette opération se fera en procédant par étapes: modifier l’image, ou bien éliminer les parties externes de la feuille qui ne concernent pas la zone cartographiée (encadré, données, légende, etc.); insérer l’image à un paramètre de coordonnées définies; décaler et calibrer l’image de sorte que les trois autres paramètres des coordonnées définies coïncident. Vectorisation Les opérations devront être effectuées selon les spécifications suivantes: STRUCTURES GÉNÉRALES DES FICHIERS DWG système angulaire : orientation : lecture angulaire : valeurs angulaires : valeurs linéaires : PLINEGEN PDMODE PDSIZE STYLE DE TEXTE

CENTÉSIMAL 0 NORD SENS DES AIGUILLES D’UNE MONTRE 4 DÉCIMALES 3 DÉCIMALES 1 3 3 style

: source hauteur : largeur : angle oblique :

ROMANS : ROMANS.SHX 0 1 0

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La vectorisation devra inclure les éléments suivants: - Courbes de niveau; - Canevas altimétrique; - Réseau hydrographique; - Périmètres des centres urbains; - Limite administratives (Wilaya, commune, etc.) - Routes; - Voies ferrées; - Noues; - Gares; - Infrastructures; - Bâtiments isolés; - Lignes de discontinuité; - Utilisation du sol (champ, végétations, etc.). Les données relatives seront organisées comme précédemment décrit. Notamment, la paramétrisation devra correspondre à celle des livrables cartographiques de référence. Les coordonnées (Est, Nord) devant être représentées, orientées comme les axes de référence cartographique, seront celles des quatre extrémités de chaque feuille composant l’image raster organisée. SCHÉMA DES ÉLÉMENTS DE DESSINS

NOM C_LIV P_COTE IDRO P_URBA ROUTES FERR COMPL PARAM BATIME NT DISCONT

DESCRIPTION Courbes de niveau Canevas altimétrique Hydrographie Périmètres centres urbains Routes Voies ferrées Noues Paramètres Bâtiments isolés Lignes de discontinuité

COULEUR

ÉPAISSEUR

TYPE LIGNE

TYPE

3

0

CONT.

PL 3D

3

-

-

Par. 3D

4

0

CONT.

6

0

CONT.

2 7 4 7

0 0 0 0

CONT. CONT. CONT. CONT.

PL 3D PL 3D FERMÉE PL 3D PL 3D PL BLOC

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SCHÉMA DES TEXTES COULEU R

HAUTE UR

PAR. INS.

3

K*2

Justifié gauche

à Alignés avec valeur

TXTP_ COTE

DESCRIPTION TEXTE Texte Courbes de niveau (uniquement principales) Texte Canevas altimétrique (tous)

3

K*2

à

TXT_IDRO

Texte Hydrographie

4

K*2

Justifié gauche Justifié gauche

Texte Périmètres 6 centres urbains

K*3

Justifié gauche

à

TXT_ ROUTES

Texte Routes

2

2*K

TXT_FERR

Texte Voies ferrées

7

2*K

4

2*K

Justifié gauche Justifié gauche Justifié gauche

à Alignés avec valeur à Alignés avec valeur à Alignés avec valeur

NOM TXTC_LIV

TXTP_URB A

TXT_PARA Texte Paramètres M K = facteur échelle de plotting TYPOLOGIE VALEUR POLYLIGNES:

BLOCS:

ÉPAISSEUR : COULEUR : TYPE LIGNE :

0 DE LAYER DE LAYER

PARAMÈTRES (PARA.DWG)

ORIENT.

Horizontaux

à Alignés avec valeur Horizontaux

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II.1.2 Réalisation des cartes avec images satellites Acquisition d’images satellites Voici un exemple d’acquisition: EXEMPLE D’IMAGE SPOT: Figure 1 - image SPOT résolution 2,5 m noir et blanc Référence scène : 51343070703230816492A

2,5 m BW

Satellite :

Spot5

K/J :

134 / 307

Date d’acquisition :

2007-03-23

Nuage % :

1%

Évaluation nuageuse :

couverture

AAAAABAA

Shift Along Track (SAT) :

0

Centre :

N21°31 E39°37

Angle d’incidence :

28.90°

Bandes spectrales :

1

Clauses générales L’utilisateur final est tenu de présenter auprès des autorités françaises, une demande pour obtenir l’autorisation de l’acquisition du DEM (Modèle Numérique d’Élévation). Détails sur la fourniture des services cartographiques: Scènes SPOT “grossières” Les caractéristiques des images sont les suivantes: Typologie de donnée: image d’archive SPOT 5 Caractéristiques: résolution 2,5 mt, Noir et Blanc Niveau 1A: scènes correctes sur le plan radiométrique Dimension Scènes: Full Scène (Zone de 60 km x 60 km) Format fichier: DIMAP Type de licence d’utilisation: Single User. Les images SPOT 5 sont accordées en licence d’utilisation single user au nom de l’utilisateur final. Les images sont donc protégées par des droits d’auteur et le client doit contrôler la divulgation des données. La distribution par Internet notamment est strictement interdite. Les conditions générales de fourniture et de licence des données SPOT sont indiquées à l’adresse suivante: http://www.spotimage.fr.

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Réalisation de cartes satellite Pour la réalisation de cartes satellites à l’échelle 1:10.000 ou 1:5.000, les activités suivantes sont prévues. Orthorectification, mosaïquage et compression d’images SPOT Relevés topographiques Les activités précédemment énumérées devront être précédées par les activités suivantes: Relevés GPS des points d’appui au sol (GCP – Ground Control Point) Orthorectification des images SPOT 5 Relevés GPS pour aider la réalisation du projet DEM (Modèle Numérique d’Élévation) Le Modèle Numérique d’Élévation sera également fourni pour toute la zone intéressée. Les spécifications de précision du DEM fourni sont les suivantes: Précision planimétrique absolue (niveau de précision 90%): 15 mt; Précision altimétrique absolue (niveau de précision 90%): 10 mètres pour les déclivités < 20%, 18 mètres pour 20% < déclivité < 40%, 30 mètres pour déclivité > 40%. Le vectoriel des courbes de niveau sera obtenu à partir du DEM susmentionné, avec une équidistance de 10 mètres, et sera fourni en format DWG. Scènes SPOT 5 orthorectifiées Toutes les scènes SPOT 5 seront orthorectifiées dans le système de projection UTM WGS84 en utilisant le modèle rigoureux mis au point par Mr. Toutin au Canada Center for Remote Sensing (http://ccrs.nrcan.gc.ca/index_e.php). Avec ce modèle, la précision géométrique de l’orthorectification est optimale grâce au calcul de la position et à l’orientation du capteur au moment de la prise de vue des images. La reconstruction de la géométrie de la prise de vue est définie grâce au repérage des coordonnées des GCP sur les images “grossières” (coordonnées de ligne et de colonne choisies avec la précision d’un pixel) et au relevé GPS au sol. A cette fin, seront mesurées les coordonnées planimétriques de 15 GCP par scène, repérées sur les images dans le système de projection UTM WGS84. La précision finale dépend de la qualité des données supplémentaires utilisées, des caractéristiques morphologiques du morceau de territoire couvert par l’image et de l’angle off-nadir du capteur au moment de la prise de vue. La qualité des données supplémentaires utilisées dans cette offre, permettra de maintenir la valeur quadratique moyenne (RMSE) des GCP dans le calcul du modèle rigoureux d’orthorectification inférieur à 2 pixels, 4 pour la localisation de chaque point. Afin de fournir une donnée finale géométriquement correcte et inaltérée du point de vue radiométrique, l’orthorectification est effectuée selon la méthode du ré-échantillonnage “Nearest neighbour”. Fourniture Points d’appui au sol (GCP) Les points GCP seront identifiés sur chaque scène SPOT 5 “grossière” et les coordonnées dans le système de référence Géographique WGS84 seront fournies au topographe avec une

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précision au sol d’environ 30 mètres (ce paramètre ne tient pas compte des mouvements du terrain, la précision des coordonnées extraites pourrait donc varier sensiblement dans les régions montagneuses). Les coordonnées précises au sol (dans le système de référence UTM WGS 84) des points GCP seront identifiées par le biais du relevé GPS effectué par les équipes de topographes. A cette fin, une fiche monographique sera réalisée, pour chaque GCP, contenant le screenshot du point identifié sur l’image SPOT 5 à une échelle de visualisation comprise entre 1:2.000 et 1:5.000 et, si l’image le permet, une description synthétique et précise de son emplacement (axe géométrique de…, centre du croisement en face du…, angle sud du bâtiment, etc.). Les GCP seront choisis de façon à optimiser la distribution uniforme à l’intérieur de la zone concernée et en faciliter l’identification sur l’image et sur le terrain. En règle générale, les objets choisis comme points GCP sont trottoirs, clôtures, signalisation routière, croisements, angles de Scènes SPOT 5 “grossières”, bâtiments et quoi qu’il en soit tout élément géométriquement bien précis. Les relevés topographiques seront réalisés en utilisant les instruments GPS en modalité RTK et la précision des valeurs des coordonnées, se référant au système de référence UTM WGS 84, sera compatible aux opérations d’orthorectification suivantes. Service de mosaïquage et compression des images SPOT Le service de mosaïquage des scènes SPOT 5 a tendance à créer une seule image, sans solution de continuité, composée des sections des scènes satellites orthorectifiées concernant le territoire défini par le client. Le service de compression a tendance à créer, en partant du mosaïque des images satellite, une seule image en format comprimé ECW. De cette façon, le résultat obtenu est double: l’espace total du disque occupé par les données est considérablement réduit (au moins de 10 fois) et l’accès à l’image est extrêmement plus efficace, ce qui réduit sensiblement l’attente pour la visualisation des fichiers. Relevé des points GPS Afin de vérifier des situations critiques dans le cadre de l’étude de projet, le support technique nécessaire pour le relevé de points GPS supplémentaires sera garanti, relevé qui sera effectué en même temps que les opérations de relevé des points GCP. A cette fin, le commettant devra fournir pour chaque point à acquérir, une fiche monographique contenant le screenshot du point identifié sur le cliché à une échelle de visualisation comprise entre 1:2.000 et 1:5.000 et, si l’image le permet, une description synthétique et précise de son emplacement (axe géométrique de.., centre du croisement en face de…, angle Sud du bâtiment… etc.), ainsi que les coordonnées approximatives du système UTMWGS84 du point à relever. Les relevés topographiques seront réalisés en utilisant les instruments GPS en modalité RTK et les valeurs des coordonnées, se référant au système de référence UTM WGS 84, seront aussi précises que les GCP.

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II.2

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AVANT PROJET SOMMAIRE

II.2.1 Indications générales pour la cartographie Dans le cadre de l’élaboration de la cartographie, à toutes les échelles, accorder une attention toute particulière à la représentation de la plateforme de la voie ferroviaire, en indiquant également les ouvrages d’art, les gares, etc. avec leur nomenclature et les symboles ferroviaires; les cotes du plan de voie seront indiquées entre parenthèses ou par des caractères nettement différents des autres points cotés. Pour l’échelle 1 :1.000 en particulier, il sera nécessaire, pour les ouvrages d’art ferroviaires, d’effectuer des reconnaissances et des mesures directes sur place de façon à relever (en cas d’impossibilité de le faire à partir des clichés) la portée des ouvrages et les autres particularités éventuelles à indiquer sur les plans. Le fil intérieur des piédroits et des piles devra être indiqué en pointillés. Toutes les cartographies devront se faire sur des feuilles dont les dimensions respecteront le “Schéma des paramètres utilisés pour la coupe des plans" et qui ne devront pas être interrompues au niveau des espaces internes des stations et des faisceaux de voie. Les feuilles devront avoir: au début et à la fin, le numéro séquentiel de la feuille, la ligne à laquelle elles se réfèrent, l’échelle du dessin, le système de coordonnées, l’équidistance utilisée ainsi qu’un schéma d’union des feuilles; sur les marges inférieures et supérieures, indiquer les valeurs des coordonnées des paramètres inscrits tous les 560 centimètres environ. La paramétrisation sera indiquée sur toutes les feuilles par des croix aux sommets de chaque dm2 et par un trait inférieur à 0,1 mm. Le Maitre de l’ouvrage, se réserve la faculté de soumettre les ébauches de restitution au restituteur pour les contrôles suivants, aussi bien pour le tracé planimétrique que pour le tracé altimétrique. Le contrôle planimétrique de la cartographie réalisée se fera: En effectuant le nouveau tracé de détails bien définis, déjà tracés par les deux clichés montés dans le restituteur ; En effectuant un nouveau tracé de détails bien précis se trouvant dans la zone marginale des couples en cours de travail et dans les couples contigus déjà tracés. Dans les deux cas susmentionnés, là où les écarts sont supérieurs aux limites indiquées, les causes de cet écart devront être déterminées et, si nécessaire, les modifications utiles devront être faites sur le plan. Le contrôle altimétrique des points cotés au restituteur se fera en plaçant la mire sur certains d’entre eux et en lisant la cote instrumentale relative, après avoir vérifié la parfaite collimation en altitude de la mire sur le modèle optique. Un écart inférieur à 0,10 mt pour l’échelle 1:1.000 et 0,50 mt pour l’échelle 1/5000 entre la cote instrumentale et la cote indiquée en cartographie, est toléré.

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II.2.2 Prise de vue aérienne: prescription pour la réalisation de la cartographie à partir de la photogrammétrie aérienne Avant de procéder aux prises de vue aériennes, rédiger un projet de vol à l’échelle 1:100.000 ou 1:25.000, indiquant les axes de vol, les altitudes absolues et les altitudes relatives pour chaque axe de vol, projet qui devra être préalablement soumis à l’approbation du Commettant. Le projet de vol sera également accompagné d’un rapport décrivant les caractéristiques de l’ensemble du matériel à utiliser et du certificat de calibrage original des appareils de prise de vue (ou copie authentifiée) datant de moins de 4 ans en tenant compte que: le format utile de l’image de la appareil photo de prise de vue sera de 23 x 23 cm. (vingt trois par ving trois); le certificat de calibrage de la appareil photo mentionnera les valeurs de la distance principale, les coordonnées du point principal par rapport à la référence définie par les marques et les courbes de distorsion. Ce certificat devra spécifier que: la distance principale a été définie avec un EQM inférieur à ± 10 µ; les coordonnées du point principal se trouvent à moins de 0,03 mm du point de convergence des droites définies par les marques; la courbe de distorsion est le résultat de la moyenne des courbes sur les deux diagonales; les différences pour les courbes de distorsion selon les deux diagonales sont inférieures à 5 µ; la valeur maximale de la distorsion est inférieure à 10 µ; le pouvoir séparateur de l’objectif ne descend pas en-dessous des 40 lignes/mm sur 50% de la zone photographiée. Devront également être indiquées les valeurs des distances entre les marques de référence afin de pouvoir évaluer la déformation de la pellicule dans deux directions perpendiculaires. Les altitudes de vol et l’échelle moyenne des clichés aériens devront être comprises parmi les valeurs du tableau suivant: ___________________________________________________________________________ ÉCHELLE CARTOGRAPHIQUE

ÉCHELLE MOYENNE CLICHÉS AÉRIENS

ALTITUDE RELATIVE DE VOL

1 : 1.000 1 : 3.500 - 1 : 5.000 530 - 750 1 : 5.000 1 : 12.000 - 1 : 16.000 1.800 - 2.400 ___________________________________________________________________________ Toute dérogation éventuelle aux altitudes de vol susmentionnées, devra faire l’objet d’une demande motivée présentée au Commettant qui l’analysera au cas par cas. Les vols seront réalisés par axes de vol parallèles et, autant que possible, rectilignes et à altitude constante.

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Les variations accidentelles pour inclinaison latérale et empennage entre un cliché et l’autre devront être inférieures respectivement à 5 degrés et à 1,5/10 du format de la plaque; les variations des valeurs angulaires d’orientation entre deux clichés contigus ne devront de toute façon pas dépasser les 5 degrés centésimaux. Les clichés le long des axes de vol devront avoir un recouvrement longitudinal de 60% avec des oscillations de ± 5%; les axes de vol parallèles devront se recouvrir l’un l’autre transversalement sur une étendue comprise entre 20% et 30%. En présence d’un terrain très accidenté, le recouvrement longitudinal pourra être plus important mais ne devra de toute façon pas dépasser 70%, tandis que le recouvrement transversal devra toujours être supérieur de 20%. La couverture stéréoscopique du territoire ne devra avoir aucune solution de continuité. Les vols s’effectueront en règle générale aux alentours de midi, lorsque les rayons du soleil ne sont pas inférieurs à 35 degrés. Les clichés devront être nets et sans nuages. Les prises de vue devront être réalisées de sorte que le sol soit parfaitement visible. Toute dérogation éventuelle quant au niveau précédemment mentionné des rayons du soleil à l’horizon, devra faire l’objet d’une demande motivée présentée au Commettant qui l’analysera au cas par cas. Le matériel photographique à utiliser devra être de la meilleure qualité disponible sur le marché. Notamment, le support devra présenter les meilleures caractéristiques d’indéformabilité (par exemple, estar, polycarbonate, PET téréphtalate de polyéthylène), la finesse du grain et la sensibilité du film (15 – 22 DIN) devront être parfaites pour les prises de vue aériennes. La valeur du contraste sera comprise entre 1 et 1,5. Le développement des prises de vue aériennes réalisées avec des films couleurs se fera en utilisant une machine automatique continue. Quoi qu’il en soit, une fois la première phase achevée et avant d’entamer la phase suivante (ou celle de la restitution), le Commettant se réserve la faculté de s’assurer que: les négatifs des clichés et les diapositives relatives nécessaires pour la restitution ont été imprimés et développés de façon uniforme et qu’ils peuvent donc être utilisés pour la restitution aérophotogrammétrique, car ils possèdent les qualités de netteté et de transparence de l’image nécessaires pour distinguer correctement les détails; les images ne présentent aucune rupture, abrasion, rayure ou toute autre imperfection provenant d’ombres, nuages, vibrations, défauts du verre ou du support de la plaque, bulles d’air non éliminées lors du développement; l’altitude moyenne de chaque axe de vol est proche de l’altitude de vol prévue ou n’est pas supérieure de plus de 15%; qu’il n’y a aucun vide entre un axe de vol et l’autre et que les recouvrements longitudinaux et transversaux prévus ont été obtenus; l’inclinaison latérale et la dérive ne dépassent pas les limites maximales prévues; les copies positives sur papier sont correctement effectuées et sont assez nettes pour pouvoir être utilisées lors des opérations suivantes. Les clichés présentant une ou plusieurs des imperfections précédemment décrites ou bien d’autres imperfections (images multiples en raison de glissements et d’oscillations de l’avion

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pendant la photo) ne seront pas pris en considération. Ces contrôles pourront être scrupuleusement effectués sur chaque cliché en fonction de l’importance particulière des clichés aux fins de la restitution aérophotogrammétrique. Si le Commettant estime que les clichés ne sont pas appropriés pour une bonne restitution, celui-ci a la faculté de demander que les prises de vue aériennes soient répétées. Il reste entendu que tous les frais inhérents à chaque nouveau vol sont compris et compensés dans le prix. La Société chargée d’Effectuer les Vols est tenue de remplir toutes ses obligations légales quant à l’obtention des autorisations nécessaires auprès des Autorités civiles et militaires.

II.2.3 Opération Topographiques: prescription pour remplir les cartes topographiques numériques par photogrammétrie aérienne Les relevés aérophotogrammétriques devront être supportés par les relevés directs, incluant une polygonale de base et un nivellement de précision – pour les cartes à échelle 1:1.000 – et par un réseau de détail ou bien par une polygonale plano-altimétrique, éventuellement intégrée par des nivellements indirects, pour l’échelle 1:5.000. Au vu de la réglementation locale en vigueur concernant les accès à l’intérieur des propriétés privées, les phases opérationnelles à effectuer sont les suivantes: réseau géodésique de base; réseau de détail; polygonale; nivellement; détermination du canevas planimétrique et altimétrique; détermination des points d’appui photographiques; détermination des coordonnées planimétriques par GPS; restitution des clichés et préparation de l’ébauche de restitution; reconnaissance et intégration de la restitution par des opérations au sol; édition finale. Le fournisseur est tenu de communiquer à l’ANESRIF, au moins 15 jours à l’avance, la date présumée d’achèvement des travaux concernant la phase en cours, afin de permettre aux responsables techniques chargés de la gestion d’effectuer les contrôles jugés nécessaires. Pour tous les calculs topographiques, les valeurs des fonctions trigonométriques auront un nombre de chiffres décimaux approprié, de sorte que, quelle que soit la façon dont les calculs sont effectués, les résultats partiels et finaux présentent toujours le même troisième chiffre décimal pour les mesures linéaires (exprimées en mètres) et le même quatrième chiffre décimal pour les mesures angulaires (exprimées en degrés centésimaux). Les relevés angulaires doivent être effectués au moyen de théodolites permettant ainsi d’avoir une précision angulaire inférieure à deux secondes centésimales; les relevés linéaires doivent être effectués avec un distancemètre électronique dont la précision est inférieure à EQM (écart quadratique moyen) = ± (5 + 10-5x D) mm, où D est la distance exprimée en km. Il est également possible d’effectuer le relevé avec une station totale aux prestations similaires. A

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prestations égales, il est préférable d’utiliser les instruments équipés d’un compensateur vertical automatique et d’un système de lecture diamétrale au cercle horizontal. Si l’on préfère effectuer les calculs au moyen de procédés informatiques, il est préférable d’utiliser les systèmes automatiques d’enregistrement des données. Avant de commencer les travaux, vérifier que tous les instruments utilisés pour les relevés sur le terrain et pour la restitution ont été rectifiés. Structure du réseau géodésique Pour la structure géodésique de la cartographie ou pour les raccordements de la polygonale, rédiger un graphique à l’échelle 1:25.000 du réseau plano-altimétrique des points trigonométriques nationaux actuels et utilisables, après avoir repéré les éléments géodésiques relatifs. Ce graphique devra être soumis à l’approbation préalable de la parte de ANESRIF. Si la zone concernée par les relevés ne présente aucun point national, il sera possible, à titre exceptionnel, d’utiliser les points trigonométriques “locaux” (willaya ou daira s’il en existe), à condition que ces points soient conformes aux conditions requises pour les points trigonométriques (voir plus loin). Le contrôle du réseau de base se fera par des mesures directes sur le terrain, sur tous les points examinés. Le réseau sera jugé comme adapté si la distance D’ entre les points contigus, obtenue à partir des coordonnées originelles, et la distance D entre ces mêmes points, obtenue à partir des mesures de contrôle, en tenant compte du module de déformation de la projection UTM (Projection Tranverse Universelle de Mercator), correspond à l’équation:

| D' - D |

D ----------------10.000

Les distances D et D’ seront indiquées en mètres. Les points qui ne répondent pas à ladite équation ne seront pas pris en considération. Pour déterminer d’éventuels nouveaux points, remplaçant les points rejetés, nécessaires pour déterminer le réseau de base, respecter les indications suivantes. Les nouveaux points, placés à une distance variable en fonction des besoins, devront garantir une bonne visibilité sur la zone environnante et se trouver sur des bâtiments stables dans le temps et sur lesquels il est possible de stationner de façon à permettre les observations depuis le centre. Il est préférable de déterminer ces nouveaux points au moyen d’instruments GPS selon les modalités décrites au paragraphe “Réseau GPS de base et de détail”. En outre, ces points se trouveront autant que possible au centre des mailles formées par les points nationaux et seront alternativement déterminés au moyen de la triangulation, méthode permettant de mesurer les trois angles et toutes les distances. Cette triangulation sera considérée comme correcte si les angles de chaque triangle seront supérieurs à 30 degrés centésimaux.

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En cas d’impossibilité d’utiliser la mesure par triangulation, il sera possible de déterminer le point avec un ensemble de triangles fermés dont le sommet commun sera ledit point et les bases les conjonctions des points nationaux situés sur une partie de ce point. Dans ce cas, les triangles seront au moins quatre. Là aussi il sera nécessaire de mesurer tous les angles et toutes les distances possibles, de façon à disposer toujours d’un très grand nombre de mesures utiles pour les calculs de compensation et pour les contrôles que l’ANESRIF jugera nécessaires d’effectuer. Les angles azimutaux seront déterminés selon la méthode des observations par tranches en effectuant, depuis chaque station, au moins six tranches d’observation. Si depuis une même station, des observations par tranches se référant à différents groupes de points, devaient être faites à la suite, ces tranches auront au moins deux points en commun pour être considérées comme liées. Les différentes tranches seront à la même origine et la moyenne des résultats sera calculée, à condition toutefois que les différences entre leurs valeurs ne dépassent pas les quinze secondes centésimales. Si les différences devaient dépasser les limites précédemment indiquées, il sera nécessaire de répéter les observations. Les calculs de compensation du réseau ainsi formé seront effectués selon des méthodes mathématiques sévères en tenant compte de la théorie des erreurs. La cote altimétrique du point à déterminer sera en règle générale obtenue par nivellement trigonométrique réciproque ou, à titre exceptionnel, par nivellement trigonométrique depuis une extrémité, à condition que les observations se réfèrent à tous les points trigonométriques nationaux visibles depuis le poste d’observation et soient réalisées selon la méthode des observations conjointes qui seront répétées à des heures différentes. Ces observations zénithales, sur au moins quatre niveaux pour chaque cote à déterminer, devront présenter des écarts supérieurs à 15 secondes centésimales afin qu’il soit possible d’en faire la moyenne. Eviter, autant que possible, les observations zénithales des vues effleurant le terrain ou les cimes des arbres des zones boisées. La moyenne des cotes finales obtenues à partir des différents points trigonométriques sera calculée si l’écart entre les résultats obtenus sera inférieur à ± 10 cm. Les observations azimutales et zénithales réalisées depuis la même station seront inscrites sur un seul carnet, avec la hauteur instrumentale sur le plan de référence du point de station, à l’heure, à la pression et à la température auxquelles les observations ont été faites. En alternative, il sera possible d’utiliser un enregistreur de données qui sera appelé “Carnet Electronique de Terrain”. Réseau de détail Depuis le réseau de référence fondamental, on obtiendra un réseau planimétrique et altimétrique de détail, dont le but est de pouvoir déterminer les points d’appui photographiques. Le réseau de détail sera essentiellement constitué des points trigonométriques se trouvant dans la zone examinée, déterminés lors de précédents réseaux de détail réalisés directement par

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ANESRIF ou pour ANESRIF et dûment signalés, à condition que, soumis à un contrôle par échantillonnage, ils respectent la condition précédente. D’autres points trigonométriques du réseau de détail pourront également être déterminés uniquement à partir des points trigonométriques du réseau de base. Le nombre de ces points de détail devra être suffisant pour permettre, avec les points trigonométriques nationaux, de localiser un point tous les 2,5 km2 de superficie, pour l’échelle 1:5.000. Les sommets du réseau de détail seront déterminés de préférence à l’aide d’instruments GPS selon la méthodologie décrite au paragraphe “Réseau GPS de base et de détail”; à l’inverse, ils seront déterminés à l’aide d’instruments classiques par intersection multiple, en avant, en les joignant sur au moins 4 points d’ordre supérieur de façon à obtenir trois triangles ayant, deux à deux, un côté en commun. Deux au moins de ces triangles ne devront pas être superposés mais se trouver sur des bandes opposées par rapport au côté commun. Ne sera pas considéré comme troisième triangle, celui dont les visées au point ont été toutes deux utilisées dans les deux triangles précédents. Ce type de triangle ne pourra servir que de contrôle pour le calcul. A titre exceptionnel, la collimation de certains sommets du réseau de détail pourra être effectuée uniquement depuis 3 points d’ordre supérieur, réduisant ainsi les triangles relatifs au nombre de deux, à condition qu’ils ne soient pas superposés; en tel cas, le troisième triangle de contrôle devra être calculé, à condition qu’il soit approprié. Les côtés des triangles ne devront pas dépasser les 4 –5 km et l’angle sur le point devra se situer dans une fourchette de 40 à 140 degrés centésimaux. En cas d’impossibilité de procéder à l’intersection multiple en avant, il sera possible de déterminer certains points de la façon suivante: par triangle fermé appuyé sur deux points d’ordre supérieur; à partir du point à déterminer, un ou plusieurs points, même de détail, devront se toucher, afin de pouvoir avoir au moins un deuxième triangle de contrôle; par la méthode du point trigonométrique de pyramide avec élément de contrôle. Les observations azimutales de chaque tranche seront réduites à une seule origine, une pour chaque station; la moyenne des directions moyennes, par rapport à l’origine et concernant un même point, sera calculée là où ces directions ne présentent pas, entre les différentes tranches, des différences supérieures à 15 secondes centésimales. Si les différences devaient dépasser les limites précédemment indiquées, les observations devront être répétées. L’erreur de fermeture angulaire de chaque triangle du réseau de détail ne devra pas excéder les 10 secondes centésimales. La compensation angulaire d’un triangle en tolérance se fera, en supposant que les poids des trois triangles sont identiques, en attribuant à chaque triangle une correction à hauteur d’un tiers de l’erreur de fermeture changée de signe. Si, pour le relevé des points trigonométriques du réseau de détail, la trilatération est utilisée, la compensation se fera par méthodes mathématiques rigoureuses en tenant compte de la théorie des erreurs. Le relevé altimétrique du réseau de détail se fera par nivellement trigonométrique réciproque et les lectures zénithales se feront par la méthode des observations conjointes. Depuis chaque station, au moins 3 repères de nivellement de précision nationaux existant sur la zone (ou aux repères de nivellement analogues traversant la zone et précédemment réalisés

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par ou pour le Commettant) à condition que la distance soit inférieure à 0,5 km en effectuant au moins deux tranches de lecture. Si, pour quelque raison que ce soit, ces distances devaient dépasser la limite fixée, il faudra respecter, pour le relevé altimétrique du réseau de détail, les mêmes normes que celles fixées pour le réseau de base, en soulignant que les tolérances indiquées ci-après devront être respectées. A titre exceptionnel, il est possible de recourir au nivellement trigonométrique à partir d’une extrémité, selon les normes fixées pour le réseau de base. La tolérance planimétrique sur les sommets du réseau de détail est fixée à ± 5 cm; la tolérance altimétrique à ¼ de la tolérance fixée pour les points cotés isolés de la carte. Réseau GPS de base et de détail Pour choisir la position des sommets, tenir compte, autant que possible, des opérations de traçage suivantes. La géométrie et la fiabilité du réseau devront être vérifiées a priori par des opérations de simulation. Le réseau devra être développé par polygones. Les points devront être matérialisés par des repères métalliques à tête sphérique à sceller sur les ouvrages existants et sur la roche ou par des bornes en béton section 30 x 30 enfoncées directement dans le sol à une profondeur de 40 cm. minimum équipées de repères métalliques à tête sphérique. Lors de la définition de leur emplacement, vérifier l’absence de champs électromagnétiques ou de surfaces réfléchissantes qui pourraient gêner la réception du signal et provoquer des phénomènes de “parcours multiples”. Au point de station, s’assurer qu’il n’y ait aucun obstacle pouvant gêner la réception du signal à partir d’une élévation minimale de 15° (angle de défilement). Des obstacles (bâtiments, arbres, hauteurs, etc.) pourraient se trouver également au dessus de cette élévation, bien que d’une importance réduite sur le tour d’horizon. Ces obstacles devront être indiqués sur un diagramme polaire, joint à la monographie du sommet, avec les élévations et les azimuts. Les mesures GPS seront effectuées avec des récepteurs capables de recevoir les deux fréquences par des méthodes telles que, par exemple, la corrélation croisée ou la quadrature du signal et des deux codes, selon les schémas prévus. L’acquisition se fera simultanément avec au moins deux récepteurs placés sur des points aux extrémités des bases à mesurer. La constellation minimale sera composée de quatre satellites avec diagrammes de PDOP qui pourront présenter des valeurs élevées (>5) uniquement sur des fenêtres temporelles limitées au cours de la phase de mesure. Il est toutefois recommandé d’utiliser des constellations plus nombreuses avec des valeurs de PDOP réduites. Le choix des constellations à utiliser devra être optimisé en fonction également des obstacles présents sur le site pouvant gêner la réception. Le signal ne pourra être acquis que lorsque le satellite aura atteint une élévation minimale de 15° sur l’horizon de la station. Les instruments devront être programmés pour un intervalle d’acquisition de 15 secondes, tandis que la durée des séances de mesure sera étroitement liée à la longueur de la base à déterminer. Les durées minimales d’acquisition sont les suivantes:

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Longueur (km) de 0 à 5 de 5 à 10 plus de 10

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Durée d’acquisition (minutes) 15 30 60

Les bases seront élaborées par un logiciel approprié et universellement reconnu qui devra indiquer la valeur des paramètres que le fabriquant des récepteurs impose comme contrainte pour l’acceptabilité de la mesure et ceux-ci devront être mis en évidence de façon exhaustive dans le rapport joint. Le réseau devra être réalisé afin de déterminer les coordonnées dans le système WGS84 et devra avoir un nombre de sommets suffisants (au moins 3) connus dans le système UTM et autant de repères de nivellement nationaux. Ces points devront être placés de façon à englober l’ensemble de la zone faisant l’objet des relevés. La réalisation du réseau se fera avec des mesures en surnombre afin de garantir la validité des contrôles du point de vue statistique. Le réseau devra être structuré de façon à former des polygones fermés avec une redondance supérieure à 2 distribuée de façon uniforme (nombre des bases divisé par le nombre des points moins 1). La compensation du réseau devra être faite de façon intrinsèque, par la méthode des moindres carrés, en ne gardant fixe qu’un seul point barycentre à la zone de travail. L’EQM de chacune des deux coordonnées planimétriques devra être inférieur à 2 cm, celui altimétrique inférieur à 4 cm. La compensation du réseau pourra se faire de trois façons: Traitement des mesures GPS en modalité simple base puis compensation du réseau; Traitement de chaque session GPS par méthode multibase puis compensation globale de chaque séance de mesure; Compensation globale du réseau en modalité multibases. L’insertion du réseau compensé dans le système national sera autorisée par roto-translation spatiale conforme à 7 paramètres. Ces paramètres seront calculés en utilisant comme minimum 3 repères planimétriques nationaux et au moins 3 cotes orthométriques de repères de nivellement nationaux. Ces paramètres seront acceptés si les résidus de la roto-translation seront inférieurs à 20 cm. Quoi qu’il en soit, des analyses statistiques devront être faites pendant la compensation de façon à identifier et à éliminer les erreurs dans les mesures. Coordonnées rectilignes Pour la représentation en coordonnées “rectilignes”, choisir une méthode de calcul qui garantisse le passage de représentation ellipsoïdale à représentation plane ou “rectiligne” d’une déformation comparable aux “erreurs instrumentales de mesure”. Il sera nécessaire d’effectuer une transformation de coordonnées géographiques WGS84 obtenues à partir de la compensation du réseau intrinsèque en coordonnées planes, en utilisant comme méridien d’origine le méridien barycentrique à la zone de travail et en fixant le coefficient de contraction à 1. Ensuite, calculer les coordonnées ainsi obtenues sur le plan moyen de référence.

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Les cotes des sommets du réseau se référeront au réseau national et aux repères de nivellement nationaux. Polygonale Polygonale plano-altimétrique à côtés longs Pour l’échelle 1:5.000, il sera possible, à la place du réseau de détail, de faire une polygonale plano-altimétrique à côtés longs liée à deux sommets du réseau de base. La polygonale au début, à la fin, et si possible au moins tous les 10 km, devra être appuyée et fermée sur les points trigonométriques du réseau GPS de base et de détail. Vérifier l’absence de dégât ou altération de toute sorte et la conformité aux monographies. En présence d’un sommet endommagé ou enlevé, celui-ci sera soit écarté en se référant à un autre, soit rétabli avec les mêmes modalités et aussi soigneusement que s’il s’agissait d’un tout nouveau sommet. La longueur des côtés de cette polygonale doit si possible être constante et les sommets au niveau de leur croisement seront situés sur des bâtiments stables dans le temps et garantissant une visibilité aussi ample que possible. Le relevé angulaire se fera avec la méthode des observations par tranche, en réalisant depuis chaque station au moins quatre tranches de lectures azimutales. Les différentes tranches fourniront les valeurs des angles dont l’écart ne devra pas être supérieur à 20 secondes centésimales afin de pouvoir en calculer la moyenne. Les observations dépassant cette valeur seront répétées. L’angle pour l’orientation du premier côté de la polygonale sera relevé par la méthode des directions isolées en effectuant quatre lectures. Afin de pouvoir en calculer la moyenne, les valeurs des angles ne devront pas avoir un écart supérieur à 20 secondes centésimales. Pour déterminer cette orientation, unir si possible au moins trois sommets du réseau de base et de détail. Utiliser des théodolites garantissant une précision angulaire ne dépassant pas les deux secondes centésimales, associés à des distancemètres électroniques de précision non inférieure à 3 mm + 2 ppm. En alternative, il sera possible d’utiliser une station totale aux prestations similaires ou supérieures. Les tolérances planimétriques de fermeture sur les sommets du réseau seront définies comme suit: pour une polygonale plano-altimétrique dont la longueur des côtés se situe entre 0,3 km et 1 km: n 0 g ,0020 ΔL

0,015

l(Km) 0.005xn 0,005x l(Km)

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Pour une polygonale plano-altimétrique dont la longueur des côtés se situe entre 1 km et 5 km: n 0 g ,0020 ΔL

0,020

l(Km) 0.008xn 0,008x l(Km)

où

L n l L

= = = = =

erreur de fermeture angulaire exprimée en degrés centésimaux erreur de fermeture linéaire exprimée en mètres nombre des sommets de la polygonale longueur des côtés exprimée en km somme de la longueur des côtés exprimée en km

La position altimétrique des sommets de la polygonale s’obtiendra comme suit: En déterminant la dénivelée entre les paires de points suivantes par observations zénithales, en effectuant la collimation réciproque puis en faisant la moyenne des valeurs calculées en aller-retour. Au moins quatre tranches de lecture seront nécessaires pour chaque point collimaté et les angles obtenus devront présenter un écart inférieur à 20 secondes centésimales pour pouvoir en calculer la moyenne; Par nivellement indirect. Polygonale planimétrique à côtés courts La polygonale, en règle générale à prévoir pour l’échelle 1:1.000, devra, au début, à la fin, et si possible au moins tous les 5 km, être appuyée et fermée sur les sommets du réseau GPS de base et de détail. Vérifier l’absence de dégât ou altération de toute sorte et la conformité aux monographies. En présence d’un sommet endommagé ou enlevé, celui-ci sera soit écarté en se référant à un autre, soit rétabli avec les mêmes modalités et aussi soigneusement que s’il s’agissait d’un tout nouveau sommet. La norme prévoit que les sommets doivent se situer sur l’accotement de la ligne ferroviaire existante. La distance entre les sommets de ladite polygonale variera en fonction du besoin ou non de garantir la visibilité de chaque borne depuis les bornes voisines et d’identifier toutes les voies en alignement de la ligne ferroviaire existante. A proximité des voies, la distance entre les sommets et le rail le plus proche devra être calculée de sorte que le ballast de la voie ferrée ne soit pas touché et que le stationnement avec le théodolite soit possible également pendant le passage des trains; cette distance ne devra de toute façon pas excéder 1,80 m. Les rails et les aiguillages devront être relevés sur le plan plano-altimétrique. Au niveau des tunnels actuels, la polygonale passera à l’extérieur et, en cas d’impossibilité, la réalisation d’une triangulation de liaison pourra être autorisée et le relevé pourra s’appuyer sur cette triangulation. En outre, au niveau des têtes de tunnel situées sur des voies d’alignement, la polygonale aura un côté supplémentaire ouvert, à l’intérieur du tunnel et parallèle à son axe.

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Sur les tronçons de polygonale réalisés sur terrain libre, les sommets se situeront en dehors des terrains cultivés, si possible le long des bordures de route ou de fossé, sur les ouvrages, etc., de façon à ne pas pouvoir être facilement enlevés. Le relevé angulaire de la polygonale sera réalisé avec la méthode des observations par tranches, avec les mêmes prescriptions que celles fixées pour la polygonale de précision à côtés longs et les valeurs angulaires ne devront pas dépasser les douze secondes centésimales. Les observations dépassant ces valeurs seront répétées. Le relevé linéaire se fera en avant et en arrière et la moyenne des résultats, si compatibles, sera calculée. Pour la réduction à l’horizon de ces mesures, il sera nécessaire de relever les angles zénithaux en effectuant au moins deux tranches de lectures angulaires. Vu la nécessité de disposer de mesures réelles, la polygonale restera ouverte malgré le développement considérable en longueur, et par conséquent le calcul de cette polygonale ne sera pas influencé par des corrections pour d’éventuelles erreurs de fermeture sur des points trigonométriques nationaux. Utiliser des théodolites garantissant une précision angulaire ne dépassant pas les deux secondes centésimales, associés à des distancemètres électroniques de précision non inférieure à 3 mm + 2 ppm. En alternative, il sera possible d’utiliser une station totale aux prestations similaires ou supérieures. Quoi qu’il en soit, tous les 5 kilomètres environ, ainsi qu’au début et à la fin de la polygonale, des fermetures sur les points trigonométriques nationaux devront être faites, mais dans le seul but de vérifier que les approximations des mesures réalisées rentrent dans les limites de tolérance fixées par les formules: n 0 g ,0012 ΔL

0,009

l(Km) 0.003xn 0,002x l(Km)

où

L

= erreur de fermeture angulaire exprimée en degrés centésimaux L = erreur de fermeture linéaire exprimée en mètres n = nombre des sommets de la polygonale l = longueur des côtés exprimée en km = somme de la longueur des côtés exprimée en km

Nivellement géométrique de précision Le nivellement géométrique de précision, à effectuer le long de la polygonale planimétrique à côtés courts se fera par la méthode du nivellement géométrique par visées horizontales. Dans chaque station, le niveau devra se situer à la même distance entre les deux mires, approximativement moins d’un mètre, et la distance entre le niveau optique et la mire ne devra pas dépasser 50 mètres. La mesure de la dénivelée du repère initial au repère final se fera par cheminement allerretour, en évitant les heures chaudes et les brumes, ainsi que les vues rasantes.

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L’écart entre la dénivelée mesurée en cheminement aller et celle en cheminement retour, entre le repère initial et final, ne devra pas excéder la tolérance de 6,0 D mm, où D est la distance exprimée en km. En cas d’écart supérieur, le nivellement devra être répété. En présence de plusieurs repères de nivellement nationaux le long du cheminement de nivellement, ce dernier se fera entre chaque paire de repère. Quoi qu’il en soit, la tolérance entre le repère initial et final de tout le nivellement, devra rentrer dans la fourchette précédemment indiquée. Si le cheminement de nivellement se ferme en formant un polygone de D kilomètres, l’écart de fermeture (c’est-à-dire le résultat obtenu en additionnant les moyennes entre aller et retour des nivellements mesurés sur les tronçons suivants de la ligne) ne doit pas dépasser 3,5 D mm, où D est le parcours total exprimé en km. Avant d’associer le nivellement à un repère national, s’assurer impérativement que l’altitude du repère n’a pas varié dans le temps. Les résultats de ces contrôles seront exposés dans un bref rapport. Le niveau utilisé dans le nivellement devra avoir: Un micromètre pour la mesure directe des fractions de la graduation, Un grossissement de l’objectif 30 X minimum, nivelle à bulle coupée avec calage de bulle et sensibilité non inférieure à 20’’ pour 2 mm de déplacement ou système autostabilisateur de précision équivalent, Avant le début des travaux, vérifier la rectification. Pour les nivellements géométriques de précision et les nivellements indirects, l’utilisation de niveaux automatiques à affichage digital et de mires à code-barres est autorisée, à condition que soient garanties des précisions similaires ou supérieures aux niveaux classiques par micromètre à lame face parallèle. Les deux mires auront une graduation en centimètres ou demi-centimètres gravée sur un ruban en acier, enchâssée dans une monture et maintenue sous tension constante, une bulle permettant une pose verticale avec l’approximation de quelques nombres premiers, embase d’appui sur socle à vis sphérique, crapaud de nivellement pour mesures intermédiaires suffisamment stable et lourd, rectification et calibrage vérifiés et documentés. Le nivellement permettra de déterminer un repère de nivellement pour chaque kilomètre de ligne nivelée qui pourra également coïncider avec les sommets de la polygonale. Nivellement indirect Le nivellement géométrique indirect, à effectuer le long de la polygonale planimétrique à côtés courts se fera par la méthode du nivellement géométrique par visées horizontales. Dans chaque station, le niveau devra se situer à la même distance entre les deux mires, approximativement moins d’un mètre, et la distance entre le niveau optique et la mire ne devra pas dépasser 80 mètres. La mesure de la dénivelée entre le repère initial et le repère final devra se faire par allerretour. Ces mesures pourront se succéder sans intervalle de temps et avec le même opérateur. L’écart entre la dénivelée mesurée en cheminement aller et celle en cheminement retour ne

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devra pas excéder la tolérance de 18 D mm, où D est la distance exprimée en km. En cas contraire, la mesure devra être répétée. En présence de plusieurs repères de nivellement nationaux le long du cheminement de nivellement, ce dernier se fera entre chaque paire de repère. Ce nivellement se fera à l’aide d’une nivelle à bulle coupée avec calage de bulle et sensibilité de 20’’ minimum pour 2 mm de déplacement ou dispositif auto-stabilisateur équivalent, grossissement 25 X environ, rectification faite contrôlée au début des travaux. Les deux mires devront avoir: une graduation en centimètres sur bois ou métal, de préférence en une pièce, nivelle sphérique pour la pose verticale. Pour les nivellements indirects, l’utilisation de niveaux automatiques à affichage digital et de mires à code-barres est autorisée, à condition que soient garanties des précisions similaires ou supérieures aux niveaux classiques. Pour les nivellements en cercle, l’écart de fermeture ne devra pas dépasser la valeur en mm de 13 D où D est le développement total du cercle exprimé en km. Matérialisation des points Petites bornes en béton Coulées en place avec une section de 30 x 30 cm, directement enfouies dans le sol à une profondeur de 40 cm. minimum, sur lesquelles est aménagé un orifice circulaire portant un repère métallique sphérique. Les bornes doivent être réalisées en béton, classe de résistance caractéristique 300 ou 350, avec la partie supérieure convexe, dépoussiérage préalable, opération de fourniture et de coulage en place des coffrages incluse et compensée. En règle générale, les repères métalliques doivent être posés au moment du bétonnage. Les repères seront réalisés en métal (ou alliage métallique) avec protection anti-corrosion et sur leur base sera gravé le nom du Commettant, l’année de la pose et le numéro de série du sommet ou repère. L’utilisation de bornes en béton est obligatoire lorsque les points à matérialiser se trouvent en terrain libre et en l’absence d’ouvrages stables. Tous les points, quelle que soit leur forme de matérialisation, doivent être signalés au moyen de flèches ou de cercles peints d’une couleur vive. Les repères métalliques à tête sphérique doivent êtres scellés sur des ouvrages existants et sur la roche au moyen de coulis de ciment ou résine époxy. Le prix englobe et compense également les frais pour la remise en état de repères réalisés sans respecter les prescriptions contractuelles ou les indications de l’ANESRIF, ou les repères manquants, enlevés ou instables, identifiés lors des contrôles réalisés par ANESRIF ou lors de la visite de contrôle. L’utilisation de repères métalliques est strictement interdite en l’absence d’ouvrages stables et durables. Les clous sont enfoncés sur des ouvrages existants en béton. En règle générale, ces clous doivent être utilisés pour matérialiser des points qui ne doivent pas répondre aux critères de durabilité et de longue conservation.

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L’utilisation de ces clous est autorisée pour matérialiser les points uniquement sur des ouvrages en béton et en béton armé qui ne présentent aucune détérioration et uniquement sur autorisation de la parte de ANESRIF. Dans ce cas, la numérotation se fera sur une rondelle au format approprié qui sera enfoncée avec le clou. Cette rondelle se trouvera sur la tête du clou et sur l’ouvrage. Tous les points, quelle que soit leur forme de matérialisation, doivent être signalés au moyen de flèches ou de cercles peints d’une couleur vive. Canevas photogrammétrique et canevas altimétrique Pour l’orientation absolue du modèle optique du terrain, il sera nécessaire de relever les coordonnées plano-altimétriques d’au moins quatre points d’appui photographiques dans chaque modèle ainsi que l’altitude d’un point au centre. Les quatre points d’appui ainsi déterminés devront être placés de façon que la ligne brisée les unissant soit à l’extérieur de la partie du cliché à restituer. En cas de nécessité d’effectuer, pour la couverture de la zone, le relevé par axes de vol parallèles, les quatre points d’appui devront se trouver en bordure des modèles, si possible au niveau de la superposition latérale et longitudinale avec les modèles adjacents. La nature des points d’appui doit garantir la vision stéréoscopique plano-altimétrique des clichés aériens et leur position doit être identifiée sur une série de clichés positifs sur papier et mise en évidence de façon adéquate. Ces points d’appui pourront coïncider avec les sommets du réseau de base, de détail ou avec les sommets de la polygonale à condition que ces derniers coïncident avec des détails des qualités de vision stéréostopique précédemment mentionnées. Canevas photogrammétrique et canevas altimétrique par opérations topographiques Le relevé planimétrique de ces points se fera en se basant sur le réseau de base, de détail ou sur la polygonale de relevé avec la mesure directe des coordonnées polaires, par la méthode de l’intersection latérale ou triangulaire selon la forme du triangle ou par méthode GPS pour l’échelle 1:5.000. En cas d’intersection de visées avant, les angles du point à déterminer ne devront pas être inférieurs à 40 degrés centésimaux; en cas d’intersection planimétrique, l’angle ne devra pas être inférieur à 25 degrés centésimaux. L’utilisation de l’intersection de visées arrière n’est autorisée que lorsque quatre points d’appui placés de façon appropriée sont utilisés. La détermination planimétrique par la méthode de l’intersection simple ou par azimut et distance est autorisée, à condition de réaliser trois tranches de lecture angulaire. Le relevé altimétrique du Canevas Photogrammétrique se fera par nivellement de précision, indirect ou trigonométrique réciproque en cas de restitution à l’échelle 1:1.000, tandis que pour l’échelle 1:5.000, le relevé pourra également se faire par G.P.S. en utilisant le positionnement “Statique Rapide” sur les sommets de la polygonale à altitude connue. Dans le second cas, les observations zénithales se feront par la méthode des observations conjointes, avec au moins trois tranches de lecture et avec la collimation de points d’altitude

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connue (sommets de la polygonale ou du nivellement de précision déjà existant dans la zone ou du nivellement effectué, à condition qu’ils ne soient pas éloignés de plus de 0,5 km). Le Canevas Altimétrique au centre sera mis au point selon les normes définies pour le nivellement géométrique de précision ou trigonométrique réciproque si la restitution est à l’échelle 1:1.000 ainsi que par G.P.S., en utilisant la méthode d’acquisition par positionnement statique rapide sur les sommets de la polygonale d’altitude connue, pour l’échelle 1:5.000. La tolérance planimétrique et altimétrique des points photographiques est fixée à ½ de celle définie respectivement pour les mesures directes et pour les points cotés isolés de la carte. Canevas photogrammétrique par triangulation aérienne Pour déterminer les coordonnées des points de ce canevas, il est possible d’utiliser la triangulation aérienne à condition que les tolérances imposées soient respectées. Pour les cartes à échelle 1:1.000 en particulier, il est possible d’utiliser la Triangulation Aérienne (T.A.) uniquement pour déterminer les coordonnées planimétriques des points du canevas photogrammétrique. Le nombre et la distribution de ces points seront définis en fonction des besoins du programme de compensation, avec un nombre minimum de points relevés au sol correspondant aux indications suivantes. Leur insertion dans le fichier définitif n’est prévue que si les points de jonction sont constitués par des caractéristiques stables et visibles sur le terrain (l’effet moucheté est donc à exclure). Pour déterminer les coordonnées des points du canevas photogrammétrique, il est possible d’utiliser la triangulation aérienne uniquement pour les restitutions à l’échelle 1:5.000, à condition de respecter les tolérances précédemment indiquées. En tel cas: relever au moins 15 points planimétriques et 25 altimétriques tous les 50 modèles; entre un axe de vol et l’autre, prévoir au moins un point de connexion pour chaque modèle; pour chaque modèle, déterminer, par triangulation aérienne, la position d’un point correctement visible sur le sol, à utiliser pour les opérations de contrôle; les EQM des positions planimétriques et altimétriques des points du canevas photogrammétrique, obtenus par les calculs de compensation, doivent être inférieurs à un quart de la tolérance fixée respectivement pour les distances directes et pour les altitudes des points isolés de la carte. La norme veut qu’une triangulation analytique soit effectuée, en sachant que: le calcul de compensation des axes de vol et des blocs doit être fait au moyen d’un ordinateur, en utilisant les programmes que l’expérience acquise a démontré être appropriés; l’écart entre les coordonnées des points d’appui de l’axe de vol ou du bloc et les coordonnées calculées pour les mêmes points sur la base des éléments de compensation ainsi que les écarts calculés pour le même point de connexion de deux axes de vol voisins, ne doivent pas dépasser la moitié de la valeur de la tolérance fixée pour les points cotés.

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II.2.4 Restitution cartographique numérique: restitution des clichés et préparation de l’ébauche de restitution La cartographie sera organisée dans la projection UTM du système géodésique national et concernera l’échelle 1:5.000 avec coordonnées UTM et l’échelle 1:1.000 avec coordonnées rectilignes. En cas de tronçons avec tunnels, il sera préférable de représenter à l’échelle 1:1.000 les zones avec la voie à ciel ouvert ou en tunnel présentant une faible couverture de terrain et à l’échelle 1:5.000, les zones ayant une voie en tunnel avec une couverture importante de terrain. Dans ce cas, sous réserve de la représentation en coordonnées UTM de l’ensemble du relevé à l’échelle 1:5.000, il sera préférable, pour les feuilles supplémentaires à cette même échelle concernant les zones en tunnel, d’utiliser la représentation en coordonnées homogènes avec les coordonnées des relevés adjacents à l’échelle 1:1.000. Le fournisseur, avant de commencer le travail de restitution, devra, sur demande de l’ANESRIF, communiquer les caractéristiques techniques des instruments avec lesquels elle entend effectuer le travail. ANESRIF, se réserve la faculté de vérifier l’aptitude du restituteur. Quoi qu’il en soit, le critère fondamental pour évaluer l’aptitude du restituteur est celui de la précision altimétrique instrumentale: les écarts d’altitude d’origine instrumentale ne doivent pas dépasser l’un pour mille de l’altitude de vol, en tout point du modèle. Pour la restitution à l’échelle 1:1.000, seuls les restituteurs de type analytique sont autorisés, pour l’échelle 1:5.000 des instruments similaires équipés d’un système d’acquisition et d’enregistrement automatique des données ou d’instruments numériques sont autorisés. La vérification de l’état de rectification instrumentale, réalisé par restitution de réticules, doit se faire avant le début de la restitution et les documents originels doivent être transmis au Commettant sur demande de celui-ci. La restitution de ces réticules, réalisée selon les modalités appropriées au type de restituteur, devra indiquer que: a) les EQM planimétriques mx et my (calculés en divisant l’EQM planimétrique sur le modèle par le nombre des grossissements du modèle lui-même) ne dépassent pas: pour la restitution à l’échelle 1:1.000, la limite des 4 µ; pour la restitution à l’échelle 1:5.000, la limite des 7 µ. b) l’EQM altimétrique mz (obtenu comme EQM en Z sur le modèle et divisé par la distance de projection), exprimé en pourcentage à l’altitude de vol, ne dépasse pas: pour la restitution à l’échelle 1:1.000, la limite des 0,05%; pour la restitution à l’échelle 1:5.000, la limite des 0,1%. Le restituteur devra offrir la possibilité de corriger la distorsion si celle-ci est supérieure à 0,01 mm. Les opérations d’orientation relative et absolue de chaque modèle doivent être réalisées selon la procédure normale. Pour chaque modèle orienté, une fiche devra être remplie mentionnant: les indications des clichés utilisés; les éléments d’orientation instrumentaux des deux appareils photo ; l’échelle du modèle;

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les écarts planimétriques et altimétriques sur tous les repères de nivellement internes au modèle; la date de début et de fin de la restitution. Les écarts planimétriques sur les repères ne devront en aucun cas être supérieurs à 0,3 mm graphiques. Les écarts altimétriques doivent être compris dans la moitié des tolérances cartographiques précédemment définies pour les points cotés isolés. Si, malgré de nombreuses tentatives, il devait être impossible de faire rentrer les erreurs sur un repère dans les limites susdites, il conviendra avant tout de rechercher la cause de cette impossibilité (erreurs de calcul, d’identification ou autre), à la suite de quoi, si les écarts subsistent, ce repère ne devra plus être utilisé pour l’orientation absolue du modèle. Si possible, un autre repère devra être utilisé. Le fournisseur est tenu d’autoriser l’accès d’un représentant du Commettant à tout moment dans tous les locaux où s’effectue la restitution et de lui fournir tous les documents concernant les opérations en cours que le commettant jugera utile de consulter. Un "Journal de restitution" sera tout spécialement prévu pour y enregistrer les résultats de tous les contrôles effectués au cours de la restitution, tout particulièrement ceux effectués au moment des arrêts et des reprises de travail. La restitution cartographique devra se faire sur un support indéformable. La représentation planimétrique devra indiquer tous les éléments de base du relevé : toutes les particularités topographiques ainsi que la nomenclature, concernant tout particulièrement la voie ferrée et les ouvrages d’art relatifs, les espaces internes des gares avec les voies et les aiguillages, quais, passages à niveau, routes, bâtiments, cours d’eau, canaux et fossés, ainsi que la représentation conventionnelle des escarpements, digues et ouvrages. Afin de disposer d’une représentation planimétrique du terrain exacte et actualisée grâce au dessin et aux symboles d’usage courant conformes aux indications mentionnées au chapitre “Symboles: représentations cartographiques”. L’altimétrie du terrain devra être représentée par des courbes de niveau et des points cotés isolés. Les courbes de niveau se diviseront en: courbes principales, avec une équidistance de deux centièmes du dénominateur de l’échelle cartographique et dessinées par un trait continu légèrement plus épais par rapport aux autres et indiquées par leur propre valeur métrique. Cette valeur sera toujours écrite avec la base orientée en aval et sera placée à califourchon de la courbe elle-même qui ne sera pas dessinée dans ce tronçon; courbes intermédiaires, avec une équidistance équivalant à un cinquième de l’équidistance des courbes principales et dessinées par un trait fin; courbes auxiliaires, avec une équidistance équivalant à un dixième de l’équidistance des courbes principales et dessinées par un trait fin. Dans les zones où la détermination de l’orographie est incertaine, en raison de la présence d’une végétation épaisse ou d’une importante concentration d’ouvrages, les courbes de niveau seront dessinées en pointillés. Quoi qu’il en soit, elles devront s’appuyer sur les éventuels espaces

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ouverts se trouvant dans la végétation ou dans le tissu urbain, en restituant les cotes au sol sur un nombre opportun de points. En cas de végétation exceptionnellement intense et continue empêchant de réaliser la procédure indiquée, le dessin des courbes de niveau ne sera pas considéré; en tel cas, déterminer au restituer et indiquer sur la cartographie, les cotes du maximum de points au sol pouvant être observés par le restituer selon la procédure déjà indiquée. En cas de zone présentant des dénivelées importantes (roches, escarpements, falaises, roches affleurâtes, etc.) empêchant presque totalement la restitution à des courbes de niveau, il sera nécessaire de recourir à une représentation symbolique imitative délimitant ladite zone. Dans tous les autres cas, tracer toujours les courbes principales; en cas de déclivité moyenne du terrain supérieure à 50%, n’ajouter que les courbes intermédiaires. Les courbes auxiliaires seront utilisées lorsqu’il sera impossible d’exprimer, avec l’équidistance définie pour les courbes intermédiaires, l’ensemble des irrégularités du terrain (sommets, cols, fossés, changements soudains de déclivité entre deux courbes intermédiaires) ou bien lorsque la déclivité du terrain est inférieure à 5% (distance entre deux courbes intermédiaires supérieure à 2 cm). Les courbes de niveau intermédiaires et auxiliaires ne seront pas tracées pour les terrains en plaine ayant une déclivité moyenne inférieure à 2%; dans ce cas, un nombre approprié de points cotés sera fourni pour la représentation altimétrique du terrain, à raison d’au moins dix points par décimètre carré de cartographie; ces points doivent autant que possible se situer au niveau d’éléments précis du terrain naturel ou à proximité d’ouvrages identifiables. Un "Journal de restitution" sera tout spécialement prévu pour y enregistrer les résultats de tous les contrôles effectués au cours de la restitution, tout particulièrement ceux effectués au moment des arrêts et des reprises de travail. La restitution cartographique devra se faire sur un support indéformable. Pour les représentations, suivre les indications mentionnées au paragraphe “Symboles: représentations cartographiques”.

II.2.5 Prescriptions concernant la cartographie numérique La cartographie numérique et graphique sera utilisée dans le cadre de projets, et sera donc conçue de façon à permettre la réalisation automatique de sections et de profils entre deux points quelconques de la carte ainsi que la réalisation du modèle numérique du terrain, et de façon à pouvoir être transformée en base de données. Éléments à restituer et congruence géométrique Tous les points mémorisés seront définis sur le plan géométrique par trois coordonnées directement obtenues sous forme numérique à partir du modèle stéréoscopique reconstruit par le restituteur analytique ou analogique équipé d’un système d’acquisition et d’enregistrement automatique des données. Tous les éléments naturels et artificiels du terrain, en permettant sa description, devront être restitués. Chaque élément est identifié par un code, comme indiqué dans les tableaux suivants; chaque information planimétrique doit être accompagnée d’une information altimétrique.

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Tous les éléments, dont les dimensions empêchent une représentation sur mesure, seront acquis comme simples points en mémorisant les coordonnées du barycentre. Toutes les lignes décrivant les éléments du terrain devront être courbes ou brisées; dans les deux cas, le nombre des points acquis doit garantir le respect de la tolérance planoaltimétrique de la ligne. Pour les courbes de niveau, cette tolérance sera respectée grâce à une limitation opportune de l’angle de vecteurs qui ne devra pas être supérieur à 10 degrés centésimaux. Une attention toute particulière sera accordée aux zones d’infiltration (impluvium) et de partage des eaux où l’acquisition en continu se fera le plus lentement possible. La restitution se faisant par modèle stéréoscopique, les éléments acquis en phase numérique seront mémorisés dans un ‘fichier restitution’ pour chaque modèle, indépendamment de la ‘coupe’ cartographique de chaque feuille qui sera faite par la suite par plotter, après la fusion des fichiers des modèles intéressés puis le fenêtrage correspondant à la coupe souhaitée. Par conséquent, nous ferons une distinction entre la congruence géométrique à l’intérieur du modèle et la congruence géométrique entre les éléments appartenant à plusieurs modèles. Pour ce qui concerne la fusion des fichiers des modèles intéressés puis le fenêtrage, respecter les prescriptions du chapitre “Données numériques du Territoire” de ce manuel. La congruence géométrique numérique totale de l’ensemble des éléments définissant les bâtiments devra être faite. Il est impératif que chaque superficie fermée (bâtiment, escarpement, zone à mettre en évidence par des symboles, etc.) soit effectivement fermée, c’est-à-dire définie par un périmètre clos. La congruence géométrique et la correction formelle doivent s’obtenir, autant que possible, par des opérations à réaliser dans le cadre de l’editing graphique, c’est-à-dire sans observer à nouveau les modèles stéréoscopiques, même dans le rattachement entre modèles adjacents. Formats du “Fichier de distribution” Lors de la phase de restitution, la mémorisation se fera, en règle générale, par points de longueur fixe, chacun contenant le code du point et le triplet de coordonnées. Tous les sommets plano-altimétriques de la polygonale de relevé, de base et de détail, des repères de nivellements utilisés pour placer les modèles, devront être insérés et dûment codifiés dans le fichier définitif avec les coordonnées originales. Le nom et la cote du point topographique seront indiqués par une inscription. Les repères de nivellement, utilisés au niveau du sol, devront être insérés avec la cote originale et les coordonnées planimétriques provenant des opérations topographiques de base de la restitution. Le nom et la cote du point topographique seront indiqués par une inscription. Restituteurs photogrammétriques de clichés aériens La restitution se fera en règle générale au moyen d’un restituteur analytique dont le certificat de calibrage sera fourni au Commettant avant le début des opérations de restitution. L’utilisation de restituteurs analogiques ou numériques est autorisée, à condition: qu’ils soient équipés de capteurs de position sur trois axes x, y, z et soient reliés à des dispositifs d’acquisition et d’enregistrement des données;

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le certificat de calibrage du restituteur indique que les précisions instrumentales et les EQM planimétriques et altimétriques sont respectés par la restitution des réticules. Il est strictement obligatoire d’utiliser des restituteurs analytiques pour la restitution de cartographie à l’échelle de 1:1.000. Les capteurs de position des instruments utilisés, qu’ils soient analytiques ou analogiques, seront de type numérique incrémentiel ou absolu. Dispositifs pour l’édition des données Le contrôle des données peut se faire indifféremment pendant la phase d’acquisition (en "temps réel") ou en différé. Dans les deux cas, utiliser des dispositifs et des procédures comparables ou identifiables à ceux utilisés pour l’intégration ou la révision de la carte selon les indications suivantes. Dispositifs de visualisation Les vidéographiques doivent être équipés de fonctions d’agrandissement et de défilement de l’image. La résolution doit permettre de mettre en évidence des incongruences graphiques qui seraient visibles avec la réalisation d’un livrable graphique par plotter à l’échelle nominale de la carte. L’identification et le contrôle logique des codes de niveau et des valeurs devront toujours être possibles par le biais de graphismes, couleurs et messages alphanumériques. Dispositifs de pointage Aux fins du contrôle et de l’édition des données sur le vidéographique, il est nécessaire que l’opérateur dispose de systèmes de pilotage direct du curseur, de type console graphique, joystick, souris, etc. Systèmes d’output pour la réalisation de livrables Les livrables de la cartographie numérique seront aussi bien numériques sur supports magnétiques que graphiques sur support papier ou plastique. Supports magnétiques En règle générale, ils seront de type standard et prévoiront l’utilisation de techniques et de supports largement répandus, comme par exemple les CD Rom ou DVD. Dispositifs pour la production de graphiques Pour la production de l’original de la restitution, est prévue l’utilisation de plotter à impression thermique, électrostatique ou à jet d’encre, etc. qui garantissent une meilleure définition de 0,04 mm et une répétabilité d’au moins ± 0,04 mm. Pour la production de l’ébauche de restitution de cartes provisoires ou d’autres livrables graphiques, l’utilisation de plotter à entraînement avec une définition de 0,1 mm et une répétabilité d’au moins ± 0,1 mm est autorisée. Compilation de la carte (editing) La compilation de la carte (editing) se fera en quatre types d’intervention sur les données d’archive, à savoir: intervention sur les codifications des points restitués;

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intégration des données restituées avec des données provenant de reconnaissances ou d’autres sources; reconstruction des congruences géométriques et graphiques; introduction des données de toponomastique. Intervention sur les codifications Il sera nécessaire d’achever tout code qui n’aurait pas été configuré de façon complète en phase de restitution et d’effectuer tous les contrôles visant à: vérifier que chaque valeur soit indiquée par un code; vérifier que ledit code se trouve dans le tableau des caractéristiques géométriques implicitement contenues dans les coordonnées de la valeur qui lui est associée; vérifier que le code de chaque valeur correspond aux prescriptions. Intégration géométrique Les intégrations géométriques dérivant des opérations de reconnaissance pourront être insérées dans l’archive des données de deux façons: en introduisant directement les coordonnées plano-altimétriques du détail représenté; en intégrant avec le dessin traditionnel l’ébauche de restitution ou le dessin obtenu par le plotter à partir du fichier de restitution, et en transformant les données complémentaires sous forme numérique par le biais de la numérisation. La donnée planimétrique acquise par numérisation devra être accompagnée de sa cote. Reconstruction des congruences géométriques et/ou graphiques Le contrôle du respect des congruences graphiques pour les données du fichier de restitution se fera en examinant un dessin automatique de ces données, réalisé à l’échelle nominale de la carte et en vérifiant que la congruence est dans les limites fixées. Selon les cas, la congruence sera soit uniquement planimétrique (par exemple pour un point commun à deux bâtiments à altitude différente) soit plano-altimétrique (par exemple un même point d’une même valeur restituée par deux ou plusieurs lignes). Interventions sur la toponomastique L’archive des données de la cartographie numérique devra être intégré par des données numériques et alphanumériques provenant de l’insertion de la toponomastique. La densité de la toponomastique sera celle d’une carte classique à échelle identique. Les données concernant la toponomastique seront mémorisées avec tous les éléments permettant d’obtenir un livrable graphique par plotter ou sur un vidéographique, ayant, pour ce qui concerne le positionnement des inscriptions, les mêmes caractéristiques générales que celles d’une carte traditionnelle, par exemple: les inscriptions référées à des lignes à tracé irrégulier (exemple: cours d’eau) devront suivre le tracé de l’axe médian et si possible se trouver à l’intérieur de l’élément restitué; les inscriptions superposées sont interdites.

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Reconnaissance et intégration de la restitution par des opérations au sol L’intégration métrique du relevé concernera essentiellement les éléments suivants: relevé direct sur le terrain, par des opérations topographiques ordinaires de précision adéquate, des zones cachées par les ombres sur les clichés ou par une végétation épaisse; insertion, en position correcte, de nouveaux éléments construits entre-temps et, si nécessaire, des constructions souterraines intéressées par la bande restituée; mesure de la grandeur des avant-toits des bâtiments dans le but de corriger les erreurs de restitution concernant les dimensions des bâtiments (égouttage). Du point de vue de la qualité, la reconnaissance devra permettre de: insérer la toponomastique à partir de documents écrits ou d’informations directes; signaler les bâtiments ferroviaires et, si possible, indiquer les points kilométriques relatifs; indiquer les frontières administratives (communales, provinciales, etc.) en se basant sur les documents fournis par les administrations ou sur des documents officiels; indiquer les cultures et les principales espèces arborescentes; signaler les bâtiments publics, les bâtiments revêtant une importance essentielle pour la communauté et ceux présentant un intérêt historique et artistique; prendre note des éléments morphologiques nécessaires pour une compilation correcte de la carte; classifier les routes; indiquer la présence de sous-services éventuels; indiquer les aiguillages ferroviaires. Edition finale Avant de passer à la préparation de la restitution originale, effectuer un contrôle complet en vérifiant, avec les clichés, les ébauches de restitution, les journaux de bord de la reconnaissance sur le terrain, les calculs de la polygonale, ceux du nivellement et l’original de la carte, la congruence entre les points cotés et les courbes de niveau et l’absence d’erreurs grossières dans les cotes. A partir de l’ébauche de restitution dûment contrôlée, effectuer l’édition finale en insérant les corrections opportunes dans les fichiers de restitution. L’original de restitution s’obtiendra par processus photographique sur support indéformable. Cet "indéformable" ne devra présenter aucune variation supérieure à un demi-dixième de millimètre par mètre, pour les variations de température de 20 degrés centigrades et deux centièmes de millimètre par mètre au niveau de fortes variations d’humidité relative. Puis contrôler que le dessin est fidèle à l’ébauche de restitution, l’exactitude des valeurs des coordonnées de la paramétrisation, les toponymes, etc. Tolérances Cartographiques Les tolérances de la restitution cartographique sont définies comme suit. 1) Tolérances altimétriques:

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écart maximal autorisé pour les points cotés isolés et les points caractéristiques (piédroits de ponts, ouvrages, plateformes routières, etc.): pour l’échelle 1:1.000 ± 10 cm pour l’échelle 1:5.000 ± 50 cm différence maximale entre les cotes d’un profil directement relevé sur le terrain et les cotes correspondantes déduites graphiquement de la cartographie le long du même profil au niveau des courbes de niveau: pour l’échelle 1:1.000 ± 30 cm pour l’échelle 1:5.000 ± 120 cm

2) Tolérances planimétriques: L’écart d’ - D x S entre la distance d’ entre deux points obtenue par mesure numérique avec la station graphique et la distance D entre deux points directement mesurée sur le terrain et réduite à l’échelle S de la carte devra être: a) | d' – D x S |

0,25 mm

pour les mesures faites entre axes de la voie et points importants se trouvant sur la plateforme ferroviaire (par exemple quais, bâtiments, jalons de la polygonale, etc.); pour l’échelle 1:1.000 pour l’échelle 1:5.000

-

± 25 cm ± 125 cm

3) Tolérance des coordonnées planimétriques d’un point caractéristique de la carte Avec: N'p, E'p Np, Ep

= coordonnée graphiques = coordonnées calculées à partir des sommets du réseau géodésique de base

la tolérance devra être: (N ' p

Np )

2

(E' p

Ep )

2

0,3mm

Contrôles sur les cartographies Le Commettant contrôlera, sur le terrain, les relevés effectués, en choisissant, de son propre chef, les zones à contrôler aussi bien en termes d’emplacement que d’étendue. Pour la réalisation de ces contrôles, il sera nécessaire de fournir la main d’œuvre auxiliaire nécessaire ainsi qu’un véhicule avec chauffeur équipé pour le transport des instruments et du personnel chargé des contrôles.

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Le résultat du contrôle sera jugé favorable uniquement si, pour chaque feuille, aucune des conditions suivantes ne se présentera: a) Présence de deux points hors tolérance b) Plus d’une erreur grossière dans une zone de 10 (

N

2

) hectare

1.000

où N est le dénominateur de l’échelle cartographique. Par erreurs grossières, on entend: erreurs grossières du maillage topographique: sont considérées comme erreurs planimétriques grossières, les différences entre la position du point relevé lue sur la carte et la position relevée sur le terrain supérieures au double de la tolérance admise; sont considérées comme erreurs altimétriques grossières, les différences analogues de cote supérieures d’une fois et demi la tolérance admise; erreurs grossières de représentation et de toponomastique : erreur en matière de reconnaissance des éléments représentés sur la feuille (et notamment concernant les éléments ferroviaires, ponts, viaducs, bâtiments, murs de soutènement, routes) ou d’attribution des toponymes aux éléments ou aux zones situées dans la feuille; erreurs grossières de mise en forme des données: telles que format, symbologie et épaisseur des traits autres que ceux convenus, ou bien représentation en anagramme des chiffres de cote ou des toponymes, et autres similaires. Les feuilles jugées inacceptables seront restituées et devront être entièrement contrôlées et corrigées; ces mêmes feuilles seront ensuite soumises au commettant pour un deuxième contrôle, exception faite des résultats du contrôle quant à la bonne réalisation ou du test. Toutes les rectifications nécessaires résultant du contrôle susmentionné devront être faites. II.2.6 Réalisation Restitution cartographique et création DTM depuis Laser Scanner sur avion Caractéristiques techniques des instruments utilisés Système Lidar Les caractéristiques du système Lidar, utilisé pour la réalisation des prises de vue, sont les suivantes: Nombre d’impulsions laser par seconde Jusqu’à 167.000 Angle de balayage variable de 0° à +/-25° Précision horizontale (1 sigma) 1/5.000 meilleure de l’altitude de vol Précision verticale (1 sigma) comprise entre +/-15 cm et +/-35 cm selon l’altitude relative

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Possibilité d’enregistrer simultanément jusqu’à 4 retours par impulsion laser permettant ainsi d’obtenir jusqu’à 4 mesures pour chaque point. Possibilité d’enregistrer la valeur d’intensité du signal LIDAR. L’instrument est équipé d’un récepteur GPS et d’une centrale inertielle Applanix pour le relevé de la position absolue et des paramètres angulaires relatifs de l’avion, à chaque instant pendant le vol. Caméra photogrammétrique Les caractéristiques de la caméra photogrammétrique sont les suivantes: focale de 60 mm; dos numérique avec 5,4 K x 4 k (20 Mbytes en tout) array. Lentilles disponibles: CIR et RGB (respectivement pour les images à infrarouge ou en couleurs). Caractéristiques des prises de vues Les paramètres opérationnels prévus doivent tenir compte aussi bien des produits finaux des prises de vue Lidar que des produits photogrammétriques. Prise de vue Lidar La densité des points par mètre carré est un élément fondamental pour la préparation du plan de vol pour la réalisation d’un relevé laser scanner. Dans le cas d’une cartographie à l’échelle 1:2.000, si l’on souhaite obtenir un modèle numérique particulièrement précis, les paramètres du scanner seront réglés avec les valeurs suivantes afin d’obtenir une distance moyenne d’environ 0,9 mètres entre chaque point mesuré à terre: Nombre de mesures faites dans l’unité de: temps : 70.000 (70 khz) Angle de balayage : +/- 17° Altitude de vol : 1500 Mètres relatifs Entraxe entre les axes de vol : 562 mètres Prise de vue photogrammétrique A l’altitude de vol indiquée, les caractéristiques de la prise de vue photogrammétrique sont les suivantes: Résolution du pixel: 23 cm Avec ces paramètres, les précisions attendues (indiquées par le fabriquant du système Lidar) sont les suivantes : = +-15 cm = +-30 cm Ces précisions représentent les précisions maximales possibles avec ce type de relevé; en phase opérationnelle, de meilleurs résultats sont généralement obtenus mais n’ayant pas d’ordres de grandeur significative.

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Stations GPS à Terre Afin de garantir le respect des précisions plano-altimétriques, il est nécessaire d’effectuer une correction différentielle des données GPS enregistrées par le capteur pendant la prise de vue de façon à obtenir la meilleure précision possible dans le positionnement de l’avion en vol. Par conséquent, seront enregistrées les données d’une station GPS à terre se trouvant à moins de 30 km du lieu de la prise de vue et en mesure d’effectuer 1 mesure par seconde, en même temps que la prise de vue. Tableau des principales caractéristiques Paramètres

Caractéristiques

Fonctionnement

entre 150 mt et 4.500 mt d’altitude de vol relative

Précision horizontale (1 sigma)

1/5.500 par altitude de vol relative

Précision verticale (1 sigma)

Acquisitions de l’impulsion

≤10 cm à 1.000 mt environ d’altitude relative ≤15 cm à 2.000 mt environ d’altitude relative ≤20 cm à 3.000 mt environ d’altitude relative ≤25 cm à 4.500 mt environ d’altitude relative 4 mesures pour chaque impulsion (Four pulses)

Acquisitions de l’intensité

12 bits dynamiques pour chaque mesure

Angle de balayage

variable entre 0° et ±25° avec des hausses de 1°

Etendue

variable entre 0 et 0,93 par l’altitude relative (mt)

Système GPS/inertiel

Applanix – Optech custom POS avec récepteur interne bi-fréquence 12 canaux 10 kHz 33 kHz (33.000 points par seconde jusqu’à 4.500 mètres d’altitude) 50 kHz jusqu’à 3.000 mètres d’altitude 70 kHz jusqu’à 2.500 mètres d’altitude 100 kHz jusqu’à 2.000 mètres d’altitude 125 kHz jusqu’à 1.000 mètres d’altitude 143 kHz jusqu’à 1.000 mètres d’altitude 167 kHz jusqu’à 750 mètres d’altitude Disque dur 100 kHz amovible (7 heures d’enregistrement) 0,25 mrad (= empreinte à terre de 25 cm à 1.000 mètres d’altitude relative)

Fréquence de balayage

Mémorisation des données Divergence du rayon Laser

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Classification des points Après avoir créé et transformé les coordonnées de tous les points, procéder à leur classification pour déterminer les points de terrain. Pour ce faire, utiliser les logiciels permettant la classification de façon paramétrique. Les résultats de ces élaborations sur les données produites par le système ont largement été expérimentés lors de travaux similaires mais ont surtout été testés et approuvés par différentes Universités et Centres de Recherche Nationaux et Internationaux. Le cycle de travail normal est le suivant. 1 Début Les données en entrée pour cette activité sont les fichiers BIN contenant les points laser. Lors de cette phase, il est nécessaire d’ouvrir le fichier DGN de base de la zone survolée ou de toute zone homogène du point de vue des caractéristiques naturelles et anthropiques identifiées par l’opérateur. 2 Classification des Points d’Erreur Ce type de classification (LOW POINTS) différencie les points en localisant ceux ne pouvant appartenir à aucune catégorie valable. Il s’agit de points isolés situés à des hauteurs inadéquates, par exemple sous le sol ou isolés dans l’espace. Ces points peuvent être dus à des erreurs instrumentales ou à des faux reflets, mais également à des objets effectivement présents pendant le relevé (par exemple trous, puits, lignes aériennes, volatiles, etc.) qui compromettent la qualité du relevé pour les buts du projet. Il est donc très important que ces points soient identifiés et éliminés car ils pourraient engendrer des déclivités erronées dans le modèle du terrain. Les paramètres à indiquer sont: La catégorie où contrôler les points d’erreur. La catégorie de destination (LOW POINTS). Le mode de recherche, par points isolés ou par groupe de points. 3 Classification des Points au Sol Ce type de classification (GROUND) différencie les points en localisant ceux qui n’appartiennent qu’au sol. Les paramètres à indiquer sont: La catégorie dans laquelle on souhaite prendre les points. La catégorie de destination dans laquelle on souhaite mettre les points (GROUND). La grandeur maximale des bâtiments se trouvant dans la zone. L’angle maximal de déclivité des escarpements. Bien entendu, la paramétrisation de ces éléments doit être fait par zone homogène que l’opérateur aura précédemment identifiée et isolée. 4 Classification des Points en fonction de la hauteur par rapport au sol Ce type de classement, facultatif, (BY HEIGHT FROM GROUND) différencie les points en localisant uniquement ceux qui se trouvent à une certaine altitude du sol. Les paramètres à indiquer sont:

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La catégorie du sol. La catégorie dans laquelle on souhaite prendre les points. La catégorie de destination dans laquelle on souhaite mettre les points. La hauteur minimale du sol. La hauteur maximale du sol. 5 Classification des Points Clés du Modèle Ce type de classification (MODELKEYPOINTS), nécessaire pour la création de DTM, différencie les points au sol en localisant ceux qui se trouvent au niveau de changements de déclivité dont l’importance a été précédemment déterminée. Les paramètres à indiquer sont: La catégorie d’origine ou bien celle contenant les points au sol. La catégorie de destination (MODELKEYPOINTS). La grandeur de la fenêtre de recherche en mètres. La tolérance de recherche en hauteur au-dessus du modèle. La tolérance de recherche en hauteur au-dessous du modèle. 6 Contrôle des Classifications Cette phase consiste à effectuer un contrôle interactif par le biais d’une visualisation de sections transversales et longitudinales des points laser automatiquement classifiés. Normalement, le nombre des points classifiés par erreur lors de la procédure automatique, qui sont de toute façon justifiables par des évènements dus à un juste motif, est très réduit et en tel cas, on procède à la reclassification manuelle des points erronés, un par un ou par groupes. Si le nombre de points erronés est important, on effectuera une nouvelle classification automatique, en modifiant les paramètres que l’opérateur estimera pouvoir avoir entraîné une classification incorrecte des points. II.3

AVANT - PROJET DÉTAILLÉ

II.3.1 Indications générales pour la cartographie Dans le cadre de la création de la cartographie, à toutes les échelles, accorder une attention toute particulière à la représentation de la plateforme de la voie ferroviaire, en indiquant également les ouvrages d’art, les gares, etc. avec leur nomenclature et les symboles ferroviaires; les cotes du plan de voie seront indiquées entre parenthèses ou par des caractères nettement différents des autres points cotés. Pour l’échelle 1:1.000 en particulier, il sera nécessaire, pour les ouvrages d’art ferroviaires, d’effectuer des reconnaissances et des mesures directes sur place de façon à relever (en cas d’impossibilité de le faire à partir des clichés) la portée des ouvrages et les autres particularités éventuelles à indiquer sur les plans. Le fil intérieur des piédroits et des piles devra être indiqué en pointillés.

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Toutes les cartographies devront se faire sur des feuilles dont les dimensions respecteront le “Schéma des paramètres utilisés pour la coupe des plans" et qui ne devront pas être interrompues au niveau des espaces internes des stations et des faisceaux de voie. Les feuilles devront avoir: au début et à la fin, le numéro séquentiel de la feuille, la ligne à laquelle elles se réfèrent, l’échelle du dessin, le système de coordonnées, l’équidistance utilisée ainsi qu’un schéma d’union des feuilles; sur les marges inférieures et supérieures, indiquer les valeurs des coordonnées des paramètres inscrits tous les 560 centimètres environ. La paramétrisation sera indiquée sur toutes les feuilles par des croix aux sommets de chaque dm2 et par un trait inférieur à 0,1 mm. Le Commettant, avant la phase de travail suivante, se réserve la faculté de soumettre les ébauches de restitution au restituteur pour les contrôles suivants, aussi bien pour le tracé planimétrique que pour le tracé altimétrique. Le contrôle planimétrique de la cartographie réalisée se fera : En effectuant le nouveau tracé de détails bien définis, déjà tracés par les deux clichés montés dans le restituteur; En effectuant un nouveau tracé de détails bien précis se trouvant dans la zone marginale des couples en cours de travail et dans les couples contigus déjà tracés. Dans les deux cas susmentionnés, là où les écarts sont supérieurs aux limites indiquées, les causes de cet écart devront être déterminées et, si nécessaire, les modifications utiles devront être faites sur le plan. Le contrôle altimétrique des points cotés au restituteur se fera en plaçant la mire sur certains d’entre eux et en lisant la cote instrumentale relative, après avoir vérifié la parfaite collimation en altitude de la mire sur le modèle optique. Un écart inférieur à 0,10 mt pour l’échelle 1:1.000 et 0,50 mt pour l’échelle 1:5.000 entre la cote instrumentale et la cote indiquée en cartographie, est toléré.

II.3.2 Prise de vue aérienne: prescription pour la réalisation de la cartographie à partir de la photogrammétrie aérienne En référence avec les recommandations de la section correspondante de l’étude de l’avant projet sommaire : Cartographie et Topographie. II.3.3 Opération Topographiques: prescription pour remplir les cartes topographiques numériques par photogrammètrie aérienne En référence avec les recommandations de la section correspondante de l’étude de l’avant projet sommaire : Cartographie et Topographie. II.3.4 Restitution cartographique numérique: restitution des clichés et préparation de l’ébauche de restitution En référence avec les recommandations de la section correspondante de l’étude de l’avant projet sommaire : Cartographie et Topographie.

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II.3.5 Prescriptions concernant la cartographie numérique En référence avec les recommandations de la section correspondante de l’étude de l’avant projet sommaire : Cartographie et Topographie. II.3.6 Relevés tachéométriques Pour développer le projet représenter le terrain à proximité de l’insertion des principaux ouvrages d’art du projet (ponts, viaducs, tunnels, murs de soutènement, etc.) ou bien pour effectuer le relevé d’ouvrages d’art existants et de zones présentant un aménagement spécifique à modifier ou à insérer dans la cartographie, il est nécessaire de réaliser un relevé tachéométrique pour une restitution numérique à l’échelle 1:500 ou 1:200. Selon les cas une attention toute particulière doit être accordée au relevé d’éventuels ouvrages déjà existants, de zones ferroviaires et d’éléments de ligne situés dans cette zone, d’infrastructures routières, de cours d’eau. Les points sur lesquels stationner avec les instruments topographiques de relevé seront choisis de façon à: Pouvoir en définir les coordonnées plano-altimétriques Éviter des zones d’ombre sur le terrain sur lequel effectuer les relevés Garantir la durabilité des instruments topographiques de mesure Être visibles réciproquement, en présence de plusieurs points, et à une distance de 300 m. les uns des autres. Si ces points ne coïncident pas avec les points de coordonnées connues, leur position doit être matérialisée: Sur le terrain par des jalons en bois surmontés d’un clou peint d’une couleur vive de façon à être facilement reconnaissable ; Au niveau des ouvrages existants, ou sur la roche, par des repères métalliques scellés dans le mur ou dans la roche, ou bien par des clous d’arpentage en cas d’ouvrage en béton. Pour chaque point de station, rédiger une monographie spécifique indiquant également les informations utiles pour en retracer la position ainsi qu’une esquisse planimétrique avec les distances d’au moins trois points particuliers facilement identifiables sur le terrain. Pour toutes les opérations de relevé, utiliser des théodolites garantissant une précision angulaire ne dépassant pas les cinq secondes centésimales, associés à des distancemètres électroniques de précision non inférieure à 5 mm + 2 ppm. En alternative, il sera possible d’utiliser une station totale aux prestations similaires. Les instruments doivent être contrôlés avant le début des opérations de relevé; le Maitre de l’ouvrage se réserve la faculté de demander au fournisseur de présenter les certificats de rectification des instruments, délivrés par des organismes spécialisés. Les points à relever doivent être choisis de façon à enregistrer toute variation de l’évolution altimétrique du terrain et à pouvoir placer tout ouvrage ou réseau infrastructurel présent, les frontières entre différentes propriétés, les différentes cultures ainsi que les végétations boisées isolées ou en groupe; il sera notamment nécessaire, dans les zones destinées à un usage ferroviaire, de relever tous les points utiles pour définir le tracé des axes de voies, la position

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des aiguillages et de tout autre détail qui sera préalablement convenu avec le Maitre de l’ouvrage. Le relevé se fera par coordonnées polaires (distance, angle de direction, angle zénithal, dénivelée) à partir de chaque point de station pour les points dont la distance depuis le point de station est inférieure à 300 mt, en collimant au prisme et en effectuant une seule lecture pour chaque grandeur. La restitution cartographique se fera après avoir transformé les coordonnées polaires en coordonnées d’une référence orientée de façon absolue. Pour chaque point relevé, enregistrer sur un support spécifique (carnet de terrain, support magnétique ou enregistreur de données) les valeurs des grandeurs relatives utiles pour déterminer la position plano-altimétrique par rapport au point de station. Le point coté ainsi obtenu sera restitué sur un support papier ou magnétique approprié et, si nécessaire, sera transformé en courbes de niveau en ayant soin de conserver, une fois le dessin terminé, l’indication graphique de tous les points relevés. Les courbes de niveau se subdiviseront en: Principales: avec une équidistance de deux centièmes du dénominateur de l’échelle et dessinées par un trait continu légèrement plus épais que les autres; Intermédiaires: pour l’échelle 1:500 avec une équidistance d’un cinquième de l’équidistance des courbes principales; pour l’échelle 1:200, avec une équidistance d’un quart; elles seront dessinées par un trait fin continu; Auxiliaires: avec une équidistance correspondant à la moitié de celle des courbes intermédiaires; elles seront dessinées par un trait fin en pointillés. Si la déclivité du terrain empêche la représentation par courbes de niveau, il faudra relever au moins 5 points cotés par décimètre carré de cartographie à réaliser. La codification pour la représentation des éléments du terrain doit être semblable à celle pour l’échelle 1:1.000 précédemment illustrée (voir paragraphe “Spécifications pour la fourniture informatisée de: données numériques du territoire – données numériques du terrain – données numériques d’une infrastructure ferroviaire ou routière”). Le fournisseur se chargera de relever la toponomastique des lieux à partir de documents spécifiques (plans cadastraux et similaires) ou par le biais d’informations directes et de la reporter sur la cartographie préparée sur laquelle seront également indiquées les frontières administratives éventuelles. Indiquer également sur la cartographie, les tracés souterrains des canaux d’amenée ou d’évacuation ainsi que les ouvrages de service éventuels. La tolérance entre deux points directement mesurés sur le terrain et entre ces mêmes points identifiés sur la restitution numérique est la suivante: 1. Tolérance planimétrique: échelle 1:500: échelle 1:200:

Tp x), N} où la probabilité que les fatalités dépassent un seuil prédéterminé est évaluée. Dans la figure suivante on reporte le critère d’acceptabilité de la fonction cumulée de probabilité; ce critère impose que le nombre de fatalités par km et par an soit inférieur par rapport aux seuils de référence représentés dans le même diagramme.

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1,00E-02

Fréquences par km et an

1,00E-03

1,00E-04

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1,00E-06

1,00E-07

1,00E-08

1,00E-09 1

10

N

Limite supérieure de tolérance

100

1000

Limite inférieure de tolérance

Le seul critère basé sur l’indicateur de risque cumulé ne peut pas être adopté comme critère d’acceptabilité dans l’analyse de chaque tunnel; il doit être associé au critère d’acceptabilité du risque individuel (RI). La limite supérieure de tolérance et la limite inférieure de tolérance (ou seuil d’attention) définissent, à leur interne, la région ALARP (As Low As Reasonably Possible). Les risques retombant à son interne sont tolérables seulement si la réduction du risque n’est pas concrètement faisable ou si les coûts sont sans proportion par rapport aux améliorations conséquentes. Si le risque se trouvant dans le tunnel faisant l’objet d’étude retombe à l’intérieur de la zone ALARP, il faut analyser le risque en fonction des différentes configurations du tunnel, jusqu’à parvenir à l’identification d’une “configuration optimale ”. Chaque configuration est identifiée par une combinaison préétablie des mesures di sécurité. Vérification des objectifs de sécurité – Analyse de Risque L’analyse de risque a pour but de départ d’évaluer les probabilités de déclenchement d’évènements accidentels préalablement identifiés, avec une estimation de la gravité des conséquences liées à l’évolution des mêmes évènements. Si en raison du niveau de risque évalué on adopte d’opportunes mesures et des dispositifs de réduction du risque même, l’analyse sera répétée pour ce qui concerne l’évaluation du risque résiduel.

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Notamment, les mesures et les dispositifs de sécurité visant à réduire le risque se distinguent en: Mesures de prévention, afin de réduire la probabilité de déclenchement d’évènements accidentels caractéristiques par rapport au système train – tunnel; Mesures de protection (individuelle et collective) et de limitation des conséquences dérivant de la vérification des évènements accidentels ci-dessus; Mesures de facilitation de l’éloignement des lieux dangereux (auto-secours); Mesures de facilitation des interventions de secours. La procédure d’analyse du risque se base sur l’application des méthodes de probabilité consolidées par l’évaluation du risque d’évènements complexes en utilisant les habituelles techniques à arbre des évènements et à arbre des causes, combinées à des études de scénario concernant l’ évaluation des conséquences associées à chaque possible résultat final. La méthodologie à adopter pour le déroulement de l’analyse de risque peut être développée à travers les passages principaux suivants : 1. analyse du système et définition de la classe des dangers; 2. sélection des dangers intéressant un tronçon générique; 3. analyse critique et définition des dangers regardant le tunnel faisant l’objet d’étude (à la fin du document, dans la section consacrée aux ultérieurs approfondissements une liste non exhaustive des dangers intéressant une ligne ferroviaire est proposée); 4. évaluation semi quantitative des risques ayant origine de la classe des dangers du point précédent; 5. définition de la classe des évènements déclencheurs, faisant objet de la successive analyse quantitative (il faut considérer obligatoirement au moins l’incendie, la collision et le déraillement); 6. calcul des charges des évènements déclencheurs identifiés; 7. étude des causes de déclenchement de chaque évènement initiateur; 8. analyse des scenarios accidentels, développement des séquences accidentelles vis-à-vis des évènements sélectionnés à travers ETA: ces techniques permettent l’identification des scenarios finaux retenus croyables; 9. calcul des fréquences d’évènement des scénarios finaux à travers l’évaluation des probabilités associées aux « portes » des arbres; 10. évaluation des conséquences concernant tous les scenarios accidentels « finaux » (les conséquences, le nombre de fatalités attendues, sont évalués sur la base de « modèles de létalité » basés sur le développement d’études déterministes, pour l’évaluation des phénomènes en jeu, et sur des modèles de probabilité, pour l’évaluation des effets des facteurs de risque sur les personnes exposées); 11. évaluation du niveau de risque attendu total, risque attendu individuel et risque cumulé (à l’aide du développement de courbes F-N); 12. analyse de l’impact des mesures de sécurité, minima et intégratives, sur le niveau de risque du tunnel prise en examen; 13. évaluation de l’acceptabilité du risque.

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Choix des méthodes de vérification de la sécurité Selon les dispositions de la STI-SRT, une succession des tunnels doit être considérée un tunnel unique si une des deux conditions suivantes n’est pas respectée : la séparation entre elles dans le tronçon ouvert est supérieure à 500 m; il existe une possibilité d’accès/issue vers une zone de sécurité dans le tronçon ouvert. Le respect des conditions ci-dessus, combiné aux «qualités de base» caractérisant le “système tunnel”: - la longueur; - le volume de trafic non supérieur à 220 trains/jour; - la typologie de trafic sans la présence contemporaine dans le tunnel de trains passagers et de trains de transport de marchandises dangereuses; - le développement altimétrique sans inversions de pente; - absence de zones à risque spécifique en proximité des entrées; définit la procédure suivante: a. les tunnels d’une longueur comprise entre 1000 m et 2000 m, ayant les «qualités de base» ne sont pas soumis à l’analyse de risque/étude de sécurité, sauf celles dont le point «e» suivant; b. les tunnels d’une longueur comprise entre 2000 m et 9000 m, ayant les requis de base et caractérisées par les paramètres caractéristiques: - volume de trafic non supérieur à 220 trains/jour; - développement altimétrique sans inversions de pente; garantissent un niveau de sécurité adéquat par rapport à la réalisation de l’évacuation des passagers (auto-secours) et ne sont donc pas soumises à l’analyse de risque; c. les tunnels d’une longueur comprise entre 2000 m et 9000 m ayant les requis de base, mais n’étant pas caractérisées par les paramètres ci-dessus sont soumises à l’analyse de risque pour l’évaluation de la suffisance des mesures de sécurité appliquées; d. les tunnels d’une longueur de plus de 9000 m sont soumises à l’analyse de risque; e. les tunnels équipés de sorties d’urgence latérales et/ou verticales vers la superficie à inter-distance supérieure de 1000m seront soumis à une étude de sécurité spécifique ou analyse du risque qui, en utilisant éventuellement les paramètres et la méthodologie exposée dans cet annexe A, mette en évidence la réalisation de niveaux de sécurité adéquats. De toute façon, toutes les tunnels dans lesquelles il n’est pas possible d’exclure soit la présence contemporaine de trains transportant des marchandises dangereuses et des trains passagers soit la présence de risques de zones spécifiques en proximité des embouchures, sont soumises à l’analyse de risque afin d’identifier de spécifiques procédures à adopter cas par cas. Enfin, les tunnels d’une longueur supérieure à 20 km nécessitent une investigation de sécurité spéciale pouvant amener à la définition de spécifiques mesures de sécurité supplémentaires.

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Études déterministes L’approche déterministe est utilisée pour ce qui concerne la prédiction de l’évaluation dans le temps des facteurs de risque dus à l’incendie à l’intérieur du tunnel; les résultats obtenus sont, donc, utilisés pour estimer le nombre probable de fatalités attendues parmi les passagers exposés à ce flux déterminé de danger. Les facteurs de risque pris en considération pour le calcul des fatalités attendues en cas d’incendie sont les suivants: concentration du monoxyde de carbone et d’ultérieures espèces chimiques toxiques produites par la combustion (représentatives du risque chimique); flux thermique radié, accident intéressant les personnes ou bien le convoi (représentatif du risque thermique). D’ultérieurs facteurs de risque, comme la concentration de poussières (soot), la visibilité et la concentration de gaz irritants (ex. HCl) le long des parcours d’évacuation, seront calculés afin d’évaluer les valeurs variables des sous modèles d’évacuation, en restituant en définitif la valeur de la vitesse de reflux des passagers. Le développement dans le temps des facteurs de risque est calculé au niveau ponctuel sur toute la portion du tunnel où l’incendie est supposé, à travers l’emploi de codes de résolution des équations de gouvernement des phénomènes chimiques physiques de l’incendie. Mesures de sécurité alternatives L’évolution de chaque scénario accidentel vers une conséquence dérive de la présence, et de l’efficacité des systèmes protectifs et limitatifs des sous-systèmes infrastructure, matériel roulant et procédures opérationnelles, ainsi que des mesures di facilitation de l’auto secours et du secours. La représentativité de la description des scenarios accidentels, et notamment du niveau de détail avec lequel est spécifiée la gravité des conséquences dérivantes, est fonction de la représentativité, de l’exactitude et de la précision des données de référence. Là où, pour élever le niveau di sécurité, il faudrait nécessairement introduire des mesures de sécurité alternatives, il faudra développer d’opportunes méthodes pour évaluer préalablement l’efficacité et la durabilité économique des interventions.

Ultérieurs approfondissements Liste des dangers intéressant la ligne ferroviaire en général On propose ci-dessous une liste non exhaustive des dangers principaux intéressant la ligne ferroviaire, qui constitue la base de départ pour ce qui concerne l’analyse du risque indispensable pour établir la validité et la suffisance des mesures di sécurité intégrées ainsi que pour vérifier l’obtention des limites de risque acceptables et ainsi répondre de la part du projet aux objectifs de sécurité préétablis.

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Identification des dangers La classification des dangers est structurée de manière telle à mettre en évidence la dépendance des évènements dangereux aux mêmes dangers identifiés, ainsi que l’appartenance d’évènements similaires à une même classe ou bien la simple subsistance de conditions pouvant aggraver le risque pour les personnes en cas d’accident. Les dangers ci-dessous garantissent substantiellement la couverture de toutes les possibles typologies de dangers pouvant se présenter pendant l’exercice d’un système ferroviaire. Notamment:  déraillement: - affaissement structurel du véhicule; - affaissement structurel de l’armement; - affaissement structurel des ouvrages d’art; - obstructions sur la ligne; - performances réduites de l’installation de freinage: détérioration/affaissement mécanique de l’installation de freinage; panne à la logique de l’installation de freinage; - panne aux systèmes de signalisation et de sécurité: panne au système gérant les logiques de block; panne au système gérant les logiques d’ « interlocking »; panne à l’installation de détection des boites chaude; - erreur humaine du personnel: personnel à bord du train; autre personnel (exécutif, dirigeant du trafic, préposé au chargement); - forces latérale excessives (surpressions, effet piston);  collision: - performances réduites de l’installation de freinage: détérioration/ affaissement mécanique de l’installation de freinage; panne à la logique de gestion de l’installation de freinage; - panne aux systèmes de signalisation et de sécurité: panne au système gérant les logiques de bloc; panne au système gérant les logiques d’ « interlocking » ; panne à l’installation de détection des boites chaudes; - erreur humaine du personnel: personnel de bord du train; autre personnel (exécutif, dirigeant trafic, préposé au chargement);  choc contre obstacles: - affaissements structurels des ouvrages d’art; - obstructions sur la ligne;  incendie du matériel roulant: - court-circuit des installations électriques de bord; - court-circuit des installations de traction électrique; - panne à l’équipement thermique du système de traction diesel; - sur-chauffage des organes mécaniques; - sur-chauffage des organes électriques;

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- panne à l’installation de détection des boites chaudes; - erreur du personnel à bord du train; incendie sur la ligne: - court-circuit de la ligne d’alimentation; - incendie des installations électriques; - incendie des locaux techniques; - incendie de matériel combustible/inflammable; - incendie dans les boyaux transversaux entre les deux tubes d’un tunnel; - incendie dans les puisards d’accès; - incendie dans les puisards d’extraction; - incendie dans les fenêtres d’accès; - explosion/incendie des systèmes de distribution de gaz ou de liquides dangereux; - erreur de la part d’autre personnel; incendie de matériel roulant transitant dans un tunnel communicant: - mêmes causes d’un incendie de matériel roulant; dangers environnementaux: - séisme; - phénomènes d’alluvion; - crues en correspondance de cours d’eau ou de canaux artificiels; - retenue d’eaux dans les zones clôturées; - instabilité des pentes; - avalanches; - effet du vent: sur le viaduc; en tranchée/remblai; foudroiement: - traversée de la voie non autorisée; - accès non autorisé aux locaux techniques; - parties exposées en tension; accidents intéressant des substances dangereuses et/ou inflammables: - train transport de marchandises dangereuses endommagé avec épanchement de substances dangereuses; - incendie de marchandises dangereuses répandues par un train endommagé; - explosion de marchandises dangereuses transportées/répandues par un train de transport marchandises dangereuses; - perte de substances toxiques de la part du système de distribution de gaz ou de liquides dangereux; - perte de combustible de la part de la locomotive diesel; développement altimétrique du tunnel avec inversions de pente: - inversion de pente “à corde molle”; - inversion de pente “à dos d’âne”; interférence avec la circulation routière: - sortie de la chaussée routière de moyens ou de marchandises vers le tracé ferroviaire; - éblouissement des moyens de transports routiers de passage ;

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- interventions d’urgence sur la chaussée routière ; - déplacements d’air dans des zones de forte proximité; interférence avec le trafic aérien ; actes de vandalisme, terrorisme et de sabotage : - objets lancés sur la ligne; - objets abandonnés sur la ligne; - intrusion dans les locaux techniques et dans le centre de contrôle; - feu déclenché à l’intérieur du train et en proximité de la ligne; - explosions à l’intérieur du train et en proximité de la ligne; dangers généraux pour les passagers: - blocage entre le convoi et le quai; - blocage entre les portes; - tentative de descente du train en marche; - personne tombée sur les voies dans la gare; - foule excessive sur la plateforme; - train en mouvement avec les portes ouvertes; - portes ouvertes du mauvais côté; - accélération ou décélération exceptionnelle (typiquement due l’action du frein d’urgence) ; - panne au système de climatisation de bord; - accident générique dans la gare; - évacuation sur le viaduc ou sur le pont; - traversée des voies ; évacuation dans le tunnel à cause de train arrêté sans incendie; présence de zones à risque spécifique en proximité des embouchures du tunnel; autres dangers le long de la ligne: - perte complète de puissance électrique; - perte de traction du véhicule; - section de ligne non alimentée; - perte complète d’alimentation des appareils de ligne; - entretien inadéquat; - interventions d’urgence sur la ligne ferroviaire; autres dangers à l’intérieur du tunnel: - inondation du tunnel: panne aux systèmes de pompage; rupture des conduites de l’installation anti incendie.

Scenarios craints Chacun des évènements dangereux ci-dessus, est ci-dessous qualitativement analysé. DERAILLEMENT Le déraillement d’un train est considéré un évènement important pour ce qui concerne la sécurité dans les tunnels ferroviaires.

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COLLISION La collision de trains est considérée un évènement important pour ce qui concerne la sécurité dans les tunnels ferroviaires CHOC CONTRE OBSTACLES Les chocs contre des obstacles posés intentionnellement sur la ligne sont considérés actes de vandalisme; d’autres dangers comme le choc contre des animaux ou contre des obstructions se trouvant sur la ligne à cause de conditions particulières (par ex : chutes de fragment de la voûte dans le tunnel, conditions météorologiques particulières etc.) ne sont pas pris en examen. Uniquement les chocs entre les unités roulantes sont prises en considération parce qu’ils constituent une typologie d’évènements hautement critiques. INCENDIES Tous les développements possibles de scénarios accidentels liés à la présence d’incendie sur le tronçon sont importants, étant donné les conséquences pouvant se répercuter dans le tunnel. EXPLOSION Le scénario accidentel correspondant à l’explosion implique des conséquences en général à ne pas négliger pour les passagers et le personnel de service. Il peut être provoqué par deux typologies distinctes d’évènement déclencheur : explosion à l’intérieur d’un convoi transitant sur la ligne (dans le tunnel); explosion à l’extérieur des convois, en correspondance des installations fixes dans le tunnel. Ces deux typologies d’évènements sont absentes des banques de données des accidents; en outre, l’analyse du système n’amène pas à identifier des évènements dangereux, de fréquence significative, en mesure de conduire à un tel évènement. ÉVENEMENTS NATURELS Les analyses de risque généralement effectuées pour ce qui concerne ce type d’évènements ont pour but de déterminer des charges de projet pour la vérification des ouvrages d’art. Les évènements naturels sont pris en considération comme cause d’autres dangers de base mais non comme évènement par lui même. ACCIDENTS INTERESSANT DES SUBSTANCES DANGEREUSES ET/OU INFLAMMABLES Ces scénarios accidentels intéressent les ouvrages souterrains là où les trains de transport marchandises sont prévus DEVELOPPEMENT ALTIMETRIQUE DU TUNNEL AVEC INVERSIONS DE PENTE Une inversion de pente à “dos d’âne” pourrait provoquer une augmentation localisée de la concentration des fumées en cas d’incendie juste en correspondance du point d’inversion; cette situation pourrait résulter être un évènement important. Une inversion de pente « à corde molle » pourrait augmenter le danger de retenue des eaux en cas de précipitations extraordinaires ; l’inondation potentielle conséquente pourrait être cause de déraillement.

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INTERFERENCE AVEC LA CIRCULATION ROUTIERE Ce danger associé aux scénarios accidentels typiques liés à la présence d’intersections (passages à niveau, passages surélevés, passages souterrains) ou à proximité de la chaussée routière, doit être considéré évidemment impossible dans le tunnel. ACTES DE VANDALISME, TERRORISME, SABOTAGE Les dangers provenant de possibles attaques terroristes, et les évènements associés aux scénarios typiques de chocs contre des obstacles jetés sur la ligne intentionnellement ne sont pas, en général, analysés en termes quantitatifs. D’ailleurs, les dangers associés à un acte terroriste/vandalisme en mesure de provoquer un incendie de train passagers, doivent être considérés comme cas particulièrement significatif afin de déterminer des mesures de protection à adopter en cas d’incendie. DANGERS GENERIQUES POUVANT INTERESSER LES PASSAGERS Les dangers provoqués à l’intérieur du matériel roulant, exception faite des dangers associés à l’incendie, ne sont pas typiquement analysés. Les risques associés à ce type d’accidents potentiels sont limités par une correcte conception du matériel roulant en question, surtout en termes de fiabilité des installations. ÉVACUATION DANS LE TUNNEL POUR CAUSE DE TRAIN ARRETE SANS INCENDIE Cet évènement dangereux prévoit une classe de conséquences à considérer négligeable, par ailleurs ces conséquences sont limitées à travers l’adoption d’un sous-ensemble de mesures de sécurité à prévoir en cas de scénarios d’incendie en tunnel. PRESENCE DE ZONES A RISQUE SPECIFIQUE EN PROXIMITE DES EMBOUCHURES ET INTERFERENCE AVEC LES SYSTEMES DE DISTRIBUTION DE GAZ OU LIQUIDES DANGEREUX

Ce danger est strictement lié au choix du tracé ferroviaire et intéresse principalement les zones adjacentes aux embouchures des tunnels.

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VI

TERRASSEMENTS

VI.1

REMBLAIS

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VI.1.1 Prescriptions Générales Par le terme "remblais" on définit toutes les parties de l’infrastructure routière et ferroviaire, qui soutiennent la superstructure de côte supérieure à celle du niveau du terrain naturel, réalisées avec des matériaux naturels ou avec l’ajout de matériaux provenant des démolitions d’ouvrages. Afin d’identifier les différentes parties constituant le remblai on définit : Plan de pose du remblai - la surface de l’assise du remblai constituée de matériau de substitution après décapage de la terre végétale, après réglage et compactage du fond de forme. Corps du remblai – ouvrage en terre, constitué par la superposition de couches de matériau naturel ou traité et nécessaire à l’appui de la superstructure ferroviaire ou routière, situé à une côte supérieure à celle du niveau du terrain naturel; Couche anticapillaire – première couche du remblai, au dessus du plan de pose, ayant des caractéristiques telles à empêcher la remontée de l’eau par capillarité; Couche de fondation – dernière couche du remblai constituée de matériau sélectionné et caractérisée par un degré élevé de compactage constituant le plan de pose du sous-ballast sur remblai. Sous-ballast – couche d’aggloméré bitumineux d’une épaisseur de 12 cm ou d’un mélange cimenté d’une épaisseur de 20 cm, située au dessus de la couche de fondation, soutien de la superstructure ferroviaire; Matériaux provenant de la démolition de bâtiments – ils se constituent principalement de matériaux inertes assortis de différente nature: des déchets de travaux du bâtiment, des fragments d’agglomérés de béton même armé, des chutes de l’industrie de préfabrication de produits en béton même armé, qui après traitement dans des stations (centrales) de recyclage appropriées, peuvent être réutilisés. Dans la documentation graphique, le type de sol et la nature des autres matériaux que l’on entend utiliser dans la réalisation du corps du remblai devront être indiqués, ainsi que les épaisseurs des couches, la densité et le module de déformation à atteindre concernant les différentes parties du remblai. L’usage de matériaux stabilisés à la chaux et/ou au ciment ou bien provenant de la démolition de bâtiment est permis : pour la construction du corps des remblais ferroviaires ; pour la construction du corps des remblais routiers ; pour la réalisation de l’assainissement du plan de pose des remblais routiers et ferroviaires ; pour la réalisation des ouvrages en terre, comme les dunes, les collines artificielles, les retombées, les aménagements environnementaux etc.; en tenant compte des limitations reportées ci-dessous. Tous les ouvrages en terre réalisés à l’aide de ces matériaux devront être protégés des infiltrations des eaux pluviales, des remontées capillaires, des inondations, etc. Chaque type

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de matériau devra être mis en place en quantité non inférieure à 10.000 m3 de façon telle à maintenir une homogénéité dans le sens horizontal. Les tronçons d’ouvrage en terre réalisés avec un tel matériau devront de toute façon être confinés par des ouvrages comme les regards, les dalots, les ouvrages d’art en tout genre afin d’éviter qu’au contact avec des matériaux de caractéristiques différentes il puisse se créer une superficie de discontinuité. Dans le cas d’extension de remblais déjà existants, le talus du remblai existant devra être nettoyé de toute terre végétale et opportunément terrassé pour permettre une meilleure liaison entre les couches du nouveau remblai et le remblai déjà existant. La hauteur des terrasses ne devra pas dépasser 50 cm. Au cas où le niveau naturel du terrain aurait une pente supérieure à 15%, il faudra prévoir un terrassement du plan de pose à l’aide de bermes d’une largeur maximum de 4 m et d’une hauteur maximum de 1 m raccordés par des talus d’une pente de 1/1. En absence d’un tel terrassement il faudra vérifier la sécurité vis-à-vis du glissement des surfaces en contact avec le plan d’appui ; de toute façon il faudra vérifier la stabilité globale de la pente sous la condition que la charge du remblai transmette non seulement les efforts verticaux mais aussi les efforts horizontaux. Si la substitution prévue de la couche superficielle de 50 cm par du matériau aride s’avèrera insuffisante, il faudra projeter un assainissement approprié.

VI.1.2 Prescriptions générales d’étude Géométrie du remblai La largeur de la plateforme ferroviaire devra être définie en fonction de: Le nombre de voies; La vitesse de la ligne et donc de l’entrevoie (Conformément aux normes STI 4.00 m jusqu’à 250 km/h, 4.20 m de 250 à 300 km/h, 4.50 au delà de 300 km/h); La catégorie de la ligne en fonction du type de trafic prévu; La superstructure ferroviaire; La sécurité des opérateurs d’entretien (passerelles, parapets, obstacles, etc.) Les équipements technologiques (TE, Signalisation, TLC, autre) La présence ou non de barrières antibruit; La typologie de drainage de la plateforme; La sécurité des travailleurs pendant les phases de réalisation d’élargissement des lignes en exploitation. La plateforme ferroviaire sera conformée avec une pente de 3%, du comble vers les bords. Le gabarit sera symétrique par rapport à l’axe de la plateforme dans les tronçons rectilignes, et dans les courbes avec un dévers de la voie inférieure ou égale à 5 %. Pour ce qui concerne les tronçons en courbe avec un dévers de la voie supérieure à 5%, le sommet de la ligne de partage des eaux sera désaxé de façon à minimiser le volume du ballast, en garantissant

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toujours et de toute manière l’épaisseur minimum de 35 cm sous le plan de pose de la traverse au droit de l’axe du rail inférieur (rail intérieur dans la courbe). La pente des talus du remblai devra être normalisée à 2/3 (2 verticalement et 3 horizontalement, pente p = 67%). Dans le cas de hauts remblais (H > 6.00 m, mesurée du bord du remblai au niveau du terrain naturel), il faudra réaliser des bermes d’une largeur minimum de 2 m tous les 6 m de hauteur du remblai. La berme sera inclinée de 3% et aura une hauteur minimum de 1 m. Dans les cas où avec une pente de 3/2 la stabilité du remblai ne serait pas garantie, il sera possible de mettre un nombre supérieur de bermes ou il sera possible d’utiliser une pente des talus inférieurs. Ces cas devront être définis à l’aide d’un calcul de stabilité approprié, en fonction de : Le matériau avec lequel le remblai est constitué; La hauteur de l’ouvrage ; Les caractéristiques du terrain de fondation; La topographie; L’hydrogéologie; La sismicité de la zone; Les talus devront être recouverts d’une couche d’une épaisseur de 30 cm de terre végétale, pour en permettre l’enherbement. Au pied du remblai, il faudra prévoir les fossés de garde bétonnés ou non, en fonction de la disponibilité de corps hydriques de réception. Ces fossés auront, normalement, une forme trapézoïdale et des dimensions maximum en plan de 1,50 m et minimum de 0,50 m avec une hauteur de 0,50 m et une pente des parois de 45°. En cas de remblais exposés au risque de crues des cours d’eau, les talus devront être protégés par des ouvrages de protection appropriés et projetés sur la base d’études hydrauliques adéquates. Les ouvrages de protection pourront être constitués de matelas en gabions d’une épaisseur d’au moins 25 cm, remplis de pierres dont la dimension de chaque pièce sera comprise entre 1 et 1,5-2 fois la dimension de la maille de la cage. Les pierres devront avoir un poids spécifique élevé, ne devront pas être gélives, ni friables et devront en outre avoir une bonne dureté. Entre le matelas et le corps du remblai il faudra interposer un géotextile de filtration. Le corps du remblai pouvant être atteint par la crue devra être composé de matériaux insensibles à l’eau. La hauteur des ouvrages de protection devra être supérieure de 1 mètre par rapport au niveau de la crue maximum déterminée par une étude hydraulique appropriée.

Décapage et purge Avant la formation du remblai, le sol au dessous du niveau du terrain naturel, sera enlevé sur une épaisseur minimum de 50 cm (décapage) et de toute façon pour toute la couche de terre végétale. Si la couche de terrain au dessous du décapage n’a pas de caractéristiques de portance adéquates il faudra procéder à une purge du sol.

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Cette purge devra être exécutée quand elle sera prévue par le projet, et à chaque fois qu’on rencontre, au cours des travaux, des zones de terrains non appropriés (cas de sol fortement compressible, non compactable, doté de caractéristiques mécaniques insuffisantes ou contenant des quantités importantes de substances organiques) et/ou non conforme aux spécifications de projet ou aux prescriptions contractuelles. La purge ainsi que le remblaiement de la partie décapée, quand l’assainissement n’est pas prévu, devront être exécutés en utilisant des terres des groupes B1, B2, B3, B4, B6, D1, D2 en se référant à la classification GTR NF (NF P 11-300), ou le groupe A1, A2, A3, en se référant à la classification de la norme ASTM D2487-11. Le matériau devra être mis en place en couches d’une épaisseur ne dépassant pas 50 cm de matériau non compacté; pour ce qui concerne le matériau des groupes A2 et A4 les couches devront avoir une épaisseur ne dépassant pas 30 cm de matériau non compacté. Si le projet le prévoit, à cause de l’indisponibilité des matériaux ci-dessus dans une distance économiquement convenable, il sera permis d’utiliser des matériau des groupes A1, a2, A3, A4 en se référant à la classification GTR NF (NF P 11-300), ou les groupes A4, A5, A6, A7 en se référant à la classification de la norme ASTM D2487-11, avec un Ip plus grand de 5, stabilisés à la chaux et/ou au ciment. Après analyses spécifiques il sera aussi possible d’utiliser des matériaux provenant de démolitions. Successivement, il faudra aussi préparer le plan de pose, à la cote prévue par le projet. Le plan de pose devra être compacté de façon à obtenir une densité sèche (déterminable par l’essai ASTM D1556-07 - Standard Test Method for Density and Unit Weight of Soil in Place by the Sand Cone Method) ≥ à 95% de la densité maximum, obtenue pour ce terrain, avec l’essai Proctor modifié (ASTM D1557-09. Test Method for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Modified Effort). Le module de déformation mesurée par un essai de charge sur plaque, au premier cycle de charge dans l’intervalle 0.05 MPa – 0.15 MPa, ne devra pas être inférieur à 20 MPa (Réf. Annexe 2). Le plan de pose sera réglé en toit, avec une pente de 3% en descente vers l’extérieur du remblai. Dans le cas où la purge de zones de terrain devrait être exécuté en présence d’eau, l’entreprise adjudicatrice devra pourvoir aux opérations nécessaires d’extraction de l’eau pour maintenir la zone de fouilles à assainir constamment sèche jusqu’au terme de l’activité; pour le remblaiement il faudra utiliser du matériau sélectionné appartenant exclusivement aux groupes B1,B3, D1, D2 en se référant à la classification de la norme GTR NF (NF P 11-300), ou les groupes A1, A2-4, A3 en se référant à la classification de la norme ASTM D2487-11, ou à l’aide de sol stabilisé à la chaux et/ou au ciment. Si les caractéristiques du sol nécessitent un traitement d’amélioration, un renfort ou une stabilisation profonde, cela devra être exécuté selon les prescriptions de l’étude. Le remblaiement des fouilles pour fondations et ouvrages en béton devra être effectué à l’aide d’un matériau approprié opportunément compacté, selon les prescriptions de l’étude. Le remblaiement des fouilles pour tubes enterrés et câbles électriques sera effectué par du matériau sableux (ou de toute façon par un matériau qui, pendant les opérations de remblai ne pourra pas endommager ces installations).

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Couche anticapillaire Si les remblais doivent être exécutés sur des terrains dont le niveau piézométrique peut atteindre la surface du terrain naturel voire le corps des remblais et exécutés avec des matériaux sensibles à l’eau, il faudra interposer entre le plan de pose et les couches du corps du remblai une couche de matériau apte à éviter la remontée capillaire de l’eau des couches profondes à l’intérieur du corps du remblai. La première couche de remblai ou couche anticapillaire, située au dessus du plan de pose, devra avoir une épaisseur de 50 cm (matériau compacté) et devra être constituée par des granulats ayant une dimension entre 2 et 25 mm et les caractéristiques granulométriques suivantes : DIM. GRANULATS PASSANT 25 mm

100%

4 mm

20 %

2 mm

10 %.

Équivalent en sable >70. L’emploi de matériaux de granulométrie différente n’est acceptable qu’en cas d’expérimentation sur un terrain d’épreuve dans le but de démontrer que la remontée capillaire maximum ne dépasse pas la moitié de la couche anticapillaire. Le matériau devra être étendu en couches et compacté à l’aide de compacteur. Le module de déformation, mesuré à l’aide de l’essai de plaque au premier cycle dans l’intervalle 0.05 MPa – 0.15 MPa, ne devra pas être inférieur à 20 MPa. Il devra être protégé inférieurement et supérieurement par un géotextile de filtration, rendu cohésif mécaniquement par un aiguilletage, sans traitement chimique ou thermique, répondant à la normative EN 13250 et ayant les caractéristiques minimum reportées à la table suivante: CARACTÉRISTIQUES Masse surfacique Épaisseur à 2 KPa Résistance à la traction

VALEURS LIMITES 300 g/m2 2 mm valeur moyenne 24 kN/m valeur minimum 21 kN/m Allongement à la rupture long. et transv. 50÷85 % Résistance au poinçonnement Statique valeur moyenne 2,6 kN valeur minimum 2,2 kN Résistance au poinçonnement dynamique diamètre du trou ≤ 10 mm

NORMES DE REF. EN ISO 9864 EN ISO 9863-1 EN ISO 10319 EN ISO 10319 EN ISO 10319 EN ISO 12236 EN ISO 12236 EN ISO 13433

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Normalement la couche anticapillaire devra être située entièrement au dessus du niveau du terrain naturel initial. Sa surface sera réglée en toit avec une pente de 3%. Dans le cas de remblais exécutés dans des sols malléables, il faudra vérifier, à l’aide de calcul approprié, qu’après le tassement constaté, l’acheminement des eaux, la remontée capillaire étant empêchée, soit assurée vers les fossés de garde latéraux. En cas de remblais bas, là où il est impossible de positionner la couche anticapillaire au dessus du niveau du terrain naturel initial, il faudra éviter de réaliser les remblais à l’aide de matériaux sensibles à l’eau. Par ailleurs, il faudra prendre toutes les précautions (par exemple des drains) pour éviter que le matériau constituant le remblai s’imbibe d’eau.

Corps du remblai Pendant la formation du corps du remblai il faudra tout d’abord employer des terres provenant des fouilles de déblai, de fondations ou de tunnels appartenant aux groupes B1,B2, B3, B4, B5, B6, D1, D2 en se référant à la classification de la norme GTR NF (NF P 11-300), ou les groupes A1, A2, A3 en se référant à la classification de la norme ASTM D2487-11 et en outre des terres provenant de carrière appartenant aux mêmes groupes. Il ne faudra pas utiliser de terres du groupe A3 (norme ASTM D2487-11) ayant un coefficient d’uniformité inférieur à 7. Si le projet le prévoit, à cause de l’indisponibilité des matériaux ci-dessus dans une distance économiquement convenable, il sera permis d’utiliser des matériau des groupes A1, a2, A3, A4 en se référant à la classification GTR NF (NF P 11-300), ou les groupes A4, A5, A6, A7 en se référant à la classification de la norme ASTM D2487-11, avec un Ip plus grand de 5, stabilisés à la chaux et/ou au ciment. L’utilisation de matériaux pyroclastiques devra être explicitement autorisée par le maître de l’ouvrage et respecter notamment les indications ciaprès. L’épaisseur de la couche (matériau avant compactage) devra être appropriée aux moyens de compactage, de manière à obtenir une homogénéité de compactage le long de toute la hauteur de la couche finie. Si le matériau présente une retenue au tamis de 25 mm supérieure à 35% il faudra adopter la norme ASTM D5030 pour déterminer la densité in situ. Pour ce qui concerne la formation du corps des remblais, des fragments rocheux de dimensions non supérieures à 25 cm pourront être employés de façon à pouvoir former des couches d’une épaisseur maximum de 50 cm. D’un point de vue lithologique il faut exclure l’utilisation de matériaux d’origine marneuse, argileuse, phylladienne, et micaschisteuse ou issus de roches sujettes à des phénomènes d’altération. Dans le cas d’utilisation de tufs calcaires pour la formation du corps des remblais, les pièces devront être broyées complètement, avec des dimensions maximum de 10 cm, à l’aide du compacteur à pied de mouton. Il ne faudra pas utiliser de matériaux de nature argilo-schisteuse, altérables ou très fragiles ne conservant pas dans le temps la granulométrie initiale. Pour autant, il ne faudra pas accepter de roches d’origine chimique n’ayant pas complété le processus de diagénèse sauf approbation explicite de la part de la Maitrise d’Ouvrage, qui

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devra à tel propos interpeler les Concepteurs, après l’exécution d’essais spécifiques qui devront être proposés par l’entreprise adjudicatrice et approuvés par le Maître de l’Ouvrage Le matériau dont les dimensions sont comprises entre 7 et 25 cm, doit se constituer d’éléments non uniformes et ne doit pas constituer plus de 30% du volume du remblai. Il faudra aussi procéder à un compactage soigné des vides de façon à obtenir, pour chaque couche, une masse bien disposée et compacte. Quand des matériaux de caractéristiques très différentes, comme du grave ou du sable, sont d’origine différente, ces matériaux devront être déposés en couches alternées sur la largeur totale du remblai. Autrement, ces matériaux pourront être mélangés. Par ailleurs, qu’il s’agisse de sol meubles ou de couches de roches broyées, le degré d’uniformité des matériaux employés, défini comme étant le rapport entre le passant au tamis D60 et le passant au tamis D10 G.U. = D60 / D1, 0 devra être 15. Le matériau devra être mis en place avec une teneur en eau proche de la situation optimale; si la teneur en eau s’éloigne de 2% de la valeur optimale, l’ajout éventuel d’eau se déroulera à l’aide de dispositifs gicleurs et le séchage éventuel se déroulera par évaporation, en aérant le terrain à l’aide d’herses, de charrues à disques ou d’autres méthodes mécaniques appropriés à la typologie du sol et à l’épaisseur de la couche à aérer. Le matériau employé pour la constitution du corps du remblai devra être étendu en couches d’une épaisseur ≤ à 50 cm (matériau avant compactage). Pour les sols des groupes B2, B4, B5, B6 en se référant à la classification GTR NF (NF P 11-300) ou groupe A2 en se référant à la classification de la norme ASTM D2487-11, l’épaisseur est ≤ à 30 cm (matériau avant compactage). Sur chaque section transversale les matériaux utilisés pour chaque couche devront être du même groupe ou sous-groupe. Chaque couche devra être compactée de façon à atteindre en chaque point la densité sèche au moins égale à 95% de la densité maximum obtenue pour le sol par l’essai Proctor modifié, avant de mettre en œuvre une autre couche. Devant à la difficulté d’obtenir les valeurs minimum prescrites de la densité AASHTO modifiée et du module de déformation comme décrit ci-après, l’entreprise adjudicatrice, avant d’utiliser des matériaux des groupes B2, B, B6, B5 avec LL ≥ 40 et/ou Ip plus grand de 10, en se référant à la classification GTR NF (NF P 11-300), ou les groupes A2-5, A2-6 et A2-7 en se référant à la classification de la norme ASTM D2487-11, devra effectuer des essais appropriés (in situ et en laboratoire) attestant la possibilité d’atteindre les paramètres prescrits. Le maître de l’ouvrage devra en être informé, avec une relation technique des études effectués et les modalités de mise en œuvre. Dans le cas d’utilisation de fragments rocheux, au lieu de l’essai de densité, il ne faudra exécuter, pendant la réalisation des couches, que des essais pour déterminer le module de déformation, éventuellement avec des plaques d’un diamètre de D = 600 mm. Pour chaque couche du corps du remblai, la valeur du module de déformation à l’aide de l’essai de plaque devra être ≥ à 20 MPa pour ce qui concerne les zones de remblai distantes de moins d’1 m des bords de celui-ci et ≥ à 40 MPa pour la zone centrale restante. Ces valeurs des modules seront déterminées au premier cycle dans l’intervalle 0.15 MPa – 0.25 MPa. La surface supérieure des couches aura une pente transversale d’environ 3% de telle façon à assurer l’évacuation des eaux pluviales; il faudra éviter la formation de dépressions ou de

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sillons. Cette pente devra être maintenue pendant la mise en œuvre et le passage des engins de chantier, en utilisant pour ce faire les niveleuses et des équipes d’ouvriers appropriées. Les talus des remblais devront être enherbés. Les éventuelles bermes latérales anti-écoulement devront être réalisées avec les mêmes matériaux et modalités de construction que ceux du corps du remblai. Dans le cas d’élargissement d’un remblai existant, après le décapage de la couche de terre végétale humifère, il faudra tailler, avec soin, en terrasses horizontales le talus du corps du remblai sur lequel s’adossera le nouveau matériau, en prenant soin de procéder par phase, en faisant immédiatement suivre à chaque terrassement (d’une hauteur maximum de 50 cm) la réalisation de la nouvelle couche correspondant (telle qu’à couvrir le terrassement même) et son compactage, de façon à toujours garantir la viabilité du remblai existant. En cas d’interruption et/ou de suspension des travaux sur le corps du remblai et chaque fois que la pose d’une couche de matériau est effectuée après 72 heures du compactage de la couche précédente, il faut étaler, tout de suite après le compactage et sur la pleine largeur du remblai, des phytocides, des anti germinaux ou aussi des télétoxiques. Avant la reprise des travaux, le remblai déjà exécuté devra être nettoyé de l’herbe et de la végétation en général qui s’y seraient éventuellement installées, elle devra être aérée, en y faisant des sillons pour la liaison des nouveaux matériaux à ceux jusque là utilisés et les essais de contrôle des compactages devront être répétés. Les opérations de mise en œuvre et de compactage ne devront pas être exécutées quand les conditions météorologiques (pluie, neige, gel) seront telles à pouvoir endommager la qualité de la couche. En cas de détérioration due à de telles causes, la partie abimée devra être enlevée et reconstruite.

Couche de fondation des remblais ferroviaires La surface constituant le plan de pose du sous-ballast, aussi bien en déblai qu’en remblai, sera réalisée par une formation d’une couche de matériau fortement compactée d’une épaisseur ≥ à 30 cm (épaisseur finie). La surface de la couche de fondation sera réglée en toit avec une pente de 3% pour permettre l’évacuation des eaux pluviales. Dans le cas que la couche de fondation soit réalisée avec matériau stabilisés à la chaux et/ou au ciment, la formation de la couche de fondation sera réalisée avec n.2 couche d’une épaisseur chacun de 30 cm. Pour l’exécution de cette couche, il faudra respecter les prescriptions suivantes. Il faudra utiliser des sols des catégories B1, B3, D1, D2 en se référant à la classification GTR NF (NF P 11-300), ou les groupes A4, A5, A6, A7 en se référant à la classification de la norme ASTM D2487-11, ou un mélange de matériaux granulaires et l’ajout éventuel d’un liant naturel. Le matériau utilisé, indépendamment du groupe d’appartenance, devra avoir les caractéristiques suivantes: Dimension ≤ à 71 mm, ayant une forme non aplatie, ni allongée ou lenticulaire;

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Granulométrie comprise dans un des deux fuseaux (A ou B) reportés ci-dessous; Perte en masse, déterminée par l’essai de Los Angeles, exécuté sur chaque pièce, ≤ à 50%; Équivalent de sable, mesuré sur la fraction passante au tamis 5, compris entre 25 et 65. Le coefficient d’uniformité devra être supérieur à 7. Pour les matériaux ayant un équivalent de sable compris entre 25 et 35, il faudra vérifier l’indice de capacité portante CBR, même si le mélange contient plus de 60% en masse d’éléments concassés. L’Indice de capacité portante CBR, à la teneur en eau optimale de compactage, après quatre jours d’imbibions d’eau exécutée sur du matériel passant au tamis 25, ne doit pas être inférieur à 50.

Fuseau A norme ASTM D2487-11

Fuseau B norme ASTM D2487-11

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Si les mélanges contiennent plus de 60% en masse d’éléments concassés à angle vif, l’acceptation devra se vérifier sur la base des seules caractéristiques indiquées aux points précédents. Aussi, Il faudra exclure les matériaux de nature pouzzolanique ou d’autres matériaux pyroclastiques. Le matériau devra être mis en œuvre avec une teneur en eau proche de l’optimum; si la teneur en eau s’éloigne de 2% de la valeur optimale, il sera procédé éventuellement, selon le cas, à un ajout d’eau par arrosage ou un séchage par évaporation. Les opérations de mise en œuvre et de compactage ne devront pas être exécutées quand les conditions atmosphériques (pluie, neige, gel) seront telles à pouvoir endommager la qualité de la couche même. En cas de détérioration due à ces causes, la partie abimée devra être enlevée et reconstruite. Pour ce qui concerne le compactage et les opérations de finition, il faudra employer des rouleaux vibrants automoteurs. L’aptitude des équipements et des techniques de compactage sera vérifiée par un essai expérimental in situ en utilisant des matériaux provenant des études préliminaires sur un terrain d’essai sur lequel il faudra déterminer le module de déformation par un essai de charge sur plaque et la densité. Si la mesure in situ concerne du matériel contenant jusqu’à 25% en masse d’éléments de dimension supérieure à 25 mm, la densité de référence (Essai Proctor modifié), obtenue en laboratoire, devra être augmentée sur la base de la formule: 100 dc = ----------------------(100-x)/da + x/pc où: dc = densité corrigée; dmax = densité maximale Essai Proctor modifié; x = pourcentage en masse des éléments de dimension supérieure à 25 mm; pc = Masse volumique réelle des éléments de dimension supérieure à 25 mm. Si le pourcentage des éléments de dimension supérieure à 25 mm est compris entre 25 % et 40 %, il faudra toujours attribuer la valeur 25 au terme x. Après compactage, en chaque point, la densité sèche ne devra pas être inférieure à 98% de la densité maximum, obtenue pour ce matériau, par l’essai Proctor modifié. Le module de déformation Md, mesuré à teneurs en eau proches de l’optimum Proctor, à l’aide d’un essai de charge sur plaque ne devra pas être inférieur à 80 MPa au premier cycle de charge dans l’intervalle 0.25-0.35 MPa. A la surface de la couche de fondation, sur la pleine largeur de la plateforme, immédiatement après le compactage, il faudra intervenir avec des phytocides, des anti-germinaux ou des télétoxiques.

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Sous-ballast Le sous-ballast se constitue d’une couche d’aggloméré bitumineux d’une épaisseur de 12 cm ou mixte cimenté d’une épaisseur de 20 cm, ayant la fonction de: Soutenir le ballast; Assurer une répartition adéquate des charges sur les couches inférieures du remblai; Doter la plateforme ferroviaire d’une barrière imperméable aux eaux de pluie, de telle sorte à protéger les couches inférieures; Augmenter la stabilité de la voie, en permettant de réduire la formation des défauts de voie et par conséquent les interventions d’entretien nécessaires; Éliminer les phénomènes de poinçonnement du corps du remblai par des éléments du ballast; Protéger le ballast des phénomènes de remontée du matériau polluant; Éliminer l’emploi de désherbants pour nettoyer les voies ferrées de mauvaises herbes et arbustes; Protéger la partie haute du remblai des effets dus au gel et au dégel; Réduire les vibrations transmises par le passage des convois au corps du remblai et au sol support. La surface de la couche de sous-ballast est réglée en toit avec une pente de 3%, en alignement droit, afin de permettre l’évacuation des eaux pluviales.

Ouvrages accessoires du remblai L’enherbement sera réalisé sur une couche de terre végétale humifère d’une épaisseur de 30 cm, à étendre en bandes horizontales, adéquatement compactés, en y produisant, si nécessaire, des terrasses d’ancrage. Les semailles devront être effectuées avec des graines (d’herbes et d’arbustes de type genêt ou similaire), choisies en fonction de la période de semailles et aux conditions locales, afin d’obtenir les meilleurs résultats. Les semailles devront, si nécessaire être répétées jusqu’à obtenir un enherbement adéquat et uniforme. Pour ce qui concerne les talus des remblais l’enherbement sera effectué en suivant de près la construction du remblai. Les eaux de la plateforme sont évacuées dans les caniveaux situés au bord du remblai et réalisés à l’aide de bordures bitumineuses de dimensions environ 12x12, puis acheminées dans les descentes d’eau situées tous les 15 m et ensuite dans le fossé de pied du remblai et longitudinalement jusqu’aux exutoires. L’accès et l’inspection des câbles doivent être rendus possibles sans intervention sur la plateforme ou sur la superstructure. Sur les éventuels bermes, en amont, il faudra prévoir un caniveau de récolte des eaux provenant des descentes d’eau qui évacuent les eaux de la plateforme; le ruissellement vers le pied du remblai aura lieu grâce à des caniveaux analogues opportunément désaxés par rapport

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aux caniveaux en amont, de manière à ce que les eaux ne puissent pas acquérir une vitesse excessive de ruissellement. Au pied du remblai, comme déjà spécifié, il faudra réaliser un caniveau à section trapézoïdale, et en vue de son entretien et de son nettoyage mécanisé, il faudra réaliser des pistes en terre battue d’une largeur minimum de 3.00 m pour permettre le passage des véhicules de service. Au-delà des pistes de service il faudra installer une clôture qui sera ininterrompue. Elle sera réalisée en grillage métallique et poteaux en béton armé et aura une hauteur de 1,30 m.

Zones de passage Les remblais dans les zones près des ouvrages seront réalisés selon les descriptions cidessous. Remblai – viaduc Près des culées des viaducs, pour graduer en continuité la raideur du fond du remblai de l’ouvrage d’art au dessous du plan de la plateforme, longitudinalement à l’axe de la voie ferrée, le remblai devra être constitué selon les indications ci-dessous à partir de la culée. Les couches de sous-ballast et de fondation seront continues jusqu’au mur gardeballast; La zone de remblai appuyant sur le radier de fondation de l’ouvrage sera constituée de matériau traité au ciment ayant les caractéristiques indiquées ci-dessous. Le remblai traité au ciment s’étendra, en partant de l’interface avec la couche de fondation, de la face intérieur du mur frontal de la culée jusqu’à 2m au-delà de projection de la limite de la semelle. Les couches inférieures se succèderont en progression suivant un angle de 33° (2/3) vers le corps du remblai. La hauteur de traitement est de 3m en présence de culées de plus de 4 mètres de hauteur et égale à la hauteur totale du remblai à partir de face supérieure de la semelle, pour les culées ne dépassant pas 4m de hauteur. Par ailleurs, la section de remblai adjacente à la partie traitée, sur une longueur de 4m mesurée à l’interface remblai/couche de fondation et en suivant une pente de 2/3 orientée vers le corps du remblai, sera constituée de matériau du groupe A1. Au-delà de ce volume, il faudra prévoir un remblai standard. Le matériau traité au ciment sera constitué de chaux éteinte répondant aux normes avec un fuseau de type A1 et du ciment dans une proportion de 3.5% et 4% en masse de la chaux. L’eau de mélange sera dans une proportion de 6% environ de la masse sèche de la chaux. La résistance à la compression, à l’aide d’échantillons compactés à 7 jours de durcissement, devra être comprise entre 15 et 40 daN/cm2 ; pour obtenir ces résultats, il sera possible d’utiliser des additifs. La chaux éteinte à employer devra provenir du broyage de roches calcaires en préférant les calcaires tendres et l’exclusion des calcaires mixtes de fleuve.

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Le matériau mixte cimenté devra être compacté à la densité ≥ à 95% de la densité obtenue en laboratoire. La résistance à la traction déterminée selon la méthode brésilienne ne devra pas être inférieure à 2 daN/cm2 sur des échantillons durcis à 7 jours. Le matériau mixte devra être confectionné en centrale à béton et transporté sur place par des camions malaxeurs. Remblai – Cadre fermé Quand les cadres fermés ont une couverture inférieure à 2.50 m (distance plan de voie extrados semelle supérieure) les zones de remblai adjacentes aux structures seront traitées selon les indications ci-dessous. Dans la proximité immédiate de la structure il faudra prévoir une zone constituée de matériau traité au ciment, aux caractéristiques définies ci-dessus, sur une longueur de 2 mètres à partir de la surface de la dalle et successivement dégradée avec une pente de 2 /3 à l’intérieur du corps du remblai. Ce volume de matériau traité au ciment sera réalisé jusqu’au plan de pose ou à l’interface avec la couche anticapillaire si celle-ci existe, quand la hauteur totale du cadre n’excède pas 4.00 m. La hauteur traitée sera limitée à 3m quand la hauteur totale du cadre est > à 4.00 m; Il faudra ensuite prévoir un volume de remblai constitué par du matériau du groupe A1 jusqu’à 6 m au-delà du fil de la structure mesurés au niveau de la couche de fondation. Le talus de cette zone de remblai aura une pente de 2/3 à l’intérieur du corps du remblai. Dans la zone située au dessus de la dalle du cadre fermé jusqu’à la base de la couche de fondation, le remblai sera constitué par du matériau du groupe B1, B3,D1, D2 en se référant à la classification GTR NF (NF P 11-300), ou le groupe A1 en se référant à la classification de la norme ASTM D2487-11. Au delà de cette zone il faudra prévoir un remblai standard. Quand la distance entre l’intrados de la couche de forme et l’extrados de la semelle est inférieure à 20 cm, il faudra, dans la zone au dessus du cadre fermé, augmenter l’épaisseur de la couche de fondation jusqu’à la dalle du cadre. Quand en revanche il n’est pas possible d’assurer la continuité de la couche de forme à cause des recouvrements bas, le matériau traité au ciment recouvrera le cadre et la couche de fondation sera interrompue à un mètre des piédroits.

VI.2

DÉBLAIS

VI.2.1 Prescriptions Générales Par le terme “déblai” on définit toutes les parties de l’infrastructure routière et ferroviaire soutenant la superstructure à une côte inférieure au niveau du terrain naturel. elles sont exécutées à l’aide de fouilles des terrains in situ; les parois des fouilles peuvent ne pas être protégés, ayant des pentes définies en fonction des caractéristiques des sols, soutenues par des ouvrages (murs et cloisons) , ou consolidées dans le cas de terrains sujets à éboulement ou instables.

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Afin d’identifier les différentes parties constituant le déblai, il faut définir: Fond de forme - la surface du terrain au dessous de la couche de fondation, constituée par le sol en place, s’il possède les propriétés indiquées, ou par du terrain de remblai après l’éventuel réglage et compactage du terrain naturel. Le fond de forme pourra être exécuté aussi à l’aide de sols stabilisés à la chaux et/ou au ciment ou à l’aide de matériaux de démolition. Talus – plan incliné situé de chaque côté de la ligne, obtenu par effet de déblaiement du terrain naturel. Caniveau de plateforme – caniveau situé de chaque côté de la plateforme ferroviaire afin de recueillir et d’acheminer loin de la plateforme les eaux de ruissellement provenant des talus et les eaux pluviales évacuées de la plateforme ferroviaire. Fossés de crête – fossés bétonnés exécutés au sommet des talus afin de recueillir et d’acheminer les eaux pluviales ruisselant sur la surface du sol de façon à éviter que celles-ci ne ravinent les talus. La géométrie proposée doit pouvoir être justifiée par des calculs de stabilité à l’aide de méthodes habituellement utilisées en mécanique des sols et reconnues par les Eurocodes, conformément au chapitre «Étude géotechnique».

VI.2.2 Prescriptions Générales d’étude Géométrie du déblai La section en déblai conserve toutes les caractéristiques vis-à-vis de la superstructure ferroviaire, décrites dans le cas du remblai. De chaque côté de la plateforme il faut prévoir des caniveaux pour la récolte des eaux de ruissellement des talus et les eaux pluviales évacuées de la plateforme. A une distance d’environ 1.5 m du bord supérieur du talus, en amont, il faudra prévoir un fossé de crête d’une capacité lui permettant d’intercepter et recueillir les eaux provenant des zones en amont du déblai. Aussi bien les caniveaux de la plateforme que les fossés de crête devront être dimensionnés par une étude hydraulique appropriée, qui devra se référer au calcul du débit d’apport avec un temps de retour non inférieur à 100 ans. Les fossés de crête et les caniveaux de la plateforme convergeront, aux côtés du déblai, dans des collecteurs appropriés aptes à éloigner les eaux vers les exutoires naturels (cours d’eau, etc.). La pente des talus pourra être de 1/2, 2/3, 1/1, 3/2, 2/1, 2,5/1, 3/1. Cette pente devra être déterminée sur la base des calculs de stabilité appropriés, selon les méthodes et les coefficients indiqués dans les Eurocodes et en fonction de: La hauteur des talus; Les caractéristiques du sol; La topographie: L’hydrogéologie; La géomorphologie;

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La sismicité de la zone. Quand la hauteur du talus est supérieure de 6.00 m, il faut réaliser des bermes d’une largeur de 2.00 m tous les 6.00 m de dénivellement, sur ceux-ci il faudra prévoir, en amont, un caniveau de récolte des eaux de ruissellement de la partie supérieure du talus, et les eaux interceptées seront acheminées dans le caniveau de base. La berme sera inclinée de 3%. Les talus devront être recouverts par une épaisseur de 30 cm de terre végétale, pour en permettre l’enherbement. Si les parois du déblai sont soutenues par des ouvrages de soutènement, ces derniers seront projetés selon les prescriptions, les méthodes et les coefficients reportés dans les Eurocodes. Traitement du fond de forme Le sol in situ, au fond des fouilles, pourra être utilisé comme plan de pose de la couche de fondation uniquement s’il appartient aux groupes B1, B3, D1, D2 en se référant à la classification de la norme GTR NF (NF P 11-300), ou les groupes A1, A3, en se référant à la classification de la norme ASTM D2487-11 (avec un coefficient d’uniformité supérieur à 7) ou A2-4, de la classification reportée dans l’annexe 1. Pour les matériaux appartenant au groupe B4 en se référant à la classification GTR, devra être effectué une étude spécifique pour l’interaction des matériaux avec l’eau et les modalités de compactage pour obtenir une homogénéité de compactage avec les valeurs de densité et du module de déformation nécessaire. Il devra être compacté de façon à obtenir une densité sèche non inférieure à 95% de la densité maximum, obtenue pour le même sol, par l’essai Proctor modifié. Le module de déformation, mesuré au premier cycle de charge dans l’intervalle 0.15 MPa - 0.25 MPa, ne devra pas être inférieur à 40 MPa. Après le compactage, le fond de forme devra avoir des caractéristiques atteignant les valeurs requises à la couche de fondation superposée. Si le sol in situ n’a pas les caractéristiques sus mentionnées, il faudra substituer le sol en place par un remblai d’apport, qui devra être exécuté selon les modalités déjà décrites pour les remblais, avec une valeur minimum de 20 MPa, pour toutes les couches constituant le remblai de substitution, exception faite pour la dernière couche, c’est-à-dire celle qui constitue l’assise pour la couche de fondation, pour laquelle la valeur minimum du module, mesurée au premier cycle de charge dans l’intervalle de 0.15 MPa - 0.25 MPa, doit être de 40 MPa. Si le projet le prévoit, à cause de l’indisponibilité des matériaux ci-dessus dans une distance économiquement convenable, il sera permis d’utiliser des matériau des groupes A1, a2, A3, A4 en se référant à la classification GTR NF (NF P 11-300), ou les groupes A4, A5, A6, A7 en se référant à la classification de la norme ASTM D2487-11, avec un Ip plus grand de 5, stabilisés à la chaux et/ou au ciment. Ouvrages accessoires déblais L’enherbement des talus sera réalisé sur une couche de terre végétale humifère d’une épaisseur de 30 cm, à étendre en bandes horizontales, adéquatement compactées en prévoyant si nécessaire des terrassements d’ancrage.

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Les semailles devront être effectuées avec des graines (d’herbes et d’arbustes de type genêt ou similaire), choisies en fonction de la période de semailles et aux conditions locales, afin d’obtenir les meilleurs résultats. Les semailles devront, si nécessaire être répétées jusqu’à obtenir un enherbement adéquat et uniforme. La clôture devra être ininterrompue et située à 1.50 m du bord du fossé de crête. Elle sera réalisée en grillage métallique et poteaux en béton armé et aura une hauteur de 1,30 mètre. VI.3

AUTRES OUVRAGES EN TERRE

VI.3.1 Prescriptions Générales Ce paragraphe concerne les ouvrages en terre, exception faite des remblais, comme les digues, les collines artificielles, les protections de berges des fleuves, des canaux et des littoraux, les soutènements, les terre-pleins. Les ouvrages ou les parties d’ouvrage en terre ayant des fonctions spécifiques de drainage, de filtration, de transition, de fondation, de tenue, de protection et autres seront aussi traités. Digues et collines artificielles On définit ainsi tous les ouvrages en terre ne rentrant pas dans les remblais traités ci-dessus et qui ne sont pas des ouvrages de protection hydraulique. Ils seront réalisés avec les mêmes modalités que les remblais ferroviaires en considérant les exceptions ci-dessous: Le plan de pose devra être compacté par des compacteurs de façon à obtenir une densité sèche ≥ à 90% de la densité maximum, obtenue pour ce sol, par l’essai Proctor modifié. Le module de déformation mesuré à travers l’essai de charge sur plaque, au premier cycle de charge dans l’intervalle 0.05 MPa – 0.15 MPa, devra être ≥ à 10 MPa; La couche anticapillaire sera réalisée seulement si el On définit ainsi tous les ouvrages en terre ne rentrant pas dans les remblais traités ci-dessus et qui ne sont pas des ouvrages de protection hydraulique. Ils seront réalisés avec les mêmes modalités que les remblais ferroviaires en considérant les exceptions ci-dessous: Le plan de pose devra être compacté par des compacteurs de façon à obtenir une densité sèche ≥ à 90% de la densité maximum, obtenue pour ce sol, par l’essai Proctor modifié. Le module de déformation mesuré à travers l’essai de charge sur plaque, au premier cycle de charge dans l’intervalle 0.05 MPa – 0.15 MPa, devra être ≥ à 10 MPa; La couche anticapillaire sera réalisée seulement si elle est prévue dans le projet; Il est permis d’utiliser des matériaux traitées à la chaux pour la formation de l’ouvrage en terre dans sa totalité; Après le compactage, la densité sèche de chaque couche de l’ouvrage en terre devra être ≥ à 90% de la densité maximum, obtenue pour ce sol, à travers l’essai Proctor modifié;

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Le module de déformation de l’ouvrage en terre, mesuré à travers l’essai de charge sur plaque, au premier cycle de charge dans l’intervalle 0.05 MPa - 0.15 MPa, devra être ≥ à 15 MPa; Les couches seront étendues et compactées avec la pente indiquée dans l’étude. Pour ce qui concerne les remblaiements et les remblaiements derrière les ouvrages de soutènement il faudra préférer les matériaux à granulométrie moyenne ou grosse. Les matériaux à granulométrie fine peuvent être employées pour des ouvrages d’importance modeste et quand il est impossible de repérer du matériau meilleur. On peut aussi adopter des matériaux obtenus par le concassage des roches. Il faut exclure des matériaux à fort pourcentage de substances organiques de tout type et des matériaux fortement gonflants. Il est prévue dans le projet; Il est permis d’utiliser des matériaux traitées à la chaux pour la formation de l’ouvrage en terre dans sa totalité; Après le compactage, la densité sèche de chaque couche de l’ouvrage en terre devra être ≥ à 90% de la densité maximum, obtenue pour ce sol, à travers l’essai Proctor modifié; Le module de déformation de l’ouvrage en terre, mesuré à travers l’essai de charge sur plaque, au premier cycle de charge dans l’intervalle 0.05 MPa - 0.15 MPa, devra être ≥ à 15 MPa; Les couches seront étendues et compactées avec la pente indiquée dans l’étude. Pour ce qui concerne les remblaiements et les remblaiements derrière les ouvrages de soutènement il faudra préférer les matériaux à granulométrie moyenne ou grosse. Les matériaux à granulométrie fine peuvent être employées pour des ouvrages d’importance modeste et quand il est impossible de repérer du matériau meilleur. On peut aussi adopter des matériaux obtenus par le concassage des roches. Il faut exclure des matériaux à fort pourcentage de substances organiques de tout type et des matériaux fortement gonflants. Barges et quais Les matériaux des berges seront choisis en tenant compte des flux d’infiltration possibles. Pour les drains il faudra adopter des matériaux à imperméabilité élevée. Leur granulométrie devra être choisie en fonction des caractéristiques des matériaux en contact avec les drains selon les spécifications ci-dessous. Pour ce qui concerne les quais il faudra adopter des blocs de roches pérennes, notamment visà-vis de l’eau de mer, et de dimensions et caractéristiques appropriées pour résister aux actions exercées par les vagues. Uniquement pour ce qui concerne la zone intérieure de l’ouvrage des matériaux naturels ou produits de concassage peuvent être adoptés à condition qu’ils soient sans fraction fine et opportunément protégés par des filtres.

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VI.3.2 Dépôts de matériaux inertes Les cumuls de matériaux de toute nature rentrent dans cette catégorie, y compris par exemple les matériaux de fouilles et de démolitions, les décharges minières. L’entité des vérifications et des études à accomplir est proportionnelle à l’exigence de sécurité, à l’importance de la décharge, à la morphologie de la zone et à la présence dans le sous-sol de terrains de faible résistance et aux influences possibles sur les écoulements superficiels et souterrains et sur la quantité d’eau. Par rapport aux vérifications nécessaires pour la stabilité dans le temps, il faut rappeler la nécessité de recourir à une instrumentalisation appropriée de contrôle là où se présenteraient des cas particulièrement importants de par les hauteurs, les volumes et les positions des terrains. Le rappel des normes liées à l’aspect hydrogéologique concerne principalement les répercussions possibles de l’intervention sur les écoulements souterrains. Dans les justifications concernant le corps d’un dépôt, il faut attribuer des paramètres tenant compte de la nature et des modalités de compactage du matériau ainsi que des résultats d’essais spécifiques in situ ou en laboratoire. Pour ce qui concerne les bassins de décantation au service d’activité d’extraction consistant en afflux délimités au moins d’un côté de berges de terre où les corps solides sont séparés des corps liquides, les caractéristiques du matériau de décantation doivent être déterminées pour de différentes situations de consolidation possibles. Afin de garantir des conditions adéquates de stabilité, il faut prévoir des dispositifs de collecte et d’acheminement des eaux de ruissellement superficielles et des dispositifs pour l’abattage et le contrôle du régime des pressions interstitielles à l’intérieur du dépôt. Par ailleurs, il faut prévoir un dispositif pour éviter tout débordement. Dans le projet il faut définir les modalités de mise en œuvre des matériaux et les vérifications pour éviter des déséquilibres du matériau de dépôt. Le contrôle géotechnique du complexe dépôt-sol consiste en l’installation d’instrumentation appropriée et dans la mesure de grandeur significative telle que les déplacements et les pressions interstitielles. Il faut aussi effectuer un contrôle des eaux de ruissellement superficielles afin d’en limiter la pénétration dans le corps du dépôt.

VI.3.3 Drains et Filtres Les drains et les filtres ont pour objectif de: Réduire la valeur des pressions interstitielles dans le sous-sol ou dans les ouvrages en gravats et limiter ou réduire les pressions interstitielles derrière les structures de soutien; Permettre le filtrage vers l’extérieur des eaux présentes dans le sous-sol ou dans les ouvrages en gravats sans provoquer le phénomène de renard; Interrompre la remontée éventuelle des eaux par capillarité. Les drainages et les filtres, par rapport aux buts pour lesquels ils sont réalisés, doivent être projetés de façon à satisfaire les spécifications suivantes: Le matériau filtrant doit être plus perméable que le terrain avec lequel il entre en contact;

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La granulométrie du matériau filtrant doit être telle à éviter que des particules de terrain puissent obstruer le filtre et le drain; L’épaisseur de la couche filtrante doit être suffisamment importante pour permettre une bonne distribution des fractions granulométriques dans la couche même et doit être définie en tenant compte aussi des procédés de construction; Si les critères de projet ci-dessus ne peuvent pas être satisfaits par une seule couche filtrante, il faudra employer un modèle à plusieurs couches. Chaque couche filtrante vis-à-vis des couches adjacentes sera projetée de la même façon qu’un filtre monocouche. L’usage des géotextiles est permis. Les tubes disposés dans les drains afin d’acheminer l’eau recueillie doivent être dimensionnés en tenant compte du débit maximum et les trous de drainage des tubes sont dimensionnés de façon à éviter que les grains de matériau filtrant puissent pénétrer dans les tubes. Les matériaux naturels ou artificiels à utiliser pour confectionner les drains et les filtres doivent être constitués de granulats résistants et ne doivent pas contenir de substances organiques ou d’autres impuretés. Les eaux ruisselantes en surface ne doivent pas pénétrer dans les drains et les filtres; elles doivent être collectées et évacuées à l’aide de canalisations. Les terrains formant le plan de pose des drains et filtres ne doivent pas subir de remaniement, ils doivent être suffisamment consistants et si nécessaire compactés. Pendant la construction, il faut exécuter régulièrement des contrôles de la granulométrie du matériau utilisé. Le matériau du filtre et du drain doit être mis en œuvre en évitant la séparation des fractions granulométriques. VI.4

ÉTUDE GÉOTECHNIQUES

VI.4.1 Prescriptions Générales Par projet géotechnique il faut comprendre l’ensemble des activités de projet concernant les constructions ou les parties de constructions interagissant avec le terrain, les interventions d’amélioration ou de renforcement du terrain, les ouvrages en tout venant naturel ou gravats, les fronts de taille, ainsi que l’étude de la stabilité du site dans lequel se situe la construction. Ce chapitre concerne les critères pour le dimensionnement statique et la vérification des ouvrages en tout venant naturel, des fronts de taille, de l’amélioration et du renforcement des terrains et du massif rocheux, de la consolidation des terrains concernant les ouvrages existants, ainsi que l’évaluation de la sécurité des pentes. Les choix de projet doivent tenir compte des performances attendues des ouvrages, des caractères géologiques du site et des conditions environnementales. Les résultats de l’étude portant sur la caractérisation et à la modélisation géologique doivent être exposés dans une note géologique spécifique. Les analyses de projet doivent se baser sur des modèles géotechniques extraits des sondages spécifiques et d’essai que l’auteur du projet doit définir sur la base des choix typologiques de l’ouvrage ou de l’intervention et des modalités d’exécution prévues.

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Les choix de projet, le programme et les résultats des sondages, la caractérisation et la modélisation géotechnique ainsi que les calculs de définition des dimensions géotechniques des ouvrages et la description des phases et des modalités doivent être illustrés dans une note géotechnique spécifique. Les objectifs du projet géotechnique sont la justification des conditions de sécurité globale et locale du système sol-structure, y compris l’évaluation des performances du système en conditions d’exploitation (à l’état de service). D’une façon générale, la géométrie et les dispositions de construction des ouvrages doivent tenir compte de l'évolution ultérieure des talus, en fonction notamment de la sensibilité au gel ou à l'érosion, du gonflement ou de la dégradation de certains matériaux. Toutes les dispositions particulières de construction, en terrain meuble ou rocheux (consolidation du sol support, confortement, renforcement, protection contre les chutes de blocs, etc.) doivent faire l'objet de documentation détaillée (notes de calcul, plans, coupes, le cas échéant constitution et mode de réalisation, etc.). Pour toutes ces dispositions, le projet des ouvrages doit permettre, en fonction du risque attendu (déterminé par les études adéquates), d'assurer le suivi du comportement de l'ouvrage dans le temps (instrumentation, témoins) et son entretien. De plus, ces dispositifs devront être conçus de telle manière à ce que les opérations d'entretien ou de réparation ultérieure n'occasionnent pas de perturbations sur la circulation ferroviaire (interception de voie). Le projet des déblais doit prendre en compte les risques de pollution des nappes en zones sensibles. Dans les déblais rocheux conçus avec un piège à cailloux, un accès routier doit être prévu pour permettre la purge de ce piège par des engins. Si le déblai a une longueur inférieure à 150 m, un seul accès au piège à une extrémité du déblai suffit. Au delà, il faut prévoir soit un accès à chaque extrémité du déblai, soit un accès à une extrémité en prévoyant une zone de retour (10 m x 10 m) à l'autre. De même, un accès routier doit également être prévu pour atteindre les bermes des déblais meubles de hauteur élevée, lorsque des dispositifs de drainage sont prévus au dessus de ces soutiens. Le dessus du soutien doit alors être renforcé pour éviter l'orniérage et la détérioration (de la berme puis du talus) sous l'effet de la circulation d'engins. L'utilisation de soutènements définitifs devra être justifiée techniquement. Ils seront conçus selon les règlementations applicables aux ouvrages d'art. Outre la stabilité de l'ouvrage luimême, la stabilité au glissement maximum doit également être vérifiée. L'utilisation à titre définitif de renforcement par inclusion d'éléments de renforcement, de tirants actifs, de filets détecteurs ou autre n'est à envisager qu'à titre exceptionnel et devra faire l'objet de justification sur la pérennité de l'ouvrage et les contraintes pouvant affecter l’entretien et l'exploitation de la ligne. Caractérisation et modélisation géologique du site La caractérisation et la modélisation géologique du site consiste à reconstruire des caractères lithologiques, stratigraphiques, structurels, hydrogéologiques, géomorphologiques et plus en général des dangers géologiques du terrain.

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En fonction du type d’ouvrage ou d’intervention et de la complexité du contexte géologique, des sondages spécifiques seront réalisés et appuieront la reconstruction du modèle géologique. Il doit être développé de façon à constituer un élément de repère utile pour l’auteur du projet dans le but d’identifier les problèmes géotechniques et pour définir les programmes des sondages appropriés. Les méthodes et les résultats des sondages doivent être complètement exposés et commentés dans une note géologique. Caractérisation et modélisation géotechnique du site Les sondages géotechniques doivent permettre une caractérisation géotechnique adéquate du volume significatif du terrain, qui compose la partie de sous-sol influencé, directement ou indirectement, par la construction de l’ouvrage et influant aussi l’ouvrage même. Le volume significatif a une forme et une extension différentes selon les caractéristiques de l’ouvrage et la nature et les caractéristiques des sols. Ils doivent permettre la définition des modèles géotechniques de sous-sol nécessaires au projet. Les valeurs caractéristiques des grandeurs physiques et mécaniques à attribuer aux terrains doivent être obtenues à travers des essais spécifiques de laboratoire sur des échantillons intacts de terrain et à travers l’interprétation des résultats des essais et mesures in situ. Par valeur caractéristique d’un paramètre géotechnique, on entend une évaluation raisonnée et de précaution de la valeur du paramètre dans l’état limite considéré. Par modèle géotechnique, on entend un schéma représentatif des conditions stratigraphiques, du régime des pressions interstitielles et de la caractérisation physico-mécanique des terrains et des roches comprises dans un volume significatif, ayant pour but l’analyse quantitative d’un problème géotechnique spécifique. La définition du plan des sondages, la caractérisation et la modélisation géotechnique sont de responsabilité du Concepteur. En cas de constructions ou d’interventions d’importance modérée, dans des zones bien connues d’un point de vue géotechnique, le projet peut être basé sur l’expérience et sur les connaissances disponibles, tout en confirmant la pleine responsabilité des Concepteurs en termes d’hypothèses et de choix. Parmi les données géotechniques nécessaires pour pouvoir effectuer le projet de l’ouvrage, la succession stratigraphique, le régime des pressions interstitielles, les caractéristiques mécaniques du sol et tout autre élément significatif du sous-sol. Les propriétés des matériaux à employer pour la construction des ouvrages en matériaux de out venant naturel et gravats doivent être prises en considération avec une attention particulière. La caractérisation du massif rocheux demande en outre l’identification des familles (ou des systèmes) de discontinuités présentes et la définition de leur disposition (orientation) et de leur espacement. Les caractéristiques suivantes des discontinuités doivent aussi être décrites : forme, ouverture, continuité, rugosité, remplissage. En cas d’ouvrage de grande taille et important du point de vue de la sécurité ou projeté sur des sols de faibles caractéristiques mécaniques, il sera opportun d’effectuer le contrôle du comportement de l’ouvrage pendant et après la construction. Pour ce faire, il faut prédisposer d’un programme d’observation et de mesure d’amplitude proportionnée à l’importance de l’ouvrage et à la complexité de la situation géotechnique.

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Vérification de la sécurité et des performances Les justifications de sécurité aux états limites ultimes (ELU) et les analyses aux états limite de service (ELS) doivent être effectuées dans le respect des principes et des procédures illustrés dans les Eurocodes notamment EC7, et auxquels en renvoie. Ci-après, les principes généraux seront rappelés en renvoyant aux mêmes Eurocodes, pour ce qui concerne l’élaboration des projets spécifiques et les coefficients de sécurité à adopter. Suite aux principes généraux énoncés dans les Eurocodes, le projet géotechnique se base sur la méthode des états limites et sur l’emploi des coefficients partiels de sécurité. Dans la méthode des états limites, ultimes et de service, les coefficients partiels sont appliqués aux actions, aux effets des actions, aux caractéristiques des matériaux et aux résistances. Les coefficients partiels peuvent être différemment regroupés et combinés entre eux en fonction du type et des buts des vérifications, dans les différents états limites considérés. Justifications vis-à-vis des états limites ultimes (ELU) Pour chaque état limite ultime il faut respecter la condition

où Ed est la valeur de projet de l’action ou de l’effet de l’action

c’est-à-dire:

où E = F, et où Rd est la valeur de projet de la résistance du système géotechnique:

L’effet des actions et de la résistance sont exprimés en fonction des actions de projet F·Fk, des paramètres de projet Xk/ M et de la géométrie de projet. L’effet des actions peut aussi être évalué directement comme Ed=Ek·γE. Dans la formation de la résistance Rd, il apparait explicitement un coefficient R lié directement à la résistance du système. La justification de cette condition doit être effectuée en utilisant les différentes combinaisons de groupes et les coefficients partiels reportés dans les Eurocodes. Justification vis-à-vis des états limites de service (ELS)

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Pour les ouvrages et les systèmes géotechniques qui doivent être vérifiés vis-à-vis des états limites de service, le projet doit expliciter les prescriptions relatives aux déplacements compatibles et les performances attendues concernant l’ouvrage même. Le degré d’approfondissement de l’analyse d’interaction sol-structure est en fonction de l’importance de l’ouvrage. Pour chaque état limite d’exercice il faut respecter la condition Ed ≤ Cd où Ed est la valeur de projet de l’effet des actions et Cd est la valeur limite préconisée de l’effet des actions. Celle-ci doit être établie en fonction du comportement de la structure en élévation. Pour ce qui concerne les ouvrages et les systèmes géotechniques, les états limites de service se réfèrent à l’obtention des valeurs critiques de déplacement et de rotation, absolues et/ou relatives, de distorsion pouvant compromettre la fonctionnalité de l’ouvrage. Il faut donc évaluer, en utilisant les valeurs caractéristiques des actions et de la résistance des matériaux, les déplacements et les rotations des ouvrages, ainsi que leur cours dans le temps. Prescriptions ultérieures concernant les zones sismiques Pour ce qui concerne les zones à risque sismique, la stabilité des ouvrages en terre et des talus devra être ultérieurement justifiée sous l’action d’un éventuel séisme. Sous l’effet de l’action sismique appliquée au projet, les ouvrages et les systèmes géotechniques doivent respecter les états limites ultimes et de service, en considérant les seuils requis de sécurité indiqués par les Eurocodes. Les vérifications aux états limites ultimes doivent être effectuées en disposant les coefficients partiels d’une unité sur les actions et en utilisant les paramètres géotechniques et les résistances caractéristiques du projet, avec les valeurs des coefficients partiels indiqués par les Eurocodes 7 et 8. Ci-après les critères généraux seront définis en renvoyant aux Eurocodes EC8 partie V pour ce qui concerne les critères, les méthodes de calcul et les coefficients à adopter. Dans les analyses de stabilité en conditions post-sismiques il faut tenir compte de la réduction de la résistance à l’effort tranchant suite à la déchéance des caractéristiques de résistance par dégradation des sols et de l’éventuel cumul des pressions interstitielles pouvant se vérifier dans les sols saturés. Dans les sols saturés, on considère généralement des conditions de drainage empêché, dans lequel cas, la résistance à l’effort tranchant prise en compte dans les analyses conduites en termes de contraintes efficaces, est exprimable à travers la relation: τf = c’ + (σ’n – Δu) · tan φ’ où σ’n est la contrainte efficace initiale normale à la position de rupture, Δu est l’éventuelle surpression interstitielle engendrée par le système et les paramètres c’ et φ’ tenant compte de la dégradation des sols par effet du suivi cyclique de sollicitation. Dans les terrains à granulométrie fine, les analyses peuvent être conduites en termes de contraintes totales en exprimant la résistance à l’effort tranchant à travers la cohésion non drainée, évaluée en condition de sollicitation cyclique τf = cuc

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où cuc inclut les effets de dégradations des terrains. Justifications vis-à-vis de la liquéfaction Le site dans lequel se situe l’ouvrage doit être stable vis-à-vis de la liquéfaction, en indiquant par ce terme les phénomènes associés à la perte de résistance à l’effort tranchant ou au cumul des déformations plastiques en sols saturés, pour le plus sableux, sollicités par des actions cycliques et dynamiques agissant en conditions non drainées. Si le sol est susceptible de liquéfaction et les effets conséquents apparaissent de manière à influencer les conditions de stabilité des pentes ou des ouvrages, il faut procéder à des interventions de renforcement du sol et/ou transférer la charge aux couches de sols non susceptibles à la liquéfaction. En absence d’interventions d’amélioration du sol, l’utilisation de fondations profondes nécessite de facto l’évaluation de la réduction de la capacité portante et des augmentations des sollicitations induites dans les pieux. La justification vis-à-vis de la liquéfaction peut ne pas être nécessaire dans le cas où se manifeste une des circonstances suivante: 1 Évènements sismiques de magnitude M inférieure à 5; 2 Accélérations maximum attendues au niveau du terrain naturel en absence d’ouvrage (conditions de champ libre) inférieures à 0,1g; 3 Profondeur moyenne saisonnière de la nappe supérieure à 15 m du niveau du terrain naturel, pour le niveau du terrain naturel subhorizontal et les structures ayant des fondations superficielles; 4 Dépôts constitués de sables propres ayant une résistance pénétrométrique normalisée (N1)60 > 30 ou bien qc1N > 180 où (N1)60 est la valeur de la résistance déterminée par des essais pénétrométriques dynamiques (Standard Penetration Test) normalisée à une contrainte efficace verticale de 100 kPa et qc1N est la valeur de la résistance déterminée par des essais pénétrométriques statiques (Cone Penetration Test) normalisée à une contrainte efficace verticale de 100 kPa; 5 Distribution granulométrique externe aux zones indiquées dans la figure suivante en cas de sol ayant un coefficient d’uniformité U < 3,5

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Limon

Sable

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Gravie r

Passant, p (%) Intervalle de risque de liquéfaction

Passant

Diamètre, dd (mm)

Distribution granulométrique extérieure aux zones indiquées dans la figure suivante en cas de sol ayant un coefficient d’uniformité U> 3,5. Limon

Sable

Gravier

Passant, p (%)

Passant

Intervalle de risque de liquéfaction

Diamètre, dd (mm)

Quand les conditions 1 et 2 ne sont pas satisfaites, les sondages géotechniques doivent avoir pour but au moins de déterminer les paramètres nécessaires à la justification des conditions 3, 4 et 5. Quand aucune des conditions ci-dessus n’est satisfaite et quand le terrain des fondations comprend des couches étendues ou localisées denses de sable sous la nappe, il faut évaluer le coefficient de sécurité à la liquéfaction dans les profondeurs où se trouvent les sols potentiellement liquéfiables.

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Sauf en cas d’emploi de procédures avancées, la vérification peut être effectuée selon les méthodologies de type historique empirique où le coefficient de sécurité est donné par le rapport entre la résistance disponible à la liquéfaction et la sollicitation induite par le séisme appliqué au projet. La résistance à la liquéfaction peut être évaluée sur la base des résultats des essais in situ ou des essais cycliques en laboratoire. La sollicitation induite par l’action sismique est évaluée à travers la connaissance de l’accélération maximum attendue à la profondeur concernée. Dans l’Eurocode 8 il y a une méthode d’évaluation. Le bien-fondé de la marge de sécurité par rapport à la liquéfaction doit être évalué et motivé par l’auteur du projet.

VI.4.2 Stabilité des pentes naturelles Ce paragraphe s’applique à l’étude des conditions de stabilité des pentes naturelles et du projet, à l’exécution et au contrôle des interventions de stabilisation. Au cours de l’étude des conditions de stabilité des pentes, il faut prendre en considération au moins les facteurs suivants : • Caractéristiques géologiques; • Caractéristiques morphologiques; • Propriétés physiques et mécaniques du sol constituant la pente; • Régime des pressions interstitielles et des pressions de l’eau dans les discontinuités éventuellement présentes; • Poids propre et actions appliquées à la pente; • Régime des précipitations atmosphériques; • Sismicité de la zone. Prescriptions Générales L’étude de la stabilité des pentes naturelles demande des observions et des relevés de superficie, des collectes d’informations historiques concernant l’évolution de l’état de la pente et des éventuels dommages subis par les structures ou infrastructures existantes, la constatation de mouvements éventuellement en activité et leurs caractères géométriques et cinématiques, la collecte des données concernant les précipitations atmosphériques, les caractères hydrogéologiques de la zone et les précédentes interventions de renforcement. Les vérifications vis-à-vis de la sécurité, étendue même aux ouvrages à exécuter, doivent être basées sur des données acquises par des sondages géotechniques spécifiques. Modélisation géologique de la pente L’étude géologique doit préciser l’origine et la nature du sol et de la roche, leur aspect stratigraphique et tectonique structurel, les caractères et les phénomènes géomorphologiques et leur évolution prévisionnelle dans le temps, le schéma de circulation hydrique en sous-sol. Les techniques d’étude, les relevés et les sondages sont proportionnés à l’extension de la zone, aux buts de projet et à la spécificité du scénario territorial et environnemental dans lequel on opère.

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L’étude géologique comprend le relevé direct des discontinuités du sol (joints de dispositions, failles, diaclases, fractures) dont il faudra déterminer la distribution dans l’espace, la fréquence et les caractéristiques. A travers une analyse géomorphologique quantitative de la pente et des zones adjacentes il faut rechercher des indications concernant la possibilité d’éboulement de la zone et la nature, les caractéristiques et la taille d’éventuels mouvements s’étant vérifiés dans le passé et leur possible évolution dans le temps. Modélisation géotechnique de la pente Sur la base de l’encadrement géomorphologique et évolutif du versant, il faut programmer des sondages spécifiques concernant la caractérisation géotechnique du sol et de la roche, ayant pour but de définir le modèle géotechnique avec lequel sera effectuée l’étude des conditions de stabilité ainsi que d’éventuelles interventions de stabilisation. Les sondages doivent être effectués selon les critères suivants : La surface de la zone doit être définie à travers un relevé plano-altimétrique sur une échelle adéquate et étendue à une zone suffisamment vaste en amont et en aval de la pente même ; L’étude géotechnique doit définir la succession stratigraphique et les caractéristiques physicomécaniques du sol et de la roche, l’entité et la distribution des pressions interstitielles dans le sol et dans les discontinuités, les éventuels déplacements plano-altimétriques des points en surface et en profondeur. Le choix des typologies de sondages et de mesures, du lieu, du nombre de sondages, de la position et du nombre des échantillons de sol à prélever et à soumettre aux essais de laboratoire dépendra de l’extension de la zone, de la disponibilité des informations provenant des sondages précédents et de la complexité des conditions hydrogéologiques et stratigraphiques du site en examen. Le nombre minimum de sondages et de mesure doit être à même permettre une description soignée de la succession stratigraphiques du sol concerné par les cinématismes de collapsus effectifs et potentiels et, en cas de pente en éboulement, il doit permettre de définir la forme et la position de la surface ou des surfaces d’écoulement existant et de définir les caractères cinématiques de l’éboulement. La profondeur et l’extension des sondages doivent être fixées en fonction des caractéristiques géométriques de la pente, des résultats des relevés en surface, ainsi que de la position la plus probable de la surface éventuelle d’écoulement. Tous ces éléments recueillis doivent permettre de définir un modèle géotechnique du sous-sol tenant compte de la complexité de la situation stratigraphique et géotechnique, de la présence de discontinuités et de l’évidence des mouvements passés auxquels il faudra se référer pour les vérifications vis-à-vis de la stabilité et des éventuelles interventions de stabilisation. Vérification de sécurité Les vérifications de sécurité doivent être effectuées par des méthodes tenant compte de la forme et de la position de la surface d’écoulement, de l’ordre structurel, des paramètres géotechniques et du régime des pressions interstitielles. En cas de pentes en éboulement, les vérifications de sécurité doivent être exécutées le long des surfaces d’écoulement qui s’apparentent le plus à celles identifiées par les sondages.

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Dans les autres cas, la vérification de sécurité doit être exécutée le long des surfaces d’écoulement cinématiquement possibles, en nombre suffisant pour rechercher la surface critique à laquelle correspond le degré de sécurité le plus bas. Quand ils existent des conditions ne permettant pas une évaluation facile des pressions interstitielles, les vérifications de sécurité doivent être effectuées en considérant les conditions les plus défavorables raisonnablement prévisibles. Le niveau de sécurité est exprimé en général, comme le rapport entre la résistance à l’effort tranchant, prise avec sa valeur caractéristique, et l’effort tranchant mobilisé le long de la surface d’écoulement effectif ou potentiel. Le degré de sécurité retenu acceptable par l’auteur du projet doit être justifié sur la base du niveau de connaissance atteint, de la fiabilité des données disponibles et du modèle de calcul adopté en rapport avec la complexité géologique, ainsi que sur la base des conséquences d’un éventuel éboulement. Au cours des vérifications de stabilité, il faut utiliser les valeurs caractéristiques des paramètres de résistance (c’k, φ’k). Le coefficient de sécurité est défini par le rapport entre la résistance à l’effort tranchant disponible le long de la surface d’écoulement et l’effort tranchant mobilisé le long de la même surface. Sa valeur minimum doit être choisie et motivée par l’auteur du projet en fonction du niveau de fiabilité des données acquises, aux limites du modèle de calcul utilisé, ainsi du niveau de protection que l’on veut garantir. Dans les pentes concernées par des éboulements en activités ou inactifs, pouvant être réactivés par des causes initialement à l’origine ou par une action sismique, il faudra se référer à la résistance à l’effort tranchant aux grandes déformations, en rapport avec l’entité des mouvements et de la nature du sol. Les caractéristiques de résistance doivent donc être entendues comme des valeurs opérationnelles le long de la surface d’écoulement. Versants rocheux Les versants rocheux sont considérés comme un environnement à risque dont la stabilité des masses doit être prise en compte dans le projet de la ligne. Pour tous les ouvrages, déblais ou remblais, situés sur un versant potentiellement actif, une analyse des risques et une étude géologique et structurale particulière, comportant des calculs trajectographiques de chute de blocs si nécessaire, doivent être réalisées. Cette étude devra déterminer les conditions de propagation des blocs, les enveloppes de passage et les énergies développées, afin de caler la géométrie des ouvrages en terre ferroviaires et le dimensionnement et la composition des ouvrages de protection. Aucune trajectoire ne doit traverser le gabarit ferroviaire. Interventions de stabilisation Le choix des typologies d’intervention de stabilisation les plus indiquées ne doit être effectué qu’après avoir identifié les causes de l’éboulement et dépend, en plus, de la forme et de la position de la surface d’écoulement. L’évaluation de l’augmentation de la sécurité induite par les interventions de stabilisation le long de la surface d’écoulement critique doit être accompagnée par une évaluation du degré de sécurité le long des surfaces d’écoulement autres que la surface critique.

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Le projet des interventions de stabilisation doit comprendre la description complète de l’intervention, l’influence des modalités de construction sur les conditions de stabilité, le plan de contrôle et un plan significatif de gestion et de contrôle dans la période de fonctionnalité et d’efficacité des dispositions adoptées. Par ailleurs, le niveau de l’amélioration des conditions de sécurité de la pente et les critères pour en vérifier l’obtention doivent être définis. Contrôles et auscultation Le contrôle d’une pente ou d’un éboulement concerne les différentes phases allant de l’étude du projet, à la réalisation, à la gestion des ouvrages de stabilisation et au contrôle de leur fonctionnalité et leur pérennité. Il se réfèrera principalement aux déplacements des points significatifs de la pente, en surface et/ou en profondeur, au contrôle des éventuels ouvrages existants et à la mesure des pressions interstitielles, à effectuer périodiquement et de durée à même de permettre de définir les variations périodiques et saisonnières. Le contrôle de l’efficacité des interventions de stabilisation doit comprendre la définition des seuils d’attention et d’alarme et des dispositions à prendre en cas de dépassement.

Prescriptions particulières concernant l’étude des pentes en zones sismiques L’action sismique appliquée au projet à considérer au cours des analyses de stabilité doit être déterminée après une étude sismique précise, ou en accord avec les normes spécifiques réglementant cette matière. En cas de pente ayant une inclinaison supérieure à 15° et une hauteur supérieure à 30 m, l’action sismique appliquée au projet doit être adéquatement augmentée ou à travers un coefficient d’amplification topographique ou sur la base des résultats d’une analyse bidimensionnelle spécifique de la réponse sismique locale, avec laquelle seront aussi évalués les effets d’amplification stratigraphique. En général, l’amplification tend à décroitre sous la surface de la pente. Pour autant, les effets topographiques tendent à être maxima le long des crêtes dorsales et des remblais, mais elles se réduisent sensiblement à des éboulements à surfaces d’écoulement profondes. En de telles situations, dans les analyses pseudo statiques, les effets d’amplification topographiques peuvent être négligés. Méthodes d’analyse L’analyse de stabilité des pentes en conditions sismiques peut être effectuée à l’aide de méthodes pseudo statiques, de méthodes des déplacements et de méthodes d’analyse dynamique. Au cours de ces analyses, il faut tenir compte des comportements de type fragile, se manifestant dans les sols fins et surconsolidés et dans les sols grenus épaissis par une réduction de la résistance à l’effort tranchant en fonction de la croissance des déformations. En outre, il faut tenir compte des augmentations possibles des pressions interstitielles induites en conditions sismiques dans le sol saturé. Dans les méthodes pseudo statiques l’action sismique est représentée par une action statique équivalente, constante dans le temps et dans l’espace, proportionnelle au poids W du volume

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de sol potentiellement instable. Cette force dépend des caractéristiques du mouvement sismique attendu dans le volume de sol potentiellement instable et par la capacité de ce volume à subir des déplacements sans provoquer de réductions significatives de la résistance. Dans les vérifications à l’état limite ultime, par manque d’études spécifiques, les composantes horizontale et verticale de cette force peuvent s’exprimer comme suit : Fh = kh· W et Fv= kv· W avec kh et kv désignant respectivement les coefficients sismiques horizontal et vertical : kh=β·amax/g et kv=±0,5·kv où β = coefficient de réduction de l’accélération maximum attendue in situ, pouvant être considéré de: pour 0.5 < a max/g < 1 β = 0.30, pour 0.25 < a max/g < 0.5 β = 0.27, pour a max/g < 0.5 β = 0.20; a max = accélération horizontale attendue in situ, g = accélération de gravité. La condition d’état limite doit être évaluée en se référant aux valeurs caractéristiques des paramètres géotechniques et doit se référer à la surface critique de glissement caractérisée par une marge de sécurité réduite. Le bien-fondé des marges de sécurité vis-à-vis de la stabilité de la pente doit être évalué et motivé par l’auteur du projet. En présence de sol saturé et dans des sites ayant une accélération horizontale maximum attendue amax > O,15g, au cours de l’analyse statique en conditions post-séisme il faut tenir compte de la possible réduction de la résistance à l’effort tranchant suite à l’augmentation des pressions interstitielles ou par déchéance des caractéristiques de résistance induites par les actions sismiques. Au cours de l’analyse de stabilité des éboulements inactifs, pouvant être réactivés par l’action du séisme, il faut se référer aux valeurs des paramètres de résistance extraits des déformations élevées. L’augmentation éventuelle de la pression interstitielle induite par le séisme, à tenir en compte par rapport à la nature du sol, doit être considérée uniformément distribuée le long de la surface d’écoulement critique. Les analyses du comportement des pentes en conditions sismiques peuvent aussi être effectuées à l’aide de la méthode des déplacements, où la masse du sol potentiellement en éboulement est assimilée à un corps rigide pouvant se déplacer par rapport au terrain stable le long d’une surface d’écoulement. La méthode permet d’évaluer le déplacement permanent induit par le séisme dans la masse de sol potentiellement instable. L’application de la méthode nécessite que l’action sismique de projet soit représentée à l’aide du suivi des accélérations. Les accélérogrammes utilisés au cours des analyses, en nombre ≥ à 5, doivent être représentatifs de la sismicité du site et leur choix doit être adéquatement justifié.

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Dans la méthode des déplacements, l’évaluation des conditions de stabilité de la pente est effectuée à l’aide de la confrontation entre le déplacement calculé pour le cinématisme de collapsus critique et les valeurs limites ou de seuils du déplacement. Le choix des valeurs limites de déplacement par rapport aux conditions d’état limite ultime ou de service doit être effectué et suffisamment justifié par l’auteur du projet. L’étude du comportement en conditions sismiques des pentes peut aussi être effectuée en se servant de méthodes avancées d’analyse dynamique, pourvu que l’on tienne compte de la nature polyphasée du sol et que l’on décrive de façon réaliste leur comportement mécanique en conditions cycliques. Pour ces raisons, le recours aux analyses avancées implique des sondages géotechniques suffisamment approfondis. Dans la méthode des déplacements, l’évaluation des conditions de stabilité de la pente est effectuée à l’aide de la confrontation entre le déplacement calculé pour le cinématisme de collapsus critique et les valeurs limites ou de seuils du déplacement. Le choix des valeurs limites de déplacement par rapport aux conditions d’état limite ultime ou de service doit être effectué et suffisamment justifié par l’auteur du projet. L’étude du comportement en conditions sismiques des pentes peut aussi être effectuée en se servant de méthodes avancées d’analyse dynamique, pourvu que l’on tienne compte de la nature polyphasée du sol et que l’on décrive de façon réaliste leur comportement mécanique en conditions cycliques. Pour ces raisons, le recours aux analyses avancées implique des sondages géotechniques suffisamment approfondis.

VI.4.3 Tranchées et fronts de fouille en tranchée Reconnaissances géotechniques et caractérisation géotechnique Les reconnaissances géotechniques doivent tenir compte de la profondeur, de la taille, de la destination et du caractère permanent ou provisoire des fouilles. Pour ce qui concerne les sondages spécifiques à effectuer il faut préciser que : Les levés topographiques doivent être étendus à une zone plus vaste que celle directement concernée par les travaux; Les sondages géotechniques in situ doivent permettre de reconnaitre la constitution du sous-sol et la détermination de la pression interstitielle et de la pression de l’eau dans les discontinuités éventuellement présentes. La profondeur des sondages doit être établie en relation avec celle des fouilles, en ayant soin d’étendre le sondage en amont du bord prévu et au dessous de la côte du fond de fouille. Les essais de laboratoire doivent permettre de déterminer les caractéristiques de résistance dans les conditions de pic, de post-pic et dans les conditions résiduelles. Les sondages géotechniques in situ doivent permettre de reconnaitre la constitution du sous.

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Critères générales d’étude et vérifications de sécurité Le projet doit définir un profil de fouilles tel à respecter les prescriptions de l’EC7 et c’est-àdire Ed≤Rd. La méthode de calcul devra être adaptée au type de rupture envisagée (par exemple : méthode de Bishop pour les ruptures circulaires, méthode des perturbations pour les ruptures non circulaires). En cas de fouilles réalisées en pente, il faut vérifier l’influence des fouilles sur les conditions de stabilité générale de la pente même. Le projet doit tenir compte de l’existence des ouvrages et des surcharges à proximité des fouilles, examiner l’influence des fouilles sur le régime des eaux superficielles et garantir la stabilité et la fonctionnalité des constructions existantes dans la zone concernée par les fouilles. Pour ce qui concerne les fouilles en tranchée à front vertical d’une hauteur supérieure à 2 m, dans lesquelles la permanence d’ouvriers est prévue, et les fouilles retombant en proximité d’ouvrages existants, il faut prévoir une armature de soutien des parois des fouilles. Les vérifications doivent être effectuées vis-à-vis des états limites ultimes (ELU) et vis-à-vis des états limites de service (ELS), si nécessaire. Les actions dues au sol, à l’eau et aux surcharges même transitoires doivent être calculées de façon à atteindre, tour à tour, les conditions les plus défavorables. Les hypothèses concernant le calcul des actions du sol et de l’armature doivent être justifiées en considérant la déformabilité relative du sol et de l’armature, les modalités d’exécution de l’armature et des fouilles, les caractéristiques mécaniques du sol et le temps de permanence des fouilles. Les vérifications de sécurité sont satisfaites si la condition Ed≤Rd est satisfaite pour tous les cinématismes de collapsus possibles. Il faut donc rechercher la condition minimum pour le rapport Rd/Ed. Les vérifications doivent être effectuées en utilisant la combinaison des coefficients partiels conformément à l’Eurocode 7.

Tranchées en terrain rocheux Leur géométrie doit être justifiée si nécessaire par une étude structurale de stabilité vis-à-vis des discontinuités présentes dans le massif, en particulier une analyse de stabilité des dièdres pour déterminer la pente des talus, et des calculs trajectographiques de chutes de blocs le cas échéant. Pour les massifs rocheux très fracturés et altérés, la géométrie sera justifiée à partir d'une analyse géologique définissant le degré d'altération et/ou de karstification du massif, le diaclasage des blocs, l'hétérogénéité des terrains (poches argileuses, ... ). Des largeurs en pied de talus, appelées "pièges à cailloux", peuvent être nécessaires pour éviter que des chutes de blocs n'atteignent la voie. Aucune trajectoire ne doit traverser le gabarit ferroviaire.

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Si des risbermes sont prévues, elles doivent impérativement être prises en compte dans l'étude de stabilité du déblai (dimensionnement conséquent du piège à cailloux).

Prescriptions particulières concernant l’étude en zones sismiques Pour ce qui concerne les fronts de fouille en zone sismique il faut appliquer les mêmes critères énoncés pour la stabilité des pentes naturelles. Pour les déblais rocheux, le risque sismique doit être pris en compte dans le cas où la pente de talus adoptée est supérieure à la pente d'équilibre des dièdres. VI.4.4 Remblais et ouvrages en gravats Le projet d’un ouvrage en gravats doit tenir compte du niveau de performance et des caractéristiques du sol de fondation. Les critères concernant le choix des matériaux de construction ont déjà été définis dans les chapitres précédents. Dans le projet, les prescriptions relatives à la qualification des matériaux et à la mise en œuvre doivent être indiquées en précisant les temps et les modalités de construction, notamment l’épaisseur maximum des couches en fonction des matériaux. Il faut aussi préciser les contrôles à effectuer pendant la construction et les limites de tolérance des matériaux, du degré de compactage à atteindre et de la déformabilité des couches.

Vérifications de sécurité (ELU) La stabilité globale de l’ensemble ouvrage-sol de fondation doit être étudiée dans les conditions correspondantes aux différentes phases de construction, à la fin de la construction et en exercice. Les justifications locales doivent être étendues aux éléments artificiels de renfort, se trouvant éventuellement à l’intérieur et à la base de l’ouvrage, en se référant aussi aux problèmes de pérennité. En cas d’ouvrages sur pente, il faut examiner l’influence de l’ouvrage en terre sur les conditions générales de sécurité de la pente, notamment en rapport avec les variations induites dans le régime hydraulique du sous-sol. Il faut respecter la condition Ed≤Rd, en vérifiant que les valeurs de projet, les actions et les paramètres géotechniques n’atteignent pas une condition d’état limite. Pour ce qui concerne les vérifications de stabilité des talus, en phase statique comme en phase sismique, il faudra suivre les mêmes critères déjà décrits pour les pentes naturelles et les fronts de fouille. En cas de remblais, dans ces vérifications, les charges variables dues aux convois ferroviaires seront prises en compte. Pour ceux-ci, on considérera une charge de 40 kPa en phase statique et de 20 kPa en phase sismique, distribuées sur une largeur de 4 m à cheval de l’axe des rails.

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Pour les remblais sur sol mou, une vérification supplémentaire au poinçonnement doit être réalisée.

Vérifications en conditions de service (ELS) Il faut vérifier que les tassements de l’ouvrage dus à la déformation du sol de fondation et de l’ouvrage, soient compatibles avec sa fonctionnalité. Des analyses spécifiques doivent en outre être développées pour évaluer l’influence de l’ouvrage sur la sécurité et sur la fonctionnalité des constructions adjacentes et pour identifier les éventuelles interventions pour en limiter les effets défavorables. Il faudra évaluer les tassements instantanés, de consolidation primaire et secondaire et leur évolution dans le temps, en fonction des caractéristiques du sol constituant le sous-sol. Le calcul des tassements différés dans le temps doit être effectué en ne tenant compte que des charges et des surcharges permanentes. Il ne faudra donc pas considérer les charges variables, comme la charge due au passage des convois. Sur la base des caractéristiques du sol sous les remblais, les programmes prévus dans le projet concernant la construction des remblais seront respectés afin que les éventuelles dispositions d’assainissement ou d’accélération de la consolidation du terrain de pose puissent être terminées en temps utile pour garantir que les tassements résiduels ne soient pas supérieurs à 10% des tassements théoriques et impérativement inférieurs à 5 cm. En cas de nécessité d’interventions d’accélération des tassements différés dans le temps, ceuxci seront projetés sur la base des données provenant d’un sondage géotechnique précis comprenant un nombre adéquat d’essais de laboratoire (notamment des essais œdométriques) sur des échantillons intacts. Par ailleurs, il faudra tenir compte des phénomènes de consolidation primaire et des effets de compressibilité secondaire ; ces derniers seront particulièrement étudiés en présence de sol organique et de tourbe. En cas de remblai ferroviaire à réaliser en cohésion et/ou en appui à un remblai existant, en maintenant ce dernier en exercice pendant les travaux, les tassements induits dans la voie existante ne doivent pas dépasser les valeurs limites de service de la défectuosité de la voie. Il faudra aussi étudier soigneusement les aspects suivants: Les tassements différentiels entre les deux rails dans une même section verticale du remblai, leur évolution dans le temps et les implications sur la géométrie de la voie. Le parcours des tassements le long de l’axe de la voie, avec une étude des modifications de pente, pouvant se vérifier surtout dans les zones de limite avec les tronçons éloignés. Tassements en rapports avec des ouvrages d’art en accordant une attention particulière aux problèmes de biais de la voie. Évolution des tassements dans le temps.

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Contrôles et auscultation Le projet devra contenir un plan de contrôle et d’auscultation à même de vérifier que les valeurs des grandeurs mesurées, comme par exemple les déplacements et les pressions interstitielles, sont congrus aux hypothèses du projet, dans le respect des normes de sécurité et de fonctionnalité de l’ouvrage et des ouvrages contigües. PROXIMITE ROUTE-VOIE FERREE

VI.4.5 Parallélisme des tracés En cas de parallélisme entre la route et la voie ferrée, le risque d’invasion de la voie ferrée par un véhicule routier dévié dépend de la position réciproque des voies en question. Afin de discrétiser les cas possibles et de simplifier la prise de décision à adopter, on indique par H le dénivellement entre le Plan Ferroviaire. et le Plan Routier et par L la largeur d’une bande de terrain interposé entre le bord de la route (marge externe de la chaussée de secours) et le bord de l’ouvrage ferroviaire (bord du déblai ou du fossé au pied du remblai). Il faudra effectuer la schématisation suivante :

Types de proximité

H ≤ 3.00 M

VOIE FERREE A UNE COTE PROCHE DE CELLE DE LA CHAUSSEE ROUTIERE.

CLASSE A

0.00 ≤ L < 16.50 M

PROXIMITE ETROITE

CLASSE B

L ≥ 16.50 M

PROXIMITE NORMALE

H > 3.00 M CLASSE C CLASSE D

VOIE FERREE A UNE COTE SUPERIEURE A CELLE DE LA CHAUSSEE ROUTIERE 0.00 ≤ L < 6.00 M

PROXIMITE ETROITE

L ≥ 6.00 M

PROXIMITE NORMALE

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La schématisation ci-dessus identifie une première distinction entre la ligne ferroviaire la plus exposée à l’invasion d’un véhicule routier dévié (H ≤ 3.00 m) et la ligne ferroviaire la moins exposée ( H > 3.00 m). Dans le cadre de ces deux familles de positions altimétriques réciproques, les domaines des valeurs de la largeur de la bande intermédiaire, établissant le classement du type de proximité, sont ensuite identifiés: étroits ou normaux. Ci-dessous on reporte dans le détail les descriptions des classes A, B, C et D : A)

H

3.00 m e 0.00 m

L < 16.50 m: Proximité étroite:

Dans ce cas la voie ferrée se trouve à une côte proche de celle de la chaussée routière. Entre le bord de la chaussée routière et le bord de l’ouvrage ferroviaire il n’y a pas l’espace nécessaire pour modeler le sol afin de réaliser une voie de secours pour les véhicules déviés. Pour autant il faut prévoir la pose d’une barrière de sécurité de type “séparateur en béton” de classe H4 et indice ASI= 1.4 (EN 1317), pour contenir les véhicules déviés (figure suivante).

Fossé

Voie ferrée

Remblai Séparateur en béton Voie routière A

Déblai Voie ferrée

En outre il faudra mettre en œuvre une grille de protection pour contenir les petits objets pouvant provenir des véhicules ou pour prévenir les actes de vandalisme. Cette grille pourra coïncider avec la clôture de l’ouvrage ferroviaire dans le cas limite de l 0.00 m. Le remblai ferroviaire, pour H par un mur de soutènement.

3.00 m, pourra être délimité par un mur de pied de talus ou

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Si ce mur a une hauteur d’au moins 1.50.m, il pourrait déjà constituer de lui-même une barrière appropriée pour protéger la voie ferrée des éventuels véhicules déviés. Ce mur ne constituerait pas cependant une protection conforme aux prescriptions de la norme relative aux barrières routières de sécurité. Pour autant, entre le mur et la chaussée routière, il faudrait prévoir la pose d’une barrière de sécurité routière qui, conformément aux prescriptions de la norme relative aux barrières routières de sécurité, soit du type « séparateur en béton latéral ou simple » adapté au type de la route et au niveau de la circulation. (Figure suivante).

Voie Voie ferrée

ferrée

Remblai

Voie routière

Séparateur en béton A

Voie routière

< o B) H 3.00 m e L 16.50 m: Proximité normale. i e d’invasion de la part Dans ce cas la voie ferrée se trouve encore dans une position de risque de véhicules déviés, mais entre le bord de la chaussée routière fet le bord de l’ouvrage ferroviaire il y a un espace suffisant pour modeler le terrain afin ede réaliser une voie de rr secours pour les véhicules déviés. La valeur limite de L = 16.50 m est l’élément séparateur entre les éconditions de proximité e étroite et normale. A partir de cette valeur limite, il est possible de réaliser la modélisation minimum du terrain nécessaire et suffisant pour ne pas poser de barrières de sécurité et de grilles de protection contre la chute et le lancement d’objets de petites taille. Cette modélisation consiste en une succession d’un caniveau et d’une digue, réalisée à côté du bord de la chaussée routière de façon à ce que les véhicules déviés puissent s’arrêter par inertie sans rencontrer d’obstacles, sans se renverser et sans courir le risque de collision avec d’autres véhicules se trouvant sur la chaussée routière (figure suivante).

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Voie Voie ferrée

ferrée

Remblai Remblai

Voie Voie ferrée ferrée

Déblai Déblai

Pour 16.50 m L 3.00 m e L

6.00 m: Proximité normale.

Dans ce cas, la voie ferrée se trouve, comme dans le point C), dans une position altimétrique non exposée au risque d’invasion de la part de véhicules déviés mais il faut distinguer les deux cas suivants:

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Remblai non délimité par des murs Remblai délimité par des murs Remblai non délimité par des murs La largeur de la bande interposée entre le bord de la chaussée et le bord de l’ouvrage ferroviaire est suffisante pour réaliser une modélisation du terrain permettant de réduire la vitesse des véhicules sans risque pour les automobilistes, puisque le parement des remblais ferroviaires peut en être considéré partie intégrante. La valeur limite de L = 6.00 m est l’élément séparateur entre les conditions de proximité étroite et normale. A partir de cette valeur limite il est possible de réaliser la modélisation minimum du terrain nécessaire et suffisante pour ne pas devoir mettre en œuvre de barrières de sécurité routière. Elle consiste comme dans le cas B) ci-dessus en une succession de caniveaux et de digues, de façon à ce que les véhicules peuvent s’arrêter par inertie sans rencontrer d’obstacles, sans se renverser et sans courir le risque de collision avec d’autres véhicules se trouvant sur la chaussée routière (figure suivante). Voie ferrée Voie routière Remblai

Remblai

Pour L > 6.00 m la proximité aura tendance, suite à l’augmentation de la distance entre la chaussée routière et la voie ferrée, à être toujours plus modeste. Le critère à suivre pour configurer la bande de séparation reste toujours le même. Même dans ce cas, si le contexte de la bande d’interposition ne permettait pas la réalisation de la modélisation ci-dessus (par la présence d’obstacles non éliminables comme des arbustes de valeur, préexistants et protégés, etc.) ni de garantir la sécurité des automobilistes, il faudrait prévoir la pose d’une barrière de sécurité routière. Si la réalisation de la modélisation du sol en caniveau suivi d’une digue ne serait pas économiquement convenable par rapport à la pose d’une barrière de sécurité, il serait possible de recourir à la seule installation d’une barrière de type “séparateur en béton” ou à

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l’installation, dans la zone comprise entre les deux plateformes (ferroviaire et routière), d’une barrière de type pare-blocs dimensionnée de façon telle à permettre l’arrêt du véhicule de projet dans la zone interposée entre les deux plateformes. Remblai délimité par des murs Dans ce cas il faudra prévoir la pose d’une barrière de sécurité routière, comme pour le point C) Seulement pour les bandes de terrain d’une largeur comparable à celle exposée au point B), il est possible de réaliser des modélisations permettant de ne pas utiliser de barrières de sécurité routière, sous réserve des considérations de rentabilité économique et non seulement de sécurité des infrastructures ferroviaires. VI.5

CLASSIFICATION DES SOLS

VI.5.1 Classification des sols selon GTR NF P 11-300 Les paramètres utilisés pour la classification des sols dépendent des matériaux analysés. Ces sont des paramètres qui ne varient pas ni dans le temps ni au cours des manipulations. Ils sont représentés par la granularité et par l’argilosité. Le tableau synoptique de la classification des matériaux selon leur nature est représenté ci-après.

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Description des groups pour la construction des terrassements Les matériaux à utiliser pour la construction des terrassements sont décrit par la suite. Le classement a été conduit selon GTR NF P 11-30.

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Classe A - SOLS FINS Paramètres de Paramètres de Sous classe nature nature Classe fonction de Premier Deuxième la niveau de niveau de nature classification classification

VBS ou

Dmax ≤ 50mn et tamisat à 80μm > 35 %

A sols fins

12 < IP ou

25 < IP ou

IP > 40 ou VBS > 8

A1 Limons peu plastiques, loess, silts alluvionnair es, sables fins peu pollués, arènes peu plastiques...

A2 Sables fins argileux, limons, argiles et marnes peu plastiques, arènes.

Caractères principaux

Ces sols changent brutalement de consistance pour de faibles variations de teneur en eau, en particulier lorsque eur wn est proche de wOPN. Le temps de réaction aux variations de l'environnement hydrique et climatique est relativement court, mais la perméabilité pouvant varier dans de larges limites selon la granulométrie, la plasticité et la compacité, le temps de réaction peut tout de même varier assez largement. Dans le cas de ces sols fins peu plastiques, il est souvent préférable de les identifier par la valeur de bleu de méthylène VBS, compte tenu de l'imprécision attachée à la mesure de l'Ip. Le caractère moyen des sols de cette sous - classe fait qu'ils se prêtent à l'emploi de la plus large gamme d'outils de terrassement (si la teneur en eau n'est pas trop élevée). constitue le critère d'identification le mieux adapté.

Ces sols sont très cohérents à teneur en eau moyenne et faible, et collants ou A3 Argiles et glissants à l'état humide, d'où difficulté de mise en œuvre sur chantier (et de argiles marneuses, manipulation en laboratoire). Leur perméabilité très réduite rend leurs limons variations de teneur en eau très lentes, en très plastiques... place. Une augmentation de teneur en eau assez importante est nécessaire pour changer notablement leur consistance. A4 Ces sols sont très cohérents et presque Argiles et imperméables: s'ils changent de teneur en argiles eau, c'est extrêmement lentement et avec marneuses, d'importants retraits ou gonflements. très Leur emploi en remblai ou en couche de

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plastiques.

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forme n'est normalement pas envisagé mais il peut éventuellement être décidé à l'appui d'une étude spécifique s'appuyant notamment sur des essais en vraie grandeur.

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Classe B - SOLS SABLEUX ET GRAVELEUX AVEC FINES

Paramètres de nature Premier niveau de classification

Paramètres de Sous classe fonction de nature Classe la Deuxième nature niveau de classification - tamisât à 80 μm ≤12% - tamisât à 2 mm > 70% - 0,1 < VBS ≤ 0,2 ou

B1 Sables silteux...

ES > 35

B Sols sableu Dmax ≤ 50mn x et et tamisât à gravel 80μm > 35 % eux avec fines

- tamisât à 80 μm ≤ 12% - tamisât à 2 mm > 70%

B2 Sables argileux (peu

- VBS > 0,2 ou ES ≤ 35

- tamisât à 80 μm ≤ 12% - tamisât à 2 mm ≤ 70%

argileux)…

B3

- 0,1 < VBS ≤ 0,2 ou ES > 25 - tamisât à 80

B4

Caractères principaux

Matériaux sableux généralement insensibles à l'eau. Mais, dans certains cas (extraction dans la nappe...), cette insensibilité devra être confirmée (étude complémentaire, planche d'essais,...). Leur emploi en couche de forme nécessite, par ailleurs, la mesure de leur résistance mécanique (friabilité des sables FS). La plasticité de leurs fines rend ces sols sensibles à l'eau. Leur temps de réaction aux variations de l'environnement hydrique et climatique est court, tout en pouvant varier assez largement (fonction de perméabilité). Lorsqu'ils sont extraits dans la nappe et mis en dépôt provisoire, ils conservent un état hydrique "humide" à "très humide" ; il est assez peu probable, en climat océanique, que leur état hydrique puisse s'améliorer jusqu'à devenir "moyen". Leur emploi en couche de forme sans traitement avec des LH nécessite, par ailleurs, la mesure de leur résistance mécanique (friabilité des sables FS). Matériaux graveleux généralement insensibles à l'eau. Mais, dans certains cas (extraction dans la nappe...), cette insensibilité devra être confirmée (étude complémentaire, planche d'essai,...).Leur emploi en couche de forme sans traitement avec des LH nécessite, par ailleurs, la mesure de leur résistance mécanique (Los Angelès, LA, et Micro Deval en présence d'eau, MDE). Ils sont plus graveleux que les sols B2 et

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μm ≤ 12% - tamisât à 2 mm ≤ 70% - VBS > 0,2 ou

Graves argileuses (peu argileuses).. .

ES ≤ 25

B Sols Dmax ≤ 50mn sableu x

et tamisât à 80μm > 35 %

et gravel eux avec fines

- tamisât à 80 μm ≤ 12% - tamisât à 2 mm ≤ 70% - VBS ≤ 1,5 ou Ip ≤ 12

- tamisât à 80 μm ≤ 12% - tamisât à 2 mm > 70% - VBS >1,5 ou Ip >12

B5 Sables et graves très silteux.

B6 Sables et graves, argileux à très argileux

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leur fraction sableuse est plus faible. Pour cette raison, ils sont en général perméables. Ils réagissent assez rapidement aux variations de l'environnement hydrique et climatique (humidification - séchage).Lorsqu'ils sont extraits dans la nappe, il est assez peu probable, en climat océanique, que leur état hydrique puisse s'améliorer jusqu'à devenir "moyen". Leur emploi en couche de forme sans traitement avec des LH nécessite, par ailleurs, la mesure de leur résistance mécanique (Los Angelès, LA, et/ou Micro Deval en présence d'eau, MDE). La proportion de fines et la faible plasticité de ces dernières, rapprochent beaucoup le comportement de ces sols de celui des sols A1. Pour la même raison qu'indiquée à propos des sols A1,il y a lieu de préférer le critère VBS au critère Ip, pour l'identification des sols B5. Leur emploi en couche de forme sans traitement avec des LH nécessite de connaître leur résistance mécanique (Los Angelès, LA, et/ou Micro Deval en présence d'eau, MDE). L'influence des fines est prépondérante ; le comportement du sol se rapproche de celui du sol fin ayant même plasticité que les fines du sol avec toutefois une plus grande sensibilité à l'eau due à la présence de la fraction sableuse en plus grande quantité.

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Classe D - SOLS INSENSIBLES A L'EAU Paramètres de nature Premier niveau de classificatio n

Classe

Paramètres de nature Deuxième niveau de classification

Sous classe fonction de la nature

D1

D VBS ≤ 0,1 et tamisât à 80μm ≤ 12 %

Sols Insensible s à l’eau

Dmax ≤ 50 mm et tamisât à 2 mm > 70%

- Dmax ≤ 50 mm et tamisât à 2 mm ≤ 70%

Sables alluvionnaires propres, sables de dune…. D2 Graves alluvionnaires propres, sables.. .

Caractères principaux

Ces sols sont sans cohésion et perméables. Leur granulométrie, souvent mal graduée et de petit calibre, les rend très érodables et d'une "traficabilité" difficile. Ces sols sont sans cohésion et perméables. Après compactage ils sont d'autant moins érodables et d'autant plus aptes à supporter le trafic qu'ils sont bien gradués.

VI.5.2 Classification des sols selon ASTM D2487 (USCS) Indications générales On considère 8 classes fondamentales indiquées par la lettre A et in indice numérique de 1 à 8 Les trois premières classes (A1-A2-A3) comprennent les sols graveleux et sableux, identifiés à travers un passant au tamis 0,063 non supérieur à 35%. Les quatre secondes classes (de A4 à A7) comprennent les sols limoneux et argileux, ayant un passant au tamis 0,063 supérieur à 35%. La dernière classe A8 comprend les tourbes et les terres organiques. Certaines classes par ailleurs se subdivisent en sous-classes identifiées par l’ajout d’un second indice formé d’une lettre et d’un chiffre. L’identification de la classe et de la sous classe d’un sol est effectuée (voir table I), à l’aide de simples essais, consistant en une analyse granulométrique exécutée sur des échantillons de 2 mm et 0.063 mm de la série principale R20/3 et sur le tamis 0.4 de la série supplémentaire R20 (ISO 565) et aussi dans la détermination de la limite de liquidité wL et de l’indice de élasticité IP. Il sera aussi opportun pour ce qui concerne les sols contenant de l’argile, d’associer un numéro entre parenthèses représentant l’indice de la classe, variable de 0 à 20. Les sols de meilleure qualité auront l’indice de classee le plus bas.

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L’indice de classe peut être défini comme un coefficient de qualité d’une terre exprimé par la relation suivante: Ig = 0.2·a + 0.005·a·c + 0.01·b·d Où: a est le pourcentage de passant au tamis 0.063 moins 35. Si ce pourcentage est supérieur à 75 il sera toujours indiqué par 75, si le pourcentage est inférieur à 35 il sera toujours indiqué par 35; b est le pourcentage de passant au tamis 0.063 moins 15. Si ce pourcentage est supérieur à 55 il sera toujours indiqué par 55, si le pourcentage est inférieur à 15 il sera toujours indiqué par 15; c est la valeur de la limite de liquidité wL moins 40. Si cette valeur est supérieure à 60 elle sera toujours indiquée par 60, si la valeur est inférieure à 40 elle sera toujours indiquée par 40; d est la valeur de l’indice de plasticité IP moins 10. Si cette valeur est supérieure à di 30 elle sera toujours indiquée par 30, si la valeur est inférieure à 10 elle sera toujours indiquée par 10. Aussi bien les valeurs de a, b, c, d que les valeurs de l’indice de classe sont arrondis au numéro entier le plus proche. Description des classes et des sous-classes Sols sableux et graveleux (pourcentage de tamisât 0.063 mm inferieur à 35%) Classe A1 Cette classe comprend: les graviers et les graviers sableux propres bien gradués, les mélanges de gravier et de sable avec peu ou pas de particules fines, les cendres volcaniques, les ponces avec une granulométrie bien étalée et un tamisât de 0.063 mm et inferieur au 25% du poids total. Étant donné un indice de plasticité IP de 6, la nature de ces sols est limoneuse. Sous classes A1-a et A1-b La sous classe A1a comprend des sols comportant des gros éléments avec un tamisât de 2 mm et des sols comportant des fines avec un tamisât de 0.063 mm en pourcentage inferieur à 15%. La sous classe A1b comprend des sols sableux comportant des gros éléments et avec un tamisage de 0.063 mm en pourcentage inferieur à 25%. Classe A3 La classe A3 est constituée de sable fin, constitué pour plus de 50% de granulométrie minimale de 0,40 mm ayant un pourcentage de limon inférieur à 10%. Le matériau n’est pas plastique. Classe A2 Cette classe est constituée des sols des deux groupes précédents, contenant par ailleurs des quantités de 15 à 35% de limon ou d’argile, appartenant aux groupes A4, A5, A6, A7 ci-

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dessous dans la classification, et qui peuvent conférer à l’ensemble un degré de plasticité plus élevé. Sous classe A2-4 et A2-5 Ces sols sont caractérisés par un matériau fin avec un tamisât de 0.063 mm, composé de limon appartenant aux classes A4 et A5. Sous classe A2-6 et A2-7 Ces sols sont caractérisés par un matériau fin avec un tamisât de 0.063 mm, composé d’argile appartenant aux classes A6 et A7. Sols limon-argileux (pourcentage de tamisât 0.063 mm supérieur à 35%) Classe A4 La classe A4 est caractérisée par des limons peu plastiques et peu compressibles. Cette classe comprend les limons sableux, les limons graveleux et sableux qui sont différents des sols similaires de classe A2-4 pour un pourcentage plus élevé de tamisât (0.063 mm). Le pourcentage de sable et de gravier détermine la valeur de l’indice de la classe qui peut augmenter jusqu’à 8. Classe A5 Cette classe est caractérisée par un limon très compressible avec un niveau élevé de limite de liquidité et qui contient du mica. Cette classe comprend aussi les limons graveleux et sableux avec un pourcentage de sable inferieur à 65%, raison pour laquelle ils sont différents des sols de la classe A2-5. Le pourcentage de sable et de gravier détermine la valeur de l’indice de la classe qui peut augmenter jusqu’à 12. Classe A6 Cette classe est caractérisée par des sols argileux peu compressibles avec des limites de liquidité basses. Cette classe comprend aussi les argiles limoneuses contenant sable et gravier avec un pourcentage inferieur à 65%, raison pour laquelle ils sont différents des sols de la classe A2-6. La plasticité du matériau et le pourcentage de gravier et de sable du sol déterminent la valeur de l’indice de la classe. Classe A7 Les sols appartenant à cette classe sont constitués par des argiles compressibles qui changent de teneur en eau avec d’importants gonflements. Ces sols sont caractérisés par des limites de

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liquidité élevées et ils contiennent sable et gravier en pourcentage inferieur à 65%, raison pour laquelle ils sont différents des sols de la classe A2-7. La plasticité du matériel et le pourcentage de gravier et de sable du sol déterminent la valeur de l’indice de la classe qui peut augmenter jusqu’à 20. Cette classe comprend deux sous classes. Sous classe A7-5 La sous classe A7-5 est caractérisée par un indice de plasticité plus modéré par rapport à la limite de liquidité. En particulier, la valeur de l’indice est inferieure à la limite de liquidité moins 30. Il s’agit de sols très élastiques, compressibles et fortement gonflants en présence d’eau. Sous classe A7-6 La sous classe A7-6 est caractérisée par un indice de plasticité plus élevé par rapport à la limite de liquidité. En particulier la valeur de l’indice est supérieure à la limite de liquidité moins 30. Il s’agit de sols moins élastiques et compressibles par rapport à ceux de la sous classe A7-5, qui sont très plastiques et fortement gonflants en présence d’eau. Tourbes et autres sols fortement organiques Classe A8 Cette classe comprend les tourbes et autres sols organiques fortement compressibles. Ces sols sont constitués majoritairement d’eau (supérieure à 100%) et ils révèlent la structure fibreuse et la matière organique. Les tourbes ne peuvent pas être utilisées comme sols d’appui pour la construction de terrassements. Le classement des sols est représenté par le tableau suivant. Les qualités principales du sol comme la portance de la couche de forme en absence de gal, les effets du gel sur la portance de la couche de forme, l’indication de la plasticité et les changements de teneur en eau des sols y sont indiqués. Les propriétés élémentaires qui permettent de reconnaître les sols sur le chantier et les classifier sont décrites dans le tableau suivant.

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Tableau I – Classification des sols Classification générale Groupe Sous-groupe Analyse granulométrique Fraction passant au tamis 2 mm % 0.4 mm % 0.063 mm %

Caractéristique de la fraction passant au tamis 0.4 mm Limite liquide Indice de plasticité

A1 A1-a

≤ 50 ≤ 30 ≤ 15

A1-b

≤ 50 ≤ 25

Terres graveuses-sableuses Fraction passant au tamis 0.063 mm ≤ 35% A3 A2 A2-4 A2-5

> 50 ≤ 10

≤6 0 Sable fin

Terres limoneuses-argileuses Fraction passant au tamis 0.063 mm > 35% A5 A6

A4 A2-6

A2-7

Tourbes et terres organiques A8

A7 A7-5

A7-6

≤ 35

≤ 35

≤ 35

≤ 35

> 35

> 35

> 35

> 35

> 35

≤ 40 ≤ 10

> 40 ≤ 10

≤ 40 > 10

> 40 > 10

≤ 40 ≤ 10

> 40 ≤ 10

≤ 40 > 10

> 40 > 10 IP≤ W L-30

> 40 > 10 IP>WL-30

≤8 Limons peu compressibles

≤ 12 Limons fortement compressibles

≤ 16 Argiles peu compressibles

≤ 20 Argiles fortement compressibles moyennement plastiques

Argiles fortement compressibles fortement plastiques

0 ≤4 Grève et sable limoneux ou argileux

Indice de groupe Types courants de matériels caractéristiques constituant le groupe

0 Grève ou cailloutis, grève cailloutis sableux, gros sable ponce, déchets volcaniques, pouzzolanes.

Qualités de capacité portante comme terrain de fond en absence de gel

D’excellent à bon

Action du gel sur les qualités de capacité portante du terrain de fond.

Aucune ou faible

Moyenne

Très élevée

Moyenne

Élevée

Moyenne

Retrait ou regonflement

Néant

Nul ou faible

Faible ou moyen

Élevé

Élevé

Très élevé

Perméabilité Identification du sol in situ

Élevée Facilement identifiable à la vue

Moyenne ou élevée La majeure partie des grains sont identifiables à œil nu – rude au tact – Une ténacité moyenne ou élevée à l’état sec indique la présence d’argile.

Réagissant à l’essai de secouement (*) – Poussiéreux ou peu tenaces à l’état sec – Difficilement modelables à l’état humide.

De médiocre à faible

Rude au tact – incohérent à l’état sec.

Tourbes de récente ou d’ancienne formation, déchets organiques d’origine palustre.

A écarter en tant que fond

Faible ou nulle Ne réagissant pas à l’essai de secouement (*) – Tenaces à l’état sec – Facilement modelables en barrettes subtiles à l’état humide.

Fibreux de couleur brun ou noir – facilement identifiable à la vue

L’essai de secouement est un essai de chantier pouvant servir à distinguer les limons des argiles. Il est effectué en secouant dans la paume de la main un échantillon de terre humide et en le comprimant ensuite entre les doigts. La terre réagit à l’épreuve si, après le secouement, il apparaitra en superficie un voile brillant d’eau libre, qui disparaitra en comprimant l’échantillon entre les doigts.

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VI.5.3 Superposition des classifications GRT et ASTM D2487 (USCS) Pour simplifier la compréhension du texte, la superposition entre la classification ASTM et la classification GTR (norme NF – P11 -300) pour les matériaux avec D < 50 mm a été illustré dans la figure suivante. Passant à 80 µm

VI.6 DÉTERMINATION DES MODULES DE DÉFORMATION Md (EV1) ET Md’(EV2) A TRAVERS UN ESSAI DE CHARGE A DOUBLE CYCLE SUR PLAQUE CIRCULAIRE VI.6.1 Définition Le module de déformation Md est une mesure conventionnelle de la capacité portante des fonds de forme et des couches de remblai. Il est déterminé à travers un essai de charge sur plaque circulaire et est défini par la relation: Md (Ev1) = (Δp/Δs)·D où:

en N/mm2

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Δp est l’incrémentation de la pression transmise par une plaque circulaire rigide de diamètre D = 300 m, exprimé en N/mm2; Δs est l’incrémentation correspondante d’affaissement de la surface chargée, exprimée en mm. VI.6.2 Principe de la méthode de l’essai L’essai peut être exécuté par simple ou double cycle de chargement, selon les modalités indiquées ci-après, afin de déterminer par le premier cycle le module Md (Ev1) conventionnellement indicatif de la capacité portante et par le second cycle le module Md’ (Ev2), permettant d’évaluer à travers le rapport Md (Ev1)/ Md’(Ev2), le degré de compactage du tronçon en examen. VI.6.3 Équipements de l’essai Une plaque circulaire en acier d’une épaisseur ≥ à 20 mm et de diamètre 300 ± 3 mm. Cette plaque doit être rigidifiée à travers des nervures appropriées ou bien à l’aide d’une autre plaque en acier d’une épaisseur ≥ à 20 mm et de diamètre de 160 mm, superposée coaxiallement à la première. Une boite cylindrique métallique, à l’intérieur de laquelle, en correspondance du centre de la charnière sphérique ci-dessous, se trouve une superficie plate sur laquelle poser la pointe du comparateur situé au centre de la plaque (procédure a). Cette boite peut être omise en cas d’adoption de la procédure b. Une charnière sphérique pour le centrage de la charge (blocable pendant les opérations de mise en place de l’équipement), à disposer immédiatement au dessus de la plaque de charge (voir fig. 1 et 2) Un vérin mécanique ou hydraulique d’une capacité d’environ 50 kN. Un dynamomètre mécanique ou hydraulique d’une capacité d’environ 50 kN, ayant une sensibilité de 0.5 kN. Un raccord constitué par plusieurs tiges cylindriques vissées entre elles de façon à obtenir différentes longueurs. Un comparateur centésimal ayant une capacité de mesure de 10 mm, une sensibilité de 1/100 de mm, ou bien trois comparateurs du même type. Un bras métallique télescopique porte-comparateurs, muni d’un dispositif à vis micrométriques pour la mise à zéro du comparateur, ou bien trois bras du même type. Un soutien des bras porte-comparateurs constitué par une poutre suffisamment rigide, d’une longueur d’environ 2.50 m, munie à son extrémité de deux supports pour l’appui sur le sol, ou autre, d’un soutien constitué par deux poutres de même longueur d’au moins 1,20 chacune et liées entre elles, à mettre en œuvre sur trois supports. Un Chronomètre Un fil à plomb Un thermomètre ayant une échelle de -10 a +60°C environ et une sensibilité de 1°C. VI.6.4 Exécution de l’essai Pour pouvoir exécuter l’essai il faut disposer d’un contre plan fixe, pouvant être constitué par la partie postérieure du châssis d’un camion dont sur les axes repose une charge d’au moins le

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double de charge maximum à exercer sur la plaque. L’ensemble peut être monté de deux manières, selon qu’il puisse être avantageux de pouvoir monter le vérin et le dynamomètre sur la structure du contre plan. Il faut disposer la plaque sur la surface de la couche sur laquelle on veut déterminer le module de déformation, en s’assurant que le contact soit le plus complet possible; pour ce faire, les éventuelles irrégularités de la surface seront nivelées par une légère couche de sable ou d’autre matériau non cohérent, passant entièrement au tamis de 2 mm. S’il sera nécessaire d’effectuer l’essai sur une surface déjà recouverte par une autre couche, il faudra exécuter une fouille dont les parois seront éloignées d’au moins 30 cm (1D) du bord de la plaque. Mesure d’affaissement. Procédure a): avec un seul comparateur Après avoir installé et bloqué la charnière sphérique, il faut poser sur la plaque la boite cylindrique et y introduire le comparateur, soutenu par le bras approprié, de telle façon à ce que sa pointe repose sur le siège expressément présent dans la partie inférieure de la boite. Le bras porte-comparateur est ensuite fixé à la poutre de soutien dont les appuis doivent être éloignés des bords des zones chargées (plaque et roues ou autre support de contre plan) d’au moins 1 m de la plaque et de 0,50 m des roues. L’équipement de mesure des affaissements (poutre, bras, comparateur) doit être à l’abri des rayons directs du soleil, de secousses et de vibrations. Il faut en outre éviter, toute circulation à proximité du poste de mesure. Il faut disposer sur la boite le vérin et le dynamomètre en faisant de manière à ce que la tige de raccord s’appuie contre le châssis du camion ballasté (dans le cas de la disposition de la fig.1), ou bien il faut faire reculer le camion, avec le vérin, le dynamomètre et le raccord déjà montés, sur la boite (dans le cas de la disposition de la fig.2). Il faudra s’assurer, en se servant du fil à plomb, que le point d’appui du vérin et charnière sphérique de base se trouvent sur la même ligne verticale. Procédure b):avec trois comparateurs Les modalités d’épreuve seront les mêmes que celles de la procédure (a) sauf que: La boite cylindrique ne sera pas employée; La charnière sphérique est posée entre la structure et le raccord; Les trois comparateurs sont disposés à 120° sur le périmètre de la plaque, à environ 5 mm du bord, à l’aide des trois bras; Il faut libérer la charnière sphérique et appliquer, en agissant sur le vérin, une charge totale de réglage de 0,02 N/mm2, c’est à dire y compris la charge de l’équipement s’appuyant sur la superficie à tester et non mesurée par le dynamomètre. Il faut attendre que les affaissements soient terminés et remettre à zéro les comparateurs (par convention, pendant cette épreuve on considère terminés les tassements du terrain, c’est à dire les déformations, sous la charge ou au déchargement – stabilisation des affaissements – quand la différence entre deux lectures consécutives du comparateur effectuées à un intervalle de 1 minute est de ± 0,02 mm). Avant d’effectuer toute lecture du comparateur et pour limiter les frottements, il faut donner quelques légères secousses au bras et aux bras porte-comparateurs ou aux poutres de soutien, de façon que l’aiguille oscille aux alentours de la lecture définitive.

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Il faut amener la charge à une valeur de 0.05 N/mm2 et effectuer une première lecture du comparateur (procédure a) ou des comparateurs (procédure b); dans ce dernier cas il faut déterminer la moyenne des trois affaissements lus. Il faut ensuite appliquer les augmentations de charge suivantes, en effectuant, chaque minute, les lectures correspondantes du comparateur jusqu’à la stabilisation des affaissements. a) Premier cycle: Concernant les terrains de fond, les purges, le plan de pose des remblais et les couches constituant le corps des remblais routiers: augmentations de la charge de 0.05 N/mm2 jusqu’à atteindre la pression de 0.2 N/mm2; Concernant les couches constituant le corps des remblais ferroviaires et les couches des fondations des infrastructures routières: augmentations de charge de 0.1 N/mm2 jusqu’à atteindre la pression de 0.35 N/mm2; Concernant la couche de fondation des remblais ferroviaires et les couches de base des infrastructures routières: augmentations de charge de 0.1 N/mm2 jusqu’à atteindre la pression de 0.45 N/mm2. On effectue alors les lectures des affaissements de chaque augmentation de charge (dans le cas de la procédure b, l’affaissement enregistré par un comparateur ne doit pas différer de l’affaissement fourni par la moyenne de plus de 0.9 mm. Dans le cas contraire, l’essai ne doit pas être considéré valable; après avoir lu l’affaissement relatif à la charge maximum, il faut exécuter le déchargement complet si nous ne devons déterminer que le module Md (Ev1). Si, en revanche nous voulons juger la qualité du compactage, il faudra déterminer aussi le module Md’ (Ev2). Dans ce cas, après avoir effectué le premier cycle de charge, il faut décharger jusqu’à la pression de 0.050 N/mm2 et relever après la stabilisation de la déformation, l’affaissement résiduel. En partant de ces conditions, le second cycle démarre, en appliquant les augmentations de charge suivante: b) Second cycle de charge: Concernant les sols de fond de forme, les purges, le plan de pose des remblais et les couches constituant le corps des remblais routiers: augmentations de la charge de N/mm2 jusqu’à atteindre la pression de 0.15 N/mm2; Concernant les couches constituant le corps des remblais ferroviaires et les couches des fondations des infrastructures routières: augmentation de la charge de 0.1 N/mm2 jusqu’à atteindre la pression de 0.25 N/mm2; Concernant la couche de fondation des remblais ferroviaires et les couches de base des infrastructures routières: augmentations de la charge de 0.1 N/mm2 jusqu’à atteindre la pression de 0.35 N/mm2. On mesure la température de l’air plusieurs fois au cours de l’essai pour s’assurer qu’elle ne subisse pas de variations importantes. Après avoir effectué l’épreuve, on enlève l’équipement et on effectue un prélèvement de matériau à proximité du point de mesure pour déterminer la teneur en eau (ASTM D 4643-08 Standard Test Method for Determination of Water (Moisture) Content of Soil by Microwave Oven Heating) de la couche. Le prélèvement doit concerner une épaisseur d’au moins 15 cm. En cas d’essai exécuté sur un fond dont la structure n’est pas connue, il faut exécuter un trou dans le sol jusqu’à une profondeur de 50 cm, pour relever la stratigraphie du sol même et contrôler que sous la plaque il n’y ait pas de galets ou de blocs de dimensions supérieures à 10 cm. Dans cette éventualité, l’essai ne doit pas être considéré significatif, et il faudra le répéter dans un autre endroit.

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En cas d’essai exécuté sur des couches de fondations ou de base, il faudra s’assurer que la dimension maximum de l’agrégat représentatif de la zone testée ne dépasse pas 10 cm. VI.6.5 Interprétation des résultats Les résultats de l’essai sont transcrits sur des formulaires appropriés et reportés sous forme de diagrammes en ayant en abscisse les pressions et en ordonnées les affaissements, comme indiqué schématiquement sur les figures 4a, 4b, 4c. Les modules de déformation Md (Ev1) et Md’ (Ev2) correspondants respectivement au premier et au second cycle de charge sont déterminés en appliquant la relation précisée au point 1, dans laquelle Δp et Δp’ sont fixés à 0.1 N/mm2 et choisis normalement dans les intervalles suivants: Concernant les sols de fond de forme, les purges, le plan de pose des remblais et les couches constituant le corps des remblais routiers: Δp = Δp’ compris entre 0.05 et 0.15 N/mm2; Concernant les couches constituant le corps des remblais ferroviaires et les couches de fondation des infrastructures routières: Δp = Δp’ compris entre 0.15 et 0.25 N/mm2; Concernant la couche de fondation des remblais ferroviaires et les couches de base des infrastructures routières: Δp = Δp’ comprise entre 0.25 et 0.35 N/mm2. L’évaluation de la qualité du compactage est effectuée sur la base du rapport Md (Ev1)/Md’ (Ev2) (≤ 1) qui sera plus proche de l’unité quand meilleure sera la qualité du compactage.

Pression

1° Cycle de charge Tassements

Décharge

2° Cycle de charge

Sols de fond, d’assainissement, de plan de pose et couches constituant les remblais routiers.

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pression

Tassements

1° Cycle de charge decharge

2° Cycle de charge

Corps des remblais ferroviaires et ouches de fondation des infrastructures routières.

pression

Tassements 1° Cycle de charge Décharge

2° Cycle de charge

Couche de fondation des remblais ferroviaires et couches de base des infrastructures routières.

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VI.7 TRAITEMENT A LA CHAUX ET/OU AU CIMENT DES SOLS PROVENANT DE DÉBLAIS VI.7.1 Avant-propos Le sol traité à la chaux et/ou au ciment est un mélange composé de terre, ciment, ciment/chaux ou chaux vive ou hydratée, et eau, en quantité et rapport tels à modifier les caractéristiques physico-chimiques et mécaniques du sol, afin d’obtenir un mélange indiqué pour la formation de couches qui, après le compactage, sera de résistance mécanique adéquate et stable à l’action de l’eau et du gel. En cas de mélange chaux/ciment il faudra vérifier après durcissement une augmentation de la résistance à l’effort tranchant, une sensibilité réduite à l’action de l’eau et éventuellement, par dosages appropriés de liant, une cohésion des granulats de nature chimique. Dans ce dernier mélange, la chaux est employée pour réduire le contenu d’eau et pour fournir les éléments de stabilisation du réseau cristallin des matériaux plastiques, alors que le ciment sert de liant pour les granulats. On indiquera ci-dessous les modalités d’exécution concernant le stockage des matériaux et la réalisation des planches d’essai pour la justification finale de la faisabilité de la stabilisation des matériaux provenant des déblais afin de pouvoir les réutiliser pour l’exécution des purges, des substitution de la fondation et du corps des remblais ferroviaires et routiers, ainsi que d’autres ouvrages comme les digues, les collines artificielles, les comblements, les aménagements environnementaux. VI.7.2 Matériels On indiquera ci-dessous les caractéristiques que devront posséder aussi bien les sols pour le traitement et la stabilisation que la chaux et le ciment. La formulation du traitement à exécuter sur les matériaux, devra être exécutée en prélevant des échantillons de dépôt de stockage pour les matériaux provenant des déblais. Pour les sols à traiter in situ, il sera possible d’effectuer des prélèvements de matériau homogène en place. Traitement à la chaux Sols Le traitement à la chaux est prévu pour les sols limoneux et/ou argileux, non réutilisables en l’état, qui devront avoir les caractéristiques suivantes: Granulométrie Passant au tamis 4 mm > 90% Passant au tamis 2 mm > 50% Passant au tamis 0,063 mm > 35% Indice de plasticité IP> 10 Substances organiques < 2% (*) Sulfates totaux (sulfates et sulfures) < 0.25% (**) Nitrate < 0.1% Teneur en eau naturelle Wn 1.3 Wopt (standard) Des granulométries différentes et une valeur de la plasticité moindre seront admises à condition que soit démontrée l’aptitude du matériau à être traitée à travers l’étude des mélanges en laboratoire et l’exécution d’une planche d’essai préalablement approuvé par le Maître de l’Ouvrage.

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Dans ce cas l’indice de plasticité devra être IP>5. Le sol à stabiliser devra être sans végétation et sans autre corps étranger. Note: (*) Cette valeur peut être franchie jusqu’à la valeur de 4% en cas de traitement pour le plan de pose du remblai, à condition que la formulation mette en évidence des qualités requises de résistance, de déformabilité et de pérennité. Note:(**) les sols ayant un contenu de sulfates totaux >1% ne sont pas appropriés au traitement à la chaux; les sols ayant un contenu de sulfates totaux compris entre 1% et 0.25 % pourraient exceptionnellement être acceptés, après une spécifique étude en laboratoire. Chaux Types de chaux Les types de chaux à utiliser sont les suivants: a) chaux aérée hydratée en poudre en vrac ou en sac; b) chaux aérée vive moulue en vrac ou en sac; L’emploi de la chaux vive moulu, de par son effet séchant, est préférable dans les cas où les valeurs de teneur en eau sont sensiblement plus élevées que la valeur optimale pour le compactage. La chaux hydratée et/ou vive en sac sera utilisée exceptionnellement sur les chantiers où l’intervention totale du traitement concerne une superficie inférieure à 2.000 m2 ou un volume de sol à traiter inférieur à 1000 m3. Les deux types de chaux devront avoir les caractéristiques suivantes: Caractéristiques chimiques Qualités requises CO2

Chaux vive

Titre en oxydes libres (CaO+MgO) Quantité de MgO Titre en hydrates totaux (OH)2 SiO2+Al2O3+Fe2O3+SO3 Teneur en eau Eau chimiquement liée

5%

Chaux hydratée _____

84%

_____

10% _____

8% > 85%

5% _____

5% 2%

2% > 60° en 25’

Réaction à l’eau

Caractéristiques granulométriques

Passant au tamis 2 mm

Chaux vive

Chaux hydratée

100%

100%

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Passant au tamis 0.2 mm

90%

_____

Passant au tamis 0.075 mm

50%

90%

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Eau L’eau employée ne devra pas contenir de quantités appréciables de substances organiques et/ou inorganiques pouvant intervenir dans les réactions chimiques du traitement (par ex: eaux saumâtres avec un contenu d’huiles, de sulfates, de chlorures,… etc.). Traitement au ciment ou au ciment/chaux Le traitement des sols au ciment ou au ciment et à la chaux devra être exécuté quand les sols n’ont pas les caractéristiques prévues pour pouvoir faire l’objet d’un traitement à la chaux. Pour ce qui concerne les sols provenant des fouilles des pieux de fondation exécutées avec des boues de bentonite, il faudra toujours étudier la possibilité du traitement à la chaux et au ciment. Ci-dessous nous reportons les caractéristiques des matériaux concernés par ce processus de stabilisation (sols, chaux et ciment). Sols Le traitement par le ciment et le ciment/chaux est prévu pour les sols limoneux et/ou argileux, non réutilisables en l’état, qui devront avoir les caractéristiques suivantes: Granulométrie: Pourcentage passant

>2 mm > 90

2 mm > 50

0,063 mm ≥25

0,002mm ≤10

Substances organiques < 2% (*) Sulfates totaux (sulfates et sulfures) < 0.25% (**) Nitrate < 0.1% Teneur en eau dans le sol à traiter 1,2 Wopt Équivalent de sable > 50 Note: (*) Cette valeur peut être franchie jusqu’à la valeur de 4% en cas de traitement pour le plan de pose du remblai, à condition que la formulation mette en évidence des qualités requises de résistance, de déformabilité et de pérennité. Note:(**) les sols ayant un contenu de sulfates totaux >1% ne sont pas appropriés au traitement à la chaux; les sols ayant un contenu de sulfates totaux compris entre 1% et 0.25 % pourraient exceptionnellement être acceptés, après une spécifique étude en laboratoire. Chaux La chaux à utiliser doit avoir les mêmes caractéristiques que celle indiquée pour le traitement uniquement à la chaux. Ciment Les types de ciment à utiliser sont les III, IV, et V de la norme EN 197-1.

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Eau L’eau employée ne devra pas contenir de quantités appréciables de substances organiques et/ou inorganiques pouvant intervenir dans les réactions chimiques du traitement (par ex: eaux saumâtres avec un contenu d’huiles, de sulfates, de chlorures,… etc.).

VI.7.3 Étude préliminaire Le but de l’étude des mélanges est d’atteindre l’amélioration préfixée des caractéristiques du sol, par un emploi minimum de chaux et/ou de ciment afin de garantir dans le temps les qualités requises. Pour la vérification de l’aptitude du sol au traitement à la chaux et/ou au ciment, il faudra prélever des échantillons à soumettre à des essais de laboratoire. Sur la base des résultats obtenus sur ces échantillons, On procédera à l’identification de matériaux homogènes qui devront être traités avec la même quantité de chaux et/ou de ciment et à la définition de leur emplacement soit par section sur site, soit par tas dans le cas de matériaux stockés issus de déblais et fouilles. Dans le cas où le sol serait traité in situ il faudra prélever un échantillon à chaque changement des caractéristiques ou alors tous les 1000m2 selon un schéma à mailles et représentatif de la surface à traiter. Si le matériau provient d’une carrière, il faudra prélever un échantillon pour chaque sol homogène ou alors tous les 2000 m3. Le matériau à prélever en carrière devra être identifié à travers des coupes de puits et/ou des sondages de profondeur adéquate pour identifier l’homogénéité du front de taille. En cas de matériau provenant de carrière exécutée pour la réalisation d’autres ouvrages, celuici pourra être classé à l’aide d’un échantillonnage en dépôt ou sur couches de matériau étendu avant le mélange et avec la fréquence d’un échantillon représentatif tous les 2000m3. Pour les matériaux provenant des fouilles des pieux, les modalités et les fréquences seront définies cas par cas, en fonction des caractéristiques spécifiques des matériaux concernés. Dans cette note, on considère une méthodologie analogue à celle prévue pour les terres provenant des déblais. En cas de terres provenant de fouilles des pieux exécutées avec de la boue de bentonite pour le soutien des parois du trou, étant donné que la présence de la bentonite influence relativement les caractéristiques mécaniques et qu’il y a une variation de la granulométrie en profondeur, il faudra étudier des mélanges de terres traitées soit à la chaux uniquement, soit au ciment et à la chaux indépendamment des valeurs IP de départ. L’étude consistera en les activités suivantes: Identification du sol Étude des mélanges expérimentaux Réalisation de la planche d’essai Choix du mélange à utiliser. Identification du sol Pour ce qui concerne l’identification du sol, il faudra procéder à la classification géotechnique de laboratoire en déterminant les paramètres suivants:

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Composition granulométrique à travers le tamisage humide et la sédimentation (conformément aux EN 933-1 , ASTM D 422-63), en déterminant le diamètre maximum du pourcentage de passant au tamis de maille de 4 mm, 2 mm, 0,500 mm, 0,125 mm, 0.090 mm, 0,063 mm et 0,002 mm. Indice de plasticité (IP). Si, sur la base des précédentes déterminations, il résulte qu’un sol n’est pas approprié au seul traitement à la chaux, pour vérifier la faisabilité de l’emploi du ciment, il faudra aussi déterminer l’équivalent de sable. Sur la base des essais ci-dessus, les superficies et/ou les volumes homogènes et représentatifs des matériaux faisant l’objet de l’étude devront être identifiés. Pour chaque échantillon représentatif de chaque superficie et/ou de volume homogène pour procéder à l’étude successive des mélanges, il faudra déterminer: Courbe granulométrique cumulative Indices de consistance (Ic) et de plasticité (Ip) Teneur en eau naturelle (Wn) Teneur en sulfates et sulfures Teneur en substances organiques Teneur en nitrates Caractéristiques de compactage à l’aide de l’essai Proctor Modifié, avec la détermination de la teneur en eau optimale (Wopt). Indice CBR Indice CBR immédiat (IPI). Étude des mélanges expérimentaux On reporte ci-dessous les méthodologies concernant l’étude des mélanges aussi bien à la chaux qu’à la chaux et/ou au ciment. Terres à traiter à la chaux Les essais de laboratoire sur un terrain sur lequel on pense opérer un traitement à la chaux auront pour but d’établir: a) Les règles fournissant le dosage en chaux du traitement en fonction de l’IPI et de la teneur en eau prévue au moment de la mise en œuvre. Les résultats devront être fournis sous formes de diagrammes et d’abaques selon l’exemple de la fig. 1; b) La compatibilité du traitement en fonction des qualités requises de l’ouvrage prescrit dans le paragraphe suivant. Pour ce qui concerne le point (a), la procédure comprendra l’expérimentation, sur plusieurs mélanges nécessaires à la formulation de diagrammes, à partir d’échantillons de la fraction granulométrique du matériau 20 mm, en se référant aux valeurs de l’IPI correspondantes. L’étude des mélanges devra être ainsi formulée. On déterminera le dosage de départ de chaux (ci-après CIC) c’est-à-dire la quantité de chaux nécessaire à satisfaire les réactions immédiates sol-chaux, en fonction de la capacité d’échange cationique des matériaux argileux. A partir d’un pourcentage minimum de chaux indiqué pour déterminer la valeur du CIC, il faudra préparer différents mélanges matériau-eau-chaux en augmentant de 0,5% le dosage de

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la chaux. Le pourcentage de départ de chaux utilisée dans l’étude ne devra en aucun cas être < 2% (référé au poids sec du sol) et le nombre minimum de mélanges à examiner ne devra pas être inférieur à trois. Concernant les différents mélanges expérimentaux il faudra exécuter les essais suivants: Analyse granulométrique continue Indice de plasticité (Ip) et de consistance (Ic) Indice CBR imbibé (à 7 et 28 jours) Indice IPI. On recherchera le pourcentage minimum de chaux permettant d’obtenir un IPI > 10 Essai Proctor Modifié Essai de compression simple (à 24 heures, 7 et 28 jours) Essai de gonflement linéaire et volumétrique des mélanges avec IPI>10. Il faudra vérifier pour chaque échantillon, que l’augmentation du volume par rapport à l’échantillon à peine compacté est inférieure à 1%. Essai de cisaillement en cellule triaxiale du type CU à 28 jours de durcissement sur des échantillons “tels quels” et après une saturation complète en eau (pour une durée maximum de 7 jours), compactés avec l’énergie Proctor modifié et une teneur en eau de Wopt, Wopt–2%, Wopt+2%. Terres à traiter au ciment ou au ciment et chaux L’étude des mélanges expérimentaux sera effectuée sur des échantillons de terre ayant des caractéristiques propres inaptes au seul traitement à la chaux, ainsi que pour ceux provenant des fouilles des pieux de fondation, y compris celles exécutées avec de la boue de bentonite. Les essais de laboratoire ont pour but d’établir: la variation dans le temps des caractéristiques géotechniques et mécaniques du terrain; la quantité éventuelle de chaux à utiliser pour obtenir un mélange ayant une teneur en eau (Wm) compris entre la teneur optimale et la teneur majorée de 2% ( Wopt ≤ Wm ≤ Wopt+2%); la quantité de ciment à utiliser pour obtenir la compatibilité du traitement en fonction des qualités requises de l’ouvrage prescrit ci-après. Les mélanges à examiner auront un dosage de chaux de 1%, 2% e 3% et pareillement un dosage de ciment de 1%, 2% e 3%. Le pourcentage minimum de ciment à utiliser dans le traitement ne devra pas être inférieur à 1%; le pourcentage maximum de chaux et de ciment pourra même être supérieur à 3% à condition que la rentabilité économique du traitement soit démontrée et qu’à long terme, le produit final ne soit pas trop rigide. Dans ce but, il faudra préparer une étude accompagnée de données expérimentales. Le nombre minimum de mélanges ne devra en aucun cas être inférieur à 6. Sur chacun des mélanges ci-dessus, il faudra effectuer: Analyse granulométrique continue Indice di plasticité (Ip) et de consistance (Ic) Indice IPI. Il faudra rechercher le pourcentage minimum de liant permettant d’obtenir un IPI > 10 Indice CBR imbibé (à 7 et 28 jours) Essai Proctor Modifié

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Essai de compression simple (à 1, 7 et 28 jours) Essai de cisaillement en cellule triaxiale du type CU à 28 jours de durcissement sur des échantillons “tels quels” et après une saturation complète en eau (pour une durée maximum de 7 jours), compactés avec l’énergie Proctor modifié et une teneur en eau de Wopt, Wopt–2%, Wopt+2%. Essai de gonflement linéaire et volumétrique des mélanges avec IPI>10. Il faudra vérifier pour chaque échantillon, que l’augmentation du volume par rapport à l’échantillon à peine compacté est inférieure à 1%. Réalisation de la planche d’essai Sols à traiter à la chaux Après avoir terminé l’étude des mélanges expérimentaux (paragraphe 3.2.1) il faudra réaliser une planche d’essai pour vérifier sur échelle réelle les données obtenues en laboratoire et mettre au point la méthode de compactage à utiliser. L’entreprise adjudicatrice devra présenter au Maitre d’Ouvrage, pour approbation, le projet de la planche d’essai, dans laquelle devront être définies dans le détail toutes les opérations prévues. Quand le traitement à la chaux des sols du plan de pose des remblais et du fond de forme pour les déblais est prévu, pour toute zone homogène de sol traité, il faudra réaliser une planche d’essai d’une largeur de 4 m et d’une longueur de 30 m.. Quand en revanche le traitement à la chaux des matériaux destinés pour la réalisation des couches du corps des remblais est prévu, pour chaque zone homogène de sol, il faudra réaliser une planche d’essai de dimensions utiles au sommet de 4 m x 50 m (y sont donc exclues, les rampes d’accès des camions en cas de remblais). La planche d’essai devra être réalisée selon les mêmes modalités d’exécution reportées dans les chapitres précédents. Il faudra prévoir et effectuer différents schémas de passage, choisis en fonction du terrain à compacter pour vérifier et éventuellement optimiser les opérations de compactage. Il faudra expérimenter au moins 2 mélanges parmi ceux retenus appropriés par l’étude de laboratoire et satisfaisant la stabilité globale de l’ouvrage. Le sol à utiliser concernant la planche d’essai devra répondre aux qualités requises cités aux points précédents et les résultats, opportunément certifiés, devront être reportés dans une note à livrer au Maître de l’Ouvrage. Si les matériaux traités à la chaux devaient être employés pour réaliser le corps des remblais, la planche d’essai devra être constituée d’au moins 3 couches de sol traité, ayant chacune une épaisseur de 30 cm après le compactage. En outre pour ce qui concerne la réalisation de la planche d’essai, soit pour le plan de pose que pour les couches du remblai il faudra effectuer les opérations suivantes: Il faudra régler l’épandeur de chaux selon les indications précédentes concernant le contrôle du dosage. Avant d’épandre la chaux, il faudra contrôler la teneur en eau et la comparer à celle employée au cours de l’étude des mélanges. Après l’opération de mélange, il faudra de nouveau contrôler la valeur de la teneur en eau. Le mélange devra être ensuite compacté selon les schémas de passages préfixés.

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Le produit final devra être contrôlé en déterminant le module de déformation, sur une plaque de 30 cm, et sa durée dans le temps. Ces mesures devront être effectuées pour chaque couche au moins au temps 0 (c’est-à-dire immédiatement après le compactage) à 24 heures, à 3 jours à 7 jours sur au moins 5 points appartenant à une section homogène de remblai soit pour le mélange que pour les modalités de compactage. Seulement, sur la dernière couche, il faudra effectuer les mesures à 30 jours du compactage. Il faudra en outre mesurer les valeurs du CBR in situ, des densités in situ, et de la teneur en eau dans les sections de terrain en proximité des points de mesure du module à l’essai de plaque. Si les matériaux traités à la chaux sont utilisés pour la construction du remblai et non seulement pour la stabilisation du plan de pose, il faudra déterminer, à l’aide d’essais de laboratoire sur des échantillons prélevés sur le sol traité, les caractéristiques mécaniques en termes de cohésion et d’angle de frottement interne, en conditions drainées et non (c’, ’, cu ). Les essais devront être exécutés sur des échantillons durcis à 28 jours, soit “tels quels” soit après 5 cycles d’imbibition et de séchage pendant 24 heures dans un four à 105°C; avant l’essai l’échantillon devra être immergé dans l’eau pendant au moins 7 jours. Les valeurs des paramètres de résistance déterminées selon les indications précédentes, devront garantir la stabilité du corps du remblai (conditions à cours et à long terme). Pour chaque échantillon, il faudra déterminer le poids volumique, la densité sèche, la teneur en eau et le degré de saturation. Il faudra déterminer, sur la base des essais de densité la valeur de référence d,med: d,med représentant la moyenne de toutes les mesures de densité in situ exécutées sur la planche d’essai. Il faudra contrôler l’épaisseur de la couche finie. Il faudra vérifier l’exactitude des modes d’exécution prévus (protection des couches, amorçage entre les couches, hors-gabarit, reprofilage) Les résultats obtenus devront confirmer les résultats de l’étude. Si les qualités minimales requises n'étaient pas atteintes il faudrait modifier les méthodes de compactage et/ou les mélanges terre/chaux jusqu’à obtenir les qualités minimales requises. Dans le cas contraire, il faudra écarter le produit expérimental. L’expérimentation effectuée sur une planche d’essai devra être résumée dans un rapport final qui devra être livré au Maître de l’Ouvrage pour approbation. Les planches d’essai constituent la référence pour la construction des remblais, pour autant, dans le rapport final des planches d’essai il faudra spécifier clairement les modalités de réalisation à reproduire pendant la mise en œuvre. Le mélange optimal sera le résultat des analyses effectuées en laboratoire et de celles obtenues sur la planche d’essai. Il sera indiqué dans le rapport et devra être approuvé par le Maître de l’Ouvrage. Sols à traiter au ciment ou à la chaux/ciment Après avoir terminé l’étude des mélanges expérimentaux, il faudra réaliser une planche d’essai pour vérifier sur échelle réelle les données obtenues en laboratoire et mettre au point la méthode de compactage à utiliser.

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L’entreprise adjudicatrice devra présenter au Maitre d’Ouvrage, pour approbation, le projet de la planche d’essai, dans laquelle devront être définies dans le détail toutes les opérations prévues. Quand le traitement au ciment et éventuellement à la chaux des sols du plan de pose des remblais et du fond de forme pour les déblais est prévu, pour toute zone homogène de sol traité, il faudra réaliser une planche d’essai d’une largeur de 4 m et d’une longueur de 30 m.. Quand en revanche le traitement à la chaux des matériaux destinés pour la réalisation des couches du corps des remblais est prévu, pour chaque zone homogène de sol, il faudra réaliser une planche d’essai de dimensions utiles au sommet de 4 m x 50 m (y sont donc exclues, les rampes d’accès des camions en cas de remblais). La planche d’essai devra être réalisée selon les mêmes modalités d’exécution reportées dans les chapitres précédents. Il faudra prévoir et effectuer différents schémas de passage, choisis en fonction du terrain à compacter pour vérifier et éventuellement optimiser les opérations de compactage. Il faudra expérimenter au moins 2 mélanges parmi ceux retenus appropriés par l’étude de laboratoire et satisfaisant la stabilité globale de l’ouvrage. Le sol à utiliser concernant la planche d’essai devra répondre aux qualités requises cités aux points précédents et les résultats, opportunément certifiés, devront être reportés dans une note à livrer au Maître de l’Ouvrage. Si les matériaux traités à la chaux devaient être employés pour réaliser le corps des remblais, la planche d’essai devra être constituée d’au moins 3 couches de sol traité, ayant chacune une épaisseur de 30 cm après le compactage. En outre pour ce qui concerne la réalisation de la planche d’essai, soit pour le plan de pose que pour les couches du remblai il faudra effectuer les opérations suivantes: Au cas où il faudrait exécuter un traitement à la chaux et au ciment et si le mélange de la chaux n’a pas été exécuté avant de l’épandre, comme première intervention il faudra procéder au mélange du sol à la chaux in situ, s’en suivra l’épandage du ciment, qui sera mélangé au terrain déjà traité à la chaux. L’épandeur de liant devra être réglé selon les prescriptions concernant les mélanges à expérimenter. Avant d’épandre la chaux, il faudra contrôler la teneur en eau et la comparer à celle employée au cours de l’étude des mélanges. Après avoir réalisé le mélange il faudra de nouveau contrôler la valeur de la teneur en eau naturelle de la terre et il faudra vérifier que celle-ci rentre dans les limites d’acceptabilité et seulement dans ce cas il sera possible de procéder aux opérations suivantes. Le mélange terre, chaux et ciment devra être ensuite compacté selon les schémas de passages préfixés. Le produit final devra être contrôlé en déterminant le module de déformation, sur une plaque de 30 cm, et sa durée dans le temps. Ces mesures devront être effectuées pour chaque couche au moins au temps 0 (c’est-à-dire immédiatement après le compactage) à 24 heures, à 3 jours à 7 jours sur au moins 5 points appartenant à une section homogène de remblai soit pour le mélange que pour les modalités de compactage. Seulement, sur la dernière couche, il faudra effectuer les mesures à 30 jours du compactage.

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Il faudra en outre mesurer les valeurs du CBR in situ, des densités in situ, et de la teneur en eau dans les sections de terrain en proximité des points de mesure du module à l’essai de plaque. Quand on prévoit l’utilisation des matériaux traités pour la construction du remblai et non seulement pour la stabilisation du plan de pose, il faudra déterminer, à l’aide d’essais de laboratoire sur des échantillons prélevés sur le sol traité, les caractéristiques mécaniques en termes de cohésion et d’angle de frottement interne, en conditions drainées et non (c’, ’, cu ). Les essais devront être exécutés sur des échantillons durcis à 28 jours, soit “tels quels” soit après 5 cycles d’imbibition et de séchage pendant 24 heures dans un four à 105°C; avant l’essai l’échantillon devra être immergé dans l’eau pendant au moins 7 jours. Il faudra déterminer, sur la base des essais de densité la valeur de référence d,med: d,med représentant la moyenne de toutes les mesures de densité in situ exécutées sur la planche d’essai. Il faudra contrôler l’épaisseur de la couche finie. Il faudra vérifier l’exactitude des modes d’exécution prévus (protection des couches, amorçage entre les couches, hors-gabarit, reprofilage) Les résultats obtenus devront confirmer les résultats de l’étude. Si les qualités minimales requises n'étaient pas atteintes il faudrait modifier les méthodes de compactage et/ou les mélanges terre/chaux jusqu’à obtenir les qualités minimales requises. Dans le cas contraire, il faudra écarter le produit expérimental. Les planches d’essai constituent la référence pour la construction des remblais, pour autant, dans le rapport final des planches d’essai il faudra spécifier clairement les modalités de réalisation à reproduire pendant la mise en œuvre. L’expérimentation effectuée sur une planche d’essai devra être résumée dans un rapport final qui devra être livré au Maître de l’Ouvrage pour approbation. Choix des mélanges à utiliser Le mélange optimal sera le résultat des analyses effectuées en laboratoire et de celles obtenues sur la planche d’essai. Il sera indiqué dans le rapport et devra être approuvé par le Maître de l’Ouvrage.

VI.7.4 Modalités d’exécution et prescriptions La technique du traitement au ciment et/ou à la chaux des sols, consiste à épandre du ciment et/ou de la chaux sur la surface du terrain à traiter et mélanger à l’aide de moyens mécaniques (niveleuse) comme explicitement détaillé ci-après. Le traitement du sol ne devra pas être effectué en cas de pluie, de température inférieure à 5°C, en présence de vent fort pouvant soulever le liant épandu, et en cas de présence d’eau sur le plan du terrain à traiter. Dans le cas où le terrain serait saturé jusqu’à la surface du terrain naturel, avant de procéder au traitement du plan de pose du remblai, il faudra obligatoirement pourvoir à abaisser le niveau de l’eau et à le maintenir pendant une durée suffisante pour ne pas influencer le résultat du traitement.

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Stockage des terres Pendant les phases de stockage du sol, il faudra séparer le sol provenant des fouilles effectuées dans différents matériaux, en se référant particulièrement au sol provenant des fouilles pour pieux, éventuellement en présence de bentonite. Si pendant le contrôle de la granulométrie, il apparait des différences importantes, telles à faire changer le type de traitement, il faudra prévoir des actions pour uniformiser le plus possible le sol en évitant les concentrations de matériaux limoneux ou sableux ou argileux. La même considération sera effectuée pour la vérification de la teneur en eau des matériaux, pour éviter une modification continue de la concentration de liant à utiliser. Pour ce qui concerne les matériaux provenant des fouilles pour pieux, compte tenu soit de la variation de granulométrie rencontrée le long de la profondeur des fouilles, soit des différences possibles de concentration de bentonite ; il faudra faire particulièrement attention au stockage, en cherchant le plus possible à regrouper les mêmes sols. Il faudra donc mettre au point une méthode pour évaluer aussi bien la granulométrie des sols que le pourcentage de bentonite présent. Ces travaux sont aussi tributaires de la modalité des fouilles pour pieux choisie. En effet, le forage à la tarière hélicoïdale assure un meilleur mélange sol/ boue de bentonite, par rapport à l’excavation par benne, mais il est à supposer tout de même une teneur importante de bentonite. En revanche, dans le cas de fouilles par benne, la présence de bentonite se réduit mais de plus grosses buttes de terre se produisent, provoquant des zones de cumul de bentonite. Enfin, pour éviter le risque d’un manque de réaction chaux/bentonite, le mélange de sol contenant la bentonite avec la chaux ne doit pas être effectué avec un sol à l’état sec. Approvisionnement et stockage du ciment et de la chaux Le ciment et la chaux devront être livrés sur cocottes dotés de déchargement pneumatique et stockés dans des silos appropriés dotés de filtre pour capturer la poussière pendant le chargement. Concernant le ciment et la chaux en vrac, le stockage devra avoir lieu sur 4 sites différents, chacun d’eux d’une capacité correspondante à une journée de travail. La durée de stockage sur le chantier ne devra pas dépasser 5 jours. Phases d’exécution Le traitement à la chaux et au ciment des sols prévoit les phases suivantes : Le décapage de la terre végétale ; La préparation du sol à traiter ; L’épandage de la chaux ; Le mélange de sol et de la chaux ; L’épandage éventuel du ciment ; Le mélange éventuel du sol et du ciment ; Le compactage et la finition des couches. Décapage de la terre végétale La réalisation du plan de pose devra être précédée par l’exécution de décapage, normalement de même largeur que la base du remblai ou de la tranchée, pour enlever la première couche de terre végétale ou sur une épaisseur minimale de 50 cm, sauf différentes indications de projet.

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Préparation du terrain a) Sol in situ Elle consiste en le broyage du sol, jusqu’à ce que tous les éléments résultants passent à travers un tamis de 40 mm. Si le sol à traiter est trop sec, il devra être humidifié en y ajoutant une quantité d’eau appropriée. La quantité d’eau utilisée devra être contrôlée par des dispositifs appropriés et afin qu’elle atteigne de façon homogène toute la couche du sol à traiter, cette opération devra être effectuée pendant la phase de broyage du terrain. A la fin de cette opération il faudra mesurer, en plusieurs sites et à différentes profondeurs, la teneur en eau (Wn). b) Sol de carrière et/ou de fouilles Si le sol est mélangé dans un site différent que celui de réalisation de l’ouvrage, il faudra exécuter toutes les opérations prévues dans le point (a) précédent de ce paragraphe et les opérations prévues aux points présentés ci-après concernant l’épandage de la chaux et/ou du ciment et de leur mélange. Les sols mélangés devront être transportés sur le lieu de leur utilisation immédiatement après le mélange, dans des bennes couvertes pour éviter leur séchage excessif ou pour être protégés d’éventuelles pluies. La quantité de sol à traiter ne devra pas être supérieure à la quantité pouvant être utilisée dans la même journée. Épandage de la chaux et/ou du ciment La quantité de chaux et/ou de ciment à utiliser ne devra pas être inférieure à la quantité optimale résultant de l’étude des mélanges expérimentaux et des résultats de la planche d’essai approuvés par le Maître de l’Ouvrage. L’épandage de la chaux et/ou du ciment devra être effectué à l’aide d’un épandeur à dosage volumétrique réglé en fonction de la vitesse d’avancement et doté d’un dispositif pondéral réglant le doseur volumétrique rapidement et précisément. Il est préférable d’utiliser un épandeur à dosage volumétrique qui produit un diagramme d’épandage. Il devra aussi être doté d’équipement permettant d’éviter la dispersion du ciment et/ou de la chaux. Pour autant tous les moyens utilisés concernant l’épandage devront être dotés de jupes flexibles à bande. L’épandage du ciment et/ou de la chaux doit concerner une superficie ne dépassant pas celle pouvant être utilisée pendant la même journée de travail. L’entreprise adjudicatrice devra exécuter au début de la journée de travail, le tarage des engins épandeurs, en faisant passer l’engin sur une superficie sur laquelle trois bâches (ou conteneurs) de dimensions connues auront été posées et en pesant la quantité de chaux qui sera recueillie par chaque bâche (ou conteneur), afin de tarer l’ouverture des doseurs et la vitesse d’avancement de l’engin par rapport au dosage prescrit pour un épandage homogène, dans les sens longitudinal et transversal. Mélange de la chaux et/ou du ciment avec le tarer L’opération de mélange à la chaux et éventuellement au ciment, devra être réalisée par une série de passages du Pulvimixer, jusqu’à ce que toutes les buttes aient été réduites à des dimensions telles que la composante limoneuse-argileuse passe entièrement dans un tamis de 25 mm.

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Le mélangeur employé devra être de type à rotor et pourra être semi-mouvant ou tracté pour permettre de travailler sur des couches de profondeur minimale de 50 cm. Les modalités de mélange devront déterminer le nombre minimum de passages effectués à une vitesse déterminée d’avancement, permettant d’assurer une distribution uniforme de la chaux et/ou du ciment. La qualité du mélange devra être contrôlée visuellement en vérifiant l’homogénéité de la couleur du mélange et l’absence de bandes de chaux non mélangée, même à l’aide de la mesure des diamètres des grumeaux de matériau fin en recourant à des indicateurs appropriés tels que la phénolphtaléine. Les modalités opérationnelles indiquées et les engins employés tiennent compte de la création de joints transversaux et longitudinaux. Les joints longitudinaux obtenus par le travail de bandes contigües doivent être superposés sur au moins 15 cm. En outre et pendant la même journée de travail, les tronçons du tracé de toute la longueur prévue par le projet devront être achevés sur la pleine largeur. Au niveau des joints transversaux, perpendiculaires à l’axe du tracé, le mélange déjà compacté sera repris sur toutes les zones dans lesquelles le dosage en chaux, l’épaisseur, ou le degré de compactage s’avèreraient inadéquats et/ou hétérogènes. Les reprises devront être exécutées au début de la journée de travail suivante, dans la couche durcie, de façon à éviter des surfaces verticales et empêcher toute possibilité de fissurations. Par ailleurs, en cas de traitement sur plusieurs couches, les joints longitudinaux et transversaux devront être décalés. Aussi, il faudra que la couche supérieure soit mélangée à une épaisseur suffisante garantir un amorçage de quelques centimètres dans la couche inférieure. Compactage et finitions Les opérations de compactage ne pourront commencer que quand la teneur en eau du mélange sera comprise dans un intervalle entre Wopt et 2%. Les caractéristiques géotechniques d’un mélange sol-chaux et/ou sol-ciment orientent le choix des compacteurs et en conditionnent les modalités d’emploi. Les schémas de passages utilisés pendant la réalisation devront être déterminés sur la base des résultats de la planche d’essai. Les finitions de surface des couches devront avoir lieu par l’emploi d’engins niveleurs et non pas par apport de nouveau matériau. Après le compactage, la couche de sol traité, ne devra pas avoir une épaisseur supérieure à 30 cm. Pour des épaisseurs supérieures à 30 cm le traitement du sol devra être effectué sur plusieurs couches. Après avoir terminé les opérations de compactage et de finitions, si la dernière couche traitée risque de rester longtemps exposée au soleil notamment en été, il faudra la protéger soit avec un voile d’émulsion bitumineuse à rupture lente ou bien un voile de bitume liquide de type BL 350-700 en proportion de 1 kg/m². Cette couche de protection devra être enlevée avant de réaliser la couche suivante. Par ailleurs, après d’éventuelles interruptions de travail, les modalités de reprise, (par exemple pour déterminer l’épaisseur de la couche à enlever) devront toujours être autorisées par le Maître de l’Ouvrage. Si les matériaux sont utilisés pour la construction de remblai, pour garantir un compactage adéquat des talus, il faudra mettre au point, sur la planche d’essai, toutes les méthodologies

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opérationnelles nécessaires en prévoyant entre autre la construction hors-gabarit du remblai d’au moins 50 cm et le reprofilage successif. Tout en confirmant les affirmations ci-dessus et pour intégrer ce qui a été prévu concernant la protection des talus il faudra procéder de la manière suivante : maintien du hors-gabarit ci-dessus et reprofilage, avec des terrasses d’ancrage, seulement avant la plantation végétale. Enlèvement du hors-gabarit juste après le compactage de la couche (ou des couches) de remblai et protection immédiate avec de la terre végétale Ces solutions peuvent être adoptées une à une ou en combinaison entre elles en fonction des caractéristiques du remblai en exécution. Ouvrages en terre réalisés avec des sols stabilisés à la chaux et/ou au ciment L’utilisation des sols stabilisés à la chaux et/ou au ciment est permise pour les cas suivants : Réalisation de purge ; Constitution du plan de pose des déblais et des remblais ferroviaires et routiers ; Construction du corps des remblais ferroviaires et routiers ; Réalisation des ouvrages en terre, comme les digues, les collines artificielles, les comblements, les aménagements environnementaux etc. Chaque matériau devra être mis en œuvre en quantité minimale de 10.000 m3 et de façon à conserver une homogénéité dans le sens horizontal. Les alternances de couches de matériaux différents ne sont pas admises. Le traitement des purges ne sera réalisé que dans les cas où, sur la base d’une analyse géotechnique du problème, il en soit démontré la nécessité. Si la réalisation de cette couche est nécessaire il sera indispensable de définir par une analyse géotechnique les dimensions de l’intervention (épaisseur et étendue). Dans une même couche, en sens transversal à l’axe de la ligne, l’utilisation des terres stabilisées à la chaux et/ou au ciment pour la réalisation du corps des remblais ne peut pas être alternée avec des parties effectuées avec des sols A1, A2-4, A2-5, A3 e A4. Dans le sens longitudinal il faudra toujours garantir l’homogénéité des matériaux employés. Ceux-ci devront donc être situés dans des ouvrages comme des regards, des franchissements, des ouvrages d’art etc. pour éviter qu’au contact avec les matériaux de caractéristiques différentes, puissent se former des joints ou des surfaces de discontinuité. Vérifications de stabilité Pour ce qui concerne les vérifications de stabilité globale, les paramètres de résistance au cisaillement, à employer au cours des vérifications concernant les matériaux constituant les ouvrages en terre, ne doivent pas dépasser les valeurs résultant des essais de laboratoire exécutés sur des échantillons représentatifs, compactés avec l’énergie Proctor modifié ni celles relevés sur les planches d’essai.

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VI.7.5 Contrôle de la qualité L’entreprise adjudicataire devra disposer, avant le début des travaux, d’un planning précis des activités et les plans des essais et des vérifications à exécuter aussi bien pendant les travaux qu’à la fin. Les contrôles et les essais à effectuer en cours de la réalisation de l’ouvrage devront être reportés dans un plan de contrôle de la qualité (PCQ) approprié, qui devra être préalablement approuvé par le Maître de l’Ouvrage. Le PCQ accompagné par la documentation relative aux contrôles et aux essais listée cidessous fera partie intégrante du dossier de qualité de l’ouvrage. Contrôles en cours d’ouvre sur les matériels Chaux et ciment La chaux devra provenir de fournisseurs qualifiés et approuvés par le Maître de l’Ouvrage Les caractéristiques de la chaux, reportées ci-dessus, devront être vérifiées selon la procédure suivante : Pour chaque transport sur le chantier il faudra produire, dans les 24 heures de la livraison, un bulletin d’essai et d’analyses exécutés quotidiennement par le producteur ; Toutes les 1.000 tonnes, il faudra procéder à une vérification de la granulométrie, de la réaction de l’eau, de la teneur en eau, du contenu en CO2 combiné, du titre en hydrates totaux pour la chaux hydratée. Dans le cas où le produit ne sera pas utilisé dans les 36 heures suivant la livraison sur le chantier, tout en confirmant les conditions de stockage prévues, il faudra exécuter les essais suivants : granulométrie, la réaction à l’eau, la teneur en eau, le contenu en CO2 combiné et le titre en hydrates totaux pour la chaux hydratée. Dans le cas d’un usage de ciment figé, les mêmes activités prévues pour la chaux seront valables. Conformément à la norme EN 197-1, les caractéristiques devront être certifiées par le producteur à l’occasion de chaque livraison. Sols et mélanges Sur le Sol à traiter, il faudra prélever 1 échantillon tous les 1.000 m3 ; pour chaque échantillon prélevé il faudra vérifier que les valeurs obtenues sont cohérentes avec celles de l’étude et qu’elles respectent les limites précédemment établies. Sur le mélange, il faudra effectuer un essai CBR tous les 3000 m2 par (IPI). Les résultats des essais devront être reportés dans une note technique, attestant l’aptitude du sol au traitement. La note devra être approuvée par le Maître de l’Ouvrage et devra contenir un tableau récapitulatif des essais effectués, qui devra être joint aux fiches de contrôle de remblai et fera partie intégrante du dossier de qualité de l’ouvrage. Teneur en eau du terrain Pour chaque jour de travail et pour chaque tronçon homogène de terrain à utiliser l’entreprise adjudicatrice est tenu de relever, avant les opérations de mélange avec la chaux ou le ciment, la teneur en eau du sol à traiter au moment de la pose, avant le mélange avec la chaux et

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éventuellement avec le ciment, et au moment du compactage, et une fréquence de 1 mesure tous les 10.000 m2 de terrain étendu. L’entreprise adjudicatrice est tenue de prendre les précautions éventuelles afin que la correspondance entre le mélange de projet et la teneur en eau soient vérifiés. Phases opérationnelles Le contrôle du tarage de l’épandeur devra être effectué pour chaque variation de pourcentage de chaux ou de ciment à utiliser et à chaque début de travail. Pendant le travail, il faudra effectuer des vérifications concernant la qualité et l’homogénéité de l’épandage de la chaux et éventuellement du ciment au moins tous 2.000 m3 de sol traité selon les modalités ci-dessus. En cas d’emploi d’épandeur produisant un diagramme d’épandage, le contrôle ne devra être effectué que pendant la phase de tarage de l’engin. Après la phase de mélange il faudra vérifier que la composante limoneuse-argileuse passe entièrement au tamis de 25 mm. Le contrôle sera effectué avec une fréquence de 1/2000 m3. Contrôles sur le produit final Tous les 2000 m2 de sol traité et de toute façon pour tout tronçon de mélange homogène posé, il faudra effectuer les contrôles suivants : - essai de charge sur plaque avec mesure du module de déformation devant être non inférieur à: - 20 MPa dans l’intervalle de charge 0,05 ÷ 0,15 MPa - 20 MPa dans l’intervalle 0,15 ÷ 0,25 MPa pour les couches des remblais ferroviaires dans les bandes de 1 m du bord du talus - 40 MPa dans l’intervalle 0,15 ÷ 0,25 MPa - 80 MPa dans l’intervalle 0,25 ÷ 0,35 MPa pour la couche de fondation ferroviaire et pour la couche de base routière; - 15 MPa dans l’intervalle de charge 0,05 ÷ 0,15 MPa Les excursions des essais pour le premier cycle de charge seront: - 0,05 - 0,20 MPa pour les intervalles de lecture 0,05 - 0,15 MPa; - 0,05 - 0,35 MPa pour les intervalles de lecture 0,15 - 0,25 MPa; - 0,05 - 0,45 MPa pour les intervalles de lecture 0,25 - 0,35 MPa; Mesure de la compacité obtenue, à travers la mesure de la densité sèche in situ, rapportée à la densité maximum obtenue pour ce sol par l’essai Proctor modifié, qui devra être : - ≥ à 95% pour le plan de pose des remblais ferroviaires, le plan de pose et le corps des remblais routiers, - ≥ à 95% pour le corps des remblais ferroviaires, ainsi que les fonds de forme en déblais et la couche de fondation des remblais routiers, - ≥ à 98% pour Concernant la couche de fondation ferroviaire et la couche de base routière, - ≥ à 90% pour Concernant les digues, les collines artificielles, les comblements, les aménagements environnementaux etc.: Mesure de l’épaisseur de la couche finie.

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VI.7.6 Documents finaux Note technique Elle contient toutes les données relatives à l’approvisionnement des matériaux ainsi que leurs caractéristiques déterminées sur la base des résultats des essais de laboratoire (dont seront joints les certificats) et de la planche d’essai. Elle comprend également les vérifications de stabilité globale conformément aux normes. Des documents graphiques y seront joints, si nécessaire. Plan de contrôle Il devra être rédigé un plan approprié, contenant toutes les indications relatives au type et concernant l’installation des instrumentations, pour le contrôle en cours de réalisation d’ouvrage et pendant son exploitation. Devront aussi être indiquées toutes les données relatives aux typologies et aux fréquences des contrôles, le schéma organisationnel du système de contrôle, le type de transmission des données, sa configuration, etc. VI.8

SOUS-BALLAST EN GRAVE BITUME

La couche de sous-ballast devra être exécutée avec une grave bitume fabriquée dans une centrale d’enrobage à chaud, étendu sur place en couche finie de 12 cm à l’aide d’un vibrofinisseur et compactée par des compacteurs à pneumatiques, conformément aux caractéristiques et modalités indiquées ci-dessous.

VI.8.1 Caractéristiques des matériaux constituants Agrégats Le gros agrégat devra être constitué d’éléments sains, durs, pérennes, à superficie rugueuse, propres, sans poussière ni corps étranger. Les caractéristiques des éléments composant la grosse fraction sont les suivantes : Los Angeles inférieur à 30% du total; 90% d’éléments avec au moins deux façades de rupture Coefficient d’imbibition inférieur à 1%; Présence d’éléments plats ou allongés inférieure 10% en masse. L'agrégat fin devra être constitué de sable naturel et/ou de broyage ; le pourcentage de ce dernier sera déterminé en fonction des valeurs de glissement des essais Marshall, mais, sans être en aucun cas inférieur à 70%. Le mélange devra en outre être caractérisé par une valeur « d’équivalent en sable » ≥ à 70. Les additifs éventuels, provenant du broyage de roches à prédominance calcaire ou constituées de ciment, calcaire hydraté, chaux hydraulique, poussière d’asphalte devront satisfaire les qualités requises suivants : Passant en masse au tamis 0,4 100%: Passant en masse au tamis 0,18 90%:

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Passant en masse au tamis 0,071 70%. La granulométrie devra être exécutée par voie humide. En cas d’agrégats de nature acide il faudra utiliser des dopes adhésifs (agents tensioactifs d’adhésion), activant l’adhésion bitume – agrégat, selon les pourcentages optima prévus pour chaque type d’activant. La présence des agents tensioactifs dans le liant bitumineux devra être contrôlée à travers un essai de séparation chromatographique sur couche subtile. Le dosage peut varier en fonction des conditions d’emploi, de la nature des agrégats et des caractéristiques du produit entre 0,3% et 0,6% par rapport à la masse de bitume. L’introduction des substances tensioactives dans le bitume devra être réalisée par des équipements appropriés pour garantir leur parfaite dispersion et le dosage exact. Liant bitumineux Le liant bitumineux devra avoir les caractéristiques indiquées dans le tableau I ci-dessous. Tableau I - Caractéristiques du bitume de base Caractéristiques

Unité mesure

de Bitume B Bitume 40-50 80-100

1 –Pénétration à 25°C 2 –Indice de pénétration 3 –Point de ramollissement 4 –Point de rupture (Fraass) (min) 5 –Ductilité à 25°C (min) 7 –Perte par réchauffage (Volatilité) à T=163°C (max) 8 –Contenu de paraffine (max) 9 - Point d’éclair (appareil cleveland) 10 - Solubilité dans le tetra-chlorétylène 11 - Pourcentage de pénétrabilité restante par rapport à la pénétrabilité initiale après perte de masse au chauffage.

1/10 mm °C °C cm %

40-50 1/+1 47-60 7 > 60 100 2

% °C % %

250 > 99,5 > 70

230 > 99,5 > 70

B

Mélange La teneur de bitume référée à la masse totale des agrégats devra être comprise entre 4.1% et 4,8%. Le grave bitume pour sous-ballast devra avoir les spécifications suivantes: le mélange des agrégats à adopter devra avoir une composition granulométrique contenue dans le fuseau indiqué par le tableau II: Tableau – Fuseau granulométrique pour sous-ballast Tamis 25.4 Passant% en 100 masse

19.1 80 - 100

9.52 54 - 76

4.0 36 - 56

2.0 23 - 40

0,42 10-22

0.175 7-16

0,074 6-10

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valeur de la stabilité Marshall exécutée à 60° C sur des échantillons compactés par 75 coups de maillet par côté, ≥ à 10 kN et le glissement compris entre 2.0 et 4.0 mm. La valeur de la raideur Marshall, c’est-à-dire le rapport entre la stabilité mesurée en N et le glissement mesuré en mm, devra être supérieure à 2.5 KN/mm; les mêmes échantillons avec lesquels la stabilité Marshall est déterminée devront présenter un pourcentage de vides résiduels compris entre 4% et 6%. perte de stabilité Marshall ≤ à 25% (obtenue en comparant la stabilité Marshall originaire et celle mesurée sur des échantillons conservés pendant 24 heures dans une eau à 60° C); traction indirecte par l’essai Brésilien ≥ à 0.6 N/mm2. Les échantillons devant faire l’objet des mesures de stabilité, de raideur et de traction indirecte devront être prélevés au niveau de la centrale. La température de compactage des échantillons devra être égale à celle de la mise en œuvre.

VI.8.2 Contrôle des qualités requises pour l’acceptation L'entreprise adjudicatrice est tenue de faire exécuter tous les essais expérimentaux requis sur des échantillons d’agrégats et de liant pour acceptation. L’entreprise adjudicatrice est tenue de présenter dans un délai de 30 jours avant le début des travaux et pour chaque chantier de confection, l’étude des mélanges qu’elle entend adopter, selon la méthode Marshall. Toute composition proposée devra être accompagnée d’une documentation complète des essais effectués en laboratoire, à travers lesquels l’entreprise adjudicatrice aura défini la composition optimale. L’approbation ne réduira en aucun cas la responsabilité de l’entreprise adjudicatrice, pour ce qui concerne l’obtention des qualités requises finales des mélanges bitumineux mis en œuvre. Toute variation dépassant les seuils arrêtés ci-après sur le pourcentage correspondant à la courbe granulométrique définie dans l’étude préliminaire ne sera pas admise. Fraction des gros éléments: 5%, Fraction de sable : 3%, Additif : 1,5% Sur chaque chantier il faudra installer un laboratoire adéquatement équipé pour effectuer les essais et les contrôles de production et d’exécution, conduits par un personnel expressément formé. Dans ce laboratoire, il faudra effectuer, en cas de nécessité et au m oins avec une fréquence quotidienne : la vérification granulométrique de chaque agrégat stocké sur le chantier et celle des agrégats à la sortie des tamis de reclassification; la vérification de la composition de la grave bitume (granulométrie des agrégats, pourcentage de bitume, pourcentage d’additif) en prélevant l’enrobé à la sortie du mélangeur ou de la trémie de stockage. la vérification des caractéristiques Marshall de l’enrobé et plus précisément : la masse volumique sur la moyenne de quatre épreuves;

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le pourcentage de vide sur la moyenne de quatre épreuves; la stabilité et la raideur Marshall; la vérification de la teneur en eau résiduelle des agrégats à la sortie du tambour sécheur. Par ailleurs, les contrôles mensuels suivants seront effectués ; tolérances des balances et des thermomètres de la centrale d’enrobage ; vérification des caractéristiques du bitume. Sur le chantier, il faudra tenir un registre approprié numéroté sur lequel l’entreprise adjudicatrice devra quotidiennement enregistrer tous les essais et les contrôles effectués et qui fera partie intégrante de la documentation finale de qualité.

VI.8.3 Confection des mélanges La grave bitume sera confectionnée dans des centrales d’enrobage à chaud, maintenues toujours parfaitement fonctionnelles. La production de chaque centrale ne devra pas être poussée au-delà de sa capacité pour ne pas préjudicier le séchage parfait des granulats, le chauffage uniforme du mélange et un tamisage garantissant une reclassification indiquée de chaque classe des agrégats; reste donc exclu l’usage de centrale à déchargement direct. La centrale devra, dans tous les cas, garantir l’uniformité de production et être en mesure de réaliser des mélanges tout à fait correspondants aux mélanges de la formulation retenue. Le dosage des constituants du mélange devra être exécuté à masse, à travers un équipement approprié et dont l’efficacité devra être constamment contrôlée. Chaque centrale devra garantir le réchauffement du bitume à la température requise et à la viscosité uniforme jusqu’au moment du mélange ainsi que le dosage parfait du bitume comme de l’additif. La zone destinée au stockage des agrégats sera préalablement et convenablement aménagée pour éliminer la présence de substances argileuses et les stagnations d’eau pouvant compromettre la propreté des agrégats. En outre, les tas des différentes classes devront être nettement séparés entre eux et l’opération de provision dans les pré-doseurs exécutée avec beaucoup de soin. Il faudra utiliser au moins 4 classes d’agrégats avec des pré-doseurs en nombre correspondant aux classes employées. La durée du mélange effectif sera établie en fonction des caractéristiques de la centrale et de la température effective atteinte par les constituants du mélange, de telle sorte à assurer un enrobage total et uniforme des agrégats, sans qu’elle ne soit au dessous de 10 secondes. La température des agrégats en phase de mélange devra être comprise entre 150° et 170° C alors que celle du liant devra être au moins 5 °C supérieure à celle des agrégats sauf dispositions différentes de la part de l’auteur du projet par rapport au type de bitume utilisé. Pour ce qui concerne les températures ci-dessus, les sécheurs, les chaudières et les trémies « chaudes » des centrales devront être munis de thermomètres fixes parfaitement fonctionnels et tarés mensuellement. La teneur en eau résiduelle des agrégats à la sortie du sécheur ne devra pas normalement dépasser 0,5%.

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VI.8.4 Transport et mise en œuvre des mélanges Le transport de la grave bitume de la centrale au chantier d’épandage devra avoir lieu à l’aide de moyens de transport de capacité adéquate, efficaces et dotés de bâches de couverture pour éviter des refroidissements superficiels excessifs et la formation de croutes. Le parcours routier de la centrale au chantier d’épandage ne devra pas être supérieur à 80 km. Avant l’épandage de la grave bitume sur la couche de fondation, pour garantir l’adhésion, il faudra pourvoir à enlever le sable et/ou les parties fines éventuellement présents et à l’épandage d’une couche d’imprégnation au cut back 0/1 d’au moins 1.0 - 1.5 kg/m2. S’il fallait procéder à l’épandage en double couche, les deux couches devront être superposées dans le plus bref temps possible ; entre ces couches il faudra interposer une couche d’accrochage à l’émulsion bitumineuse acide à 55% en masse, en proportion de 0.6 - 0.8 kg/m2. La mise en œuvre de la grave bitume sera assurée par des vibro-finisseurs en parfait état d’efficacité et dotés d’automatismes d’auto-nivèlement. Les vibro-finisseurs devront étaler une couche finie parfaitement moulée, sans égrenages, fissurations et sans défauts dus à la ségrégation des éléments lithoïdes plus gros. Pendant l’épandage, il faudra mettre beaucoup de soin à la formation des joints longitudinaux en mettant côte à côte promptement une bande à la précédente en utilisant 2 ou plusieurs finisseurs. Si cela n’était pas possible, le bord de la bande déjà réalisée devra être étalé avec une émulsion bitumineuse acide à 55% en masse, pour garantir la soudure de la bande adjacente. Si le bord sera endommagé ou arrondi il faudra procéder à la découpe verticale à l’aide d’un appareil approprié. Les joints transversaux dérivants des interruptions quotidiennes devront toujours être réalisés après la découpe et l’enlèvement de la partie finale de mise à zéro. La superposition des joints longitudinaux des différentes couches sera réalisée de manière à ce qu’elles soient décalées entre elles d’au moins 20 cm. Pour autant cette bande de superposition doit se trouver à cheval de l’axe de la plateforme. Au cas où l’entreprise adjudicatrice choisirait de réaliser une couche de 12 cm en une seule opération d’épandage mais sur la moitié de la plateforme, le joint longitudinal devra coïncider avec l’axe de la plateforme. La température du grave bitume à l’épandage, contrôlée immédiatement par le finisseur, ne devra pas être inférieure à 130°C. En cas d’enrobés bitumineux confectionnés avec du bitume modifié, la température d’épandage ne devra pas être inférieure à 150°C. L’épandage du sous-ballast devra être suspendu quand les conditions météorologiques générales peuvent préjudicier la parfaite réussite du travail, notamment quand la température de l’air descend au dessous de 5°C; les couches éventuellement compromises, avec des densités inférieures à celles requises, devront être immédiatement enlevées et reconstruites plus tard. Le compactage du grave bitume devra commencer tout de suite après l’épandage à l’aide du vibro-finisseur et se terminer sans interruption. Le compactage sera réalisé au moyen de compacteurs à pneumatiques et à l’aide de compacteurs à cylindres à rapide inversion de marche en nombre adéquat et ayant les caractéristiques technologiques avancées de façon à garantir l’obtention des maxima de densité possible.

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Avant le début de l’épandage et dans un délai minimum de 15 jours, une note ou un manuel d’instruction opérationnelle, dans lequel sera décrit le système de compactage devra être présenté au Maître de l’Ouvrage Cette note devra lister le nombre de compacteurs, leurs caractéristiques techniques, leurs vitesses, les temps et les températures de compactage. Le système d’épandage, le compactage et les caractéristiques, du grave bitume mise en œuvre, devront être qualifiés sur la base du manuel d’instruction opérationnelle, en réalisant une planche d’essai de la même épaisseur et de la même largeur et de longueur ≥ à 25 m. Il faudra en outre veiller à ce que le compactage soit exécuté par la méthodologie la plus adéquate pour obtenir une épaisseur uniforme sur chaque point et éviter la formation de fissurations et de glissements dans la couche fraichement étendue.

VI.8.5 Contrôles finaux Au terme du compactage, il faudra exécuter les contrôles finaux suivants : Densité La couche de sous-ballast devra avoir une densité uniforme, sur toute l’épaisseur, ≥ à 98% de la densité Marshall du même jour, déterminée sur le mélange prélevé au niveau de la centrale ou du finisseur. Ce contrôle sera exécuté sur la production quotidienne et au moins tous les 1000 m2 réalisés. La densité de la couche réalisée sera déterminée par la moyenne de celles de deux carottes de diamètre ≥ à 10 cm qui devront être prélevées aux points indiqués par le Maître de l’ouvrage. Caractéristiques de la grave bitume Sur les mêmes deux carottes, il faudra également déterminer: La teneur en bitume: il est admis un écart maximum par rapport à la valeur de la formulation retenue de 0.3%; La granulométrie des agrégats. Sont admises les tolérances suivantes par rapport aux valeurs de la formulation retenue. : - Gros agrégat: +/- 5%; - Sable +/- 3%; - Additif +/- 0.3%. Pourcentage des vides résiduels : il doit être compris entre 3 et 6%. Traction indirecte (Essai Brésilien) : ≥ à 0.6 N/mm2. Épaisseur de la couche Les mêmes carottes seront utilisées aussi pour déterminer l’épaisseur finale de la couche, pour laquelle il sera admis une tolérance maximum de 0,5 cm en moins par rapport à l’épaisseur de projet. Au cas où l’épaisseur d’une des deux carotte serait inférieure à cette limite, il faudra procéder au prélèvement d’au moins 4 autres carottes dans 1000 m2 (ou dans la superficie réalisée pendant la journée) à contrôler. A proximité des points où l’épaisseur réduite a été identifiée, il faudra exécuter des essais de charge sur plaque supplémentaire par rapport aux essais ci-dessous : L’épaisseur de la couche sera considérée acceptable si :

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Une seule valeur hors tolérances est obtenue au total ; Aucune sous-épaisseur de plus de 1 cm n’est obtenue. Régularité des superficies La superficie des couches devra se présenter sans irrégularités ni ondulations. Une règle rectiligne d’une longueur de 4,50 m située dans une quelconque direction sur la superficie finie de chaque couche devra y adhérer uniformément ; des écarts limites de 10 mm seront tolérés, le tout dans le respect des épaisseurs et des gabarits de projet. Ce contrôle devra être répété tous les 1000 m2 de couche de sous-ballast fini. Cote La cote finale de l’axe et des bords mesurée au dessus du sous-ballast doit respecter la cote de projet avec une marge de tolérance de +1cm à -2cm. La mesure doit être prise à affaissement terminé ou quand le gradient de développement des affaissements sera proche de zéro, en laissant prévoir un affaissement résiduel négligeable par rapport aux tolérances. Au cas où même une seule des qualités requises indiqués ci-dessus ne serait pas respectée, il faudra procéder à l’identification de la zone non acceptable et à reprise.

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HYDROLOGIE ET HYDRAULIQUE

VII.1 LES ÉTUDES HYDROLOGIQUES ET HYDRAULIQUES VII.1.1

Les éléments nécessaires pour la conception

Les éléments nécessaires pour la conception sont : la vue en plan du projet, le profil en long, les profils en travers, une base cartographique dans le système de référence adopté pour la rédaction des cartes géo-lithologiques, géomorphologiques, hydrogéologiques des bassins et des vues en plan indiquant les éventuels débordements avant et après réalisation ; des données hydrologiques. Les prescriptions générales pour la conception Les études seront finalisées à l’examen de l’interaction entre le réseau hydrographique superficiel et la ligne ferroviaire, et cela dans le but de permettre : a) L’indication des niveaux hydriques relatifs aux cours d’eau traversés de la crue maximale, de la cote de plan de roulement (PR) et de l’intrados de l’ouvrage ’art ; b) Le dimensionnement du point de vue hydraulique, de toutes les traversés secondaires des cours d’eau le long de la ligne ferroviaire ; c) Le positionnement et le dimensionnement hydraulique des canaux d’égout des eaux sont nécessaires pour l’interception des eaux pluviales, à l’extérieur de la plate forme ferroviaire, lorsque la ligne constitue un effet de barrage à l’écoulement superficiel. Les canaux d’égout des eaux devront décharger dans les cours d’eau traversés. d) L’estimation des effets sur le territoire résultant de la réduction des zones de traversées naturelles, avec l’augmentation du risque hydraulique, ainsi que l’identification des précautions nécessaires pour en réduire les effets de débordement s’il existe sur le territoire. Méthodologie Les cours d’eau objet des études sont classés en deux catégories en fonction de la superficie du bassin versant : - Cours d’eau principal dont la superficie du bassin est supérieure à 10 km2 - Cours d’eau secondaire dont la superficie du bassin est inferieure ou égale à 10 km2 L’étude doit porter en particulier sur les éléments suivants : e) Le passage des cours d’eau principaux ; f) Le dimensionnement des ouvrages d’art courant (traversés secondaires) ; g) Le dimensionnement des canaux d’égout des eaux ; h) L’estimation des effets liés avec la présence des zones de débordement naturel Les spécifications particulières suivantes doivent être respectées pour chaque type d’ouvrage : A- Les passages des cours d’eau principaux Schématisation hydrographique de référence du tronçon fluvial objet d’étude et la recherche des séries historiques des données hydrologiques disponibles.

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Les analyses statistiques des séries historiques des débits de crues relatives aux sections de mesure. Dans le cas d’indisponibilité des données de mesure, il y a lieu de procéder par analogie en examinant les bassins versants (qui disposent de stations d’observation) présentant les mêmes caractéristiques dans la région et/ou utiliser les formules empiriques habituellement utilisées en Algérie) L’estimation des valeurs de crue pour des périodes de retour données. Les analyses des données historiques disponibles correspondant aux stations hydrométriques existantes et la construction si possible, des échelles d’écoulement sur la base des données de mesure relatives aux événements historiques importants ; Le calcul des profils de crue dans les conditions d’un mouvement permanent dans le tronçon fluvial relatifs aux valeurs de périodes de retour choisies et par conséquent les niveaux des hautes eaux de crues au droit des traversées ; La vérification des éventuels modifications d’écoulement par le rétrécissement des sections d’écoulement du à la réalisation des ouvrages prévues ; Étude du phénomène d’érosion qui risque de causer des instabilités aux berges du cours d’eau dans les zones à l’approche des ouvrages prévus et par conséquent définition de la typologie des protections; Étude du phénomène d’affouillement et d’envasement (dépôt des alluvions) ayant pour conséquence l’abaissement ou surélévation généralisée de lit du cours d’eau. La connaissance et l’évaluation de ces phénomènes a incidence directe sur le dimensionnement des fondations des piles et des culées des ouvrages et leurs les protections contre ces phénomènes. NB : Pour l’étude des phénomènes d’instabilité (érosion, affouillement, débordement etc.…), il y a lieu de disposer de relevé topographique des sections du cours d’eau à l’amont et à l’aval des traversées sur un étendue suffisamment large pour contenir le phénomène étudié. B- Le dimensionnement des ouvrages d’art courants sur cours d’eau secondaires L’identification des bassins interceptés par la traversée du passage du cours d’eau au moyen de :  Délimitation des bassins et sous bassins par relevés cartographiques à l’échelle 1/25000ème des cours d’eau secondaires.  Identifications des caractéristiques morphologiques par relevés cartographiques 1/25000ème des bassins et sous bassins versant ;  Reconnaissances complémentaires des sites, appuyés si nécessaire par des relevés topographiques de détail à l’échelle 1 :1 000 en constituant des reliefs topographiques direct ; La détermination des courbes de possibilité climatique pour les temps de retour/de récurrence alloués au moyen :  Des séries historiques des données pluviométriques disponibles (précipitation avec la durée 1, 3, 6, 12, 24 heures) qui seront utilisées pour une analyse statistique qui permettra d’identifier les précipitations maximales annuelles de diverses durées pour des probabilités de dépassement (loi Intensité-Durée-Fréquence IDF) ;

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

Du modèle de calcul qui sera utilisé étudiera l’adaptation des données historiques à plusieurs types historiques d’extrapolation statistique et estimera la fiabilité pour moyen des tests statistiques. Le calcul du débit de la crue maximale sera élaboré :  Sur la base des estimations et l’élaboration des points précédents l’application des méthodologies particulières, les débits de dimensionnement des dalots seront déterminés pour un temps de retour/de récurrence préfixé. La construction de l’échelle d’écoulement correspondant au dalot et son dimensionnement en relation de la zone d’écoulement ; Sur la base des ouvrages types adoptés sera indiquée, pour chaque section de fermeture/clôture, la typologie de choix de l’ouvrage sur la base des caractéristiques hydrauliques calculées. Le projet des ouvrages de raccordement en amont et en aval des passages de la ligne avec les cours d’eau intéressées. C- Le dimensionnement des canaux d’égout des eaux Les estimations dans le domaine territorial de l’impact « en grand » de la ligne ferroviaire avec l’écoulement des eaux superficielles ; D- L’identification des effets dus à la réduction des zones d’écoulement naturel ; L’identification des zones sujettes au débordement naturel des cours d’eau ; L’estimation de l’interférence de la ligne avec les zones de débordement ; La formulation des interventions nécessaires pour éliminer des éventuelles augmentations des risques hydrauliques. L’identification des effets atteints à la réduction des zones de débordement naturel ; L’identification des zones sujettes au débordement naturel des cours d’eau principaux ; L’estimation de l’interférence de la ligne avec les zones de débordement ; La formulation des interventions nécessaires pour éliminer des éventuelles augmentations des risques hydrauliques. L’étude hydrologique L’étude hydrologique doit fournir le cadre général de la zone d’étude sur les bases de données hydro-climatiques, des caractéristiques morphologiques des bassins versants et de leur couverture végétale et d’autres études disponibles. L’étude et l’analyse des données permettent d’évaluer, en fonction du type et de l’importance de l’ouvrage, une évaluation correcte des pluies générant le débit de dimensionnement. Le choix de la période de retour (Tr) de l’événement hydrologique pour le dimensionnement des ouvrages est fonction de l’importance du cours d’eau et par conséquence de la typologie et l’importance de l’ouvrage. Tenant compte des considérations précédemment citées, il y lieu de considérer deux valeurs de périodes de retour pour les ouvrages suivants :

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a) Les passages des cours d’eau principaux : Superficie du bassin versant à importance régionale et dont la superficie est supérieure à 10 km2. Tr = 300 années. b) Les passages des cours d’eau secondaires : Superficie du bassin versant à importance locale et dont la superficie est inferieure à 10 km2. Tr = 200 années. Collecte des données hydrologiques A l’intérieur de la zone d’étude ils devront être identifiés toutes les stations pluviométriques et hydrométriques. L’examen des données se fera en tenant compte des points suivants : a. Organismes gestionnaires (Agence Nationale des Ressources Hydrauliques ANRH, Office National de la météorologie ONM) de chaque station. b. Liste des stations pluviométriques à l’intérieur de la zone d’étude ou adjacente, doté d’un pluviographe enregistreur, en fonction du nombre d’années significatives ainsi qu’aux classes d’altitude par rapport au niveau de la mer. c. Données disponibles relatives aux Intensités-Durées-Fréquences des pluies (Durée 1, 3, 6, 12, 24 heures) ainsi que ceux relatives aux évènements extrêmes (pluie intense avec une durée inférieure à 60 minutes). d. Des données hydrométriques disponibles au niveau des stations hydrométriques installées sur le cours d’eau et / ou sur ses affluents, on collectera toutes les données de débits et des hauteurs d’eau. e. Les éventuelles études hydrologiques existantes auprès des établissements à caractère national et régional. Les analyses statistiques Une analyse statistique se fera pour chaque station ayant une période d’observation suffisante pour les durées de 1, 3, 6, 12, 24 heures ; L’extrapolation statistique se fera en tenant compte de l’importance du cours d’eau.) La méthodologie de l’élaboration statistique sera celle là puis apte et ajourné et quoique la méthodologie utilisée doit tenir compte et se confronté avec les élaborations statistique et les versions officielles produites par les établissements publics préposés de gestion hydraulique. Calcul des débits de crue Pour les bassins versants principaux il sera nécessaire de déduire les principaux paramètres morphologiques sur la base de cartographie : les principaux paramètres morphologiques sont relatifs à la zone du bassin intercepté par la ligne ferroviaire, la longueur et la pente du cours d’eau principal, les cotes maximales, minimales et moyennes du bassin. Le temps de concentration sera calculé en tenant compte des formules de Kiprich, Ventura, Horton, Giandotti, en prenant en considération l’importance des superficies des bassins. L’estimation des coefficients d’écoulement se fera en tenant compte de la perméabilité des sols au niveau du bassin versant, du couvert végétal, de l’utilisation du sol et de la pente des versants.

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L’approfondissement de l’étude devra être en adéquation du niveau du projet et aux éléments connus disponibles (reliefs, photogrammétrie aérienne, etc.). Si, les données déductibles ou suffisants pour leurs utilisation, le calcul du débit de crue, avec l’attribué temps de retour/de récurrence se produira avec l’utilisation des données pluviométriques. La méthodologie à appliquer pour le calcul se basera sur la comparaison des valeurs obtenues en appliquant les méthodologies, en utilisant et en distinguant entre les bassins avec une superficie mineur ou majeur de 10 km2, prenant en considération l’importance du cour d’eau et donc le temps de retour de l’évènement météorique : c’est à dire que la méthodologie à appliquer pour les calculs tiendra compte de l’importance de la superficie du bassin versant ) En détail : Zone < 10 Km2 Kirpick (TC), Formule rationnelle (pour l’estimation des débits de crue de période de retour donnée). Zone > 10 Km2 Méthode SCI, (pour l’estimation des débits de crue de période de retour donnée), Giandotti (TC). Pour les bassins mineurs, si un axe naturel de découlement incisé ne soit pas reconnaissable, le temps de concentration (TC) sera calculé en attribuant une rapidité d’écoulement superficiel approprié et une pente longitudinale égale à la maximale pente naturelle contrôlable à l’égard de la section de fermeture à l’abri du remblai. L’Étude hydraulique L’étude hydraulique déterminera la section d’écoulement des cours d’eau aux endroits intéressés par le projet et par conséquent la typologie et dimensionnement des éventuels moyens de traversée (ouvrages, protections des ouvrages et remblai etc…) ainsi que l’écoulement des eaux pluviométriques interceptés par la plate forme ferroviaire dans des conditions de confort et de sécurité. L’étude hydraulique permettra : La détermination de la cote hydrique et de l’ampleur de la section de pertinence fluviale relatives aux passages principaux et secondaires pour un événement de crue de temps de retour déterminé Le dimensionnement des canaux d’égout des eaux empêchant le déversement des eaux pluviales de la plate forme ferroviaire vers les récepteurs naturels Dimensionnement de réseau de canalisations ; La vérification des ouvrages récepteurs des eaux provenant de l’environnement immédiat de la plate forme ferroviaire et de la plate forme même (exemple : fosse de garde) La vérification des ouvrages de drainage de la plate forme ferroviaire et leurs connexion au collecteurs secondaires (caniveaux de plate forme, tuyauterie, etc.) Les éventuels ouvrages de protection de la plate forme ferroviaire contre des niveaux hydriques significatifs L’étude des installations de relevage des eaux (Pompes) dans le cas d’impossibilité d’évacuer les eaux nuisibles par gravité. L’étude des solutions de protection et/ou de déviations des réseaux touchés par le projet ferroviaire notamment les réseaux hydriques en pression ou à surface libre.

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Choix des périodes de retour Le choix de la période de retour de la crue doit être en adéquation du type et de la typologie de l’ouvrage hydraulique retenu pour le projet ; Les valeurs des périodes à retenir relatives à tout projet ferroviaire et projet annexe (Route) pour chaque type d’ouvrage hydraulique sont les suivantes : a- Drainage de la plate forme (caniveaux, buses, etc.) : Ligne ferroviaire Tr = 100 années Déviation routière Tr = 25 années b- Fossés de garde : Ligne ferroviaire Tr = 100 années Déviation routière Tr = 25 années c- Ouvrage de traversée (pont et dalots) Ligne ferroviaire Tr = 300 années pour superficie du bassin versant S ≥ 10Km² Ligne ferroviaire Tr = 200 années pour superficie du bassin versant S < 10Km² Déviation routière Tr = 200 années. d- Ouvrage busés de rétablissement d’écoulement : Ligne ferroviaire Tr = 300 années pour superficie du bassin versant S ≥ 10Km² Ligne ferroviaire Tr = 200 années pour superficie du bassin versant S < 10Km² Les valeurs conseillées des temps de retour pourront être établies de manière différente faisant référence, en accord avec le maitre de l’ouvrage, à la formule suivant : : Ou : N = durée de vie de l'ouvrage Rn= risque d'insuffisance de l'ouvrage (valeur en %, 1 = maximum risque) Dans le tableau suivant, on reporte, les temps de retour , déduit par la relation ci-dessus en fonction de la vie de l'ouvrage N et du risque d'insuffisance Rn, sont mentionnées dans le tableau suivant : Rn 0,05 0,10 0,20 0,50

N (ans) 10 195 95 45 15

20 390 190 90 30

50 975 475 225 75

70 1365 664 314 101

100 1950 950 450 145

200 3900 1900 900 290

Analyses et méthodes de calcul En l’absence de données, les niveaux de crue relatifs aux cours d’eau principaux et secondaires peuvent être calculés par des modèles mathématiques en mouvement permanent. Les sections transversales des cours d’eau peuvent être déterminées par l’exécution d’une campagne topographique des points de passages repérés ou tous autres moyens jugés fiables pour l’analyse hydraulique.

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Le dimensionnement hydraulique des passages secondaires et des canaux d’égout des eaux sera réalisé en utilisant les formules usuelles hydrauliques. Si, les conditions locales favorisent des écoulements à régime uniforme, le calcul pourra être réalisé en adoptant la note d’expression : Q= 1/n × Ω R 2/3 × j1/2 Ou : Q = débit (m3 /sec) n = coefficient rugosité R = rayon hydraulique en m avec R = (section mouillée / périmètre mouillée (m)) J = pente en m/m (adimensionnel) Ω = section mouillée (m²) La valeur du coefficient de rugosité pour les ouvrages en béton est égale à 0,015. La pente du fond de l’ouvrage sera compatible avec la pente du lit du cours d’eau. Les zones inondables Dans le cadre des études hydrologique et hydraulique, il ya lieu de procéder à l’étude des zones traversées par la ligne ferroviaire sujettes à des inondations dues aux crues des cours d’eaux. L’étude devra fournir toutes les indications possibles à propos de l’ampleur et l’importance du phénomène, les cotes hydriques absolue, les indications du projet pour minimiser l’impact des inondations (Débordement) sur les remblais Dans le cas où l’infrastructure ferroviaire provoque une diminution du volume de retenue de la zone inondable, les incidences sur les niveaux d’amont et aval des plans d’eau devront être estimées.

VII.1.2

La typologie standard

On distingue les catégories typologiques suivantes : a. Passages principaux. b. Passages secondaires. c. Canaux d’égout des eaux. d. Les ouvrages de protection. e. Les ouvrages de drainage. Passages principaux Pour une telle catégorie d’ouvrage on devra vérifier la section du passage d’eau par rapport aux caractéristiques dimensionnelles de l’ouvrage de manière à minimiser les modifications de l’actuel écoulement. Par rapport aux conditions hydrauliques et la situation des niveaux de crues maximales, il y lieu de spécifier : Le tirant d’air minimum entre l’intrados de l’ouvrage et la cote de charge hydraulique totale correspondant au niveau hydrique de crue maximale. Pour les ouvrages d’art non courants le tirant est pris égal à 0.5 m à 1 m. Le positionnement des culées du viaduc de manière à ne pas réduire significativement la section d’écoulement en lit et dans la zone de débordement.

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Le positionnement et la géométrie des piles en lit du cours d’eau et dans la zone de débordement de manière à ne pas provoquer des phénomènes d’affouillement et/ou érosion. Le calcul de l’affouillement localisé autour des semelles massives des appuis. Passages secondaires Les typologies autorisées sont : Les typologies circulaires en béton armé avec diamètre minimum 1,5 m ; Les dalots en béton armé avec dimension minimale 2 m. La pente longitudinale du fond de l’ouvrage ne devra pas être inférieure à 2‰. Condition d’auto curage. La section brute d’écoulement du caniveau devra permettre l’écoulement du débit de crue maximale avec un degré de remplissage de 70% de la section brute. Les précautions convenables relatives à la protection des fondations de l’ouvrage devront être prévues pour éviter les phénomènes d’affouillement. Les passages avec les ouvrages en siphon ne peuvent être prévus qu’après accord du maitre de l’ouvrage. Les dispositions hydrauliques des cours d’eau et fossés existants Les dispositions hydrauliques des cours d’eau naturels existants consistent, sur la base de la morphologie locale de l’axe de la typologie de la ligne ferroviaire, en la déviation adéquate pour être raccorder aux ouvrages de raccordement amont et aval (Dalot). Pour la déviation des fossés on adaptera préférablement la section d’écoulement trapézoïdale, avec la pente des bords convenable et avec les ouvrages de protection en gabions et matelas métalliques remplis avec des blocs rocheux de dimension adaptée. Le raccordement amont et aval des dalots devront être indiqués de manière à permettre un écoulement à superficie libre sans phénomènes de débordement. Si la différence de niveau entre la cote du fond du caniveau et la cote du fond du fossé, en correspondance de la section de l’entrée relative au relief ( H > 20% de hauteur du dalot) on devrait prévoir en amont du caniveau un ou plusieurs sauts du fond d’une altitude approprié. Les ouvrages de raccordement devront être réalisés en gabions et matelas métalliques rempli avec des pierres de dimension adéquate. Canal d’évacuation des eaux Les canaux devront être prévus pour la protection de la ligne ferroviaire quand les ouvrages constituent des obstacles à l’écoulement naturel des eaux pluviométriques. La section type à utiliser pour cette catégorie d’ouvrage sera en béton avec section traversable De forme trapézoïdale avec pente des bords 1/1 ou 3/2. La largeur minimale du fond de canalisation devra être égale à 0,50 m. Les ouvrages de protection longitudinale des remblais ferroviaires Dans le cas ou le corps des remblais constituant la plate forme ferroviaire risque d’être attaquer par les eaux des crue cause de débordement de cours d’eau, il est y a lieu de prévoir à l’étude de protection par l’incorporation possible d’ouvrages de type gabions et matelas métalliques remplis de blocs rocheux de dimension adéquate.

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Les ouvrages du drainage Le réseau de drainage pour l’évacuation des eaux superficiel de la plate forme dues aux précipitations pluviales doit faire l’objet de dimensionnement et de vérification hydraulique. Le dimensionnement et calcul hydraulique pour ouvrage de drainage doit être élaboré avec des périodes de retour de plus de 100 ans. La distance entre deux drains verticaux consécutifs de la plate forme ne devrait pas être supérieure à 15 mètres. Le calcul de l’entraxe des bouches/descendus d’égout pour les canalisations de la plate forme ou corniche dans le remblai pour les routes. Le calcul de la débite effluent sera réalisé ou en utilisant la méthodologie la plus convenable ou en suivant les conditions morphologiques et du tracé de l’infrastructure. Si on utilise la méthode du volume de retenue, on devrait considérer les coefficients suivant : K = 0,9 coefficient d’écoulement W2 = 0,005 pour la plate forme ferroviaire (présence de le ballast) W2’ = 0,003 pour la plate forme routière

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VIII TRACE VIII.1 ETUDE DE PROJETS DES TRACES FERROVIAIRES VIII.1.1

Conception des tracés ferroviaires

Paramètres du projet de la voie Les paramètres suivants sont déterminés en fonction de la vitesse du tracé: le rayon de la courbe horizontale R (*S), le dévers D (*S), le dévers insuffisante I (*S), l’accélération latérale non compensée aq (presque statique) définie au niveau de la voie (*S), l’excès de dévers E (*S), le rapport de variation de dévers dD/dt, la déclivité dD/dl (*S), le rapport de variation d’insuffisance de devers dl/dt, la longueur des éléments du tracé (courbes circulaires et voies en alignement) Li, la longueur du raccordement sur le plan horizontal L, le rayon de la courbe altimétrique R v , l’accélération verticale a v . Les paramètres suivis de (*S) sont les paramètres de sécurité. Valeurs des paramètres Pour la plupart des paramètres, deux types de valeurs sont spécifiés: la valeur limite, devant toujours être utilisée (dans la limite du possible), la valeur exceptionnelle. La valeur exceptionnelle peut avoir deux significations différentes. En particulier pour les paramètres de sécurité, cette valeur sera considérée comme la limite absolue du paramètre et peut dépendre des réelles conditions géométriques et mécaniques de la voie. A souligner que la valeur limite exceptionnelle concerne la sécurité et peut (pour certains paramètres) impliquer un niveau de confort réduit. Pour les paramètres ne concernant pas la sécurité, les valeurs seront considérées comme la limite au-delà de laquelle il est possible que le confort soit moindre et que les frais d’entretien de la voie augmentent de façon significative. Valeurs limites et valeurs exceptionnelles (maximales ou minimales) pour les paramètres de conception du tracé géométrique de la voie Les paragraphes suivants indiquent les valeurs limites des paramètres permettant de définir les éléments du tracé. Celui-ci doit représenter un excellent compromis entre les prestations des véhicules et les frais de construction et d’entretien de la voie. Le choix des éléments du tracé dépend des nécessités d’exploitation, des paramètres spécifiés avec leurs valeurs respectives et des conditions locales. Rayon en plan R Le projeteur du tracé géométrique de la voie devra utiliser des rayons de courbe et des raccordements le plus larges possibles en accord avec les contraintes du projet. Ceci n’empêchera pas d’augmenter éventuellement par la suite la vitesse sur la ligne. Les rayons ayant une courbe inférieure à 275 m ne sont pas acceptés pour les nouveaux tracés. Le rayon de 275 m est la limite inférieure pour le rayon au-delà qui demande une augmentation d’entraxe en courbe.

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A titre exceptionnel et après accord, il est possible d’utiliser des valeurs moins restrictives. Les paramètres pris en compte pour déterminer le rayon minimal de la courbe sont: les vitesses de fonctionnement maximales et minimales, le dévers, les valeurs limites pour un l’excès et l’insuffisance de dévers. Le rayon minimum de la courbe autorisé pour la vitesse maximale, habituellement avec l’insuffisance de devers I, se calcule sur la base de l’équation suivante: 11,8 2 m R Vmax D I Le rayon maximal de la courbe autorisé pour la vitesse minimale de fonctionnement, habituellement avec un excès de dévers E, se calcule sur la base de l’équation suivante: 11,8 2 m R Vmin D E Le rayon minimum de la courbe se calcule en utilisant les relations suivantes, où les valeurs D et E respectent les limites spécifiées suivantes : 2 2 11,8 Vmax 11,8 Vmin R m D E D I NOTE 1: Pour limiter la distance entre les quais et les véhicules, il est recommandé de faire en sorte que le rayon de la courbe soit supérieur à 500 m lorsque la hauteur des quais H = 25 cm au dessus du rail, est supérieure ou égale à 750 m lorsque la hauteur des quais H = 55cm.

NOTE 2: Formules pour déterminer les valeurs limites de Dmax et Rmin : Dmax

2 2 I Vmin E Vmax 2 2 Vmax Vmin

- Avec une valeur de devers D inférieure à 160 mm,

Rmin

2 2 11,80 Vmax Vmin E I

Courbes de transition ou raccordements en plan La conception des tracés ferroviaires doit inclure les courbes de transition entre les voies d’alignement et les courbes et/ou entre les courbes circulaires de rayon différent (polycentriques). La clothoïde avec rayon constant doit être utilisée. Les formules sont valables dans un repère cartésien où l’origine est le point de tangente entre la voie d’alignement et le raccordement, axe de l’abscisse tangent au raccordement dans l’origine, et orienté positivement dans le sens du développement du raccordement et avec l’axe des ordonnées orienté positivement vers le centre de la courbe.  Clothoïde L’équation mathématique de la courbe est: r l

2

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 Clothoïde à rayon constant Pour obtenir le développement de la courbe, utiliser la formule: 2

L

R La valeur de l’angle " " dans le point de passage entre le raccordement et la courbe circulaire se calcule comme suit: 2 L 2 2 R 2 R Pour obtenir les coordonnées des points formant le raccordement, utiliser les formules suivantes: 2i 2

x

A

2

1

i 1

4i 3

i 1

2i 2 ! 2i 1

y

A

2

1

i 1

4i 1

i 1

2i 1 !

Les coordonnées du centre de la courbe sont calculées comme suit: 2i 2

Xm

x R sen

A

2

1

i 1

4i 3 2i 1 !

i 1

2i 1

Ym

y R cos

La valeur de

A

2

1

i 1

4i 1

i 0

2i !

R est calculée à partir de: 2i 1

R

y R (1 cos )

Les longueurs

l

et

k

A

2

1

i 1

i 1

4i 1

2i !

sont obtenues à partir des formules décrites au paragraphe précédent.

Dévers D Pour déterminer le dévers, tenir compte des considérations suivantes: Pour les lignes ordinaires, la variation du dévers s’obtiendra en arrondissant par défaut ou par excès le centimètre le plus proche. Pour les lignes à grande vitesse à circulation mixte, la variation du dévers s’obtiendra en limitant l’arrondissement par défaut à 0,5 cm. La valeur limite pour le dévers est:

Dlim

160mm

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Pour la voie adjacente aux quais, il est recommandé d’utiliser une valeur maximale du dévers de 110 mm. Certaines caractéristiques de la voie, comme les passages à niveau, les passerelles et les tunnels, peuvent également, dans certaines circonstances, imposer des dévers réduites. Pour calculer le dévers recommandé D X , pour ce qui concerne la vitesse du tracé, utiliser la formule suivante pour des vitesses jusqu’à 150 km/h: DX

2 7.5 V max RX

Pour des vitesses entre 150 km/h et 300 km/h, après avoir calculé pour les tronçons à vitesse égale les valeurs Dmax et Rmin , le dévers se calcule en appliquant la formule suivante:

DX

Dmax Rmin RX

Pour calculer la valeur limite du dévers pour les courbes à petit rayon R 290m , définie selon les indications du paragraphe II.4.1.3.3.1, procéder comme suit: Sur les courbes à petit rayon, un dévers élevé augmente le risque de déraillement des véhicules à vitesse réduite. Dans ces conditions, la charge verticale agissant sur le rail externe (file haute) est très réduite, surtout en présence d’un gauchissement qui implique des réductions supplémentaires. Pour éviter le risque de déraillement des véhicules à rigidité torsionnelle sur les courbes à petit rayon, le dévers doit être vérifié avec la formule suivante, en adoptant comme valeur inférieure la valeur comprise entre: Dlim =

R 50 ≤Dl [mm] 1,5

Dlim = 160 mm

Le graphique suivant illustre l’évolution du dévers en fonction du rayon de la courbe selon la formule précédente.

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Insuffisance de devers I Pour des valeurs définies du rayon R et du dévers D, la vitesse maximale sur une courbe devra permettre de respecter la valeur de l’insuffisance de devers ( I ) à calculer avec la formule suivante: V2 11.8 max D lim mm R Pouvant être exprimée en termes d’accélération non compensée:

aq

2 Vmax g D 12.96 R 1500

153

aq

m / s2

lim lim

153

Les valeurs limites de l’insuffisance de dévers I sont indiquées dans le tableau suivant, où les valeurs correspondantes sont exprimées en termes d’accélération non compensée. Tableau – Insuffisance de dévers -

lim

Valeurs limites LIGNES LIGNES

V

200 V

LIGNES

250km / h

250 V

250km / h Valeur limite lim

92mm anc

Valeur Exceptionne lle lim

0.6m / sec anc

Valeur limite

100150 mmmm

lim

300km / h Valeur Exceptionne lle lim

130mm lim

80mm

2

0.65m / sec 2

anc

0.98m / sec 2 anc

0.52m / sec 2

anc

0.85m / sec 2

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Excès de dévers E Dans les courbes à grand rayon, des différences importantes entre les vitesses des trains rapides et celles des trains lents sont possibles. L’excès de dévers se calcule en utilisant la formule suivante: V2 D 11.8 min mm R La valeur E influe sur les efforts provoqués par les trains lents sur le rail interne, en particulier les trains de marchandises qui généralement ont des charges élevé par essieu. Typologie de train

Valeur limite

Valeur exceptionnelle

mm

mm

Longueurs des courbes de raccordement en plan La longueur des courbes de raccordement sera calculée à partir des valeurs limites imposées par les paramètres suivants: dD rapport de variation du dévers ; dt dD déclivité du raccordement ; dl dI rapport de variation de le dévers insuffisante ; dt avec les formules suivantes:

L L

V max D 3.6 D

dD dl

1

dD dt

m lim

1

m lim

1

V max d m 3.6 dt lim La longueur de la courbe de raccordement sera la valeur maximale obtenue par les formules précédentes. Aucune interférence planimétrique entre les raccordements de transition et les raccordements en plan ou les équipements de voie n’est autorisée. L

Trains de marchandises Trains de passagers

110 110

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Rapport de variation de dévers dD / dt Le rapport de variation de dévers se calcule avec la formule suivante:

dD dt

D Vmax 3.6 L

dD dt

mm / s lim

Tableau du rapport de variation du dévers (vitesse de rotation) Valeurs pour LIGNES où

V

200km / h

Valeur limite

dD / dt

dD / dt

LIGNES où

Valeur exceptionnelle

54 mm / s

dD / dt

0.036 rad / sec

lim

60 mm / s

200km / h V

Valeur limite

dD / dt

0.040 rad / sec

300km / h

Valeur exceptionnelle

50 mm / s

0.033 rad / sec

dD / dt

60 mm / s

0.040 rad / sec

Variation de devers le long de la courbe de transition dD/dl Le projeteur utilisera la valeur la plus restrictive en termes de confort et de sécurité. A noter les valeurs suivantes: Valeur limite: Valeur exceptionnelle:

2.25 mm/m 2.50 mm/m

NOTE Sous réserve des valeurs limites susmentionnées, il est recommandé d’utiliser, dans la limite du possible, les valeurs indiquées dans le tableau suivant. Valeurs limites recommandées pour la variation de devers en fonction de la vitesse

VALEURS NORMALES V≤ 75 km/h

2‰

75 ‹ V ≤100 km/h

1.5‰

VALEURS LIMITES

V≥ 100 km/h

1‰

V≤ 75 km/h

75 ‹ V ≤100 km/h

2‰ à 2.25‰

1.94‰

75 ‹ V ≤125 km/h

1.5‰

Rapport de variation de l’Insuffisance de dévers (dl/dt) Le rapport de variation de l’insuffisance de dévers I se calcule avec la formule suivante:

V≥ 125 km/h

1.25‰

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Vmax 3.6 L

dI dt

dI dt

I

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mm / s lim

qui en termes de contre coup, s’exprime: daq dt

Vmax 3.6 L

daq dt

aq

Les valeurs de dI / dt

lim

m / s3

=

lim

sont indiquées dans le tableau suivant.

Tableau du rapport de variation de l’insuffisance de dévers

Valeur limite

dI / dt

Valeurs pour (dI / dt)lim LIGNES V ≤ 200 km/h Valeur exceptionnelle Valeur limite

38 mm / s

dI / dt 92 mm / s

0.25 m / sec 3

0.60 m / sec 3

dI / dt

LIGNES 200=1 e =201 e =1501 e 5500

0,35

0,15 >=1 e =6 e =11 e =15

0,10

>=1 e =391 e =1901 e 3500

0,10

1

>2 e 3 e 6

0,10

>1 e 5 e 6

0,10

Classification en fonction de données de trafic La mise en paramètre d’évaluation permet de calculer l’indice de classification selon la relation : I = ∑ (Ki x Pi) La classe est identifiée à partir de la position de la valeur numérique de l’indice de classification calculé dans l’éventail de correspondance reporté ci-dessous : TYPOLOGIE DE GARES

INDICE DE CLASSIFICATION

PETITES GARES = 3,3

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Exemple de dimensionnement et classification d’une grande gare

PARAMETRRS D'EVALUATION

1 2 3 4

Nombre de voyageurs/jour Valeur touristique, culturelle, institutionnelle Nombre de trains/jour à grande distance Importance commerciale (m2)

Ki

Pi

1÷6

40.000 vo y/j 4 39 trains/j 4.000 m2

4 4 4 4 4

5 Nombre de trottoirs pour le service voyageurs 16 tro tto irs Nombre de lignes ferroviaires pour le trafic 6 voyageurs/intermodalité 5 lignes

I = ∑ (Ki x Pi)

0,35 0,15 0,1 0,1 0,1

1,40 0,60 0,40 0,40 0,40

3

0,1 TOTAL

0,30 3,50

Exemple de dimensionnement et classification d’une gare moyenne

Ki

PARAMETRES D'EVALUATION

1 2 3 4 5

Nombre de voyageurs/jour Valeur touristique, culturelle, institutionnelle Nombre de trains/jour à grande distance Importance commerciale (m2) Nombre de trottoirs pour le service voyageurs Nombre de lignes ferroviaires pour le trafic 6 voyageurs/intermodalité

Pi

1÷6

I = ∑ (Ki x Pi)

6.000 vo y./j 3 19 trains/j 600,00 m2 5 tro tto irs

4 3 4 2 3

0,35 0,15 0,1 0,1 0,1

1,40 0,45 0,40 0,20 0,30

6 lignes

3

0,1 TOTAL

0,30 3,05

Exemple de dimensionnement et classification d’une petite gare (>200 voyageurs/j.)

Ki

PARAMETRES D'EVALUATION

1 2 3 4 5

Nombre de voyageurs/jour Valeur touristique, culturelle, institutionnelle Nombre de trains/jour à grande distance Importance commerciale (m2) Nombre de trottoirs pour le service voyageurs Nombre de lignes ferroviaires pour le trafic 6 voyageurs/intermodalité

Pi

1÷6

I = ∑ (Ki x Pi)

1.250 vo y./j 3 2 trains/j 420,00 m2 2 tro tto irs

2 3 1 2 2

0,35 0,15 0,1 0,1 0,1

0,70 0,45 0,10 0,20 0,20

1 lignes

0

0 TOTAL

0,00 1,65

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Exemple de dimensionnement et classification d’une petite gare (1,60 m à l’intérieur des mains courantes) • Rapport hauteur giron: 2A+P =0,62-0,64 • Longueur contenue; en cas contraire interrompre le palier pour le mettre en condition d’arrêter la chute d’un corps humain après un nombre non supérieur de 15 hauteurs de marche. • Signal au sol de début et de fin de rampe en matériel différent que celui du revêtement de l’escalier (ou de toute façon perceptible de la part des malvoyants), posé à au moins 30 cm de la première et de la dernière

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marche

profil marches revêtement garde-corps

main courante

éclairage

• Préférablement à plan rectangulaire à dessin continu et nez de marche arrondis et sous degré incliné par rapport au degré de 75'- 80' • En cas de dessin discontinu, saillie du degré par rapport au sous degré entre 20 et 25 mm Antidérapant et anti reflétant hauteur minimum 1.00 m et infranchissable par une sphère de diamètre de 100 mm Posée des deux côtés de la rampe ; prolongée de 300 mm outre la première et la dernière marche; hauteur entre 0.90 et 1.00 m; la seconde main courante doit avoir une hauteur 0.75 m (STI 850 mm e 1 000 mm) du sol ou de toute façon proportionnée en cas d’usage prévalant de la part d’enfants; distance de la paroi ou du garde-corps: 40 mm. les mainscourantes doivent être continues. Les mains-courantes doivent avoir une forme arrondie et une section de diamètre comprise entre 30 mm et 50 mm. La main-courante doit se distinguer vis-à-vis de la couleur des parois environnantes. Préférablement naturel et latéral; éclairage artificiel latéral à commande identifiable dans l’obscurité et disposée su chaque palier et appropriée à une facile perception des rampes

Rampes Pour toutes les typologies il faut prévoir des rampes accessibles aux personnes handicapées avec fauteuil roulant (une rampe pour chaque trottoir et per chaque passage souterrain ou passerelle aérienne) là où aucun ascenseur n’est prévu. La largeur des rampes, proportionnelle au flux, sera un multiple de M (M=60 cm) et de toute façon non inférieure à 180 cm et au minimum de 160 cm à l’intérieur des mains courantes. Le franchissement des dénivellations éventuellement existantes entre la chaussée routière d’accès et le hall de la gare ou le niveau des voies, ainsi que l’accès aux passages souterrains peuvent être effectués à l’aide de rampes. La réalisation de rampes d’accès aux passages souterrains implique, en général, de remarquables développements longitudinaux par rapport aux trottoirs di gare et en fonction de la position du hall par rapport au niveau souterrain et au niveau de la voie ferrée. En outre, dans certains cas le trottoir devient un élément défavorable à la réalisation de l’intervention, étant donné l’exigüe largeur de celui-ci. Concernant les pentes comprises entre 5 % et 8 % il faut prévoir un palier horizontal d’une longueur non inférieure à 150 cm dans le sens longitudinal du sens de marche en plus de l’encombrement d’éventuelles portes. Le revêtement doit être antidérapant et antireflet et doté d’une bande tactile d’une largeur non

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inférieure à 40 cm avant le début et la fin de chaque rampe. Les mains courantes et les garde-corps doivent être conformes aux indications relatives aux escaliers. En cas de présence d’un garde-corps une bordure pleine et continue au sol d’une hauteur non inférieure à 100 mm doit de toute façon être garantie. quand ils existent, les escaliers roulants doivent avoir une vitesse maximum de 0,65 m/s. Là où ils existent, les tapis roulants doivent avoir une vitesse maximum de 0,75 m/s, une pente maximum de 12 degrés (21,3 %). Tableau 15 - Caractéristiques des rampes Rampe • Bande tactile au sol de début et fin de rampe en matériel et couleur différents que ceux du revêtement de la rampe d’une largeur non inférieure à 40 cm (t) de toute Identification façon perceptible de la part des non-voyants, posée au moins à 30 cm du début et de la fin de la rampe. • Préférablement naturel et latéral • Éclairage artificiel latéral à commande identifiable dans l’obscurité • Adéquat pour une facile perception des rampes Revêtement • Antidérapant et antireflet Largeur • Largeur minimum: 1, 60 m dans les mains courantes Dénivellation • Dénivellation maximum des rampes posées en succession: 3,20 Pente • Maximum: 8% • Tous les 10 m de développement et en présence d’interruptions dues aux portes, il Paliers faut prévoir un palier horizontal d’une longueur minimum di 1,50 dans le sens longitudinal au sens de marche, en plus de l’encombrement des éventuelles portes • Si de chaque côté de la rampe il n’y a pas de garde-corps plein, la rampe doit avoir Bordure une bordure d’une hauteur d’au moins 100 mm Éclairage

Main courante

Garde-corps

• Posée de chaque côté de la rampe • Prolongée de 300 mm au-delà du début et de la fin de la rampe • Hauteur 1,00 m (STI 0,85 – 1,00 m) (RFI 1,00 – 1,20 m) • Seconde main courante, à une hauteur de 0,75 m ou de toute façon proportionnée en cas d’usage prévalant de la part d’enfants • Distance des parois ou des garde-corps: 40 mm • Hauteur minimum 1,00 m et infranchissable par une sphère d’un diamètre de 100 mm

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Largeur ≤ 1,60 m. (entre les mains courantes) Figure 8 – Coupe typique d’une rampe

Ascenseurs et plateformes élévatrices Concernant les typologies munies de passerelle aérienne (ex : sites enterrés) et uniquement dans les cas où l’effective condition des dénivellations à franchir déconseille l’emploi de rampes (parcours excessivement long) des plateformes élévatrices ou des ascenseurs pourront être installés. La présence d’élévateurs implique l’installation de systèmes d’alarme dotés de liaison interphone et de vidéo surveillance et des postes de contrôle dans la gare ou en d’autres localités. Les plateformes élévatrices et les ascenseurs devront répondre aux normes spécifiques, aux normes d’exercice et à celles concernant le franchissement des barrières architecturales et sensorielles. Au moins deux côtés des enveloppes externes et des cabines de ces élévateurs devront être de superficie transparente. XIV.1.5

BÂTIMENTS DES DOTATIONS ET DES INTERFACES TECHNOLOGIQUES

Selon les caractéristiques de l’installation les centrales et les locaux techniques seront situés à l’intérieur du bâtiment desservi ou dans des bâtiments spécifiques. Étage technique et puits Dans les bâtiments particulièrement complexes l’étage technique correspond à l’étage de couverture. Sur cet étage la centrale thermo frigorifique (Chaudières, groupes frigo, unité de traitement de l’air..) sera réalisée en tenant compte des précautions suivantes: Escaliers à débarquement à l’étage de couverture ; Tuyauteries de gaz devant rejoindre cet étage (il faudra donc prévoir d’opportuns masquages); Puits verticaux, de logement des tubes, des conduites d’air, de canalisations d’installations électriques, du rez-de-chaussée à l’étage de couverture.

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Dans d’autres bâtiments plus petits et de type non gardé cet étage n’est pas nécessaire. Local système appareil de Sécurité et Signalisation Le local est destiné à abriter les équipements nécessaires à la gestion de la logique de l’appareil de signalisation. Tous les appareils sont contenus dans des châssis métalliques appropriés ou dans des armoires fermées. Dimensions et charge du plancher Les dimensions du local changent évidemment en fonction de la complexité de l’installation à gérer. La hauteur utile (nette) du local ne doit pas être inférieure à 3m. Les planchers sont dimensionnés pour une charge distribuée de 1000 daN/m2. Plancher technique surélevé Le local devra être doté di plancher technique surélevé, avec revêtement en PVC antistatique, ayant les caractéristiques suivantes :  Hauteur plancher fini : 40-45 cm environ;  Épaisseur des panneaux 34 mm ;  Dimensionné per une charge distribuée de 1000 daN/m2 La superficie au dessous devra prévoir un traitement contre la poussière approprié. Faux-plafond Si non expressément requis, aucun type de faux-plafond destiné au passage des câbles relatifs à l’installation de balisage n’est nécessaire. Dimensions des accès Les dimensions des portes d’accès du local doivent être au moins 120x220 cm pour garantir l’entrée des appareils. Au cas où le local ne serait pas au rez-de-chaussée, il faut prévoir d’opportuns montecharges, ou des entrées alternatives pouvant être rejointes de l’extérieur par des moyens de soulèvement.

Éléments et équipements répondus en gare

Systèmes d’information au public Signalisation à message fixe Signalisation à message variable Signalisation et caractères architecturaux des gares

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Figure 9 - La signalisation à message fixe dans les gares

Signalisation a message fixe Le système signalétique de chaque gare se base sur une attentive analyse des équipements et des services existants, ainsi que sur l’étude des principaux flux de trafic dei voyageurs. On pourra définir : Les systèmes d'information, ci-dessous classifiés, à adopter en relation aux caractéristiques de la zone d’intervention ; La classe et la catégorie de signalisation; L'identification des points de position ; Les systèmes d’installation En effet, le principe auquel devra s’inspirer le projet du Système est celui de prévoir et de sélectionner les informations en les organisant de façon telle à les transmettre aux usagers dans la juste mesure et qualité. Du point de vue de la position des éléments signalétiques il faut observer que la définition

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des typologies d’information, le modèle de signalisation correspondant et le conséquent positionnement, devront être précédés par une attentive phase d’analyses de la mobilité intérieure des gares, des flux de parcours qui s’y déterminent et des typologies des usages prévus. Il faut, en effet éviter la traditionnelle concentration de signalisations à message fixe et variable, dans les zones stratégiques où se concentre généralement la plupart des voyageurs (le hall billetterie, les accès aux voies, et l'entrée des services de gare) et la raréfaction des enseignes dans les autres espaces de la gare. De cette façon il se crée en effet des déséquilibres d’information avec une surabondance d’informations dans certaines zones privilégiées et un déficit de communication dans les autres espaces. Chaque lieu de la gare possède une propre "demande d’information". Une correcte stratégie de la communication doit nécessairement passer d’un critère de distribution "ponctuelle" à un critère de distribution "diffusée" orientée sur le plan de distribution et la dynamique des flux. Typologies des usagers Dans les gares, les destinataires des informations et des messages ne sont pas uniquement les voyageurs, mais aussi les personnes qui, en mesure croissante, utilisent les services et les espaces commerciaux se trouvant dans les gares ferroviaires et, enfin, les personnes y travaillant. Chaque typologie d’usager représente des nécessités différentes que le système signalétique doit satisfaire de façon claire et précise. Vu l'exigence de rendre toujours plus disponible et accessible à toutes les différentes typologies d’usager, le contenu informatif du système signalétique, l'institution d’une ultérieure classe de messages spécifiquement adressés aux personnes handicapées devient ainsi nécessaire. Cette classe de messages impliquera donc l'emploi de spécifiques éléments de signalisation comme des parcours et des plans tactiles destinés aux malvoyants et des colorations et tailles particulières des signaux et des pictogrammes destinés aux malvoyants. Classification Les éléments signalétiques à message fixe : - Signalisation de Direction : comprend l’ensemble des signaux ayant pour but d’adresser les flux de circulation - Signalisation d’Identification : comprend les éléments signalétiques utilisés pour l’identification et la reconnaissance des lieux, des services et des exercices commerciaux et de la gare même dans le contexte urbain - Signalisation d’Information : intéresse l’ensemble des messages et des informations relatives aux horaires d’arrivée et de départ des trains, aux communications de service et aux communications extraordinaires. - Signalisation de Sécurité : comprend les signaux des systèmes de secours, de prévention des accidents et des urgences; - Signalisation d’Interdiction : concerne la signalisation réglementant les interdictions et les concessions à l'intérieur des zones de pertinence ferroviaire.

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La couleur et le caractère typographique, définissent une constante visuelle, qui met en commun les différentes typologies de signal. Signalisation à message variable À côté du système signalétique concernant les messages fixes, il faut fournir les indications nécessaires au projet, à la réalisation et au positionnement d’autres fondamentales classes signalétiques. Toutes les informations fournies en temps réel aux voyageurs, comme par exemple les informations relatives aux trains, les arrivées et les départs, les retards, les modifications, et les situations imprévues, composent la classe des messages variables et devront se référer aux typologies de base définies par le manuel spécifique. Signalisation et caractères architecturaux des gares La signalisation d’identification extérieure constitue une nécessité propre de chaque bâtiment de gare et représente le moment d’interface du centre urbain et de l’espace ferroviaire. Il s’agit du cas typique où la signalisation se trouve dans la nécessité de rejoindre un équilibre formel correct avec le bâtiment. Il faut toutefois, tout en se conformant aux prescriptions référées à une image coordonnée, que la signalisation identificatrice de la gare soit préalablement évaluée en relation aux caractéristiques du contexte d’appartenance et à la spécificité architecturale du bâtiment, objet de l’intervention. Dans les gares ferroviaires présentant une physionomie architecturale importante, un soin particulier devra apporter au projet des éléments d'identification extérieurs qui pourraient demander de spécifiques solutions formelles et visuelles des enseignes, dans le respect pour autant que possible des standards du système. De particulières exigences de visibilité pourront rendre en outre nécessaire l'intégration de produits signalétiques à paroi à l’aide de bornes-totems extérieurs. Les produits doivent être réalisés en cohérence avec les structures architecturales, mais pour autant que possible lisibles comme "autonomes', et cela non seulement pour éviter de compromettre les valeurs architecturales des bâtiments, mais aussi afin d’augmenter la lisibilité de la signalisation même. Les signaux d’identification de la gare situés sur le côté des voies à ses extrémités et au centre des quais seront généralement réalisés par d’autonomes systèmes de soutien, alors qu’à l'intérieur du bâtiment de la gare les éléments d’identification auront une propre physionomie et consistance (éléments modulaires, à poutres, à drapeaux, etc.) mais ils seront de toute façon liés aux structures du bâtiment et aux éléments architecturaux. Ils se développeront en saillie des structures du bâtiment (c‘est le cas des éléments à drapeau) ou en conjonction des parties architecturales. Ils s’étendront de paroi à paroi, entre parois et poteau, ou entre poteau et poteau (comme dans le cas de la signalisation modulaire "à poutre '), en évitant pour autant que possible la création et la prolifération d’éléments indépendants, étrangers à l’ensemble architectural.

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Parcours tactiles

Figure 10 - Les parcours tactiles dans les gares

Ce système se base essentiellement sur des messages tactiles imprimés sur la superficie des revêtements de sol, perçus à travers le contact avec le pied ou la pointe de la canne, qui oriente la marche du malvoyant. Les guides naturels Par "guide naturel" il faut comprendre une particulière conformation des lieux, telle à permettre au non voyant de s’orienter et de poursuivre sa marche sans recourir à d’autres indications. Un exemple classique peut être représenté par un trottoir longeant le mur continu d’un bâtiment, n’ayant pas de niche ni de saillie et n’étant pas interrompu par des obstacles fixes ni par des éléments de danger. Dans une telle situation le malvoyant s’achemine en se basant sur des indices acoustiques comme par exemple l’écho du mur ou le bruit du trafic parallèle, le cas échéant, ou sur d’autres indices. La canne blanche est utilisée avec un

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mouvement pendulaire pour pouvoir signaler la présence d’éventuels obstacles. Même un bas mur, le bordure d’une plate-bande ou une haie peuvent constituer un guide naturel, mais dans ce cas leur présence ne peut être signalée qu’au moyen de la canne. Les guides naturels, dans certains cas, peuvent constituer d’appropriés parcours-guide consacrés aux malvoyants sans aucune autre intégration de guide artificiel. Dans le cadre des gares les composants architecturaux suivants ont été clairement identifiés comme appropriés : Couloirs d’une largeur maximum de 2.00 m. Rampes d’une largeur maximum de 2.00 m., dotées de mains courantes ou de gardecorps continus des deux côtés Passages souterrains d’une largeur maximum de 2.50 m. Passerelles aériennes d’une largeur maximum de 2.50 m. Escaliers fixes dotés de mains courantes continues des deux côtés Escaliers roulants Tapis roulants Lorsque dans le projet ces composants seront utilisés comme parcours-guide destinés aux malvoyants, aucune intégration de guide artificiel ne sera nécessaire, sauf évidemment pour prévoir dans les interruptions des éléments de raccord de ce dernier garantissant la continuité. Les guides artificiels (parcours tactiles) Le système tactile devra être constitué par des éléments modulaires de revêtement qui fournissent des informations de direction et des avis de situation à travers quatre différents canaux: le sens tactile plantaire ou plus exactement le sens kinesthésique, (c’est à dire les sensations provoquées par les mouvements des muscles pendant la normale activité de mobilité) le sens tactile manuel (à travers la canne blanche), l'ouïe et le contraste chromatique (pour les malvoyants). Le système de référence devra fournir des informations tactiles, en différenciant la conformation de sa superficie par rapport à l’environnement et des différentes parties de sa superficie entre elles (information tactile plantaire ou à travers la canne). Critères généraux de projet des parcours tactiles Le langage employé le long des parcours tactiles s’articule en codes base (nr. 1 et 5) et en codes complémentaires ou de second niveau ( nr. 2, 3, 4, 6 ), permettant de fournir des informations plus détaillées, et dont l’éventuel manque de détection de la part de l’usager n’influence pas négativement l'efficacité générale du système. Ces codes sont : n. 1 - Code de direction rectiligne : Il est constitué de toute une série de cannelures parallèles au sens de marche; les limites des rainures doivent avoir une largeur et un relief nécessaires et suffisants pour être facilement perçus sans par ailleurs constituer une forme quelconque d’empêchement ou de gène de la déambulation, les rainures latérales, en revanche, peuvent servir de guide pour la pointe de la canne blanche, en ayant ainsi la fonction d’un véritable chemin; pour cette raison elles

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sont d’une largeur inférieure, convenablement calculée. En outre le fond des rainures est absolument lisse pour permettre un excellent glissement de la pointe de la canne blanche, alors que la partie haute des rainures est rugueuse et a une fonction antidérapante. La largeur du parcours-guide est de 60 cm. (fig. 11) n. 2 - Code de virage obligatoire à "L": Il est constitué par un carré de 60 cm de côté, divisé en deux triangles, un desquels contenant des rainures inclinées de 45 degrés par rapport à celles de la direction rectiligne, mais parfaitement coplanaires à celles-ci, de façon à ce que la canne blanche soit amenée à suivre automatiquement le virage; le second triangle, par contre, contient les calottes sphériques indiquant une zone di danger ou de toute façon à ne pas emprunter. En alternative, et dans le but de favoriser la course de la pointe de la canne blanche, un code qui au lieu des cannelures diagonales présentent des cannelures curviligne peut être utilisé. n. 3 - Code de virage à croisement ou à ‘T’ : Il est constitué par une superficie de forme carrée de 60 cm de côté, et cloutée. n. 4 — Code d’attention /service : a) S’il est posé le long du parcours rectiligne de façon à ce qu’il continue après l’interruption, le signal est formé d’une bande de 40 cm par 100/120 cm, d’une superficie densément rayée dans le sens perpendiculaire par rapport aux cannelures du code rectiligne b) S’il est posé là où le guide termine, il s’agira d’un carré de i 60 cm de côté, avec la rainure toujours perpendiculaire aux cannelures du parcours rectiligne. c) Quand ce code est employé comme signal de début d’escaliers en montée, il occupera tout le front des escaliers pour une largeur de cm. 20. n. 5 — Code d’arrêt /danger : C’est une bande large de 40 cm et longue selon les nécessités, ayant des calottes sphériques relevées de 3 - 5,5 mm par rapport au niveau duquel elles se soulèvent et sont disposées à treillis diagonal. Les calottes doivent être suffisamment relevées afin d’être certainement averties sous les pieds et pour rendre inconfortable une permanence prolongée sur celles-ci. Ce signal de couleur jaune et, et internationalement employé pour signaler la zone de danger par rapport au bord des quais ferroviaires; sa largeur doit être nécessairement de 40 cm, afin d’éviter qu’il puisse être involontairement franchi sans qu’un pied ne le touche. (fig. 15) n. 6 - Code de danger franchissable : il est constitué par la combinaison de deux codes : une bande de code d’attention (n. 4) de 20 cm, immédiatement suivi par une bande de code de danger (n. 5) elle aussi 20 cm; il se pose à protection d’une zone devant être empruntée avec beaucoup d’attention (un franchissement piétonnier ou un escalier en descente).

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Figure 11 - code de direction rectiligne

Figure 12 - code de virage obligatoire à L

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Figure 13 - Code de virage à croisement ou à 'T'

Figura 14 – Code d’attention / service

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Figure 15 - Code de danger / arrêt

Figure 16 - Code de danger / franchissable

Usage des codes On décrit ci-dessous les situations particulières d’utilisation des codes fréquemment rencontrées : Escaliers en montée Bande de code d’attention qui barre tout le front de l’escalier sur une largeur de 20 cm, située à 30 cm de la base de la première marche. Même signalisation pour chaque palier successif. Escaliers en descente Code de danger franchissable (n. 6) ; les due bandes contigües barrent complètement l'accès à l’escalier sur une largeur totale de 40 cm (20 cm pour chaque code); le code à calottes sphériques (n. 5) sera posé après celui d’attention (n. 4) par rapport à la personne en train de descendre escalier, en laissant 40-60 cm libres avant le bord de la première marche. La même signalisation est répétée pour chaque palier. Fin du parcours tactile

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Deux cas peuvent se vérifier : a) Le parcours tactile finit de manière définitive, ainsi le malvoyant à partir de ce point ne peut plus se confier à aucune signalisation : dans ce cas le code di direction rectiligne (n. 1) terminera par un carré de 60 cm de code d’attention (n. 4). b) Le parcours tactile s’interrompt parce qu’à partir de point commence un tronçon de parcours à guide naturel: le code de direction rectiligne terminera avec des cannelures qui finissent sur le plancher normal, sans aucune autre signalisation particulière; le dernier tronçon du parcours tactile sera parallèle à l'élément constituant le guide naturel et il sera détaché de celui-ci de non plus de 40 cm. Parcours rectiligne à sens unique Pour signaler qu’une certaine direction ne doit pas être emprunter, il est possible d’utiliser un échangeur particulier obtenu en mettant côte à côte et pour un bref tronçon deux parcours rectilignes, un desquels termine par un code de virage obligatoire qui amène le malvoyant à confluer sur le parcours parallèle dans une position déjà suffisamment orientée dans le sens de marche qu’il devra emprunter ; le manque de continuité entre les cannelures du virage obligatoire à "L" et celles du parcours rectiligne où il doit s’introduire, lui évite d’emprunter le sens interdit. Cet échangeur peut être réalisé aussi bien en présence d’un croisement à "T" qu’à "+". En combinant opportunément les échangeurs, il devient possible d’adresser les flux exactement comme la situation environnementale le demande. Désaxement du parcours rectiligne Quand il faut déplacer de peu l’axe du parcours, par exemple par la présence d’obstacles, il est suffisant d’utiliser un bref tronçon de parcours rectiligne posé en oblique; il est important que la conjonction avec la partie rectiligne du parcours se déroule en coupant les plaques selon la bissectrice de l’angle qu’il faut former. Accès à un passage souterrain piétonnier Le parcours tactile, subira un virage conduisant face aux escaliers, en proximité de la main courante plus éloignée par rapport au tronçon principal du parcours tactile, lorsque l’axe des escaliers lui est parallèle. Dans ce cas la bifurcation parcourt le front des escaliers à une distance d’au moins 140 cm du bord de la première marche, afin qu’il y ait l’espace nécessaires pour poser, après le signal de virage obligatoire (code n. 2), un tronçon de 60 cm de parcours rectiligne dirigé vers les escaliers et, immédiatement après, les 40 cm du signal de danger franchissable (code n. 6), qui barrera le front entier des escaliers; de telle façon il restera encore 40 cm libres entre le signale de danger infranchissable et le bord de la première marche. Escaliers et tapis roulants Concernant les escaliers et les tapis roulants, il faudra poser en proximité du début et à la fin de ceux-ci les mêmes codes de danger franchissable.

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Figure 17 - Fin du parcours tactile de manière définitive

Application des parcours tactiles à l’intérieur des gares et des arrêts ferroviaires Concernant le projet des parcours tactiles, compatiblement avec les caractéristiques distributives particulières de chaque installation, il faudra chercher d’obtenir par un nombre de parcours limité, le nombre maximum de services rejoints, en évitant les réseaux compliqués. Par exemple concernant les petites gares ou arrêts il sera généralement suffisant de prévoir un unique parcours avec de brefs tronçons qui de l'entrée conduisent aux trottoirs et au passage souterrain. Dans d’autres cas, comme ceux de sites d’installation plus grands, ayant différents services distribués le long des parois de périmètre du hall, il pourrait être opportun de prévoir un parcours de type à périmètre ou bien un parcours à épine centrale ayant des diramations perpendiculaires et ainsi de suite. Les parcours devront de toute façon conduire en " lieux sûres" en accord aux normatives anti-incendie. Liste indicative des lieux et des services à inclure, dans les parcours tactiles, si existants, dans les gares et arrêts ferroviaires L’étude des cas et des situations de projet est particulièrement ample et elle est proportionnée à la complexité et à la conformation de chaque installation. A titre indicatif les exemples suivants sont illustrés : Petites gares et arrêts Le parcours devra débuter du trottoir extérieur, préférablement des points d’arrivée des moyens de transport (autobus, tram ou taxi) et conduire aux: zone-attente, billetterie, bar,

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distributeur automatique de billets (seulement si doté de synthèse vocale), oblitératrice, services hygiéniques (en présence de services réservés aux personnes handicapées, il sera préférable d’indiquer ces services, au lieu des services communs), cabine téléphonique, fontaine d’eau potable, passage souterrain, ascenseurs, parcours rectiligne pour chaque trottoir (préférablement pour chaque quai), signal arrêt/danger pour toute la longueur des quais. En présence soit d’escaliers fixes ou roulants soit d’ascenseurs, le parcours tactile doit conduire à l’un et à l’autre. Grandes et moyennes gares. Le parcours devra débuter du trottoir extérieur, préférablement des points d’arrivée des moyens de transport (autobus, tram ou taxi) et conduire aux: billetterie, (préférablement à un guichet en mesure de fournir tous les services ou à une billetterie consacrée), bureau ou guichet informations, bureau di accueil, salle d'attente, restaurant, bar, centre commercial, distributeur automatique de billets (seulement si doté de synthèse vocale), salle d’attente VIP, oblitératrice, services hygiéniques (en présence de services réservés aux personnes handicapées, il sera préférable d’indiquer ces services, au lieu des services communs), consigne dépôt bagages, poste de police, poste de premier secours, passage souterrain, ascenseurs, parcours rectiligne pour chaque trottoir (préférablement pour chaque quai), signal arrêt/danger pour toute la longueur des quais. En présence soit d’escaliers fixes ou roulants soit d’ascenseurs, le parcours tactile doit conduire à l’un et à l’autre. Dans les gares, en descendant les escaliers qui du trottoir du premier quai conduisent au passage souterrain permettant de rejoindre les autres quais, la personne handicapée trouvera un bref tronçon de parcours tactile qui se rattachera immédiatement au parcours rectiligne suivant l’axe central du passage souterrain; le raccord aura lieu à l’aide d’un virage à "L" ou bien à "T" dans le cas où en face il y aurait une rampe jumelle d’escaliers. En poursuivant dans le passage souterrain, le long du parcours tactile, en correspondance du début de chaque palier de chaque successif escalier amenant aux quais, le signal de croisement à "+" (code n. 3) sera posé; de ce carré partira un tronçon de parcours perpendiculaire rectiligne qui se conjuguera à la bande de code d’attention (n. 4) barrant la base entière de l’escalier, à 30 cm de la première marche, en proximité de la première des deux mains courantes. La même solution sera adoptée pour ce qui concerne l’escalier opposée, s’il existe, dans ce cas dans la partie initiale et terminale de la main courante une plaquette métallique Braille et en caractères facilités en relief sera posée reportant l’indication du numéro du quai auquel on accède de ce côté de l’escalier ou, en alternative, une plaquette sur le mur ayant les mêmes caractéristiques. En cas de passages souterrains particulièrement étroits, il n’est pas indispensable d’installer à l’intérieur un parcours tactile de guide rectiligne, puisque le malvoyant peut bénéficier d’indices tactiles et acoustiques en nombre suffisant. Dans ce genre de situation il sera suffisant de signaler par des cannelures transversales la position des escaliers d’accès aux voies. Il faut aussi examiner la situation du point de vue de la personne handicapée qui, après être descendue du train, emprunte le parcours tactile le long du quai, sur le côté du quai adjacent

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à la voie dont il provient. Ce parcours rectiligne, arrivé à la hauteur de l’entrée du passage souterrain, s’unira au parcours éventuellement provenant du côté du quai desservant le quai dans son ensemble, en s’y raccordant à l’aide d’un croisement à "T" (code n. 3); le troisième bras du croisement conduira directement aux escaliers, après avoir rencontré le barrage du signale de danger franchissable (code n. 6), dans une position adjacente à la main courante la plus proche par rapport à la sortie. Après avoir descendue l’escalier le long de cette main courante (La position droite ou gauche de la main courante suggèrera la direction à prendre pour se diriger vers la sortie), la personne handicapée se trouvera devant l’embouchure du tronçon perpendiculaire de parcours tactile qui conjugue la fin des escaliers à l’axe central du passage souterrain aussi sera-t-elle orientée dans la direction correcte pour se diriger vers la sortie. Lorsque le non-voyant ne doit pas sortir, mais uniquement changer de quai, l'identification de la direction de la sortie lui permettra de toute façon de comprendre facilement si dans le passage souterrain il devra tourner à droite ou à gauche, selon que le numéro qui distingue le quai attendu soit supérieur ou inférieur par rapport à celui dont il provient. S’il s’agit d’une gare de tête de ligne, il sera suffisant de comparer les numéros indiqués sur les deux mains courantes. Parcours tactiles sur les trottoirs de gare/arrêt ferroviaire Après avoir considéré la variabilité des compositions des convois ferroviaires et la position des portes d'accès des voitures et donc de leur libre utilisation, il sera opportun de prévoir des parcours tactiles posés longitudinalement par rapport à la longueur entière des trottoirs . Afin de permettre un trajet continu et presque rectiligne des parcours sur les quais de gare, il faudra tenir compte des importantes interférences pouvant se vérifier concrètement (escaliers, ascenseurs, poteaux d’éclairage, poteaux de soutien T.E., piliers des abris, sièges, bancs, panneaux publicitaires et d’informations etc.) et de la largeur effective du trottoir depuis la bande jaune de sécurité jusqu’à ces obstacles fixes. En outre il sera opportun de s’éloigner le plus possible de cette bande de sécurité en direction de l’axe du quai de façon telle à permettre le libre passage des nombreuses typologies de chariots et de moyens motorisés qui en fonction de leur service transitent sur les trottoirs (chariots porte bagages, chariots postaux, chariots chargeurs de batterie, chariots pour le nettoyage des voitures, moyens de police, premiers secours, etc.) Par convention il est possible de considérer une subdivision du trottoir desservant un quai en trois bandes d’usage ; bande de sécurité (du bord du trottoir jusqu’à la bande jaune comprise) bande de transit bande d'attente et de services (zone occupée par des sièges, paliers, téléphones, abris voyageurs, escaliers, ascenseurs etc.) Pour autant, il faudra ainsi introduire les parcours tactiles le long des bandes de passage préférablement vers l'intérieur du trottoir, en proximité de la bande d'attente et de services, à une distance non inférieure à 40 cm des obstacles fixes comme: piliers, bancs, abris, etc.

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En cas de quais à ile, et si la disposition et le nombre d’obstacles sont tels à ne pas permettre la présence de deux parcours latéraux, il faudra prévoir un parcours unique desservant les deux quais. Il faudra de toute façon signaler par un code d’attention/service, au moins tous les 100 mètres de parcours, la présence de plaquettes tactiles, posées sur les piliers ou les poteaux, indiquant le numéro du quai ou la direction de la sortie . Application des parcours tactiles à l’extérieur des gares et des arrêts ferroviaires Les interventions de projet concernant le parvis devant le site ferroviaire, en général comprennent aussi les éléments intermodaux et présentent certains aspects particuliers pour lesquels nous proposons les solutions conseillées ci-dessous. Signalisation de l’arrêt d’un moyen de transport de superficie a) Si le trottoir est doté de parcours tactile, à la hauteur du poteau soutenant le panneau d’arrêt il y aura un code de croisement a "T" permettant de tourner en direction du bord du trottoir; ce bref tronçon rectiligne s’achèvera en proximité et à gauche par rapport au poteau de l’arrêt, à une distance d’environ 40 cm, par une signalisation d’attention/service (code 4), c’est à dire par une bande de 60 cm de profondeur, allant au-delà de la largeur du parcours rectiligne jusqu’à rejoindre la base du poteau même . b) Si le trottoir n’est pas doté de parcours tactile, la position de l’arrêt sera indiquée à l’aide d’un tronçon de code de direction rectiligne (n. 1), posé perpendiculairement au bord du trottoir et se terminant d’un côté par le mur du bâtiment ou d’une autre construction formant la limite intérieure du trottoir, et de l’autre par la même signalisation d’attention/service décrite au précédent alinéa « a »). c) Si le trottoir n’est pas doté de parcours tactile, lorsque les bandes de passage piétonnier de traversée sont situées à une brève distance de l’arrêt d’autobus, il sera opportun de toute façon de relier au moins ces deux points par un parcours tactile. Éléments auxiliaires et complémentaires du système tactile Les plans tactiles Les plans du parcours tactile sont installés sur des pupitres appropriés inclinés d’environ 30 degrés, et dont le bord inférieur ne sera pas sous la cote de 95 cm du sol, en cas d’impossibilité, les plans seront posés sur la paroi, à une hauteur comprise entre 1 et 1,80 mètre. Ils devraient être situées au début du parcours tactile, avant que celui-ci ne présentent des indications de virage ou d’attention/service et en proximité du bureau d’accueil de la clientèle. Si la gare se développe sur plusieurs étages, pour chacun de ceux-ci il devra y avoir un ou plusieurs plans, posés en correspondance de leurs différents accès. Il faudra installer aussi des plans de sortie, à positionner entre la zone des voies et la zone hall, indiquant les services ci-dessus et la direction à prendre pour rejoindre les moyens de transport urbain, de superficie ou souterrains. Le plan doit indiquer à travers des lettres tous les services ou les

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lieux servis par le parcours et en reporter le nom sur une légende appropriée. Dans les grandes gares il pourra y avoir des plans généraux en proximité des entrées et des plans détaillés en proximité de services complexes (par ex: galerie commerciale). Un petit plan tactile/visuel devra être posé sur le mur face à l'entrée des services hygiéniques. Toutes les indications doivent être écrites en caractères normaux agrandis et en relief destinés aux malvoyants et aux non-voyants ne connaissant pas le braille et en caractères braille per les non-voyants le connaissant. Ces plans seront de cette façon parfaitement consultable aussi par des normo voyants. Les dimensions des plans généralement ne devraient pas dépasser les dimensions de 70 cm x 50 cm.

Figure 18 - Exemples des plans tactiles

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Figure 19 - Plaquettes sur les parties basses des escaliers sur les mains courantes

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XIV.1.6

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EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE

Critères de projet des bâtiments Pour pouvoir mettre en acte un projet efficace du point de vue énergétique, il faut examiner et avoir le contrôle des aspects suivants : 1. Interaction bâtiment-environnement ; 2. Typologie du bâtiment ; 3. Technologie de construction du bâtiment. Le contrôle des interactions entre environnement et bâtiment se base sur l’analyse du climat local, pour orienter le projet par rapport aux différentes conditions saisonnières et à l’examen de certaines données climatiques fondamentales: températures, humidité relative, vent, ensoleillement. Il est opportun aussi de faire attention au site en tenant compte des ombres dues à la présence de bâtiments ou de végétation. Pour ce qui concerne le contrôle des aspects typologiques, les facteurs influençant le comportement énergétique du bâtiment sont : la forme ; l’orientation et la distribution intérieure des locaux en fonction de la destination d’usage ; la distribution, l’orientation et les systèmes de protection des superficies transparentes ; le rapport entre les superficies transparentes et opaque, in relation à l’exploitation des apports solaires directs pendant la période hivernale, au contrôle de l’ensoleillement pendant la période estivale et à l’obtention d’un niveau adéquat d’éclairage naturel ; la présence d’éléments come saillies et blindages, portiques ou espaces de filtrage à pose variable entre hiver et été. Pour ce qui concerne le contrôle des aspects techniques et de construction, les facteurs influençant le comportement énergétique du bâtiment sont : la présence d’une efficace isolation thermique et de fenêtres à haute performance thermique ; l’usage passif de l'énergie solaire en exploitant les apports solaires de manière directe ou indirecte (fenêtres, accumulateurs de chaleur); l’intégration de technologies solaires actives (collecteurs solaires, panneaux photovoltaïques); l’usage de technologies à rendement élevé.

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Orientation et distribution intérieure du bâtiment Quand en phase de projet il faut établir l’orientation du bâtiment il est nécessaire de connaitre les caractéristiques de la topographie locale et considérer l’influence des vents dominants et la direction du rayonnement solaire. Sous nos latitudes l’orientation vers le sud des parois est optimale pour favoriser le gain énergétique pendant la période hivernale, alors que l’orientation vers le nord favorise les dispersions thermiques de l’enveloppe de part l’exposition aux vents froids hivernaux. Dans les climats tempérés, donc, la meilleure exposition des parois est l’exposition à sud. Les façades orientées à sud-est et à sud-ouest ont l’avantage d’un ensoleillement régulier mais elles sont plus froides en hiver et plus chaudes en été par rapport aux façades exposées à sud. De la même façon les expositions à est et à ouest sont plus chaudes d’été et plus froides d’hiver que les expositions à sud, sud-est et sud-ouest. L’orientation du bâtiment et le choix du site doivent être effectués à travers l’évaluation de l’environnement climatique là où l’on devra construire : dans les zones froides, où l’objectif principal est la conservation de la chaleur, il faudra préférer les sites protégés; dans les zones à climat tempéré il faut mettre en relation les exigences de confort pendant les périodes surchauffées et sous chauffées; dans les zones chaudes sèches, l’exigence de disperser la chaleur domine sur l’exigence de réchauffer pendant les périodes froides. Une solution de type “à cour” permet de capturer l’air rafraichi pendant la nuit et de protéger les façades principales de l’ensoleillement direct ; dans les zones chaudes humides, le mouvement de l’air et son emploi constitue la principale ressource pour créer un état de confort à l’intérieur des locaux. Il est fondamental d’orienter de façon correcte le bâtiment afin d’optimiser l’exploitation de l’ensoleillement pendant la période hivernale et de garantir des conditions de confort approprié à l’intérieur des locaux en minimisant le recours aux installations techniques. Pour ce faire il faut analyser dans le détail le trajet du soleil. L’ensoleillement et le trajet du soleil Par ensoleillement on indique l’onde électromagnétique à travers laquelle se propage l’énergie émise par le soleil : une partie de cette énergie, l’ensoleillement direct, rejoint la superficie terrestre, la partie restante se reflète dans l’espace et elle est absorbée partiellement par l’atmosphère. La valeur globale de l’énergie solaire se décompose en composante directe et composante diffusée : la composante directe dépend de l’angle d’incidence (entre angle plan normal et direction du rayonnement): sa valeur est maximum pour un angle d’incidence nul (rayonnement normal); la composante diffusée dépend de la fraction du ciel “vue” par la superficie et donc de l’inclinaison de celle-ci par rapport au plan horizontal ; sa valeur est maximum pour les superficies horizontales.

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A ces deux composantes, dans le cas de superficie non horizontale, il faut ajouter une troisième composante ; la composante du reflet du sol, qui dépend du coefficient moyen de reflet du sol même et de l’angle d’inclinaison de la superficie prise en examen par rapport à la superficie horizontale. Sous nos latitudes, la superficie horizontale est celle qui reçoit le maximum de rayonnement en été et le minimum en hiver, pour cela cette orientation n’est pas adaptée à recevoir de lucarnes sur sa couverture. La superficie verticale orientée à sud est celle qui reçoit le minimum de rayonnement en été et le maximum en hiver. Il s’agit donc de la position à préférer pour ce qui concerne l’orientation des fenêtres ou des systèmes solaires passifs. A l’orientation sud ayant une inclinaison de 60° correspond le maximum d’énergie incidente pendant les mois hivernaux et la maximum zone sous tendue, c’est-à-dire le maximum d’énergie reçue pendant toute l’année. Il s’agit donc de l’orientation à préférer pour ce qui concerne des systèmes voulant recueillir l’énergie pendant toute l’année, comme par exemple, des systèmes solaires actifs destinés à la production d’eau chaude pour un usage sanitaire. Pour ces systèmes nous suggérons en effet d’adopter une inclinaison égale à la latitude +10÷15°. Pour décrire la position du soleil par rapport à un point de la superficie terrestre il est suffisant, après avoir établi un système de référence comme celui des points cardinaux, de définir deux angles (voir figure suivante): α (hauteur du soleil), angle entre la ligne droite soleil-point et le plan horizontal, γ (angle azimutal), angle entre deux plans passant par la ligne verticale du lieu, un contenant le soleil, et l’autre passant par le sud.

Figure 19 – Position du soleil

γ sera égal à zéro quand le soleil est sur le plan méridien, c’est-à-dire à midi, et aura des valeurs positives vers ouest, négatives vers est. Le complément à 90° de α -àdire l’angle entre la ligne droite soleil-point et la ligne verticale locale, est indiqué par θz, et est appelé angle zénithal.

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La forme du bâtiment La forme du bâtiment doit être déterminée sur la base des caractéristiques climatiques du lieu où le bâtiment sera construit. Dans les climats extrêmes il faut privilégier la forme compacte pour une défense majeure visà-vis des conditions environnementales défavorables. Forma du bâtiment = Gains thermiques et dispersions 1. Climats extrêmes = Formes compactes 2. Climats tempérés = Formes allongées Pour ce qui concerne les calculs, pour déterminer la performance énergétique du bâtiment il faut définir deux paramètres liés à sa forme: 1. S = superficie de dispersion (superficie verticale et horizontale qui délimitent le bâtiment ou une partie de celui-ci vers des locaux non réchauffés); 2. V = volume brut réchauffé. Le rapport entre S et V, défini Rapport de forme du bâtiment S/V, détermine la valeur limite de l’indice de performance énergétique concernant la climatisation hivernale. Il est aussi nécessaire, toujours pour ce qui concerne le calcul de la performance énergétique, de définir le rapport entre la superficie transparente totale du bâtiment et sa superficie utile (comprise comme superficie nette piétinable). Le projet de l’enveloppe du bâtiment Les caractéristiques de l’enveloppe d’un bâtiment sont évidemment liées au système de construction adopté. En cas de bâtiments en maçonnerie portante, celle-ci a une fonction aussi bien statique que protectrice, avec une bonne isolation intrinsèque et une bonne possibilité d’accumulation thermique. En cas de bâtiments à système portant à châssis, la maçonnerie de remplissage, d’habitude très légère nécessite d’une bonne isolation thermique, puisque qu’elle a une réponse intrinsèque à la transmission de la chaleur très basse, en outre il faut faire face aussi à la corrections des ponts thermiques, à cause de la discontinuité de comportement entre les matériels du squelette portant et du remplissage. L’inertie thermique Le terme inertie thermique est employé pour décrire la capacité d’un matériel ou d’une structure de bâtiment de stocker l’énergie thermique et de retarder la transmission de la chaleur. Les effets dus à l’inertie thermique se synthétisent en trois résultats significatifs: 1 une structure dotée d’inertie par rapport à une structure “légère” dispose d’un temps prolongé de réponse à la transmission de la chaleur et ainsi tend à modérer les fluctuations de température à l’intérieur du bâtiment dues aux variations cycliques de la température extérieure; 2 Dans les climats chauds ou froids, la consommation d’énergie d’un bâtiment à inertie thermique élevée peut être mineure que celle d’un bâtiment plus “léger ”;

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L’accumulation d’énergie dans la masse du bâtiment permet de déplacer temporellement les pics de demande de l’installation de climatisation dans des heures où l’usage des locaux est limité ou nul. L’efficacité de l’inertie thermique est majeure en fonction de l’augmentation de l’excursion thermique nuit-jour. Dans les climats chauds, si le décalage de l’onde thermique est de 12 heures, les parois accumulent la chaleur en la libérant la nuit et, au contraire, la fraicheur de la nuit rejoint l’intérieur pendant les heures les plus chaudes de la journée. En outre la masse thermique du bâtiment peut être “refroidie ” pendant la nuit à travers la ventilation (naturelle ou mécanique) en obtenant ainsi l’effet d’augmenter l’effet de décalage et de réduction des flux thermiques: pendant les heures chaudes de la journée les superficies internes des parois de masse thermique élevée ont des températures certainement inférieures que celles des parois à basse inertie thermique. Dans les climats froids, la masse thermique contribue à stocker la chaleur provenant de l’ensoleillement pendant la journée et à tempérer les conditions du soir et de la nuit. 3

La transmission thermique La transmission de la chaleur à travers un corps se déroule quand ce corps est soumis à une différence de température. L’énergie se transfère du point de température majeure à celui de température mineure. La transmission thermique (U) indique la quantité di chaleur dispersée d’un mètre carré d’enveloppe de bâtiment et elle est définie par l’inverse de la somme des résistances thermiques (R) des couches constituant l’enveloppe. Aux basses valeurs de transmission thermique correspondent une mineure dispersion de la chaleur et un meilleur isolement. U = 1/R R est la résistance thermique Unité di mesure: W/m2K R = s/λ s est l’épaisseur de la couche λ est la conductivité thermique du matériel dont se compose la couche Unité de mesure : m2/KW Le calcul de la transmission d’une paroi est possible par voie analytique ou bien par l’emploi de logiciels appropriés qui chargent les banques de données relatives aux principaux matériaux employés dans le bâtiment. Les isolants thermiques Un matériel est défini isolant si sa conductivité thermique λ est inférieure à 0.065 ; faiblement isolant si cette dimension est comprise entre 0.065 et 0.09. Le choix de l’isolant doit être fait sur la base de différents facteurs : facteurs économiques ; facteurs de performance ; durabilité ;

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facteurs environnementaux. A de mêmes conditions, plus la conductivité est basse plus l’épaisseur de la couche isolante se réduit. Sur la base des matières premières, les matériaux isolants se divisent en classes suivantes: isolants organiques naturels (par ex: fibre de bois 0.04≤λ≤0.06 W/mK, fibre de cellulose λ=0.04 W/mK, liège 0.035≤λ≤0.045 W/mK, etc.); isolants organiques synthétiques (par ex: polyester expansé, pour une densité de 20 kg/m3 λ=0,040 W/m K, pour une densité de 30 kg/m3 λ= 0,039 W/m K; polyester expansé, pour une densité de 30 kg/m3 λ=0,041, pour une densité de 50 kg/m3 λ=0,034 W/m K; polyuréthane expansé λ=0,029 W/m K, pour une densité comprise entre 30 et 40 kg/m3, etc.); isolants inorganiques naturels (par ex: laine de roche 0.01≤λ≤0.03 W/m K pour des valeurs de masse de 300 à 1400 kg par mètre cube, perlite λ= 0.05 W/mK, en vrac ou mélangée à des liants hydrauliques, vermiculite λ= 0.055 W/mK, employée dans les enduits, etc.); isolants inorganiques synthétiques (par ex: laine de verre 0,03≤λ≤0.045 W/mk, laine de roche 0,03≤λ≤0.045 W/mk, verre cellulaire 0.04≤λ≤0.05 W/mK, obtenu par du verre recyclé, etc.). Pour ce qui concerne les facteurs environnementaux, le choix des matériaux isolants naturels ou inorganiques synthétiques apparait le plus soutenable, en considération des processus de production des matériaux organiques synthétiques qui prévoient l’emploi de substances nuisibles à l’environnement et à l’homme. Pose de l’isolant sur l’enveloppe du bâtiment La Capote extérieure L’isolation des parois extérieures, communément appelé “à capote ”, est sans aucun doute un système efficace puisqu’il élimine une grande partie des ponts thermiques dus aux discontinuités de comportement thermique entre la structure portante et le remplissage (voir la figure ci-dessous). En cas de restructuration, cette forme est convenable si elle est exécutée pendant la même période de refaçonnage des façades, surtout de celles exposées à nord. En posant l’isolant sur le côté extérieur des parois la masse thermique intérieure peut être convenablement englobée dans celle du local: les fluctuations de température superficielle et de l’air sont plus modérées et le local emploie plus de temps à se réchauffer ou à se refroidir. Pour cette raison cette solution est plus utile quand un fonctionnement essentiellement continu de l’installation de climatisation est prévu. Dans ce cas, l’extinction temporelle de l’installation n’engendre pas de rapides variations des températures superficielles dans les locaux. L’isolation thermique de l’extérieur peut être adoptée soit pour ce qui concerne des interventions sur le neuf que sur l’existant. Il s’agit d’un système pouvant être employé pour tous les types de parois (bâtiments civils et industriels, silos ou réservoirs).

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Du point de vue technologique, ce type d’isolation implique l’application d’un revêtement isolant sur la façade extérieure des parois de l’enveloppe. Le système permet de maintenir les parois de l’enveloppe à température plus élevée, en évitant des phénomènes de condensation et en augmentant le confort de l’habitat. L’isolement peut être exécuté à l’aide de différentes technologies, les plaques d’isolant peuvent être appliquées au mur par des chevilles ou à travers des opérations de collage. En cas de restructuration, il est possible d’évaluer la convenance de conserver l’enduit original ou bien appliquer une couche d’enduit isolant de 3-5 cm, permettant de réduire les oscillations de température. La superficie à isoler doit être préalablement nettoyée. Concernant les opérations de fixage, des collants de différente nature peuvent être utilisés, des éléments de fixage mécanique (chevilles en bois ou en métal) ou bien des adhésifs à base de ciment. Le fixage par collage doit être évalué attentivement et le choix de la colle doit garantir que la capacité de transpiration du mur ne soit pas compromise. Le système à ancrage à sec est celui qui garantit le mieux le maintien des capacités d’évaporation des parois. Il est préférable d’appliquer l’isolation à capote au moins à deux mètres de hauteur du niveau du sol, afin d’éviter de possibles dommages pouvant être causés par des chocs. La superficie extérieure de l’isolant doit être protégée, selon le type d’isolant utilisé, à travers de l’enduit ou des panneaux de revêtement appliqués à sec (fibrociment, aluminium, acier, bois, pierre, etc.).

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Figure 20 - Isolation à capote extérieure

La capote intérieure L’isolation thermique posée sur le côté intérieur des parois de l’enveloppe est indiqué en cas d’interventions de restructuration lorsque l’application d’isolant extérieur est impossible, par exemple quand la façade doit conserver son aspect originaire. Le choix de ce système doit être évalué avec beaucoup d’attention, puisqu’il implique la réduction de la superficie utile intérieure et qu’il ne garantit pas une solution efficace des ponts thermiques par exemple. Si l’isolation est posée sur la façade intérieure de la paroi, le local pourra être amené plus rapidement à régime par une installation de climatisation, mais il s’éloignera aussi rapidement de cette condition quand la même installation sera éteinte. L’influence des conditions extérieures sur la dynamique des températures sera donc très réduite. Ce type d’application est donc approprié dans des locaux à usage discontinu, où les allumages et les extinctions de l’installation sont fréquents. L’isolation intérieure peut être réalisée par un enduit thermo-isolant permettant de maintenir des épaisseurs réduites. L’enduit, afin de garantir un bon comportement thermo-isolant, doit contenir du matériel inerte léger et utiliser du ciment ou de la chaux comme liant. Comme capote intérieure on emploie plus fréquemment des panneaux isolants: sur la superficie intérieure de l’isolant une barrière anti vapeur doit être appliquée pour empêcher que l’air chaud de l’intérieur des locaux ne pénètre dans le matériel isolant et ensuite dans le mur en provoquant ainsi de la condensation et du moisis. Un système très diffusé est constitué par des panneaux de matériel isolant accouplés à des plaques de carton-plâtre. Dans ce cas aussi le fixage a lieu à travers des systèmes mécaniques.

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Figure 21 - Isolation à capote intérieure

La paroi ventilée La paroi ventilée se présente comme un parement extérieur fixé aux murs intéressés à l’aide d’une sous-structure d’ancrage, réalisée en liage d’aluminium ou en bois, permettant le passage de l’air entre le mur et le parement. Il est conseillé de mettre dans l’interstice une couche de matériel isolant fixée sur la façade extérieure des parois de l’enveloppe. La façade ventilée exploite l’effet cheminée engendré grâce à la circulation de l’air dans l’interstice, due à la différence de pression entre l’air de l’interstice et l’air extérieur. L’effet cheminée n’est garanti que si la couche d’air a une épaisseur comprise entre 5 et 7 cm, une couche plus épaisse serait intéressée par la formation de mouvements de convection, en entravant ainsi la circulation de l’air. En été la ventilation naturelle engendrée dans l’interstice implique la diminution de la transmission de chaleur de l’extérieur vers l’intérieur. En hiver si l’isolant a été opportunément dimensionné, il est possible de maintenir la température de la couche isolante identique à celle de l’air extérieur, en empêchant ainsi l’effet cheminée et le refroidissement de la couche extérieure de la paroi. Une dernière précaution, fondamentale afin de garantir le correct fonctionnement de l’interstice, consiste à laisser deux ouvertures, protégées par des grilles métalliques, aux extrémités supérieure et inférieure de la paroi. La paroi ventilée permet une meilleure dispersion de la quantité de vapeur intérieure de la maçonnerie en augmentant ainsi la salubrité du même mur. Ce système se caractérise par de simples opérations d’installation et d’entretien et augmente la durée de vie du matériel isolant. Le montage de la façade ventilée peut être effectué soit sur des bâtiments nouveaux soit sur des bâtiments existants.

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Figure 22 - Exemple et fonctionnement de paroi ventilée

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Isolation de la couverture plate Couverture plate avec isolant en intrados La technique consiste dans un isolement du plancher de l’intérieur, elle est particulièrement utile dans les cas où il est impossible d’effectuer l’isolement sur l’extrados du plancher, qui de toute façon reste la technique d’isolement à préférer puisqu’elle est particulièrement adaptée à l’élimination des ponts thermiques et du risque conséquent de condensation. La technique comporte la pose panneaux isolants, en général déjà finis et uniquement à peindre, à coller sur l’intrados de la semelle. Dans d’autres cas on utilise un ensemble constitué de composant isolant et de plâtre revêtu par de l’aluminium. L’épaisseur des panneaux est en fonction des dispersions thermiques de la couverture. Dans le détail, la technique consiste à nettoyer le support en enlevant éventuellement la peinture (dans le cas d’intervention sur des bâtiments existants), à coller des panneaux à l’aide d’une colle appropriée constituée de mortier adhésif mélangé à du ciment, à border par de la gaze les points d’adhérence des panneaux et à les stuquer avec du plâtre et enfin à peindre avec de la peinture à eau. Couverture plate avec isolant en extrados L’isolation d’une couverture plate en extrados permet d’intervenir très efficacement sur les couvertures mêmes, qui de par leur ancienneté ou leurs carences techniques ne sont plus en mesure de garantir le confort thermique. Selon le différent type di protection de revêtement imperméable adopté, le système garantit des couvertures praticables ou non. Du point de vue technologique, le système comporte l’application au dessus de la structure existante (plancher, chape pour créer la pente, revêtement imperméable existant ayant fonction de barrière anti-vapeur), d’une couche isolante, d’un revêtement imperméable et enfin, d’une protection du revêtement, conforme à l’usage que cette couverture devra avoir : grève et argile expansée si impraticable, dallage si praticable. Couvertures vertes Par couvertures vertes, on indique les couvertures continues équipées pour recevoir des espèces végétales en mesure de s’adapter et de se développer dans les conditions environnementales caractéristiques de la couverture d’un bâtiment. Ces couvertures sont réalisées à travers un système qui prévoit une couche de culture dans laquelle s’enracinent des classifications d’espèces végétales : ces espèces peuvent nécessiter d’interventions d’entretien minima (couverture verte extensive), ou bien d’interventions d’entretien plus soutenues (couvertures vertes intensives). Les couvertures vertes améliorent l’isolation thermique du bâtiment (en hiver et en été), le stockage de l’eau de pluie, améliorent le microclimat, interceptent les poussières et les substances polluantes, améliorent l’isolation acoustique de sources extérieures. Vérifications thermo-hygrométriques Dans les locaux dans lesquels les parois atteignent, sur leur superficie intérieure, des températures inférieures à la température du point de rosée de l’air environnemental se produit le phénomène de la condensation superficielle et la déposition conséquente sur la superficie

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des mêmes parois, de la quantité d’eau qui ne peut pas être contenu dans l’air sous forme de vapeur. Le phénomène de la condensation superficielle est strictement lié à la température à laquelle est exposée la façade intérieure de la paroi et dépend donc, non seulement de la température et de l’humidité relative de l’air environnemental, mais aussi du degré d’isolation que la paroi même offre. Pour cela les ponts thermiques sont particulièrement dangereux, c’est-à-dire les zones du bâtiment dotées de mineure résistance thermique par rapport aux zones environnantes : en correspondance de celles-ci, en effet, la température superficielle intérieure est plutôt basse et la possibilité de formation de condensation se produit donc (voir par. successif). La seule vérification de l’impossibilité de condensation superficielle ne tarit pas cependant l’examen thermo-hygrométrique qu’il est opportun d’accomplir sur une paroi; en effet en certains cas la condensation se forme à l’intérieur de la paroi au lieu que sur sa superficie intérieure en provoquant, outre les inconvénients de caractère hygiénique et environnemental, qui compromettent la qualité de l’air intérieur, aussi une sensible diminution de la résistance thermique de la paroi, puisque le contenu d’humidité augmente remarquablement la conductibilité thermique des matériaux du bâtiment. L’étude du comportement thermo-hygrométrique d’une paroi revêt une grande importance aussi bien pendant les phases de projet, pour définir un choix correct de la séquence des couches constituées, qu’en occasion d’interventions de renforcement de l’isolation thermique d’une paroi existante, dans le but d’une pose correcte du matériel isolant et d’une correcte détermination de son épaisseur. Condensation sur la superficie des parois La condensation superficielle se vérifie quand la température de la superficie intérieure de la paroi est inférieure à la température de condensation de l’air du local habité: par exemple, il y aura une condensation superficielle quand, face à une température ambiante de 20 °C, avec une humidité relative de 70%, cette température sera ≤14 °C. Afin d’éviter l’apparition du phénomène de la condensation superficielle il est suffisant de maintenir la température intérieure des parois au dessus de la température du point de rosée de l’air environnement, il faut, c’est-à-dire, vérifier que: tpi>tR La valeur de la température du point de rosée tR peut être tirée du diagramme psychrométrique ou du diagramme de Mollier de l’air humide, à partir de la température de l’air ambiant et de son humidité relative connues, alors que pour calculer la température superficielle il faut déterminer un bilan thermique sur la paroi. L’ajout d’opportunes épaisseurs de matériels isolants permet d’éviter l’apparition du phénomène de la condensation superficielle parce que la présence de l’isolement élève la température superficielle de la paroi au dessus de celle du point de rosée. Afin de limiter l’excessive teneur d’humidité relative il faut par ailleurs maintenir un changement d’air adéquat à l’intérieur des locaux même en hiver.

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Condensation interstitielle Entre deux locaux séparés par une paroi, la vapeur migre du local à pression partielle majeure (normalement le plus chaud) vers celui à pression partielle mineure (normalement le plus froid), en filtrant à travers la paroi de division (qui se comporte comme une membrane filtrante); en outre, la température et donc la pression de saturation s’abaisse le long de l’épaisseur de la paroi, du local plus chaud au local plus froid. Si la courbe de la pression partielle de vapeur intersectionne la courbe des pressions de saturation, dans la zone d’intersection se forme la condensation en impliquant des inconvénients conséquents hygiéniques et sanitaires et la réduction du pouvoir isolant de la paroi.

Figure 23 - Absence de condensation à l'intérieur de la paroi

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Figure 24 - Condensation sur une superficie verticale isotherme

Figure 25 - Condensation dans une zone à l'intérieur de la paroi

Afin d’éviter la formation de condensation interstitielle, pendant la phase de projet de l’enveloppe du bâtiment il est possible d’opérer non seulement à travers un choix soigné des matériaux à employer en fonction de leur résistance au passage de la vapeur, mais surtout à travers la réalisation d’une correcte séquence des couches de façon telle à ce que la résistance à la diffusion de la vapeur assume des valeurs décroissantes de l’intérieur vers l’extérieur et la

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résistance thermique assume en revanche des valeurs croissantes de l’intérieur vers l’extérieur. Il faut, c’est-à-dire, éviter l’introduction de couches de barrage au passage de la vapeur vers l’extérieur (côté froid) puisqu’elles maintiendraient élevée la pression partielle de la vapeur à l’intérieur de l’élément du bâtiment en favorisant l’obtention des valeurs correspondantes à la saturation. Afin de réduire la diffusion de la vapeur à travers la paroi et de maintenir les valeurs de la pression de la vapeur au dessous des valeurs correspondantes à la saturation il faut donc employer des matériaux caractérisés par une résistance élevée à la vapeur posés vers l’intérieur de la paroi; ces matériaux prennent communément le nom de “barrière anti-vapeur” ou “frein vapeur” et sont constitués de bitume ou bien de papier kraft bitumé ou bien encore de feuilles subtiles d’aluminium ou de chlorure de polyvinyle ou de polyéthylène. Il est aussi possible d’éviter l’apparition du phénomène de la condensation en maintenant élevées les valeurs de la pression de saturation à l’intérieur de la paroi, en isolant thermiquement la paroi. Il faut toutefois choisir une opportune séquence des matériels, de façon telle à ce que la résistance thermique croisse de l’intérieur vers l’extérieur; un mauvais positionnement de la couche isolante peut en effet rendre inefficace sa contribution à l’élimination du phénomène, ou même à l’accentuer. Il suffit de considérer par exemple deux parois ayant la même résistance au passage de la vapeur, l’une isolée de l’intérieur, et l’autre de l’extérieur. A la différente position de la couche isolante correspond un différent diagramme des températures et par la suite un différent parcours des pressions de saturation. En disposant l’isolant à l’intérieur la température en correspondance de celui-ci décroit rapidement et il y a une majeure probabilité qu’elle rejoigne la valeur de la température du point de rosée, en comportant une conséquente formation de condensation dans la partie postérieure de l’isolant. Pour ce motif, en réalisant l’isolation d’une paroi de l’intérieur, il faut toujours prévoir la présence d’une barrière anti-vapeur sur le côté chaud.

Figure 26 - Effet de la disposition des couches sur la condensation à l'intérieur de la paroi

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Ponts thermiques Pour contenir les dispersions, les bâtiments doivent être projetés de façon telle à éviter les ponts thermiques. On appelle pont thermique un point de discontinuité, géométrique ou de matériel , non adéquatement isolé entre les façades internes et externes de l’enveloppe du bâtiment permettant le passage d’un flux de chaleur significatif, en provoquant une dispersion de chaleur et de condensation, suite à la soudaine variation localisée des températures En effet en correspondance du pont thermique la perte de chaleur localement plus élevée implique une réduction des températures superficielles à l’intérieur du bâtiment.

Les éléments structuraux et les liaisons décrits ci-dessous doivent être projetés avec soin pour éviter la formation de ponts thermiques : 1. 2. 3. 4. 5.

fixation fenêtres ; fixation toit ; fixation paroi extérieure – plancher intermédiaire ; fixation paroi extérieure – plancher souterrain. fixation paroi extérieure – balcons ou saillies.

Pour ce qui concerne le projet de balcons ou de saillies, l’effet combiné du pont thermique géométrique et de celui dû aux matériels détermine une forte perte de chaleur et peut facilement engendrer de la condensation superficielle ou de la moisissure. Le problème peut être résolu en détachant la saillie de la structure portante du périmètre, à travers des structures suspendues ou posées par terre, ou bien en interrompant la continuité des structures à travers l’interposition d’une couche isolante garantissant de toute façon la liaison des éléments structuraux. Matériels durables Le contenu énergétique d’un bâtiment est dû principalement aux travaux (fouilles, transports, montages et main d’œuvre) et aux matériels (béton, briques, ferraillage, finitions, installations etc.). La consommation pendant la phase di construction peut être mieux définie comme énergie grise, c’est-à-dire toute l’énergie employée pendant les phases de réalisation, de transport, d’installation, de cession ou de remplacement du produit et de ses composants. L’énergie grise contenue dans les matériaux de bâtiment de chaque bâtiment correspond environ à 5-7 ans de consommation énergétique pour l’exercice d’un bâtiment construit avec des techniques conventionnelles, alors que les bâtiments à haute efficacité énergétique il faut 40-50 ans de consommation énergétique pour atteindre l’énergie inhérente à la construction même.

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Dans ce contexte le choix des matériaux du bâtiment est très important parce que l’énergie de production ou incorporée dans un matériel n’est pas du tout négligeable par rapport à l’énergie opérationnelle du bâtiment.

Critères de choix des matériaux Donner la priorité aux matières premières locales, puisque généralement plus indiquées aux caractéristiques climatiques du lieu ; cette option implique aussi de mineurs coûts de transport et par la suite un mineur niveau de pollution lié au cycle de vie de l’ouvrage; Utiliser des produits dérivant de matières premières renouvelables ou recyclées ; Opter pour des produits caractérisés par un cycle de vie à boucle et qui soient facilement recyclables (acier, aluminium, verre, bois, etc.); Sélectionner les produits les plus durables et de nécessités d’entretien réduites afin d’éviter des gâchis énergétiques et économiques ; Tendance à la préfabrication; Utiliser moins de matériel possible, en évitant des gâchis aussi pendant les successives phases de travail et de finitions et en négligeant le superflu; Exploiter chaque matériel selon sa vocation structurelle et esthétique, en évitant des “abus”. L’évaluation de durabilité des matériaux impose un examen de leur cycle de vie, appelé “Life Cycle Analysis”: depuis l’extraction des matières premières jusqu’à la cession et au recyclage en passant par la production, et l’usage. Le cycle de vie devrait être à boucle, avec la possibilité de recycler le déchet final comme matière première, et tous les processus devraient prévoir la réduction des déchets pendant toutes les phases et la réduction de l’énergie employée (voir la figure ci-dessous reportée).

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Énergie Déchets Déchets

Déchets Achat matières premières

Énergie

Énergie

Elimination du déchet

Fabrication des matériaux

Usage du produit

Fabrication du produit

Énergie Déchets

Énergie

Figure 27 - Analyse du cycle de vie.

Réutilisation et recyclage des matériaux du bâtiment Afin d’optimiser le processus de réutilisation des matériaux/composants, alternativement à la démolition des bâtiments existants le principe de la déconstruction s’affirme en tant que processus inverse de construction avec ses phases et ses règles de désassemblage systématique des parties constituant le bâtiment. Ce principe est amplement valable pendant les phases de construction neuve puisqu’il ouvre toujours de nouvelles perspectives aux constructions légères comme les constructions métalliques pouvant être conçues comme systèmes modulaires et ses composants et souscomposant peuvent ainsi être facilement démontables surtout si l’assemblage a lieu à travers des connexions de type mécanique selon des schémas à étoiles (un à un ou un à plusieurs) au lieu de schémas bloqués (un à plusieurs et plusieurs à un). La situation est différente pour ce qui concerne les bâtiments existants, qui pour la plupart ont été construits à travers des opérations appelées humides rendant difficile la séparation des composants en éléments de construction de base (par ex: voussoirs de pierre, briques, dalles, profils) et/ou matériaux de base (par ex: mortier, béton, fer). Concernant les agglomérés de matériaux divers indissolublement unis, leur destination alternative à la décharge peut être constituée par le broyage et leur réutilisation comme agrégats, mais de nouvelles méthodes peuvent aussi être étudiées pour leur mise en valeur. Le recyclage des matériels se distingue en recyclage primaire, secondaire et tertiaire en fonction du processus subi et des caractéristiques du produit final:

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Le recyclage primaire, ou "réutilisation ", consiste à réutiliser directement sur le chantier des déchets de chantier : de cette façon la quantité de déchets produits se réduit. Cette démarche, conforme aux normatives plus récentes en matière environnementale, est la moins onéreuse du point de vue économique et aussi à moindre impact environnemental. Le recyclage secondaire implique un traitement mécanique du déchet et généralement une baisse de qualité du produit par rapport à l’original, il s’agit d’un processus qui comportera un usage probablement différent. Le recyclage tertiaire se déroule par voie chimique en produisant un matériel pratiquement équivalant au matériel de départ. Recyclage primaire. Il existe différents composants du système bâtiment qui peuvent être réutilisés tels qu’ils sont : dans ce cas il s’agit de recyclage primaire ou de réutilisation. Ces matériels peuvent être: Tuiles – nettoyées et revendues, d’habitude elles sont réutilisées dans des constructions rustiques; Briques faites à la main – soigneusement nettoyées, elles sont réutilisées sous forme de revêtement de sol intérieur ou extérieur ; Poutres en bois. La réutilisation est généralement préférable au recyclage, puisqu’il s’agit d’une technique peu onéreuse du point de vue énergétique et économique. Recyclage secondaire. L’activité de recyclage des matériels de chantier est beaucoup plus compliquée à cause de la variété des déchets produits. Les déchets provenant de la démolition se composent en effet de parties très différentes, l’une de l’autre comme : le papier, le verre, la matière plastique, le bois, le fer, les matériaux inertes, les céramiques, le béton, la pierre et parfois elles contiennent des déchets classés comme dangereux par la normative comme l’amiante. Le verre recyclé est d’habitude réutilisé comme matériel de drainage, avec la cellulose du papier on peut obtenir des panneaux isolants, avec la matière plastique une série d’éléments de finition comme les clôtures, les moquettes et le couchis. Les matériaux inertes recyclés peuvent être mélangés dans le mortier en comportant l’avantage d’une forte activité pouzzolanique. Les agrégats provenant de décombres, en Italie, ne peuvent pas être réutilisés à usage structurel, généralement ils sont employés dans des remplissages et dans des hourdis routiers. Le recyclage du béton Les déchets provenant de la démolition d’éléments de construction fonctionnels en béton comme les poutres, les piliers, les parois, les poteaux de lumière etc. peuvent être employés comme: agrégats pour des hourdis routiers et les hourdis en général ; agrégats pour du nouveau béton à utiliser pour des éléments non structuraux. Dans le premier cas le matériel produit suite à des opérations de traitement (déferrage, broyage, élimination des parties légères et sélection par triage approprié) répond aux performances requises par un hourdis puisque la présence majeure d’angles et de vieux ciment attaché aux agrégats semble être un avantage d’un majeur effet stabilisant du hourdis même.

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Dans le second cas l'emploi d’agrégats obtenus suite au broyage du béton au lieu de ceux provenant directement de la roche naturelle pour la production d’éléments de construction en béton présente quelques inconvénients. Les agrégats produits se présentent comme agglomérés de vieux ciment et d’agrégats originaux. Cela provoque une majeure absorption d’eau et une plus basse résistance des grains aux différentes sollicitations. En outre des micro-fractures peuvent se créer entre les deux composants, résultat d’un processus de désagrégation non entièrement achevé. Pour résoudre ce problème il est possible d’utiliser des impulsions soniques à haute performance pour désagréger les déchets de béton. Cette technologie permet d’obtenir des matériels secondaires pouvant être employés pour le nouveau béton sans aucune restriction. La méthode traditionnelle de broyage mécanique, basée sur des forces de type mécanique, a des limites pour ce qui concerne la qualité du matériel produit puisqu’elle ne permet pas une très bonne séparation. La force appliquée d’entité élevée casse non seulement le béton mais aussi l’agrégat. Le broyage électro-hydraulique se base sur le principe de transformer l’énergie électrique en énergies mécanique à travers des impulsions soniques qui sont engendrées sous l'eau par une décharge électrique destructrice. Des ondes de pression sonique se créent dans l’environnement. Quand ces ondes traversent des interfaces d’entité différente par exemple eau et béton, ou agrégats et pate de ciment, des interactions positives et négatives se créent avec le résultat de former des forces de traction et de compression dans ces interfaces. Les forces de traction avant tout détruisent le lien entre les agrégats et la matrice, et en effet les fissures se concentrent surtout le long des superficies d’interface. L'agrégat secondaire obtenu par cette méthode présente un contenu inférieur de pâte de ciment dans les fractions produites par rapport au contenu des agrégats secondaires obtenus par des systèmes mécaniques classiques de broyage.

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Le recyclage des briques En termes de développement durable il est intéressant d’étudier les applications de qualité supérieure des déchets provenant de la démolition de maçonnerie. Du simple broyage des briques il est possible d’obtenir des granulés pouvant être employés dans les hourdis routiers mais il est aussi possible de penser à un usage plus noble de ces briques. Leur réutilisation telle quelle serait souhaitable pour obtenir une double économie environnementale : réduire aussi bien l'extraction de matériel brut que l'énergie nécessaire pour les produire. Les problèmes à résoudre sont de deux types et concernent deux phases différentes du processus du bâtiment : la démolition et la séparation du mortier de verse. Pour ce qui concerne la phase de la démolition il faut choisir la technique de démolition plus indiquée pour permettre une réutilisation des briques et en outre prévoir déjà sur le chantier un triage des briques des autres déchets. Concernant la phase de traitement il est utile d’étudier une méthode de nettoyage des briques du mortier résidu. En Hollande une équipe de chercheurs de la « Delft University of Tecnology -faculty of Civil Engineering and Geoscience, department of materiel science du TNO Istitute of Applied Physics and of Environment, Energy and Process Innovation » a expérimenté l'emploi d’un processus thermique en obtenant la récupération d’environ 50% des briques comme résultat d’un projet pilote dans l’établissement industriel de Reuver. Concernant le différent coefficient de dilatation thermique du mortier par rapport à celui de la brique en argile, il processus thermique détermine une différente déformation des deux matériels et par conséquent la création de forces de compression et de traction sur l'interface. Quand une certaine température est rejointe cette zone d’interface se rompt et successivement il faut abaisser la température. Cette dernière opération ne doit pas être effectuée trop rapidement pour éviter la création des forces en mesure aussi d’engendrer des micro-fractures dans la brique. Il a aussi été constaté que la séparation du mortier à base de ciment Portland est plus facile par rapport au mortier à base de chaux puisqu’après le traitement, dans le premier cas, les briques sont totalement propres alors que dans le seconds cas sur la superficie de la brique il reste une fine couche de mortier. Toutefois les briques rouge en combinaison avec le mortier à base de Ciment Portland présentent à l’achèvement du processus thermique beaucoup plus de fissures. Le processus de sélection des briques saines et de séparation du mortier, dont l’élimination de la brique ne demande aucune force mécanique, peut être automatisé dans les applications pratiques puisqu’une sélection manuelle résulte être un travail trop important en termes d’heures de travail nécessaires. Par l’emploi de tamis vibrants il serait possible de séparer facilement les briques du mortier et d’utiliser les résidus de mortier obtenus dans la production de béton ou d’autre mortier. Les fragments de briques cassées pourraient en revanche être réutilisés pour une nouvelle production de briques. D’ultérieures expériences associées à une majeure attention pendant la phase de démolition peuvent permettre d’augmenter le pourcentage de briques récupérées. Les matériels dérivés des processus de recyclage Parmi les matériaux des bâtiments, dérivés des processus de recyclage de déchets :

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Les ciments polymères. Mélanges de polymères/latex et de ciments formés en moules. Caractéristiques des produits : o bonne résistance mécanique et aux agents chimiques ; o faible perméabilité à l’eau ; o stabilité aux cycles de gel-dégel. Emplois possibles : o caniveaux de récupération de l’eau ; o dallages extérieurs.

Figure 28 – Caniveaux et dallages en ciment polymérique

agglomérats polymères. Produits réalisés avec des résidus provenant du broyage de pneus. Les agglomérats sont réalisés en granulé de caoutchouc et de résines polyuréthanes et éventuellement traitées en superficie. Caractéristiques des produits : o caractéristiques chimique-physiques et mécaniques comparables à celles des matériels traditionnels. Emplois possibles : o par bords ; o tuyauterie d’eau.

Figure 29 – Tuyauterie en agglomérat polymérique

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laminés céramiques dérivés de déchets de fonderie. Caractéristiques des produits : o résistance aux attaques chimiques ; o résistance à l’usure ; o non gélivité. Emplois possibles : o décoration, finition superficielle de plans ; o panneaux composés et structurés de revêtement de galerie et de métro ; o secteur naval ; o chambres blanches. gaines liquides et laminés plastiques. Gaines et laminés réalisés en PET granulé ou en verre de recyclage. Caractéristiques des produits : o résistance à la corrosion ; o hygiène ; o fonction anti-glissade ; o résistance à l’abrasion ; o isolant acoustique ; o amélioration des caractéristiques de fissuration Emplois possibles : o dallage continu ; o revêtement imperméabilisant continu ; o couvertures et revêtement de bassins ; o piscines, canalisations, etc.

Figure 30 – Laminé en PET granulé

Verre cellulaire. Appelé aussi mousse de verre, extrait du verre broyé, d’habitude de recyclage, réduit en poussières et avec additif de poussières de carbone. Le mélange amené à une température d’environ 1.000° C, développe des gaz qui étendent la masse et lui confèrent une structure alvéolaire sous forme de blocs de mousse rigide avec laquelle il est possible de faire des panneaux.

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Caractéristiques dei produits : o Très bonne résistance mécanique ; o Inattaquable de la part des parasites, des rongeurs et des acides (exception faite pour l’acide de fluore); o non inflammable ; o isolant électrique et thermique ; o imperméable aux liquides et à la vapeur d’eau ; o stable au dimensionnement et de travail aisé même si dur et fragile. Emplois possibles: o barrière anti- vapeur ; o isolation des réservoirs, des tuyauteries et de différents produits ; o isolation bâtiments civils.

Figure 31 - Verre cellulaire

L’éclairage naturel Un bon éclairage naturel doit garantir des espaces visuellement confortables, c’est-à-dire des locaux où la réception de messages visuels ne soient pas dérangées. En outre il doit faire parvenir la lumière du jour même dans les zones les plus internes du bâtiment. Par conséquent un bon éclairage naturel doit : 1. assurer un bon rapport des luminances en évitant donc les contrastes forts entre la luminance de l’objet intéressé et celle des superficies en proximité de l’objet se trouvant à l’intérieur du champ visuel ; 2. éviter le phénomène d’éblouissement qui se vérifie quand dans le champ visuel il y a des superficies ou des points de luminance très supérieure à celle dont l’œil est habitué en provoquant des situations de gène et une forte réduction de la visibilité; 3. éviter le passage de rayonnement ultraviolet provoquant des dommages aux objets situés à l’intérieur de l’espace comme par exemple la décoloration ;

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4. éviter la formation d’ombres non désirées pouvant diminuer le contraste nécessaire à une bonne visibilité ; 5. éviter le sur chauffage en été et les dispersions thermiques en hiver. La lumière du jour, c’est-à-dire la présence d’éclairage naturel dans les locaux internes, permet : - le bien-être visuel et perceptif de l’usager ; - le rendement de la couleur approprié et le dynamisme de la vision ; - l’augmentation de la productivité de la part des individus ; elle favorise l’orientation temporelle, c’est-à-dire les rythmes métaboliques et synchronisés pendant la durée du jour ; - l’économie d’énergie; - la réduction de la charge thermique. La vision extérieure réduit la fatigue visuelle (spécialement provenant d’écran vidéo) parce qu’elle modifie la distance focale, mais augmente la distraction.

Diffusion lumineuse Les composants de diffusion de la lumière naturelle sont situés en position zénithale et diffusent la lumière naturelle uniformément dans l’environnement. Il faut distinguer : lucarnes et lucarnes reflettantes; shed; coupoles transparentes.

Transport lumineux Les composants de transport de la lumière naturelle sont constitués de systèmes qui récoltent et transfèrent la lumière naturelle à de longues distances dans l’ambiance intérieure à l’aide de fibres optiques ou de Light-Pippar. Les systèmes se divisent en deux catégories sur la base du principe optique d’action : systèmes à reflet lumineux. Les conduites de lumière appartiennent à cette catégorie; systèmes à réfraction lumineuse. Les héliostats, les capteurs et les concentrateurs de lumière appartiennent à cette catégorie. Systèmes à reflet lumineux Conduite de Lumière Passive. Système de transport lumineux composé de: 1. une tête de captage fixe en matériel acrylique ou en polycarbonate transparent revêtu par un film anti-UV qui achemine les radiations solaires directes, diffuse et garantit la présence d’éclairage uniforme dans l’ambiance intérieure; 2. une conduite de captage à section carrée ou circulaire qui transporte les radiations solaires à travers la réalisation de reflets internes totaux sur les parois ; 3. une unité de diffusion qui distribue lumière en entrée dans l’ambiance intérieure et élimine les phénomènes de gène visuel.

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Figure 32 – Conduite de lumière verticale rigide de Daylight Pipe

Les vitres Les performances thermiques requises à une superficie vitrée dépendent des conditions climatiques: dans un climat froid ce sont principalement les dispersions qu’il faut réduire en maintenant en même temps un gain solaire élevé, dans le but de réduire les besoins de chauffage; au contraire dans des climats chauds l’objectif est de contrôler le gain solaire pour contenir les besoins de refroidissement. Pour mieux expliquer, un verre conventionnel clair (appelé float) reflète environ 8% de l’ensoleillement incident, en absorbe environ 9% et en transmet le restant 83% dans l’environnement intérieur. L’ensoleillement thermique (longueur d’onde comprise en proximité de l’infrarouge) est transmis presque totalement dans l’environnement intérieur, en investissant les superficies et en en augmentant la température. Ventilation Qualité de l’air e ventilation Le bien-être physique dont on bénéficie dans un local dépend non seulement de la température et de l’humidité de l’air mais aussi de sa pureté. Il existe différentes normatives qui donnent des indications concernant la qualité de l’air intérieur. Pour le Standard ASHRAE 62/1989, par exemple, ”la qualité de l’air intérieur est considérée acceptable quand celui-ci ne présente pas d’éléments polluants en concentrations nuisibles conformément à ce qui est établi par les autorités compétentes et quand un important pourcentage de personnes (80% ou plus) n’exprime pas d’insatisfaction à cet égard ”. Le besoin d’air propre d’une personne est en moyenne de 32 m3 /heure. Afin de maintenir de bonnes conditions dans un environnement fermé l’air doit être changé proportionnellement au

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nombre de personnes y stationnant, au type d’activité qu’elles effectuent et au volume du local. Le changement de l’air a lieu normalement en mesure du volume du local: un taux de ventilation de 0,5% correspond à un changement de 50% du volume du local, le taux pour garantir un bon changement à l’intérieur du local doit être compris entre 0,8-1/h. La permanence prolongée à l’intérieur des bâtiments, l’usage diffusé des installations de climatisation et la réduction des infiltrations d’air sont responsables de l’augmentation de la concentration dans les locaux intérieurs de substances polluantes potentiellement nuisibles pour la santé de l’homme. Il existe beaucoup d’éléments polluants responsables de nombreux effets négatifs vis-à-vis de la santé qui peuvent varier sur la base de la concentration et du temps d’exposition, les effets aujourd’hui connus sont: respiratoires ; irritations de la peau et des mycoses ; effets sur le système nerveux ; cardiovasculaires ; infections et toxicoses d’agents biologiques. Il est possible d’identifier deux approches principales pour déterminer la portée extérieure de l’air: l’approche prescriptive et celle concernant la performance. L’approche prescriptive consiste à déterminer le débit volumique d’air extérieur par personne en fonction de la catégorie de bâtiment et de la destination d’usage des locaux. L’approche de performance consiste en revanche à déterminer le débit d’air extérieur en mesure de maintenir la concentration de chaque élément contaminant au dessous d’un seuil acceptable. L’application de cette procédure, cependant, suppose l’identification de tous les agents polluants se trouvant à l’intérieur du local fermé, de leur limite maximum de concentration et des taux d’émission des sources contaminants. Qualité de l’air dans les locaux fermés IAQ La qualité chimique-physique de l’air IAQ (indoor air quality) étudie les caractéristiques des matériels de construction, des ameublements, des combustibles des installations parce que ces éléments peuvent créer des substances volatiles (VOC volatile organic compound) dont la concentration doit être contrôlée et tenue sous contrôle afin d’éviter des cas d’intoxication et l’apparition de maladies même graves. Les techniques de ventilation du bâtiment La ventilation doit garantir à l’intérieur du bâtiment aussi bien la qualité de l’air que le bienêtre de l’habitat. Les systèmes de ventilation se divisent normalement en: ventilation naturelle : systèmes dans lesquels la différence de pression par l’introduction d’air frais extérieur et l’extraction d’air intérieur vicié est engendrée par l’effet dynamique du vent et par les différences de densité de l’air dues aux différences de température intérieure et extérieure;

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ventilation mécanique : c’est la solution d’installations qui permet le mouvement de l’air à l’intérieur du bâtiment à travers des ventilateurs et utilise une canalisation partielle des parcours de l’air; ventilation hybride : il s’agit de la solution intermédiaire entre la ventilation naturelle et la ventilation assistée par une installation mécanique. Cette dernière entre en fonction uniquement quand les conditions climatiques ne sont pas appropriées à garantir un débit d’air adéquat. Les systèmes de ventilation mécanique ont un faible impact sur les caractéristiques du bâtiment puisque il suffit de garantir les espaces destinés au passage des conduites d’air, alors qu’en cas de ventilation naturelle et hybride le système doit être intégré au bâtiment, non seulement au niveau de l’installation mais aussi et surtout au niveau architectural. La ventilation naturelle Le système le plus économique et écologique pour garantir le changement de l’air est la ventilation naturelle. L’air extérieur qui entre dans le bâtiment permet d’abaisser la concentration des agents polluants, à ce propos il est important de connaitre le débit minimum d’air nécessaire à garantir un changement adéquat. Les volumes de changement d’air influencent le calcul des charges thermiques pour la climatisation, puisqu’ils doivent être réchauffés ou refroidis selon les exigences. Quand nous considérons la ventilation naturelle il faut aussi tenir compte du fait que, outre les flux d’air contrôlé, par exemple le changement dû à l’ouverture des fenêtres, il existe aussi un passage d’air dû aux infiltrations, qui est incontrôlé. Dans l’analyse de la ventilation naturelle il faut considérer les apports des charges thermiques dus à l’air extérieur, les différences de pression dues à l’apport du vent et le débit d’air dû à l’effet cheminée. Il est possible d’augmenter la dispersion de chaleur d’un bâtiment en employant l’effet de la pression du vent. Quand le vent investit un bâtiment une haute pression se forme sur le côté exposé et une basse pression sur le côté opposé, qui devient ainsi la façade réparée. Généralement, la vitesse et la direction des vents locaux sont variables. Dans un lieu déterminé, un bâtiment peut être positionné par rapport aux bâtiments environnants, à la présence de végétation et à d’autres obstacles de façon à ce que le vent puisse être orienté dans une direction constante et connue selon un régime raisonnablement stable. Les conditions de ventilation sono meilleures quand le vent investit le bâtiment selon une angulation supérieure à 45°. Le mouvement de l’air dans un lieu va des zones à haute pression vers les zones à basse pression, à travers les ouvertures de l’enveloppe. La dimension et la position des ouvertures déterminent la vitesse et la direction du courant d’air dans le bâtiment. La vitesse de l’air est majeure quand les ouvertures à travers lesquelles l’air est évacué du bâtiment sont plus grandes que celles à travers lesquelles l’air pénètre. La meilleure distribution de l’air frais dans le bâtiment est atteinte quand les ouvertures sont diagonalement opposées et le flux d’air n’est pas excessivement entravé par des éléments de division, les ameublements, etc. Il faudrait fournir la ventilation maximum pendant la journée dans les locaux occupés dans les zones élevées du bâtiment. En outre il devrait toujours y avoir un bon flux d’air frais le long

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des éléments plus massifs du bâtiment tel à dissiper le plus de chaleur possible que ces éléments ont stocké. Dans le projet du bâtiment des déflecteurs peuvent être prévus pour le vent extérieur afin d’altérer la pression sur les ouvertures pour permettre à certaines zones d’être préférablement ventilées par des flux d’air spécifiquement induits. Le positionnement correct des réflecteurs nécessite une analyse préalable des vents locaux.

Figure 33 - Analyse préalable des vents locaux

L’effet Venturi peut aussi être utilisé afin de provoquer la circulation de l’air dans une direction particulière. L’air est poussé à travers une partie limitée du bâtiment. Dans cette situation, sa vitesse augmente et par conséquent la pression diminue. La réduction de la pression crée un flux d’air qui peut être employé pour diriger l’air chaud hors du bâtiment en causant ainsi un effet de ventilation. Lorsqu’il n’est pas possible de positionner les ouvertures dans des positions appropriées pour une bonne ventilation, le vent peut être dirigé autour du bâtiment selon une orientation convenable à l’aide de blindage, parois, barrières et plantes. Projeter la ventilation naturelle Afin de garantir le bon fonctionnement de ce système di ventilation il est fondamental de connaitre le climat local. Par exemple, dans les pays à climat chaud et humide, la vitesse de l’air devrait être la plus rapide possible, alors que, dans les climats chauds et secs, il est opportun de créer des courants à l’intérieur du bâtiment afin de permettre un refroidissement des murs et des structures. Toujours en référence aux caractéristiques du lieu il est important de soigner l’orientation et la forme du bâtiment, pour maximiser les apports des vents prédominants, spécialement en été, en positionnant les ouvertures en direction des vents.

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Il est aussi utile d’exploiter au mieux l’effet cheminée, en distanciant verticalement les ouvertures. Si possible il faudrait préférer les fenêtres horizontales aux fenêtres verticales et carrées, parce qu’elles produisent un majeur flux d’air en employant un spectre de direction de vent supérieur. Effet cheminée Un des phénomènes le plus important provoqué par la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur est l’effet cheminé. Le delta de température provoque une différence de densité de l’air. Le schéma de fonctionnement de l’effet cheminé peut être expliqué, pendant la période de chauffage, par le mouvement de l’air chaud intérieur qui monte vers le haut. En sortant du bâtiment cet air est remplacé par de l’air froid extérieur qui entre en proximité de la base. Pendant la période de refroidissement le flux s’invertit et diminue d’intensité. Dans figure ci-dessous on reporte le schéma de distribution des pressions dans les bâtiments. Il faut noter qu’il existe un point où les valeurs de la pression intérieure et de la pression extérieure s’équivaut, à travers ce point passe ce qui est appelé « Niveau de Pression Neutre ». Le refroidissement passif Le refroidissement passif est un autre système de contrôle thermique des bâtiments et se réfère à tous ces processus de dispersion de chaleur qui ont lieu de façon naturelle, sans l’emploi de systèmes mécaniques ou consommation d’énergie. Le refroidissement passif des locaux permet de limiter l’usage des systèmes actifs de refroidissement et en certains cas peut réussir à les remplacer complètement. Les principes sur lesquels se base ce système sont fondamentalement deux : 1. réduction de la charge thermique en provenance de l’environnement extérieur ; 2. évacuation de la chaleur accumulée. Afin de contrôler et de réduire l’entrée de chaleur à l’intérieur des locaux il faut réduire l’incidence et l’absorption du rayonnement solaire, par des blindages ou des saillies. En articulant la superficie de la façade les effets de reflet et de cession de chaleur absorbée se réduisent et il devient possible de régler partiellement la température à l’intérieur et à l’extérieur du bâtiment. Les systèmes de refroidissement passif peuvent être classifiés en: refroidissement direct, indirect et isolé. En phase de refroidissement direct l’évacuation de la chaleur en excès se déroule dans le ciel par rayonnement, dans le système indirect elle se produit par convection, dans l’air, alors que pendant la phase de refroidissement isolé l’évacuation se produit par conduction dans le sol. 1 Rayonnement vers le ciel nocturne : une masse thermique (eau) sur le toit est exposée vers le ciel nocturne et se refroidit par rayonnement. Pendant la journée la masse froide est isolée sur sa superficie extérieure et est exposée à l'environnement intérieur pour fournir un refroidissement aussi bien radiatif que convectif ; 2 Refroidissement par évaporation : dans un environnement chaud-sec l'ajout d’humidité à l’air diminue sa température de boule sèche, en améliorant ainsi le degré

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de bien-être. Cela peut être obtenu en vaporisant de l’eau dans un courant d’air ou en disposant des pièces d'eau ou des fontaines dans une cour intérieure; Ventilation induite : le soleil peut être employé pour induire des mouvements de l’air ; par une "cheminée thermique" il est possible de mettre en acte une ventilation naturelle et augmenter ainsi le degré de bien-être; Refroidissement du sol : l’usage du sol pour le refroidissement du bâtiment se base sur le fait que la température du sol, à certaines profondeurs, est la température moyenne annuelle de l’air extérieur et donc inférieure à la température de la période été. L’échange de chaleur peut s’effectuer de deux façons principales. Le bâtiment peut être projeté de façon telle à avoir une significative quantité de superficie à contact direct avec le sol; ou bien en introduisant dans le bâtiment de l’air qui s’est refroidi en circulant dans des conduites souterraines. Un système typique di ce type, est constitué par un ou plusieurs tubes positionnés horizontalement dans le sol. L’air environnemental est fait circuler dans les conduites par des hélices électriques. Le système de circulation de l’air peut être à circuit ouvert ou à circuit fermé. Dans le système à circuit fermé aussi bien l’entrée que la sortie de l’air sont situés à l’intérieur du bâtiment. Dans le système à circuit ouvert l’air introduit provient de l’extérieur. Le niveau de refroidissement dépend de la température de l’air d’entrée, de la température du sol autour des conduites, de la conductibilité thermique des conduites, de la diffusivité thermique du sol, de la vitesse de l’air la dimension des conduites : o La longueur des conduites devrait être au moins de 10 m; o Le diamètre entre 20 et 30 cm; o la profondeur entre 1,5 et 3 m; o la vitesse de l’air entre 4 et 8 m/s.; o la température du sol à la profondeur des conduites devrait être d’environ 56°C inférieure à celle de l’air; o les conduites peuvent être réalisées en différents matériels (PVC, acier inox, ciment etc.) mais elles doivent être complètement imperméables à la pluie et à la terre. Pendant l’échange thermique entre air et sol, il peut se créer de la condensation à l’intérieur de la conduite. Pour autant il faut prévoir un drainage adéquat et une vitesse de l’air suffisante afin de réduire le risque de condensation. Refroidissement par dessiccation: dans les climats chauds-humides l'usage de sels réduisant l'humidité de l’air peut améliorer le degré de bien-être.

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Figure 34 – De gauche à droite refroidissement par le sol; refroidissement par le passage au dessus d’un bassin d'eau; refroidissement à travers le sous-dallage souterrain

Figure 35 – De gauche à droite ventilation naturelle à travers ouvertures du bâtiment situées une en face de l’autre; ventilation naturelle par effet cheminée; ventilation naturelle à travers les fenêtres alors que l’air chaud est évacué de l'ouverture supérieure

Figure 36 – De gauche à droite ventilation par effet cheminée et refroidissement à travers le sous-toit ; vents autour du bâtiment; vents autour et à travers du bâtiment

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La ventilation hybride Les techniques de ventilation passive exposées ci-dessus ne peuvent pas toujours être réalisées de façon efficace. Le choix doit donc être adressé vers la ventilation totalement mécanique ou la ventilation hybride. Cette dernière est préférable par rapport à la ventilation totalement mécanique parce qu’elle est plus adaptable aux exigences du moment. Les systèmes de ventilation hybride en effet permettent de combiner les forces naturelles et mécaniques dans un système bimodal: le mode d’opérer varie selon la saison et les conditions extérieures pendant l’arc de la journée. La mise en projet de la localisation et du dimensionnement des ouvertures, ainsi que les dispositifs nécessaires afin d’améliorer les caractéristiques de la ventilation, comme les cheminées solaires, doivent tenir compte des stratégies de ventilation identifiées soit pendant les heures diurnes soit pendant les heures nocturnes. Les systèmes passifs de chauffage ou de refroidissement peuvent être intégrés, ainsi que les systèmes de filtrage et de récupération de chaleur. Des stratégies de contrôle adéquates doivent être prévues, permettant le juste degré d’interaction de l’usager. Les dispositifs mécaniques peuvent être constitués par un simple ventilateur pour l’extraction de l’air, par des systèmes de ventilation équilibrés ou par de véritables systèmes de climatisation. Les stratégies de contrôle du système dans son ensemble doivent garantir les conditions de confort et de consommation d’énergie optimales. Consommation hydrique La récupération de l'eau de pluie Parmi les systèmes en mesure d’offrir une contribution immédiate à la solution du problème de l’eau (gâchis, manque, coûts croissants de l'approvisionnement) il y a ceux basés sur la récupération et le recyclage des eaux de pluie. Il s’agit d’installations modulaires que l’augmentation des prix de l'eau potable a rendues sûres et de rentabilité économique élevée. Les usages typiques de l'eau ainsi obtenue sont les suivants: Usages extérieurs : arrosage des espaces verts publics et de copropriété ; lavage des dallages ; lavages des voitures, en tant qu’activité productive ; usages technologiques et alimentation des réseaux anti-incendie. Usages intérieurs : alimentation des chasses d’eau des w.c. alimentation des machines à laver (si elles sont prédisposées); distribution hydrique des étages souterrains et lavage auto ; usages technologiques divers comme par exemple, systèmes de climatisation passive/active.

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Fonctionnement d’une installation de récolte de l’eau de pluie Une installation de récupération se compose de : un réservoir (souterrain ou non); un système filtrant ; une centrale de contrôle ; une pompe ; éventuels accessoires Le fonctionnement de l’installation est le suivant (voir Figure suivante): 1. L'eau est récoltée par la décharge des gouttières, directement ou à travers une pompe immergée dans un puits de récolte, et convoyée vers un filtre ayant la fonction de séparer l’eau de la saleté plus grossière; 2. L'eau est acheminée à l'intérieur du réservoir à travers une tuyauterie dont la partie finale est dirigée vers le haut afin de ne pas déplacer les éventuels sédiments du fond du réservoir; 3. L'aspiration successive de l'eau à l'intérieur du réservoir se déroule à quelques centimètres sous le niveau de flottement à travers un tube flexible ayant des flottants posés à l'intérieur du réservoir de façon telle à prélever l'eau la plus propre ; 4. Une centrale électronique, contrôle une pompe de débit et le système dans son ensemble. La centrale a en outre la fonction de commander le flux de l’eau potable quand la réserve d'eau de pluie à l’intérieur du réservoir est épuisée. Une autre manière très simple de recueillir l’eau de pluie pour arroser les superficies vertes consiste à poser dans la gouttière descendante à environ 1,5 m du sol, une dérivation ou transvaser qui peut ainsi dévier l’eau dans des bidons de plastique situés au dessous.

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Figure 37 - Schéma de fonctionnement d’une installation de récupération de l'eau de pluie. 1 installations de pompage ;2 filtres; 3 réservoir; 4 puits de dispersion

Les conditions idéales concernant la conservation de l’eau sont : l’environnement oxygéné, la température fraiche et l’absence de lumière. L'oxygène favorise la formation de bactéries utiles qui décomposent, en la minéralisant, la sédimentation sur le fond du réservoir, et en maintenant l’eau plus pure. L’absence de lumière en outre empêche la formation d’algues. Composants caractéristiques d’une installation de récupération de l’eau de pluie. 1. Déviateur : le déviateur sert à séparer les eaux de première pluie (généralement à contenu de substances polluantes plus élevé) de celles destinées au stockage. 2. Filtre : le filtre sert à éviter l’introduction dans le réservoir de corps étrangers recueillis par l’eau de pluie pendant son parcours. Il peut être de différents types :

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a. Filtre intégré à la gouttière. Il est posé sur la gouttière à travers une coupe et l’extraction d’un tronçon bref de celle-ci. La portion d’eau qui pénètre à travers le filtre est envoyée au stockage, alors que les résidus solides interceptés sont acheminés par l’eau restante vers le système d’évacuation. b. Filtre centrifuge. Il est généralement souterrain, et il se compose d’une chambre filtrante accessible à travers une ouverture supérieure dotée de couvercle. Il exploite la vitesse d’entrée de l’eau, introduite tangentiellement, en séparant les résidus solides à travers une grille périphérique sur laquelle est dirigé le fluide en entrée. c. Filtre à chambre. C’est un conteneur à enterrer à peine plus grand qu’un puits commun pour gouttière doté de couvercle d’accès. L’usage se limite à la seule interception de la saleté grossière (feuilles, déchets, et autres). d. Filtre autonettoyant. Il pourvoit à capturer le matériel non désiré à travers des filtres en tissu et fonctionne à chute. Pratiquement l’eau, en passant sur le filtre, tombe en grande partie dans la zone au-dessous, alors que la partie restante, ne pouvant pas être filtrée par la présence des éventuels résidus tombent sur ces derniers en les transportant vers l’évacuation. 3. Réservoir. Le réservoir représente le cœur du système de récupération de l’eau de pluie dans son ensemble. Le choix du type à adopter dépend de plusieurs facteurs : a. Position. La position a une influence sur le système de distribution (avec ou sans pompe) et sur les usages (seulement pour arrosage etc.), sur les coûts d’installation et d’entretien, sur la forme (compacte pour intérieur, résistante pour usage souterrain) et sur les matériels employés. Le réservoir peut être : hors du sol, à l’intérieur (cave, garage, etc.) et souterrain : - hors du sol. Généralement pour l’eau destinée aux opérations d’arrosage (jardin, etc.) ou de lavage; - à l’intérieur du bâtiment. Dans des locaux au rez-de-chaussée ou au sous-sol; le choix habituellement est motivé par la facilité d’installation, par l’indisponibilité d’espaces à l’extérieur, par des difficultés d’enterrement (sol rocheux, failles superficielles, etc.); - souterrain. Bien que plus couteux, il élimine de la vue la silhouette du réservoir même et permet l’installation de produits de grande capacité. b. Capacité : Les dimensions varient général de 1000 à 10.000 litres. Le dimensionnement est lié à une attentive évaluation des caractéristiques environnementales (degré de pluie local, dimensions et type des superficies de récolte, etc.) et aux performances requises (besoin, etc.). c. Forme. Généralement cylindrique ayant son axe dans le sens horizontal ou vertical. d. Matériel. Les réservoirs sont réalisés en matériels compatibles aux normatives. Généralement ils sont en fibre de résine ou en polyéthylène. L’entretien du réservoir consiste dans un contrôle visuel et de l'odorat de l’eau accumulée et dans le contrôle de la fermeture des puits d’accès. Il faut en outre effectuer un nettoyage intérieur au moins tous les 5/10 ans.

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4. Tube d’introduction (tube de calme). Il est doté d’un raccord terminal intérieur inférieur ayant une courbure à 180°, permettant l’introduction par le bas des eaux de pluie de façon telle à ne pas engendrer de turbulences qui pourraient mettre en suspension d’éventuelles stratifications flottantes en superficie ou bien de sable et de boues déposés sur le fond du réservoir. 5. Tube d’évacuation. A forme de siphon, il évite le reflux d’odeurs désagréables provenant du système d’évacuation. Il est à la même cote ou à une cote inférieure de celle d’introduction. 6. Vanne de non retour. Elle évite la contamination des eaux stockées dans le réservoir, en empêchant le reflux des eaux provenant du système d’évacuation. En général elle est accompagnée d’un filtre à grille qui bouche l’accès au réservoir et aux autres composants en amont de celui-ci de la part d’animaux et d’insectes qui pourraient remonter de l’évacuation.

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XV

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INSTALLATIONS DE MAINTENANCE

XV.1 INSTALLATIONS MÉCANIQUES XV.1.1Installations HVAC La gare ferroviaire est un lieu qui renferme deux différentes typologies de locaux à climatiser. La première typologie est celle des locaux ouverts au public, aux usagers de la gare, aux passagers et au personnel ferroviaire, exclusivement ; une autre typologie est celles des locaux strictement technologiques, qui abritent les centrales, les tableaux, les ordinateurs et les autres appareils électromécaniques. Ce type de local est gardé ou non selon sa propre fonction. Pour ce qui concerne les deux typologies de local, le problème fondamental à résoudre consiste à créer à l’intérieur des locaux les meilleures conditions thermo-hygrométriques possibles, pour les personnes et pour les équipements (travaillant dans des tranches déterminées de température et d’humidité). Les installations HVAC peuvent accomplir les fonctions suivantes : ventilation climatisation chauffage Les différents locaux d’une gare seront définis selon leur destination d’usage et pour chaque typologie de local, la fonction que l’installation de climatisation est appelée à effectuer sera définie. Locaux ouverts au public Les locaux ouverts au public sont les suivants: hall et parcours internes zones d’attente -services à la clientèle billetterie consigne des bagages services hygiéniques réservés au public espaces commerciaux Dans cette typologie de locaux l’installation de climatisation devra pourvoir soit au changement de l’air soit au réglage de la température, procéder au refroidissement des locaux selon les saisons. Dans les services hygiéniques il n’y aura pas d’installation de climatisation mais des terminaux de chauffage des locaux seront prédisposés (par exemple des radiateurs à eau ou ventilateurs convecteurs électriques). La ventilation dans les services hygiéniques sera garantie par un système d’extraction de l’air : grille de transit sur les portes assurant un changement d’air adéquat. Dans la locale billetterie, généralement subdivisé en deux parties, la première réservée au seul personnel ferroviaire et l’autre destinée au public, la climatisation sera installée seulement pour la partie ferroviaire.

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Pour ce qui concerne les espaces commerciaux – qui seront ensuite loués à des tiers – il ne faudra prévoir que les prédispositions concernant l’installation – par le locataire – des installations HVAC. Locaux réservés au personnel ferroviaire Les locaux réservés au personnel ferroviaire sont les suivants : bureaux services hygiéniques du personnel locaux techniques Pour ce qui concerne les bureaux, l’installation HVAC doit garantir la climatisation et le chauffage ainsi que le changement de l’air quand celui-ci ne peut pas être assuré de façon naturelle. Dans les services hygiéniques le chauffage et l’extraction de l’air vicié seront garantis. Le changement de l’air sera assuré par des grilles de transit sur les portes des différents services hygiéniques. Il faudra évaluer à part les installations HVAC des locaux techniques. Ces locaux peuvent être: locaux pour la sécurité du trafic locaux pour les alimentations électriques locaux pour les télécommunications Dans les locaux pour la sécurité du trafic ferroviaire l’installation de ventilation pourvoira au changement de l’air. L’installation de refroidissement devra être dimensionnée sur la base de l’entité des charges thermiques sensibles produites par les équipements y étant installés. L’installation de chauffage devra être prévue seulement au cas où la nécessité serait démontrée par un calcul des charges thermiques internes et des dispersions vers l’extérieur. Dans les locaux pour l’alimentation électrique il ne faudra prévoir que l’installation de ventilation pour le changement de l’air et l’élimination des charges sensibles produites par les tableaux électriques et par les autres équipements y étant installée. La climatisation de ces locaux ne sera prévue qu’en cas de charges thermiques élevées. Dans les locaux pour les télécommunications une installation de ventilation pour le changement de l’air et pour l’élimination des charges sensibles sera prévue.

XV.1.2Installations hydro – sanitaires Les installations hydro-sanitaires en service dans les gares doivent être projetées conformément aux spécifiques normatives. L’installation hydro-sanitaire comprend: installation de débit d’eau sanitaire installation de vidange des eaux usées Installation de production d’eau chaude sanitaire Éventuelle centrale d’accumulation et de pressurisation Pour chacune de ces parties d’installation les dimensions, la typologie de pose, le parcours, le

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matériel de toute la tuyauterie employée doivent être spécifiés. Les dimensions de la tuyauterie doivent être tirées du calcul de l’installation, conformément aux normatives spécifiques de secteur. Pour ce qui concerne l’installation de débit d’eau sanitaire le projet doit en outre fournir les indications suivantes : Réseau de débit : données hydrauliques comme la capacité, le parcours les indications concernant la disponibilité du service. Point de livraison du gérant de l’eau public : localisation et ouvrages liés au branchement au réseau. Méthodes de comptabilité de la consommation avec d’éventuelles distinctions des différents usagers, si nécessaire. Pour l’installation d’évacuation des eaux usées, partie de l’installation récoltant les eaux à l’intérieur du bâtiment pour les acheminer à l’extérieur, le projet doit en outre fournir les indications suivantes : Représentation des réseaux d’évacuation selon la typologie d’évacuation (eaux claires et eaux usées) Représentation des différentes parties des réseaux d’évacuation : diramations d’évacuation, colonnes d’évacuation et collecteurs d’évacuation. Représentation de l’entrée au collecteur principal de l’installation des égouts du territoire dans lequel on se trouve. Les réseaux d’évacuation doivent être dotés de colonnes de ventilation. Le projet indiquera la typologie prévue et le terminal d’exhalation prévu sur le toit de la gare. Pour l’installation de production de l’eau chaude le projet devra en outre fournir les indications suivantes: Système de production choisi et calcul. Représentation du réseau de distribution aux différents terminaux. Dans un but d’économie d’énergie, la production d’au moins 50% du besoin d’eau chaude devra être effectuée en faisant recours à une installation solaire-thermique. L’installation hydro-sanitaire présentée ne comprend pas les terminaux (appareils sanitaires) pour lesquels on renvoie au manuel de projet d’urbanisme, architecture & design.

XV.1.3Installation de drainage et d’acheminement des eaux L’installation de drainage et d’acheminement des eaux est nécessaire quand le bassin des eaux de pluie se trouve à une cote inférieure à celle du collecteur d’évacuation. L’installation de drainage et d’acheminement des eaux comprend: réseaux de récolte des eaux-bassin de récolte-électropompes d’acheminement réseaux d’entrée au collecteur des eaux usées. Le projet doit fournir: le calcul de dimensionnement de la pompe d’acheminement le calcul de dimensionnement du bassin de récolte

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le calcul de la tuyauterie (évacuation et récolte). Les points de récolte, les réseaux et les points d’entrée au collecteur devront être identifiés.

XV.1.4Installations de soulèvement Les installations de soulèvement comprennent: ascenseurs plateformes élévatrices escaliers roulants Ces installations, destinées au transport public, sont sujettes au respect d’une spécification qui en impose la fabrication selon des critères de sécurité, d’accessibilité et d’entretien. Le projet de ces installations devra donc tenir compte des facteurs suivants: usage public transport des personnes à mobilité réduite entretien de l’installation. Les données suivantes seront indiquées dans le projet. Ascenseurs et plateformes caractéristiques techniques : typologie (avec ou sans local machines), capacité, course, vitesse, arrêt d’étage, dimensions minimum de la cage et tête, dimensions de la cabine, alimentation électrique moteur, alimentation électrique auxiliaires. Type d’actionnement Description local course Description cabine Description touches Description porte de cabine Description porte d’étage Description manœuvre Description dispositifs de sécurité Description locaux machines (si existants) Description accessoires Escaliers roulants Capacité Vitesse Sens de marche Version Inclinaison Dénivellation Largeur de la marche Nombre de marches – horizontal

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Fournitures rues sensible aux extrémités Alimentation électrique moteur Alimentation électrique auxiliaires

XV.2 SÉCURITÉ XV.2.1

Installations d’extinction incendie a eau – réseau de prises d’eau et dévidoir

Parmi les mesures de protection active contre le feu, les installations fixes généralement employés dans le cadre ferroviaire pour l’extinction des incendies sont: À eau À gaz Les installations à eau peuvent être: installations à réseau de prises d’eau et/ou dévidoirs installations sprinkler -installations à déluge, -installations à rideau d’eau Installations fixes d’extinction des incendie à eau – réseau de prises d’eau et de dévidoirs Extension de l’installation. Dans les locaux des gares les réseaux de prises d’eau doivent être étendus aux locaux suivants: Locaux ouverts au public: hall et parcours, zones d’attente, services à la clientèle, billetterie, consigne des bagages. Locaux réservés au personnel ferroviaire: bureaux. Espaces commerciaux. Quais Projet de l’installation. Il faudra indiquer la Normative de référence employée concernant le projet et les données suivantes y dérivant: Composition des installations Alimentation hydrique: typologie et caractéristiques Composants de l’installation (tuyauterie, vannes d’interception, prises d’eau, tuyauterie anti incendie pour les prises d’eau et les dévidoirs, bouches pour autopompe) Installation: installation de la tuyauterie, soutien de la tuyauterie, connexions d’alimentation, vannes d’interception, position des prises d’eau et des dévidoirs, signalisation, bouches pour autopompe. Pour ce qui concerne le projet de l’installation la normative fournit les critères de dimensionnement à partir du choix du niveau de risque pour le cas pris en examen. Les critères de dimensionnement des installations sont différents pour chaque niveau de risque. Dans le cas de présence simultanée de zones de différents niveaux de risque desservies par la

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même installation, celle-ci devra être dimensionnée en considérant la condition la plus importante. Consistance de l’installation et fonction. Les terminaux de l’installation hydrique antiincendie peuvent être des “prises d’eau à mur”, des “prises d’eau au dessus du sol” ou des “prises d’eau en sous-sol” ou bien des dévidoirs. Les terminaux situés à protection des locaux dans le bâtiment sont alimentés par un réseau hydrique “humide”, c’est-à-dire que la gaine principale et la tuyauterie secondaire sont maintenues pleines. Les prises d’eau à mur et les dévidoirs doivent être positionnées de façon telle que chaque partie de l’activité, et des matériels dangereux contenus, soit rejoint par le jet d’eau d’au moins une prise d’eau/dévidoir. Les prises d’eau et/ou les dévidoirs doivent être installés dans une position bien visible et être facilement rejoints. Les prises d’eau et/ou les dévidoirs à l’intérieur des bâtiments doivent être situés dans le respect du critère général ci-dessus de façon telle à ce que: chaque appareil ne protège pas plus de 1000 m2 chaque point de la zone protégée en soit éloigné au maximum de 20 m. Dans les bâtiments à plusieurs étages, là où l’installation de prises d’eau est nécessaire, il faut installer des prises d’eau/dévidoirs à tous les étages. Les prises d’eau et/ou les dévidoirs doivent surtout être positionnés en proximité des sorties de secours ou des voies d’issue, de façon telle à ne pas créer d’obstacles, pendant la phase opérationnelle, l’exode des locaux. Les prises d’eau sur les quais doivent préférablement être de type « sous-sol » et doivent être situées à une distance maximum de 50 mètres, desservies par un réseau hydrique maintenu “à sec”. En cas d’incendie sur les quais, le réseau “à sec” sera rempli après – à travers les procédures établies par le gérant de l’infrastructure ferroviaire – avoir reçu une confirmation certaine de non alimentation de la ligne de contact. En fait, le remplissage du réseau débutera par l’ouverture d’une électrovanne, pouvant être commandée à distance, située en aval du groupe de pressurisation. Une bouche de sortie pour autopompe doit être prévue pour chaque réseau de prises d’eau et/ou dévidoirs, pour l’introduction de l’eau dans le réseau de prises d’eau en condition de secours. Signalisation. Les composants du réseau de prises d’eau doivent être signalés conformément aux dispositions législatives en vigueur. Installation de la conduite. La tuyauterie doit être installée en tenant compte de la fiabilité requise par l’installation même en cas d’opérations d’entretien. Dans ce but, pour les installations ayant un nombre de prises d’eau/dévidoirs supérieur à quatre, le schéma de distribution et les vannes d’interception doivent être projetés de façon telle à limiter le nombre d’appareils desservis simultanément. La tuyauterie hors sol doit être ancrée au moyen de soutiens appropriés et conformes aux indications de la norme UNI 10779. Toute la tuyauterie doit être vidangeable sans devoir démonter les composants significatifs de l'installation. La tuyauterie doit être installée de façon telle à ne pas être exposée à de possibles dommages

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provenant de chocs mécaniques, notamment suite au passage de camions, chariots élévateurs et autres. Dans les lieux susceptibles au gel, la tuyauterie doit toujours être installée dans des locaux réchauffés ou de toute façon tels à ce que la température ne descende jamais sous 4 °C. Si des tronçons de tuyauterie doivent nécessairement traverser des zones à risque de gel, il faudra prévoir et adopter les protections nécessaires, en tenant compte des particulières conditions climatiques. Au cours des franchissements des fondations, des parois, des plafonds, etc. il faudra laisser autour de la tuyauterie un espace adéquat devant être successivement scellé par de la laine minérale ou autre matériel approprié et opportunément retenu. La tuyauterie hors-sol, doit être installée à vue ou en espaces cachés, pourvu qu’elle soit accessible pour d’éventuelles interventions d’entretien, et ne doit pas traverser les locaux et/ou les zones, présentant un significatif risque d’incendie, non protégés par le réseau de prises d’eau; en cas de franchissement de ces locaux le réseau devra être adéquatement protégé. L’installation encastrée des seules diramations destinées à alimenter un nombre limité d’appareil (au maximum de 2) est permise. Au cours du franchissement de structures verticales et horizontales, comme les parois et les plafonds, il faut prendre les précautions nécessaires pour éviter la déformation de la tuyauterie ou l’endommagement des éléments constructifs dérivant de dilatations ou d’affaissements structurels. Au cours des franchissements des compartimentations la caractéristique de résistance au feu du compartiment traversé doit être maintenue. La tuyauterie enterrée doit être installée en tenant compte de la nécessité de protection contre le gel et des possibles dommages mécaniques. De toute façon, il faudra prêter une attention particulière dans le cas de tuyauterie de matériel non ferreux. Un soin particulier doit être posé vis-à-vis de la protection de la tuyauterie contre la corrosion même d’origine électrochimique. Installation du groupe de pressurisation. L’installation du groupe de pressurisation à l’intérieur du local consacré doit être exécutée selon les indications de la norme de la bonne technique UNI EN 11292. Notamment la norme de prescription concernant la position du local et l’accès, la typologie de construction, les dimensions minima, les caractéristiques du plancher, l’aération et fournissant les prescriptions concernant l’équipement des installations électriques, des drainages, du chauffage, du système d’évacuation des fumées (dans ce cas il faudra utiliser une motopompe, c’est-à-dire une pompe alimentée par un moteur diesel), la disposition des réservoirs de carburant de la motopompe. L’accès aux personnes et aux engins à l’intérieur de la centrale doit toujours être aisément garanti même en absence d’illumination ou en conditions climatiques défavorables, même en cours d’incendie. L’entrée doit être signalée clairement. La typologie constructive doit être conforme à la norme de bonne technique UNI EN 12845. Les locaux doivent être construits avec du matériel incombustible, y compris de type préfabriqué. Les parois internes doivent être de couleur claire, si possible blanc pour favoriser la luminosité. La hauteur des locaux ne doit pas être inférieure à 2,4 mètres du plancher au plafond ; cette hauteur doit être garantie dans l’espace de travail et le long du parcours pour le rejoindre. En général les dimensions du local doivent faciliter les manœuvres concernant les opérations d’entretien ordinaire et extraordinaire. Les tableaux et les dispositifs de contrôle seront situés de façon telle à être protégés des intempéries. L’aération devra être garantie, grâce à des ouvertures non inférieures à 1/100 de l’aire du local – minimum 0.1 m2 -donnant

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sur des espaces ouverts ou interstices anti-incendie. Les ouvertures seront protégées par des grilles. L’installation d’illumination doit fournir un minimum de 200 lux en conditions normales et lux en conditions d’absence de réseau pour plus de 60 minutes minimum – temps pour la vérification du groupe de pressurisation. Une particulière attention concernant les locaux au sous-sol, doit être posée au drainage et à l’éloignement des eaux, en recourant éventuellement à des moyens mécaniques en cas de manque de connexions à gravité. En cas d’emploi de motopompe il faut prévoir un système d’échappement des fumées. Installations fixes extinction incendies à eau – installation sprinkler L’installation sprinkler est employée pour la protection des zones comme les parkings souterrains, les grandes surfaces commerciales et les zones identifiées par d’éventuelles analyses. L’installation sprinkler doit être dimensionnée sur la base de la classe de danger de projet, conformément à la norme UNI EN 12845 (danger faible, ordinaire ou élevé selon les activités présentes). L’installation sprinkler se compose essentiellement des parties suivantes: système d’alimentation hydrique (groupe de pressurisation) collecteur principal et montant postes de commande et de contrôle collecteurs de distribution et de diramations de la tuyauterie têtes de débit ensemble de signalisation et d’alarme. L’installation sprinkler peut être “humide” ou “à sec”. Humide: toute la tuyauterie, en amont et en aval du poste de contrôle, est en permanence remplie d’eau sous pression ; évidemment les installations de ce type ne peuvent être utilisées que s’il ne se manifeste pas de danger de gel. A sec: seulement la tuyauterie en amont du poste de contrôle est en permanence remplie d’eau sous pression alors que celui en aval du même poste est en permanence remplie d’air comprimé, la chute de pression de l’air (suite à l’ouverture d’un sprinkler) détermine l’ouverture de la vanne de contrôle indiquée, en provoquant l’immédiate entrée d’eau dans la tuyauterie. Dans le second cas la tuyauterie ne contient pas d’eau et ainsi cette installation est particulièrement indiquée en cas de danger de gel. Les installations appelées “à déluge ” – qui ne sont pas des installations sprinkler – ont une mise en projet identique. Dans cette installation les distributeurs sont totalement ouverts. L’ouverture de la vanne à déluge détermine la sortie de l’eau de tous les distributeurs en aval de celle-ci. Les installations à déluge sont employées sur les quais des gares souterraines ou bien en alternative à l’installation sprinkler dans les parkings souterrains, en accord aux normes de pertinence. Contrôle et commande des installations fixes d’extinction des incendies a eau. Les éléments de contrôle, et commande à distance, des installations fixes d’extinction des incendies à eau sont des postes d’alarme et de contrôle. Ces éléments forment un complexe de vannes, instruments de mesures et appareils d’alarme destinés au contrôle du fonctionnement d’une

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section d’installation. Ils peuvent être « humide » ou « à sec » (pour les relatives installations « à sec » ou « humide »). Humide: sépare deux sections de tuyauterie en permanence remplie d’eau. L’activation d’une tête et donc la chute de pression du côté en amont du poste, provoque l’activation du poste même et donc de la relative cloche hydraulique d’alarme ; A sec: sépare la tuyauterie pleine d’air en pression de celle pleine d’eau avec P