Cours Route 1

ACADEMIE MILITAIRE FONDOUK JEDID

DIRECTION DE L’ENSEIGNEMENT UNIVERSITAIRE Année Universitaire: 2005-2006

NOTES DE COURS Module : ROUTE 1 Classe(s) : GC 21 Enseignant(s) : Ahmed SIALA Date : Mars 2006

Plan du cours CHAPITRE I - INTRODUCTION...................................................................................................................... 1 I - LES USAGES .................................................................................................................................................... 1 II - LES USAGERS ................................................................................................................................................. 1 III - LE RESEAU ................................................................................................................................................... 2 III.1 - Composition du réseau tunisien .......................................................................................................... 2 III.2 - Classement du réseau par son statut................................................................................................... 3 CHAPITRE II - EVALUATION DES EFFETS ECONOMIQUES DES INVESTISSEMENTS ROUTIERS............................................................................................................................................................ 5 I - LA DEMARCHE DE L'ANALYSE MULTI-CRITERES .............................................................................................. 6 I.1 - Première étape : Définition d'une liste de points de vue ou critères selon lesquels on va comparer les projets............................................................................................................................................................ 6 I.2 - Deuxième étape : Evaluation des performances des projets vis-à-vis de chaque critère ...................... 6 I.3 - Troisième étape : Notation globale et synthétique des projets. Présentation des résultats................... 7 II - DEFINITION DES CRITERES A PRENDRE EN COMPTE ........................................................................................ 7 II.1 - Effets du projet sur l'économie régionale et locale et sur l'aménagement du territoire; ..................... 7 II.2 - La sécurité ............................................................................................................................................ 9 II.3 - Avantages pour les usagers.................................................................................................................. 9 II.4 - Environnement et qualité de la vie ..................................................................................................... 10 II.5 - Situation initiale exceptionnellement défavorable.............................................................................. 10 II.6 - Incidence sur les autre modes; ........................................................................................................... 10 II.7 - Effets directs sur l'emploi ................................................................................................................... 11 II.8 - Dépenses énergétiques et coût en devises .......................................................................................... 11 II.9 - Bilan financier pour la puissance publique et les sociétés concessionnaires; ................................... 11 II.10 - Bilan coût-avantages monétarisables............................................................................................... 12 III - COMPARAISON MULTICRITERE ET PRESENTATION DES RESULTATS ............................................................. 13 III.1 - Première phase : présentation des résultats par variante ................................................................ 13 III.2 - Deuxième Etape : Comparaison des variantes ................................................................................. 14 CHAPITRE III - CHOIX DES DONNEES DE BASE D’UN PROJET ROUTIER............................................................................................................................................................ 16 I - CARACTERISTIQUES ET TYPES DE VEHICULES ................................................................................................ 16 II - CRITERES DE CHOIX DES DONNEES DE BASE................................................................................................. 17 II.1 - La vitesse de référence Vr .................................................................................................................. 17 II.2 - Vitesses à vide, d'approche et de groupe............................................................................................ 18 II.3 - Relation vitesse ou temps de parcours - débit .................................................................................... 19 II.4 - Point de saturation (C, VS) ................................................................................................................. 19 III - PARAMETRES FONDAMENTAUX DES PROJETS ROUTIERS ............................................................................. 20 III.1 - Paramètres cinématiques .................................................................................................................. 20 III.2 - Respect des règles de visibilité.......................................................................................................... 23

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IV - ELEMENTS DE BASE D'UN PROJET ROUTIER................................................................................... 25 CHAPITRE IV - LE TRACE EN PLAN .......................................................................................................... 26 I - DEFINITION ................................................................................................................................................... 26 I.1 - Grands alignements ............................................................................................................................. 26 I.2 - Rayon de-courbure en-plan :............................................................................................................... 26 I.3 - Raccordements à courbure progressive .............................................................................................. 27 II - RECHERCHE DE TRACE ................................................................................................................................ 27 III - CALCUL DU RAYON EN PLAN ...................................................................................................................... 28 III.2 - Rayon en plan minimal absolu R Hm................................................................................................ 29 III.3 - Rayons en plan R HN, R H'' et R H'.................................................................................................. 29 III.4 - Rayons au dévers nul ........................................................................................................................ 29 III.5 - Tableau récapitulatif......................................................................................................................... 29 IV - CALCUL DE LA LONGUEUR D’UN TRACE EN PLAN ....................................................................................... 30 V - LES RACCORDEMENTS A COURBURE PROGRESSIVE ...................................................................................... 31 V.1 - Le dévers dans les courbes en plan .................................................................................................... 31 V.2 - Longueur des raccordements à courbure progressive ...................................................................... 31 V.3 - les courbes de raccordement à courbure progressive ........................................................................ 34 V.4 - Raccordement des dévers ................................................................................................................... 36 CHAPITRE V - ELEMENTS DE LA GEOMETRIE DU PROFIL EN LONG ........................................... 38 I - GEOMETRIE DU PROFIL EN LONG ................................................................................................................... 39 I.1 - Pente maximale admissible.................................................................................................................. 39 I.2 - Angle rentrant...................................................................................................................................... 39 I.3 - Angle saillant ....................................................................................................................................... 40 I.4 - Tableau récapitulatif ........................................................................................................................... 40 II - CORDINATION TRACE EN PLAN PROFIL EN LONG .......................................................................................... 41 CHAPITRE VI - PROFILS EN TRAVERS..................................................................................................... 43 I - DEFINITIONS ................................................................................................................................................. 43 II - DIMENSIONNEMENT DES PROFILS EN TRAVERS ............................................................................................ 47 II.1 - Relation debit vitesse pour une voie :................................................................................................. 47 II.2 - Notion de capacite et de niveau de service :........................................................................................ 48 II.3 - détermination du nombre de voies ..................................................................................................... 50 II.4 - Profil en travers des courbes de très faible rayon ............................................................................. 50 II.5 - Surlargeurs dans les virages et dans ls courbes des nœuds et des diffuseurs .................................... 51 III - PENTES TRANSVERSALES ........................................................................................................................... 51 III.1 - Partie roulable .................................................................................................................................. 51 III.2 - Accotements ...................................................................................................................................... 52 CHAPITRE VII - ETUDE DU TRAFIC ROUTIER....................................................................................... 53 I - INTRODUCTION ............................................................................................................................................. 53 II - DEMARCHE DE L’ETUDE DE TRAFIC ............................................................................................................. 53 II.1 - Définition du reseau a prendre en compte. ........................................................................................ 54 II.2 - Definition des trafics supportes par le reseau.................................................................................... 54 III - ANALYSE DE LA SITUATION ACTUELLE....................................................................................................... 54 III.1 - Les études statstiques ........................................................................................................................ 54 III.2 - Les comptages ................................................................................................................................... 54 III.3 - Les enquêtes Origine/Destination ..................................................................................................... 58 IV - PROJECTION DU TRAFIC .............................................................................................................................. 60 IV.1 - méthode analytique ........................................................................................................................... 60 IV.2 - Méthode numérique, utilisant le modèle EMME/2 : ......................................................................... 60 V - AFFECTATION DES TRAFICS. .............................................................................................................. 61 V.1 - Loi générale d'affectation :................................................................................................................. 61 V.2 - Le cout de circulation ......................................................................................................................... 61 V.3 - Prise en compte de l'induction de trafic. ............................................................................................ 62 VI - CALCUL DU TRAFIC DE DIMENSIONNEMENT ............................................................................................... 63 VI.1 - Durée de vie ...................................................................................................................................... 63 VI.2 - taux de croissance ............................................................................................................................. 64 VI.3 - trafic à l’heure de pointe et trafic journalier .................................................................................... 64

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VI.4 - trafic poids lourds à prendre en compte ........................................................................................... 65 VI.5 - Notion d’unité de véhicule particulière............................................................................................. 65 VI.6 - notion d’année de mise en service..................................................................................................... 66 VI.7 - Notion de trafic équivalent et de trafic équivalent cumulé................................................................ 66 VI.8 - classes de trafic ................................................................................................................................. 68 VI.9 - trafic poids lourds à prendre en compte ........................................................................................... 69

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CHAPITRE I - INTRODUCTION

La route constitue une des traces les plus significatives que laissent les Sociétés. Elle participe, de nos jours comme autrefois, à la qualité de l'environnement et du Cadre de vie. Sous ses diverses formes, elle fait partie des équipements collectifs qu'on appelle Infrastructures de Transports. A ce titre, elle présente des caractères spécifiques, mais aussi des analogies avec les aéroports, les chemins de fer, etc... La route moderne apparaît comme un assemblage d'éléments de constructions répétitifs, agencés de telle sorte qu'elle réponde aux exigences de confort et de sécurité que réclament les usagers qui l'empruntent. Cet assemblage dépend plus particulièrement du trafic et de ses variations, de l'importance des besoins d'échange à satisfaire et notamment de la longévité espérée de l'ouvrage à construire. L'Art de concevoir des routes va consister à apprécier judicieusement les caractéristiques de chacun des éléments à agencer afin que ceux-ci, outre les exigences indiquées plus haut satisfaites, s'intègrent harmonieusement dans le contexte urbanistique, architectural ou rural et économique dans lequel s'installe l'ouvrage. Compte tenu de ce qui vient d'être dit, toute réalisation espérée qui répond généralement à un besoin public impérieux, a un préalable indispensable l'étude d'un projet. Toutefois, et avant même de parler de géométrie, de projet, de coût, de comparaison et de choix, il faut garder en mémoire que la route n'est pas une fin en soi, mais un outil, qui a des usages et des usagers. I - LES USAGES La vocation de la route est de permettre les déplacements des personnes et des biens. Quels que soient les motifs attachés à ces déplacements (économie, loisirs ... ), il apparait que la route joue un rôle important dans l'économie d'une nation et qu'elle représente l'un des facteurs de son développement. Par rapport aux autres modes de transport, la route assure ¾ Près de 90 % du transport des voyageurs (un peu plus de 10 % sur le rail); ¾ Près de 55 % des transports de marchandises en tonnes kilomètres (un peu plus de 25 % pour le rail); II - LES USAGERS La route assure les déplacements en voiture, mais aussi à pied et pourquoi pas à cheval ! Il n'y a pas, à priori, d'usager privilégié ou négligeable, tous doivent être pris en compte, et ce n'est qu'après réflexion que l'on peut en favoriser ou en léser certains. Qui se déplace sur les routes ?

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¾ Les "piétons" sont environ 10.000.000, certains ne savent pas encore marcher, d'autres ne le savent plus. ¾ Les "deux roues", qui ne sont pas tous sportifs ou motorisés. ¾ Les "automobiles" ou véhicules légers, qui sont souvent un peu trop au centre des préoccupations des Ingénieurs (quand ce n'est pas des financiers). ¾ Les "poids lourds", de plus de 3,5 tonnes. En charge ou à vide, leurs caractéristiques posent souvent des problèmes spécifiques. ¾ Les "animaux", domestiques ou sauvages ne font généralement que passer en traversant la route. III - LE RESEAU L'ensemble des routes situées dans un pays, dans un continent ou dans une commune, constitue le réseau routier. On conçoit aisément que chaque élément du réseau ne joue pas le même rôle: la grande route internationale avec ses chaussées séparées, le petit chemin de terre qui serpente entre deux haies, et toutes les autres routes dont les caractéristiques se situent entre ces deux extrêmes... Il y a donc diverses catégories de routes, ainsi, d'ailleurs, que divers moyens de créer ces catégories: ¾ ¾ ¾ ¾ ¾

les routes revêtues, et les autres; les routes à chaussées séparées... ; les routes situées en agglomération.. les grandes routes...; etc...

le classement du réseau se fait en Tunisie soit en distinguant le niveau d'aménagement et de classement des routes soit leurs statut. III.1 - COMPOSITION DU RESEAU TUNISIEN En Tunisie, le réseau routier national est composé essentiellement de trois grandes catégories d’axes : ¾ Le réseau classé (décret du 18 août 1995), ¾ Le réseau non classé, aménagé, ¾ Le réseau non classé non aménagé III.1.1 - Réseau classé Le réseau classé est composé des trois types de routes suivants : ¾ RN : Route Nationale (ancienne appellation, GP : Grand parcours) ¾ RR :Route Régionale (ancienne appellation, MC :Moyenne communication) ¾ RL :Route Locale (ancienne appellation, RVE :Route Vicennale d’Etat). Le réseau classé présente un linéaire globale de 16 451 km répartit comme suit : ¾ 10 921 km de routes revêtues, soit 67 % du total du réseau classé, ¾ 774 km de routes aménagées non revêtues soit 5 % du total du réseau classé, ¾ 4 686 km de routes en terre soit 28 % du total du réseau classé.

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On rencontre sur ce réseau toutes les classes de trafic (du plus faible au plus élevé) ainsi que tous les niveaux d’aménagement (de la route en terre de plate-forme inférieure à 5 m à la route revêtue de plate-forme comprise entre 10 et 12 m) III.1.2 - Réseau non classé aménagé Le réseau non classé des routes et pistes ayant bénéficié de travaux d’aménagement présente un linéaire globale de 7 322 km. Les 7 322 km du réseau non classé sont répartis comme suit : ¾ 5 229 km de routes revêtues, correspondant à 71 % du réseau aménagé non classé, ¾ 2 048 km de routes aménagées et non revêtues correspondant à 28 % du réseau aménagé non classé, ¾ 45 km de routes en terre correspondant à moins de < 1 % du réseau aménagé non classé. Pour cette catégorie de route, on rencontre aussi toutes les classes de trafic ainsi que tous les niveaux d’aménagement. III.1.3 - Réseau non classe non aménagé Le réseau relatif aux dessertes rurales n’ayant pas reçu de travaux d’aménagement majeurs présente un linéaire globale de 45 263 km représentant environ 72 % du réseau routier tunisien. III.1.4 - synthese et commentaires Il découle de l’analyse précédente que le réseau tunisien a une longueur totale de 69 036 km répartie comme suit : ¾ 49 993 km de routes en terre représentant 72 % du réseau routier tunisien, ¾ 2 823 km de routes non revêtues représentant 4 % du réseau, ¾ 16 220 km de routes revêtues représentant 24 % du réseau. Ce qui précède nous permet de constater une très grande disparité entre les niveaux d’aménagement. C’est ainsi que les routes non revêtues ayant reçu un aménagement représentent un très faible pourcentage (4% de l’ensemble du réseau). Ceci est vrai particulièrement pour le réseau classé ou les routes non revêtues ayant reçu un aménagement représentent 5% de l’ensemble du réseau classé. Ceci permet de constater que certaines étapes ont été sautées dans l’aménagement des routes en Tunisie, en passant directement au revêtement sans que le trafic ne le justifie réellement, ou encore en tardant à aménager certains axes jusqu’à ce que nécessité de revêtement s’en suive. III.2 - CLASSEMENT DU RESEAU PAR SON STATUT On peut aussi distinguer les routes par leur statut, c'est à dire les règles spécifiques qui peuvent s'appliquer à certaines d'entre elles : ¾ "Les autoroutes sont des voies routières à destination spéciale, sans croisements, accessibles seulement en des points aménagés à cet effet et essentiellement réservées aux véhicules à propulsion mécanique". ¾ "les routes express sont des routes ou des sections de routes appartenant au domaine public de l'état ou de toute autre collectivité publique territoriale, accessibles seulement en des points aménagés à cet effet et qui peuvent être interdites à certaines catégories d'usagers et de véhicules".

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Plus concrètement, les autoroutes améliorent les conditions de circulation (sécurités, conforts, temps de parcours) grâce: ¾ ¾ ¾ ¾ ¾

A l'absence de carrefours; A l'absence de traversées d'agglomérations; A l'absence d'accès privés de riverains; A l'absence de certains types de véhicules ou d'usagers; Souvent, mais ce n'est pas une obligation, à la présence de chaussées séparées.

Il faut en outre noter que ce statut n'est applicable qu'à des routes nationales. Le statut de route express, par contre, est applicable à toutes les voies, quelque soit leur domanialité (sauf les chemins ruraux). Leur seule contrainte technique est l'interdiction des accès privés de riverains, les autres contraintes constituant seulement des possibilités. On peut enfin distinguer deux autres statuts applicables aux routes : ¾ Le statut de route à grande circulation, qui s'applique à des routes nationales ou des chemins départementaux; ¾ Le statut de grande route de trafic international qui s'applique à certaines routes nationales (RN1 par exemple).

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CHAPITRE II - EVALUATION DES EFFETS ECONOMIQUES DES INVESTISSEMENTS ROUTIERS

Dans une étude routière, qu'il s'agisse d'une étude de planification, d'une étude de factibilité ou d'une étude d'entretien d'un réseau, on est amené à comparer plusieurs solutions, plusieurs projets, et à effectuer un choix. Ce choix peut s'exercer: ¾ Soit entre plusieurs variantes d'une même opération, variantes qui physiquement ne peuvent coexister ou qui feraient double emploi. Le choix s'impose alors précisément parce qu'il s'agit d'opérations ou de variantes d'une même opération, incompatibles. ¾ Soit entre plusieurs opérations que l'on pourrait réaliser les unes et les autres sans chevauchement ni double emploi, mais que les moyens dont on dispose ne permettent pas de faire au moins simultanément : les opérations sont dites compatibles mais ce sont les priorités qui peuvent primer. Le choix devra donc être porté sur une et une seule variante d'investissement pour une ou plusieurs opérations. Cependant, ce choix n'est jamais évident et le recours à l'évaluation des différentes variantes devient indispensable. Il est toutefois évident que l'évaluation du coût de la réalisation de chaque variante ne peut être déterminant dans le choix définitif de l'aménagement. Le projet le moins cher n'est pas forcément le meilleur. Un projet routier, pour être jugé rentable, doit être apprécié à partir de critères, quantifiables ou non, traduisant l'efficacité économique et sociale de l'opération. La démarche s'appuie non seulement sur une approche macroéconomique qui traduit la variation du surplus économique pour les usagers, l'Etat et les entreprises concurrentes, mais également sur une approche macroéconomique qui intègre les objectifs de la politique économique nationale en matière d'emploi, de balance extérieure au d'aménagement du territoire. Outre le critère coût-avantages, sont appréciés par des indicateurs, les effets du projet en matière d'environnement, d'énergie, d'emploi, de développement économique local et d'aménagement du territoire. Par ailleurs il faudrait considérer la sécurité comme un critère à part entière. Il faudra également de traduire l'incidence du projet sur les modes concurrents et de prendre en compte le caractère exceptionnellement défavorable de certaines situations avant aménagement. Après avoir évalué les critères, on effectue les choix entre variantes d'un même projet ou entre opérations indépendantes sur la base d'une comparaison multi-critères. Le nombre et l'importance des critères utilisés dans la comparaison et l'analyse multi-critères dépendront de la taille du projet et de son importance. Il va de soit donc que l'évaluation économique des petites opérations sera menée sur la base d'un groupe minimum de critères. Nous présentons dans ce qui suit un certain nombre de critères qui pourraient être pris en compte pour l'évaluation des projets routiers. Ces critères s'inspirent, en grande partie, des instructions françaises pour l'évaluation des investissements routiers importants en rase campagne (autoroutes, INTRODUCTION

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routes nationales, etc). Il conviendra donc de prendre uniquement ceux qui intéresseraient le projet en étude, si celui-ci est de moindre importance, en faisant les adaptation s adéquates. I - LA DEMARCHE DE L'ANALYSE MULTI-CRITERES Comme son nom l'indique, il s'agit de choisir entre des projets avec plusieurs critères et non pas un seul. Ces critères peuvent mesurer les différentes conséquences de l'aménagement routier envisagé, conséquences pour les usagers du transport, les producteurs, l'environnement la balance énergétique, etc. : Conséquences et effets des aménagements routiers. Cette méthode d'analyse des projets reprend le principe de la notation traditionnelle des examens sur plusieurs matières, affectées de coefficients de pondération. Ici on va "noter" un projet selon plusieurs critères, et à la fin on cherchera à lui donner une note globale (moyenne pondérée des notes). Cette méthode a été adaptée aux problèmes de choix économiques, notamment pour les investissements routiers, où elle a été appliquée par exemple pour des schémas directeurs d'investissements routiers à long terme. Elle permet de comparer entre eux différents projets ou différentes solutions, par un système de notation. La comparaison comporte trois étapes essentielles: I.1 - PREMIERE

ETAPE : DEFINITION D'UNE LISTE DE POINTS DE VUE OU CRITERES SELON LESQUELS ON VA COMPARER LES PROJETS

Il faut sélectionner un nombre limité de critères (de quelques unités à une ou deux dizaines) qui matérialisent tout le système de valeurs retenu pour apprécier les effets possibles de l'investissement routier. On peut établir la liste des critères, soit pragmatiquement soit par une démarche analytique. Il faut surtout être conscient que la liste reflétera les points de vue de ceux qui l'auront établie, d'ou l'intérêt de faire établir cette liste par une équipe pluridisciplinaire. Il est très important d'éviter qu'il y ait des lacunes ou des doubles comptes (critères redondants) parmi les critères choisis. Enfin, l'analyse multicritère permet de prendre en compte, à la fois: ¾ des critères quantitatifs (taux de rentabilité interne du projet par exemple) ¾ des critères qualitatifs (intérêt stratégique, développement d'une région, liaison internationale ou non, environnement, sécurité), ce qui est l'un des attraits de cette méthode. I.2 - DEUXIEME

ETAPE CHAQUE CRITERE

: EVALUATION

DES PERFORMANCES DES PROJETS VIS-A-VIS DE

Cette évaluation se fait en deux étapes ¾ D'abord on exprime la performance du projet vis-à-vis du critère. Si c'est un critère quantitatif, on l'estime directement en unités spécifiques (par exemple, le bénéfice actualisé du projet est exprimé en monnaie). Si c'est un critère qualitatif, on utilise si possible des indicateurs associés, (par exemple le nombre de blessés et de tués est un indicateur pour la sécurité), ou des échelons de qualité (très bon, bon,.... très mauvais). ¾ Ensuite on classe les projets pour le critère considéré. Cela peut être un classement cardinal: le meilleur projet aura la note 10 et les autres projets seront notés par rapport à celui-ci, les notes

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allant de 1 à 10. Le classement ordinal, plus simple mais moins riche, consiste à classer les projets de 1 (meilleur projet) à N (dernier des N projets). I.3 - TROISIEME ETAPE : NOTATION GLOBALE ET SYNTHETIQUE DES PROJETS. PRESENTATION DES RESULTATS

Cette dernière étape doit être la synthèse des résultats de l'analyse. Certains économistes répugnent à agréger les notes obtenues selon les différents critères, et se bornent donc à présenter les résultats en indiquant les notes des projets selon les différents critères, et en indiquant les projets qui se distinguent uniformément (selon tous les critères) comme étant les meilleurs ou les moins bons. Le résultat de l'analyse est assez limité, et laisse l'appréciation finale au décideur. D'autres économistes donnent une seule note à chaque projet ; ils agrègent pour cela les notes obtenues selon les différents critères, en faisant une somme pondérée et une moyenne de ces notes. Le problème est de choisir les coefficients de pondération à affecter à chaque critère. La pondération entre deux critères quantitatifs peut à la rigueur être assimilée à un taux marginal de substitution, mais la détermination et l'interprétation d'un coefficient de pondération pour un critère qualitatif reste hasardeuse. Le choix de la pondération est donc difficile et sujet à controverses. Ce choix doit être approuvé par les services de l'état responsables de la Planification. II - DEFINITION DES CRITERES A PRENDRE EN COMPTE Plusieurs critères de choix peuvent être adoptés pour l'analyse multicritères. Nous présentons dans ce qui suit les dix critères qui ont figuré dans "l'instruction relative aux méthodes d'évaluation des investissements routiers en rase campagne" valable en France (Mars 1986): ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾

Effets du projet sur l'économie régionale et locale et sur l'aménagement du territoire; Sécurité; Avantages pour les usagers; Environnement et qualité de vie; Situation initiale exceptionnellement défavorable; Incidence sur les autre modes; Effets directs sur l'emploi; Dépenses énergétiques et coût en devises; Bilan financier pour la puissance publique et les sociétés concessionnaires; Bilan coût-avantages monétarisables.

Remarque : Les interprétations de ces critères ainsi que leurs applications peuvent différer d’un projet en rase campagne et un projet urbain, même si les grandes lignes restent les mêmes. DU PROJET SUR L'ECONOMIE REGIONALE ET LOCALE ET SUR L'AMENAGEMENT DU TERRITOIRE;

II.1 - EFFETS

L'impact des investissements routiers sur le développement régional et local est depuis longtemps largement reconnu encore que difficile à évaluer de manière précise. La construction ou l'amélioration d'infrastructures routières transforment les relations espace-temps, contribuent au développement des régions desservies et constituent un outil puissant d'aménagement du territoire.

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Seront analysés les effets de chaque opération sur le développement économique régional et local. Par ailleurs, on évaluera leur intérêt en regard de la politique d'aménagement du territoire. II.1.1 - Le développement économique régional et local Les projets routiers, et notamment les grands projets, contribuent au développement de l'activité économique des régions traversées en facilitant le déplacement des hommes et des produits. Toutefois, l'incidence des opérations routières dépend étroitement des potentialités des agglomérations concernées. C'est dans ce sens que les études économiques des projets routiers doivent être accompagnées d'analyses socio-économiques des régions traversées selon des critères qu'il faudra par ailleurs choisir. Cette analyse pourra être complétée par toutes indications pertinentes reflétant les particularités du contexte local. Pour les grands projets, les incidences sur 1'emploi sont à prendre en compte aussi bien dans la résorption des problèmes de la région que dans l'estimation des flux migratoires. II.1.1.1 - Les effets indirects sur l'emploi

Il s'agit ici des emplois induits par l'aménagement, non compris les emplois liés à la construction, à l'entretien et à l'exploitation de l'infrastructure qui seront évalués par ailleurs. On estimera les potentialités, positives ou négatives, d'évolution d'emplois des communes desservies au moyen des indicateurs synthétiques. L'incidence sur l'emploi du projet est ensuite appréciée globalement sur la base des populations correspondantes en regard des tendances favorables ou défavorables révélées par les indicateurs. II.1.1.2 - Les effets sur les flux migratoires

La réalisation d'une infrastructure moderne peut modifier sensiblement l'attractivité de la zone desservie, parce qu'elle autorise de nouvelles localisations pour l'emploi et l'habitat. Les indicateurs définis permettent d'apprécier les potentialités des différentes communes dans ce domaine et de les regrouper en classes homogènes au point de vue des effets attendus. Le nombre des communes et l'importance des populations correspondantes constituent l'évaluation du critère "effets sur les flux migratoires". II.1.2 - Effets sur l'aménagement du territoire Certains aménagements routiers jouent un rôle important pour la desserte équilibrée du territoire et pour le désenclavement de zones jusqu'ici mal desservies. Ils s'inscrivent dans le cadre du plan directeur routier national qui définit un réseau assurant à la fois la continuité autoroutière et l'armature structurante des grandes liaisons d'aménagement du territoire. Lors de la présentation des projets, une comparaison entre la situation actuelle "sans projet" et la nouvelle situation après sa réalisation permettra de mettre en exergue l'importance des effets attendus, aussi bien directement qu'indirectement.

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II.2 - LA SECURITE La sécurité des usagers est un enjeu majeur de la politique routière. Parmi les nombreux facteurs qui permettent d'améliorer la sécurité des usagers, la conception et les caractéristiques des infrastructures jouent un rôle déterminant. Tout projet d'investissement fera donc l'objet d'une évaluation de son incidence sur la sécurité. Il conviendra de dégager l'avantage de sécurité lié à l'aménagement ou à la création d'une infrastructure. Pour mener à bien cette évaluation, on dressera un diagnostic de la situation existante. Il est rappelé que les aménagements doivent permettre d'améliorer la sécurité non seulement sur l'axe étudié mais aussi sur l'ensemble du réseau concerné. L'avantage sécurité sera déterminé en comparant les niveaux de sécurité avant et après l'aménagement et sera exprimé en nombre d'accidents, de tués et de blessés graves évités. II.3 - AVANTAGES POUR LES USAGERS Le déplacement d'un usager correspond pour celui-ci à une utilité mais entraîne un coût qu'il supporte et en fonction duquel il prend ses décisions, notamment quant au choix de l'itinéraire. Un aménagement routier réduit le coût de circulation pour 1'usager, ce qui augmente sa satisfaction. Les avantages correspondants consistent essentiellement en gains de temps, amélioration du confort et économies de frais de fonctionnement des véhicules, éventuellement corrigées par les variations de péage. L'aménagement a également pour effet d'attirer sur l'itinéraire de nouveaux usagers dont les avantages sont pris en compte. On distingue alors, outre le trafic normal, le trafic dévié et le trafic induit. ¾ le trafic normal est le trafic sur la voie à aménager résultant de l'évolution de l'environnement économique et social indépendamment du projet (même si l'aménagement routier n'était pas réalisé). ¾ Le trafic dérivé est le trafic provenant d'autres modes de transport ou d'autres itinéraires, et est constitué par les voyageurs et marchandises qui emprunteront cette route si l'aménagement est réalisé ¾ Le trafic induit est constitué par -

Des usagers qui auparavant ne voyagent pas ou peu mais que l'aménagement routier décide à voyager sur cette route, où à y voyager plus, Des marchandises qui sans aménagement restaient sur place ou même n'étaient pas produites.

Les avantages pour ces différents usagers sont comptés : ¾ en estimant pour le trafic normal la différence entre le coût sans projet et le coût avec projet; ¾ en estimant pour le trafic dérivé la différence entre le coût de transport par d'autres itinéraires routiers ou d'autres modes de transport, et le coût avec projet; ¾ en prenant en compte les avantages apportés aux usagers qui constituent le trafic induit.

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II.4 - ENVIRONNEMENT ET QUALITE DE LA VIE Le recours à un indicateur unique agrégeant l'ensemble des aspects de l'environnement n'est généralement pas possible compte tenu de ¾ La multiplicité des objectifs qui caractérisent ces questions et dont la satisfaction ne peut d'ailleurs pas toujours être assurée simultanément, ¾ La difficulté de quantifier les effets sur l'environnement et encore plus de les traduire en équivalent monétaire. ¾ La différence de l'importance donnée à tel ou tel aspect de l'environnement et qui est généralement liée à des considérations locales ou régionales. Les critères d'appréciation souvent utilisé distingue : ¾ -

En ce qui concerne les ressources naturelles et les écosystèmes le sol l'air l'eau la faune la flore

¾ En ce qui concerne les activités humaines - L'aménagement urbain, la vie locale et 1'amélioration des accès aux différents pôles desservis; - L'agriculture et l'aménagement rural; - La sylviculture et 1'aménagement forestier; ¾ -

En ce qui concerne le cadre et la qualité de vie le bruit et les pollutions le pays age le patrimoine culturel et scientifique

II.5 - SITUATION INITIALE EXCEPTIONNELLEMENT DEFAVORABLE Tout dossier de présentation d'avant projet contient une description de la situation initiale. Chacun des critères servant à 1'évaluation du projet permet généralement d'apprécier cet état initial. Cependant, certaines situations présentent un caractère exceptionnel qu'il contient de mettre en évidence. Ces situations exceptionnelles se caractérisent par : ¾ Une situation d'encombrement sur un ou plusieurs "points chauds"; ¾ Un risque d'interruption du trafic routier dû à des phénomènes naturels (éboulements, crues, etc.); ¾ Une grave insécurité se traduisant par un ou plusieurs "points noirs"; ¾ Des nuisances très importantes en un ou plusieurs points ("points noirs bruit"...); II.6 - INCIDENCE SUR LES AUTRE MODES; Certains aménagements routiers très importants peuvent entraîner après leur mise en service un report de trafic provenant des autres modes (cas des autoroutes parallèles à une voie ferrée). Il est donc nécessaire lors de l'établissement d'un bilan global d'évaluer les variations d'avantages et de coûts pour les modes concernés en cas de report modal. INTRODUCTION

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On examinera les conséquences pour l'entreprise exploitante. Pour les usagers transférés, les avantages en matière de coût de circulation et les coûts pour la collectivité sont intégrés dans le bilan coût-avantages par la prise en compte du trafic supplémentaire (y compris provenant d'autres modes) associé à l'aménagement routier. Le coût pour la collectivité du transfert d'un mode concurrent au mode routier est donc égal aux pertes de recettes diminuées des économies d'exploitation et d'entretien de l'entreprise exploitante. II.7 - EFFETS DIRECTS SUR L'EMPLOI Les travaux routiers de construction ou d'entretien représentent une part importante de l'activité du secteur des travaux publics. Par ailleurs, l'exploitation routière requiert également certains personnels. Pour évaluer les projets selon ce critère de l'emploi, on retiendra les emplois directs, c'est-à-dire les emplois créés ou maintenus à 1’occasion de la construction, de l'entretien et de l'exploitation de l’infrastructure. On appréciera également l'incidence de l’aménagement sur le niveau de l’emploi en matière de travaux d'entretien et d'exploitation. II.8 - DEPENSES ENERGETIQUES ET COUT EN DEVISES II.8.1 - Dépenses énergétiques Les dépenses énergétiques sont appréciées au moyen de deux indicateurs: II.8.1.1 - Le bilan énergétique global

Le bilan énergétique autorise la prise en compte des effets énergétiques dès les études préliminaires de l'aménagement routier projeté. L'indicateur du bilan énergétique global exprimé en TEP (tonne équivalent pétrole) est la somme algébrique des dépenses énergétiques lié à la construction et à l'entretien de l'infrastructure (comptées positivement) et des variations annuelles actualisées de la consommation de carburant des véhicules. II.8.1.2 - Rendement énergitique pour l’usager

Il traduit l'amélioration de la consommation de carburant par véhicule associée à l’aménagement. II.8.2 - Coût en devises Il traduit l'incidence de l'aménagement routier projeté sur la balance des payements et est établi pour les grands projets à partir : ¾ Du bilan énergétique ; ¾ Eventuellement du bilan du tourisme c'est à dire des recettes liées aux flux de touristes. II.9 - BILAN FINANCIER POUR LA PUISSANCE PUBLIQUE ET LES SOCIETES CONCESSIONNAIRES; Les conséquences financières du projet pour la puissance publique et les sociétés concessionnaires comprennent l’ensemble des variations de dépenses supportées par les puissances publiques ou par un concessionnaires et l’ensemble des variations de recettes résultant de la réalisation de l’infrastructure routière.

INTRODUCTION

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II.10 - BILAN COUT-AVANTAGES MONETARISABLES. Deux des neufs critères ci-dessus ont des points communs et des aspects spécifiques qui conduisent souvent à les agréger en un seul : il s’agit du critère "usagers" et du critère "coûts". Les raisons qui militent en faveur de l'agrégation sont les suivantes : ¾ Ces deux critères sont les plus aisément et les plus normalement quantifiables et monétarisables. ¾ Ils se rencontrent dans tous les projets et d'une manière qui est directement comparable d'un projet à l'autre. ¾ Ils sont l'un massivement positif et l'autre massivement négatif ce qui fait que leur rapprochement est plus significatif que chacun d’eux pris séparément L'un d’eux (le coût) peut être considéré comme un moyen pour obtenir l'autre (les avantages des usagers), ce qui conduit habituellement à désigner ce critère sous le nom d'analyse coût-avantages. Toutefois, il faut se souvenir que les avantages ici visés ne sont pas 1es seuls : l'examen des autres critères fait aussi apparaître des avantages (ou désavantages) dont la décision finale doit tenir compte. D'autre part, puisque cette analyse coût-avantages est un instrument utilisé par l'Etat pour guider ses choix, il peut légitiment y introduire les corrections tutélaires qui lui paraissent justifiées, par exemple pour la valeur du temps des usagers. De même est-il habituel de tenir compte des gains de sécurité qui ont la propriété de concerner directement (sinon exclusivement) les usagers, d'être quantifiables et de se retrouver plus ou moins dans tous les projets. Le regroupement des deux critères Etat et usagers permet de dégager des indicateurs de rentabilité. Ces indicateurs sont le bénéfice propre de l'opération, et le taux de rentabilité immédiate. Ils s'appliquent à toutes les opérations concédées ou non. Il convient également de distinguer quatre notions de coût : ¾ L'estimation du projet est le coût de réalisation du projet à l’année de sa présentation ; ¾ Le coût économique d'investissement est la somme actualisée des dépenses en matière d’études, d'acquisitions foncières et de travaux ¾ Le coût d'entretien et d'exploitation est constitué des dépenses liées à l'utilisation et au fonctionnement de l'infrastructure ¾ Le coût économique global est la somme du coût économique d'investissement et du coût d'entretien et d'exploitation II.10.1 - Le bénéfice propre Le bénéfice propre d’une opération est la variation d’utilité collective qui peut résulter de la réalisation de cette opération. C’est la somme actualisée des avantages diminuée du coût économique global. A = −I +

-

A1 A2 An + + ... + 2 1 + a (1 + a ) (1 + a )n

I étant le coût économique global ; a le taux d’actualisation ;

INTRODUCTION

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-

Ai étant l’avantage réalisé à l’année i. II.10.2 - La rentabilité immédiate.

Le taux de rentabilité immédiate (r) pour une année de mise en service k se définit comme étant le rapport des avantages de l’année k (Ak) au coût économique global (I). r=

Ak I

L’année optimale de mise en service est celle où le taux de rentabilité immédiat est égal au taux d’actualisation. III - COMPARAISON MULTICRITERE ET PRESENTATION DES RESULTATS La démarche se déroule en trois phrases. III.1 - PREMIERE PHASE : PRESENTATION DES RESULTATS PAR VARIANTE La première partie de l’analyse multicritères consiste à présenter un bilan pour chaque variante. Ce bilan consistera à présenter les critères choisi pour l’évaluation ainsi que les résultats de l’évaluation de la variante étudiée pour chacun des critères. Pour les critères conduisant à une appréciation quantitative, on indiquera la valeur obtenue, soit en unités physiques, soit en termes monétaires. Pour les critères conduisant à une appréciation qualitative, on indiquera cette appréciation favorable, neutre, défavorable, incertain, éventuellement très favorable ou très défavorable. Les résultats seront présentés conformément au tableau ci-dessous Critères

Résultats de l’évaluation par variante

1. Développement économique et Aménagement du territoire -

Développement économique

Nombre de communes et population : favorable, défavorable, incertain

-

Aménagement du territoire

favorable, défavorable, incertain

2. Sécurité

Nombre d'accidents évités par an Nombre de tués évités par an Nombre de blessés graves évités par an Critères

Résultats de l’évaluation par variante

3. Avantages pour les usagers

4. Environnement 5. Situation initiale exceptionnellement défavorable

INTRODUCTION

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Temps : heures gagnées Frais de fonctionnement : Confort Péages Favorable, neutre, défavorable Nombre d'encombrements Risques d'interruption du trafic Nombre de points noirs sécurité Nombre de points noirs bruit Elaboré par Ahmed SIALA

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6. Incidence sur les autres modes

Variation de recettes des modes concurrents

7. Emploi

Nombre d'emplois liés à l’investissement, l'entretien et l'exploitation Bilan énergétique (TEP), Rendement énergétique coût économique d'investissement coût économique global Avantages actualisés globaux Bénéfice propre Bénéfice actualisé Taux de rentabilité interne

8. Energie 9. Bilan financier pour la puissance publique 10. Bilan coût- avantages monétarisables

III.2 - DEUXIEME ETAPE : COMPARAISON DES VARIANTES Dans un premier temps, on classe les variantes par ordre décroissant en fonction de chaque critère. Les résultats seront présentés dans un tableau comme le suivant :

Critères

1

2

1. Développement économique et Aménagement du territoire

Var A

Var C

Var B

Var A

2. 3. 4. 5.

Sécurité Avantages pour les usagers Environnement Situation initiale exceptionnellement défavorable 6. Incidence sur les autres modes 7. Emploi 8. Energie 9. Bilan financier pour la puissance publique 10. Bilan coûtavantages monétarisables

3

4

---

n

Var D

On peut ainsi attribuer une note à chaque variante, en fonction de sa performance pour le critère considéré. Cette note pourrait être chiffrée (en attribuant une note maximale de 10 pour le projet le plus performant et noter les autres en conséquences) ou simplement qualitative (++, +, 0, -, --). On présentera enfin un tableau final dans lequel on reportera les résultats de chaque variante pour les différents critères. Une pondération des notes obtenues pourrait se faire, si on veut privilégier certains critères par rapport à d’autres. Les résultats seront présenté dans tableau comme le suivant : Critères

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Var A

Var B

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Var C

---

Var n

Total

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1. Développement économique et Aménagement du territoire 2. 3. 4. 5.

Sécurité Avantages pour les usagers Environnement Situation initiale exceptionnellement défavorable 6. Incidence sur les autres modes 7. Emploi Energie 8. Bilan financier pour la puissance publique 9. Bilan coûtavantages monétarisables

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++

0

+

0

+

++

-

0

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CHAPITRE III - CHOIX DES DONNEES DE BASE D’UN PROJET ROUTIER

Nous avons présenté, dans le chapitre précédent, l’importance des considérations économiques dans le choix d’un investissement routier. Toutefois, il va sans dire que quand on a parlé de variantes et de choix entre elles, nous avons sous entendu le respect : ¾ De certains minimums techniques (liées aux possibilités de conduite) ; ¾ Certaines conditions d’homogénéité interne (cohérence entre rayon en plan et en profil en long, visibilité minimale et visibilité moyenne, etc.) Nous allons essayer de présenter dans ce chapitre les considérations à prendre en compte pour le choix des caractéristiques techniques à adopter pour un investissement routier. I - CARACTERISTIQUES ET TYPES DE VEHICULES Les types de véhicules retenus pour l'établissement des projets sont les suivants ¾ Voiture particulière (abréviation :V.P.) ¾ Camion routier (abréviation :C.R.) ¾ Tracteur semi-remorque (abréviation

T.S.R.)

Les véhicules types retenus ne représentent pas forcément le véhicule de plus grande dimension dans la catégorie correspondante. Cependant 90 à 95 % des "modèles" et une proportion plus importante des "véhicules" de la catégorie ont des épures de giration inférieures à celles du véhicule type. Les normes géométriques comportant toujours une surlargeur par rapport aux dimensions minimales nécessaires pour le passage du véhicule type, les projets établis à partir de ces normes permettent en fait le passage de l'ensemble des véhicules de la catégorie, éventuellement des véhicules de la catégorie supérieure. Les caractéristiques des véhicules types sont détaillées dans le tableau ci-dessous Type du véhicule Voiture particulièr e Camion routier Tracteur + remorque2

largeur

Empatte ment

Porte à faux avant

Porte à faux arrière

Voie avant1

Voie arrière

Rayon intérieur entre trottoirs

Rayon extérieur entre trottoirs

Rayon extérieur entre murs

5,00

1,80

3,10

1,00

0,90

1,40

1,40

3,20

5,50

6,35

10,00

2,50

5,50

1,50

3,00

1,90

1,90

6,45

10,00

10,80

5,40 12,20

2,50 2,50

2,70 8,15

1,45 -

1,25 2,65

1,90 1,90

1,90 1,90

5,30

12,50 -

13,95 -

Longu eur

1

Pour les essieux simples, la voie est mesurée entre les plans médians des roues. Dans le cas des essieux jumelés, la voie est mesurée entre les plans médians des trains de roues.

2

Pour le semi-remorque, la première ligne concerne le tracteur, la seconde la remorque. Le recouvrement entre le tracteur et la remorque est de 2,60 m.

INTRODUCTION

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Porte à faux arrière

Empattement

Porte à faux avant

Longueur

Figure n° 1 - Caractéristiques du véhicule

La largeur entre flancs extérieurs de roues, s'obtient en prenant ¾ Pour l’avant : la voie + une largeur de roue ¾ Pour l’arrière : la voie + deux largeurs de roues Exemple : Camion ¾ Cote extérieure entre roues avant : 1,90 m + 0,30 m = 2,20 m ¾ Cote extérieure entre roues arrière : 1,90 m + 2 x 0,30 m = 2,50 m II - CRITERES DE CHOIX DES DONNEES DE BASE La vitesse à laquelle se déplacent les véhicules apparaît comme le critère de base de tout projet routier. Elle commande, en fait, les caractéristiques géométriques du tracé selon les directives réglementaires ; celles-ci, en effet, fixent les valeurs limites à respecter et qui se présentent sous forme de maxima et minima entre lesquels les éléments du tracé devront se situer. II.1 - LA VITESSE DE REFERENCE VR La normalisation des conditions techniques d'aménagement, s'appuie essentiellement sur la vitesse de référence Vr. II.1.1 - Définition La vitesse de référence est la vitesse d'un véhicule isolé permettant de définir les caractéristiques minimales d'aménagement des points particuliers d'une section de route pour lesquels les contraintes géométriques sont les plus astreignantes pour l'usager. La vitesse de référence de la route est en relation avec les valeurs du coefficient de visibilité, du pourcentage de sinuosité et des rampes. En effet, la circulation à la vitesse de référence Vr implique une distance minimale de visibilité dmini assurée partout sur obstacles éventuels. La visibilité moyenne d sur la section, incite les usagers à rouler en dehors des points particuliers, à une vitesse moyenne supérieure à Vr.

INTRODUCTION

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Cette notion de vitesse de référence doit être complétée pour la rase campagne par une notion de vitesse à vide et en site urbain par une notion de vitesse de groupe ou vitesse pratiquée sur voie rapide urbaine. A l'approche des carrefours non-dénivelés munis ou non de feux, on utilise la notion de vitesse d'approche. II.1.2 - Classification des itinéraires en fonction de Vr II.1.2.1 - Définition des cinq catégories de routes

Le choix de la vitesse de référence doit rester homogène et cohérent pour l'ensemble du réseau en service ou des sections en cours d'étude. Pour un projet de route neuve, le choix de la vitesse de référence peut résulter d'une analyse économique. On définie, en fonction de la vitesse de référence, cinq catégories de routes.

Catégorie Exceptionnelle Première Seconde Troisième Quatrième

Vitesse de référence Vr 120 100 80 60 40

II.1.2.2 - Les sections homogènes

Une section homogène de route d'une certaine catégorie est une longueur de celle-ci dont les points particuliers sont aménagés pour la vitesse de référence correspondante. Toutefois, une section n'est vraiment homogène qu s'il existe un rapport convenable entre la vitesse de référence Vr de sa catégorie et la vitesse moyenne qu'y pratiquent les véhicules isolés (vitesse à vide V0). Un changement de catégorie (c'est à dire de Vr) ne peut s'opérer qu'en des points où il est nettement perceptible à l'usager: passage d'une ville, modification notable de relief, carrefour, etc. A l'approche d'une ville, les dispositions constructives doivent tendre à limiter les vitesses pratiquées par les véhicules pour augmenter la sécurité et les débits. Les routes en relief difficile présentent également quelques dérogations qu'on verra plus loin. II.2 - VITESSES A VIDE, D'APPROCHE ET DE GROUPE II.2.1 - Vitesse à vide V0 C'est la vitesse moyenne que pratiquent les véhicules isolés en dehors des points particuliers de la section. On a toujours Vo >Vr. Elle correspond à des débits quasi nuls. II.2.2 - Vitesse d'approche : Sur route de rase campagne, c'est la vitesse pratiquée à vide à l'approche des carrefours ou des voies de manoeuvre.

INTRODUCTION

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II.2.3 - Vitesse de groupe ou vitesse pratiquée Vp : Dans un but de simplification, on appellera "vitesse de groupe" la vitesse moyenne de l'ensemble des véhicules légers dans la section de route homogène considérée, c'est-à-dire la moyenne harmonique des vitesses moyennes de parcours de cette section par l'ensemble de ces véhicules. Sur voie rapide urbaine, c'est la vitesse de groupe de véhicules pour des débits soutenus de l'ordre de 1 200 à 1 400 uvp/h/voies (environ 3/4 de la capacité physique de la chaussée) aux abords des sorties et entrées permettant, pour une sécurité collective dans un mouvement continu et fluide, les manoeuvres de changement de file, d'insertion ou de sortie. II.3 - RELATION VITESSE OU TEMPS DE PARCOURS - DEBIT Les courbes "vitesse-débit" comportent deux points caractéristiques qui sont : ¾ le point correspondant à la vitesse à vide V0 pour un débit quasi-nul, ¾ le point de saturation, défini par le débit de saturation C (capacité physique de la route) et la vitesse de saturation VS Pour des raisons de commodité, on prend comme variable le temps de parcours moyen d'un kilomètre qui est l'inverse de la vitesse moyenne définie plus haut.

1198

1135

1072

1009

946

883

820

757

694

631

568

505

442

379

316

253

190

64

127

4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1

Temps de parcours moyen (s)

Courbe temps de parcours - débit horaire

Débit horaire (uvp)

La relation "temps de parcours- débit" peut être mise en général sous la forme suivante : T = T0 + nQ + mQ3 ou ¾ Q est le débit horaire de la section considérée ¾ T0 le temps de parcours à vide ¾ n et m sont des coefficients numériques qui dépendent des caractéristiques de la route Pour tenir compte de la répartition du débit journalier moyen annuel J entre les différentes heures de la journée, on prendra usuellement le débit Q égal à J/10. II.4 - POINT DE SATURATION (C, VS) Le débit de saturation, ou capacité physique (C) est le plus grand débit horaire que la route considérée peut écouler de manière continue. INTRODUCTION

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L'ensemble des véhicules qui passent dans l'heure (le débit C) parcourt la section saturée à une vitesse moyenne appelée vitesse de saturation VS qui est pratiquement la même pour toutes les catégories de véhicules. Débit de saturation et vitesse de saturation dépendent essentiellement du profil en travers. III - PARAMETRES FONDAMENTAUX DES PROJETS ROUTIERS Les paramètre fondamentaux des projets routiers sont le résultats de calculs types à partir de paramètres cinématiques. III.1 - PARAMETRES CINEMATIQUES III.1.1 - Distance d'arrêt Un véhicule ne peut se mouvoir que si les roues motrices nous l'effort de propulsion F adhérent à la chaussée sans glisser. Si fl est le coefficient de frottement longitudinale des pneumatiques sur le revêtement de la chaussée portant le véhicule de poids P, il y a glissement et patinage (les roues motrices tournent sur place) si F > flP1, P1 étant la fraction du poids P portée par l'essieu moteur.

F

flP1 P1 i Figure n° 2 - Equilibre des forces en rampe

Dans le cas du freinage, si P'1 est le poids porté par les roues freinées, il y aura également glissement (roues bloquées) si l'effort de freinage F' appliqué est tel que F'> flP'1 On appelle adhérence le produit flP1. Elle représente en réalité le maximum de l'effort moteur susceptible d'être appliqué à un véhicule, On voit que l'adhérence peut être augmentée en agissant : ¾ soit sur P1 (les véhicules à 4 roues motrices ont une meilleure adhérence car ils mobilisent la totalité du poids du véhicule). ¾ soit sur fl qui dépend des qualités de surface du revêtement de la route et du dessin et de la "gomme" des pneumatiques. III.1.1.2 - Coefficient de frottement longitudinal des chaussées en fonction de Vr

Des mesures sur chaussées sèches ont montré que le coefficient de frottement de la surface de roulement de ces chaussées décroît au fur et à mesure que la vitesse augmente. Généralement, fl prend les valeurs suivantes en fonction de Vr: INTRODUCTION

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Vr (km/h). fl (Vr)

40

60

80

100

120

140

0,46

0,44

0,42

0,38

0,34

0,30 3

Ces coefficients qui dépendent de la nature et de l'aspect du revêtement, sont notablement plus faibles sur chaussées mouillées. III.1.1.3 - Distance élémentaire de freinage db (m)

Cette longueur db mesure en mètres la distance parcourue par le véhicule pendant l'action effective de freinage, qui annule sa vitesse initiale. Le véhicule se déplaçant horizontalement sur un alignement droit, à la vitesse V, habituellement exprimée en km/h et muni de freins, passe de la vitesse V à la vitesse Vf=0. Le théorème de variation de l’énergie cinétique permet d’écrire :

1 1 mv f2 − mv i2 = ∑ travaux = −f l (mg )d b ; (v en m/s) 2 2 vf=0 ⇒

1 v2 mv i2 = f l mgd b ⇒ d b = (1) 2 2f l g

v étant en m/s, V en Km/h et db en mètres, cette formule devient : 2

⎛ ⎛ 1000 ⎞ ⎞ ⎜⎜ V × ⎜ ⎟ ⎟⎟ V2 ⎝ 3600 ⎠ ⎠ ⎝ db = ≈ 0,004 ; db en m et V en Km/H 2 × f l × 9,81 fl

Comme fl≈0,4 sur chaussées sèches, on peut écrire db =

V2 100

Le tableau ci-dessous fournit les distances élémentaires de freinage en fonction de la vitesse de référence Vr V km/h.

40

60

80

100

120

140

db (m)

15

35

65

105

170

260

Si la route monte ou descend d’un angle i, la formule (1) devient : 1 V2 1 mv i2 = f l mgd b + mgd b sin(i) ⇒ d b = × 2 100 1 ± 2,5i III.1.1.4 - Distance d'arrêt en alignement d1

3

0,32 pour les autoroutes.

INTRODUCTION

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Pour calculer la distance parcourue par le véhicule pendant l'opération de freinage, il faut tenir compte avant le début de freinage d'un temps de perception réaction. Sur routes nationales, on admet que ce temps est de 2 secondes au-dessous de 100 km/h et de 1,8 secondes au-dessus. Ce temps comprend le temps physiologique de perception réaction (1,3 à 1,5 s) et le temps mort d'entrée en action de système de freinage (0,5 s). Pendant le temps de réaction perception, le véhicule parcourt une distance e tel que e en mètres e = vt

Avec v en m/s t en secondes

Pour passer de v en m/s à V en Km/h, on a 1 Km/h=

1000m 1 = m / s ⇒ V(Km / h ) = 3,6v(m / s) 3600s 3,6

Avec V en km/h nous obtenons: ¾ pour t = 2 s

e = 2× v = 2×

V = 0,55V 3,6

¾ pour t = 1,8 s e = 1,8 × v = 1,8 ×

V = 0,50V 3,6

Par conséquent, la distance d'arrêt en alignement d1 exprimée en mètres peut s'écrire : ¾ d1= db + 0,55 V ¾ d1= db + 0,50 V

si V < 100 km/h si V ≥ 100 km/h

III.1.1.5 - Distance d'arrêt en courbe d2

On ne prend en compte d2 que dans l'hypothèse ou le rayon en plan du tracé exprimé en mètres est inférieur à 5 fois V exprimé en Km/h. De ce fait, l'effort de freinage est moins énergique on en tient compte en majorant la distance d1 d'une valeur de 25 % de db. d2 = dl + 0,25 db avec d2 en mètres V

40

60

80

100

120

140

dl-

40

70

105

160

230

330

d2

45

80

120

180

275

390

III.1.2 - Distances de visibilité de dépassement et de manoeuvre de dépassement :

On admet que le véhicule dispose d'une réserve de puissance suffisante pour effectuer la manoeuvre de dépassement à la vitesse Vr.

INTRODUCTION

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D'une façon générale d = v t ⇒ d= V ×

1000 × t ; avec d en mètres 3600 t en secondes V en Km/h

Sur chaussée bi-directionnelle, on admet les conditions suivantes: ¾ La distance de visibilité minimale dd pour effectuer un dépassement doit correspondre à une longueur parcourue pendant 15 secondes à la vitesse Vr. ¾ la distance de visibilité normale dD de dépassement lui est supérieure d'environ 50% La distance de visibilité de dépassement minimale si V