DRAINAGE ET D_ASSAINISSEMENT 28 JANV 2011 [Mode de compatibilit_].pdf

Ecole Hassania des Travaux Publics 3ième IT

DRAINAGE ET ASSAINISSEMENT ROUTIERS Mohamed HIMMI Directeur du CNER

ROLE ET IMPORTANCE DU DRAINAGE ET DE L’ASSAINISSEMENT

“L’eau et la route ne font pas bon ménage ” Assainire et drainer plateformes, p de chaussée est un assises et corps objectif souvent mentionné.

RR411 - 2010

RR413 - 2010

PLAN DE L’EXPOSE L EXPOSE • Définitions, importance et rôle du DRAINAGE et d’ASSAINISSEMENT • Drainage D i ett assainissement i i td dans lla pratique • Présentation succincte du guide de drainage routier de la DR DR. • Illustrations.

LES FONCTIONS DE DRAINAGE ET D’ASSAINISSEMENT 1- L’ASSAINISSEMENT ROUTIER: Consiste à collecter les eaux de ruissellement superficiel et à les canaliser vers un exutoire; point de rejet hors de l’emprise l emprise de la route

2- LE DRAINAGE ROUTIER Consiste à extraire les eaux d’infiltration d infiltration présentes dans le corps de chaussée et à la partie supérieure du sol support et à les canaliser vers un exutoire t i (fossé, (f é collecteur, ll t ou rejet j t hors h de d l’emprise routière)

DRAINAGE INTERNE Définition Défi iti « Tout processus de réduction de la t teneur en eau d du soll quelque l soit it le l moyen employé à cet effet » - Création d’une différence du niveau pièzométrique à ll’aide aide d’un d un système de drainage habituel; - Abaissement du niveau des eaux souterraines; - Application pp de p pressions supplémentaires; pp ; - Emploi de drains d’aération; - Desséchement intensif par traitement thermique.

ROLE ET IMPORTANCE DU DRAINAGE ET DE L’ASSAINISSEMENT 1- L’eau de ruissellement à la surface de la chaussée occasionne une baisse importante du niveau de service offert à l usager; l’usager; 2- L’eau contenue dans les couches de la chaussée é est un é élément é décisif é f de g des l'accélération des dégradations structures des chaussées;

ROLE ET IMPORTANCE DU DRAINAGE ET DE L’ASSAINISSEMENT(suite)

3-pour les chaussées souples, une plateplate forme mal drainée drainée, fortement sollicitée p par le trafic lourd, présentera une portance amoindrie i d i ett sera plus l sensible ibl aux déformations irréversibles.

Influence de la teneur en eau sur le comportement d’une chaussée instrumentée d’après p [Gidel [ ( 2001)]. )]

Influence du drainage sur l’évolution des déformations plastiques d’après [Dawson (1990)].

ROLE ET IMPORTANCE DU DRAINAGE ET DE L’ASSAINISSEMENT (suite) 4- pour

les chaussées semirigides la présence de ll’eau rigides, eau se manifeste surtout p par des circulations aux interfaces des couches, h une accélération élé ti de d la l dégradation des fissures de retrait et favorise le phénomène de pompage.

ROLE ET IMPORTANCE DU DRAINAGE ET DE L’ASSAINISSEMENT (suite) 5- pour les chaussées rigides, la présence de l'eau favorise la naissance du phénomène de "pompage", au droit des joints de dalles et en rive rive, ce qui est la cause majeur de dégradation des chaussées. chaussées 6- Des eaux mal captées p peuvent p entraîner des dégâts importants aux ouvrages routiers.

EVOLUTION DES DEFLEXIONS SUR LA RN1  EVOLUTION DES DEFLEXIONS SUR LA RN1 (KENITRA)

Def rive08

260

Def axe08

210 160 110 60 10 192

197

202

207

212

217

222

Submersion de la route au niveau des plaines (RN9 – Settat)

Glissement de terrains (RR 419 )

UN FOSSE BOUCHE PEUT ENTRAINER DES DEGATS IMPORTANTS

EFFET D’UN MAUVAIS ASSAINISSEMENT

IMPORTANCE DE LA TOPOGRAPHIE Les opérations L é ti de d drainage d i ett d’assainissement peuvent se présenter différemment en fonction du terrain traversé: 1- Terrains plats; plaines; 2- Terrains vallonnés, accidentés, collines; 3- Terrains montagneux 3 montagneux.

PROBLEMES EN CAS DE TERRAIN PLAT

L’eau s’étale L’ ’ét l en nappes ét étendues; d -L L’eau eau s’écoule s écoule lentement vers des points bas; - Le captage en amont nécessite une bonne étude topographique de la région et souvent des ouvrages spécialement adaptés; -

PROBLEMES EN CAS DE TERRAIN PLAT (suite) - L’é L’évacuation ti en avall peutt présenter é t d des problèmes; - Les nappes phréatiques sont souvent proches de la surface du sol; - Il est souvent nécessaire de réaliser la chaussée sur remblai en vue de la mettre hors eau.

En cas de terrain plat:

Submersion

Submersion de la route au niveau des plaines (RN9 – Settat)

PROBLEMES EN CAS DE TERRAINS VALONNES -L’eau L’ s’écoule ’é l d dans d des ttalwegs l plus l au

p selon les bassins moins importants versants; - Les vitesses de l’écoulement l écoulement peuvent atteindre des valeurs critiques; - Le captages des eaux en amont est mieux localisé, mais les ouvrages doivent être implantés exactement au bon endroit de l’écoulement; l écoulement;

PROBLEMES EN CAS DE TERRAINS VALONNES(suite) -Le guidage de l’eau vers des exutoires

se fait relativement plus facilement, mais il faut maîtriser les vitesses d’é d’écoulement; l t - Il faut éviter les érosions régressives; - Les terrassements peuvent interceptés des nappes perchées ou des sources;

Départ d’ouvrages d’art ou de remblais d’accès (RN10)

Problème des ouvrages sous dimensionnés ou mal implantés

GLISSEMENT DE TERRAIN DANS UNE ZONE VALLONNEE O

PROBLEMES EN CAS DE TERRAINS MONTAGNEUX 1- L’eau 1 L’ coule l en torrent, ou suinte i d des flflancs g des talus; de roches le long 2- La vitesse de l’écoulement est difficilement maîtrisable; 3- La fente des neiges peut présenter de grandes difficultés de captage en amont de la chaussée.

Dans les zones montagneuses l’eau ss’écoule écoule en torrent

DRAINAGE ET ASSAINISSEMENT DANS LA PRATIQUE (Consistance) - é évaluer l d des débi débits probables b bl d des venues d’eau; - Capter les eaux aux endroits où elles sont indésirables; - Conduire ces eaux en maîtrisant leur débit vers des exutoires ménagés dans le réseau p le d’écoulement naturel en veillant à rompre moins possible l’équilibre de l’environnement.

DRAINAGE ET ASSAINISSEMENT DANS LA PRATIQUE (Consistance -suite)

- En E Ré Résumé: é

Capter l’eau l eau là où elle est dangereuse pour l’usager et/ou pour la pérennité des ouvrages routiers et la conduire là où elle g p plus rien ni ne dérange personne.

DRAINAGE ET ASSAINISSEMENT LES ARRIVEES D’EAU - Les p problèmes p principaux p à résoudre sont : - La localisation des venues d’eau; - L L’évaluation évaluation de leurs débits débits.

- Les sources d’eau les plus fréquentes sont : - Les précipitations; - Le réseau hydrographique de surface; - Les nappes souterraines et les sources

LES PRECIPITATIONS Destinations des eaux de pluie Les précipitations qui atteignent le sol peuvent: 1) S’infiltrer dans les couches perméables; 2) S S’évaporer évaporer et retourner dans l’atmosphère; 3) Ruisseler à la surface vers des points bas où elle s’accumulent s accumulent.

LES PRECIPITATIONS: PLUIE Définitions 1 INTENSITE i :Se définit par le volume d'eau 1précipité par unité de Temps et par unité de surface: mm3/mm2.s ou mmls

2-DUREE 2 DUREE t : cc'est est la durée de ll'événement événement pluvieux . Peut être lue sur les enregistrements d'un d un pluviographe

3-PERIODE DE RETOUR T :Caractéristique statistique t ti ti quii renseigne i sur la l probabilité b bilité pour qu'un type d'événement pluvieux se présente é t en un endroit d it donné. d é

RELATIONS INTENSITE, DUREE ET PERIODE DE RETOUR

RELATIONS INTENSITE, DUREE ET PERIODE DE RETOUR

ETAPES D’ETABLISSEMENT D’UN PROJET D’ASSAINISSEMENT ET DE DRAINAGE ROUTIERS

1 Analyse 1A l d du projet j t 1- Données géographiques; g g p q 2- Données topographiques:

- le relief - les cotes des niveaux croisés par le tracé; - les l limites li it d des b bassins i versants t croisés; i é - Les sens d’écoulement des eaux au travers du tracé.

3 Données hydrographiques: 3- débits des crues des rivières traversées; - étendue des bassins versants rencontrés; - nature des terrains constituants.

4- Données météorologiques:

les pluies, intensité, durée, fréq..

ETAPES D’ETABLISSEMENT D’UN PROJET D’ASSAINISSEMENT ET DE DRAINAGE ROUTIERS

2- Elements du projet 1 Réseau 1Ré d’é d’écoulement; l t

- localisation des exutoires possibles; - localisation des zones à drainer ou à assainir; - localisation des zones de captage (cotes);

2- Pentes moyennes: - désigner les points hauts et les points bas successifs le long du tracé (distances, cotes);

4 Evaluation des débits d 4d’entrée; entrée; 5- Calculs de vérification des dimensions du projet; 6-Identification et implantation des ouvrages spéc.

DIMENTIONNEMENT DES OUVRAGES DE DRAINAGE INTERNE

"Ce sontt lle plus "C l souventt lles conditions diti de d bonne exécution et de facilité d'entretien qui définissent les dimensions des ouvrages, de sorte que les calculs hydrométéorologie se réduisent à de rapides vérifications sans rechercher des précisions excessives"

SCHEMATISATION DE LA DEMARCHE MAROCAINE EN MATIERE D’HYDROLOGIE HYDRAULIQUE ROUTIERES : Report du tracé sur un fond topographique souvent 1/50.000 au 1/100.000 Repérage des cours d’eau sur le fond topographique Délimitation des bassins versants correspondants aux cours d’eau et planimétrie des surfaces

Détermination des débits correspondants aux différents cours d’eau par l’application des formules empiriques notamment de Mac-Math pour les bassins versants de superficie inférie re à 100 km² et Mallet-Gauthier inférieure Mallet Ga thier pour po r les surfaces s rfaces supérieures à 100 km²

Dimensionnement des ouvrages hydrauliques Correspondants aux différents cours d’eau On utilise le plus souvent la formule de Delorme

Définition du système global d’assainissement

Temps de concentration – La surface, la longueur et la forme du BV ; – La topographie ; – La couverture végétale ; – L’intensité du ruissellement ; – La géologie. KIRPICH : Tc = 0.0195* (L/√P)0.77 (min) TURRAZA Tc = 6,48 6 48* (S (S*L) L) 1/3 / √P (min) ESPAGNOLE Tc = 0.3*60 (L/ (P)1/4)O,76 (min) CALIFORNIENNE Tc = 0.1452*60(L/√P) √ 0.77 (min) GIANDOTTI Tc = 75 * (4 * √S + (1.5 * L)) / (P * L* 1000)0.5 (min) VENTURA Tc = 76.3 * (S / P) 0.5 (min) Pente vitesse d’écoulement C, ENG, FOOD, COMMITE (%) Impluvium naturel pâturage bois Tc = 44 * L* (4 * S / 3.14159) -0.5 * (S / P) 0.2 mal défini US, CORPS, OF ENGINEERING 0-3 0.45 0.30 0.30 Tc = 16.682 * (L/ P 0.25) 0.77 (min) 4-7 0.90 0.60 0.90 SETRA Tc = 1 / 60 * ∑(Li / Vi) (min) 8 11 8-11 1 30 1.30 0 90 0.90 1 50 1.50 VAN TE CHOW 12-15 1.30 1.05 2.40 Tc = 0.123 * 60 * (L / √P) 0.64 (min) Tableau.2.2. Les valeurs de vitesse d’écoulement (Vi) en m/s.

Coefficient de ruissellement

Couverture végétale

Morphologie

Pente (%)

Terrain avec sable grossier

Terrain argileux ou limoneux

Terrain argileux compact

Bois

Presque plat Ondulé Montagneux

0-5 5-10 10-30

0,10 0,25 0.30

0,30 0,35 0,50

0,40 0,50 0.60

Pâturage

Presque plat Ondulé Montagneux

0-5 5-10 10-30

0,10 0,15 0,22

0.30 0,36 0,42

0,40 0,55 0,60

C l Culture

Presque plat P l Ondulé Montagneux

0-5 0 5 5-10 10-30

0.30 0 30 0,40 0.52

0.50 0 50 0,60 0,72

0,60 0 60 0.70 0,82

Tableau.2.1. Détermination du Coefficient de ruissellement (MIJUSKOVIC B, 1984)

Burkli-Ziekler Q = 0.0039 * C * H1h * A0.75 * P0.25 Q : Débit à évacuer ( m3/s ) H1h : précipitation en une heure A : Surface du BV ( ha ) C : Coefficient de ruisselemnt P : pente moyenne du BV

MAC - MATH Q = K H ( A.58 * I .42 )

A = surface du BV ( km2 ) I = Pente moyenne du BV H = Précipitation maximale en 24 h en mm

K = Coefficient dépendant du couvert végétal et de la topographie 0.11 pour les BV de grandes dimension 0.22 superficies cultivées et terrains vagues des zones suburbaines 0.32 terrains non aménagés, non rocheux, de pente moyenne, zones peu densément peuplés 0.42 petites cités, Terrains non aménagés rocheux à forte pente

METHODE RATIONNELLE

Q= C*I*S/3.6 Q : Débit maximal de fréquence ( m3/s ) S : surface du BV ( km 2 ) I : Intensité moyenne de la pluie de fréquence f en mm/h pendant le temps de concentration 3.6 : Constante d'homogénéisation des unités C : Coefficient de ruissellement I(T)=a(T)tcb(T) a , b : coefficients de Montana ( courbes IDF )

MALLET GAUTIER Q=2K Q 2K log(1+aH) log(1 aH) (A x SQR(1+4logT-logA)) SQR(1 4logT logA)) / SQRL Q (m3/s) H = pluviométrie annuelle du BV (m ) A = surface f ( km2)) L = longueur du drain principal (km) T = période de retour K=2 a= 20

HAZAN-LAZAREVICK

Q= Q(t)=Q1000*(1+d*logT)/(1+d*log(1000)) Q1000=a*s^b Qt : Débit maximal p pour période p de retour T Q1000 : Débit maximal pour période de retour 1000 S : surface du BV ( km 2 ) d : coefficient selon la région: , à 0,8 , région g bien arrosée 0,7 0,8 à2 région aride 3 à 5 région saharienne en générale =1 pour région aride a , b : coefficients variable selonrif la région centrale

a

b

(mm/an)

15.55

0.776

1000-1300

rif occidental

9.78

0.793

800-1000

rif oriental

7.58

0.808

600-800

14.94

0.636

700-900

13.51

0.613

500-700 500 700

13.47

0.587

400-500

MOYEN ATAS HAUT ATLAS SHARIEN

9.38

0.742

200-400

FULLERII QT=(1+alogT)(S^0.8+8/3.S^.5).4/ QT=(1+alogT)(S^0 8+8/3 S^ 5) 4/ 3.N/100 a 0.8 a 1.2 EVENT =2 POUR LE : NORD

REGIONALE Q10=a*S^b

b=0.75

3 a 3.5 OUED SAHARIEN

a=16

N /80 PLAINE 85 REGIONS ACCIDENTEES 100 EN MONTAGNE

a=10 a 0

MEDITERRANNEE ET LOUKOUS (CEUTA A TARGUIST)

TANGEROIS G OS COITIER CENTRAL a=3 RABAT CASA ZONE DAA AVAL a=0.5 TARFAYA

Fuller I Q(T1)/Q(T2) = ( 1+ A logT1 )/( 1+ A log T2 )

A : coefficient qui varie entre 3 et 3.5 POUR LES OUEDS SAHARIENS A : coefficient qui varie entre 0.8 et 1.2 EVENTUELLEMENT 2 POUR E NORD

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