RAPPORT FINAL Last Version Comete

Département de Génie Civil

Projet de Fin d’Études

Etude de la Rocade du Grand Tunis

Réalisé par

Bilel Ben HAMMOUDA

&

Souhail HACHANA

Pour obtenir le

Diplôme National d’Ingénieur en Génie Civil

Sujet proposé par

COMETE Engineering

Soutenu le Devant le Jury Président: Rapporteur: Encadreur ENIT:

AMARA LOULIZI EMNA GARGOURI

Encadreur COMETE

BILEL BOUAFIA

Année universitaire: 2013-2014

Étude de la Rocade du Grand Tunis

ENIT 2013/2014

Dédicaces En terme de reconnaissance de leurs sacrifices et en témoignage de la profondeur de mes sentiments à leur égard, je dédie ce travail à : A nos parents pour leur patience, tendresse, amour et sacrifices immenses. A nos frères pour leurs soutiens, leurs encouragements continus et leurs serviabilités. A tous nos amis pour leurs soutiens et leurs encouragements. A toute nos familles. A tous ceux qui nous sont chers. Qu’il nous soit permis de leur exprimer toute nos affections et nos reconnaissances. Bilel Ben HAMMOUDA, Souhail HACHANA

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ENIT 2013/2014

REMERCIEMENT C’est un devoir bien agréable de venir rendre hommage au terme de ce travail à ceux sans lesquels il n’aurait pu être fait.

Tout d'abord, nous tenons à exprimer nos sincères remerciements à nos encadreurs ENIT "M. Amara LOULIZI " et " Mme. Emna GARGOURI" pour leurs conseils et leurs directives pour mener à terme ce projet.

Nous tenons

aussi à exprimer nos profondes

reconnaissances à, "Mme. Sihem

MOKADDEM" chef département infrastructures et routes du bureau d'étude « COMETE engineering » pour son grand cœur, son aide et conseils.

Egalement, Nous voudrons bien exprimer nos profondes

reconnaissances à tous les

membres du bureau d’études «COMETE engineering » pour leur serviabilité et disponibilité et pour ne pas avoir hésité à nous fournir toutes informations demandées et spécialement " Mr Bilel BOUAFIA, Mr Faiçal CHINE, Mr Salem OUSSAIFI, Zouhair MELLITI, Zied GHABRI, Abdelbaset MECHALAOUI"

Nous remercions aussi tous nos professeurs et tous les cadres enseignants de l’ENIT pour leurs efforts qu’ils ont déployés pour nous assurer une formation digne d’un ingénieur.

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Table des matières INTRODUCTION GENERALE ........................................................................................................ 1 1

PRESENTATION DU PROJET ............................................................................................ 3 1.1 OBJECTIFS DU PROJET................................................................................................................ 4 1.2 DESCRIPTION DU PROJET ............................................................................................................ 4 1.2.1

Les aspects contractuels du projet .......................................................................... 4

1.2.2

Situation actuelle ..................................................................................................... 5

1.2.3

Description du site .................................................................................................. 6

1.3 DONNEES DE PROJET ................................................................................................................. 7 1.4 TRAVAIL DEMANDE ................................................................................................................... 7 2

ETUDE DE TRAFIC ........................................................................................................... 9 2.1 APPROCHE METHODOLOGIQUE ................................................................................................... 9 2.1.1

Pour les horizons 2017 et 2027 ............................................................................. 10

2.1.2

Pour l’horizon 2037 .............................................................................................. 10

2.1.3

Modélisation du réseau routier structurant du Grand Tunis ................................ 11

2.2 CONCEPTION DU MODELE DE TRAFIC......................................................................................... 12 2.2.1

La matrice O/D ..................................................................................................... 12

2.2.2

Situation de référence............................................................................................ 13

2.2.3

Modélisation de la Rocade .................................................................................... 14

2.3 SYNTHESE DE L'ETUDE DU TRAFIC .............................................................................................. 15 2.3.1

Résultats des simulations aux horizons 2017 et 2027 ........................................... 15

2.3.2

Les taux de croissance........................................................................................... 15

2.3.3

Niveau d’aménagement ......................................................................................... 16

2.3.4

Conclusion............................................................................................................. 17

2.3.5

Trafic au niveau de l' échangeur Rocade-RN5 ...................................................... 17

2.3.6

Matrices origine/destination au niveau du Giratoire aux horizons 2017-2027-2037

.......................................................................................................................................18 3

CONCEPTION GEOMETRIQUE DE LA ROCADE, RN5 ET RLM .......................................... 20 3.1 CRITERE DE CONCEPTION DE LA ROCADE .................................................................................... 20 3.1.1

Normes adoptés ..................................................................................................... 20

3.1.2

Catégorie de la Rocade ......................................................................................... 20

3.2 ESTIMATION DES VITESSES PRATIQUEES ...................................................................................... 21 3.3 TRACE EN PLAN ...................................................................................................................... 21 3.4 PROFIL EN LONG..................................................................................................................... 24

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3.5 COORDINATION TRACE EN PLAN/PROFIL EN LONG.......................................................................... 25 3.6 PROFIL EN TRAVERS ................................................................................................................ 25 3.7 RACCORDEMENT AVEC L’AUTOROUTE ........................................................................................ 29 3.8 CRITERE DE CONCEPTION DE RN5 ET RLM.................................................................................. 31

4

3.8.1

Normes d'aménagement ........................................................................................ 31

3.8.2

Tracé en Plan de la RN5 et la RLM ...................................................................... 31

3.8.3

Profil en long de la RN5 et la RLM ....................................................................... 32

3.8.4

Profil en travers de la RN5 et la RLM ................................................................... 33

CONCEPTION GEOMETRIQUE DE L'ECHANGEUR ........................................................... 36 4.1 INTRODUCTION ...................................................................................................................... 36 4.2 CLASSEMENT DES CARREFOURS GIRATOIRES ................................................................................ 38 4.3 AVANTAGE DES CARREFOURS GIRATOIRES.................................................................................... 38 4.4 LE PRINCIPE DE CONCEPTION DU GIRATOIRE ................................................................................. 40 4.4.1

Contraintes de site : .............................................................................................. 40

4.4.2

Géométrie des carrefours Giratoire :.................................................................... 40

4.4.3

Méthode de conception d’un carrefour Giratoire : ............................................... 42

4.5 CHOIX DES CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUE DU GIRATOIRE .......................................................... 44 5

LA CAPACITE D’UN CARREFOUR GIRATOIRE ................................................................. 48 5.1 CALCUL DE LA CAPACITE D’UNE ENTREE ....................................................................................... 48 5.2 RESERVE DE LA CAPACITE D’UNE ENTREE ...................................................................................... 48 5.3 DIFFERENTES METHODES DE CALCUL DE LA CAPACITE ..................................................................... 49 5.3.1

Méthode Allemande, formule de Brilon-Bondzio .................................................. 49

5.3.2

Méthode Suisse, formule Bovy et al. ...................................................................... 50

5.3.3

Méthode Anglaise, formule TRRL ......................................................................... 50

5.3.4

Méthode Américaine, formule HCM 2000 ............................................................ 51

5.3.5

Méthode Française, GIRABASE ........................................................................... 52

5.3.6

Résumé .................................................................................................................. 55

5.4 RESULTATS DE CALCUL ............................................................................................................. 56 5.4.1

Méthode Girabase ................................................................................................. 58

5.4.2

Calcul de capacité avec la Méthode Anglaise, formule TRRL .............................. 62

5.5 INTERPRETATION DES METHODES ............................................................................................... 62 5.5.1

Comparaison entre Logiciel Girabase et formules de Girabase ........................... 63

5.5.2

Comparaison entre méthode Girabase (formule et logiciel) et la méthode Anglaise

TRRL ................................................................................................................................63 5.5.3

Conclusion............................................................................................................. 64

5.6 TEMPS D’ATTENTE MOYEN SUR LA GIRATOIRE .............................................................................. 64 6

IMPLANTATION DE L'OUVRAGE D'ART ......................................................................... 67

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6.1 CALAGE DE L'OUVRAGE DE FRANCHISSEMENT. .............................................................................. 67 6.1.1

Profil en long du Giratoire .................................................................................... 67

6.1.2

Les Gabarits .......................................................................................................... 67

6.1.3

Profil en long de l'ouvrage d'art .......................................................................... 68

6.2 IMPLANTATION DES PILES ......................................................................................................... 68 6.3 PROFIL EN TRAVERS DU PONT .................................................................................................... 69 7

ETUDE HYDROLOGIQUE ET DRAINAGE TRANSVERSALE ................................................ 72 7.1 ETUDE HYDROLOGIQUE ............................................................................................................ 72 7.1.1

Climatologie. ......................................................................................................... 72

7.1.2

Caractéristiques physiques du bassin versant : .................................................... 73

7.1.3

Temps de concentration ........................................................................................ 76

7.1.4

Intensité de la pluie ............................................................................................... 77

7.1.5

Evaluation des débits des crues ............................................................................. 78

7.2 ETUDE HYDRAULIQUE .............................................................................................................. 81

8

7.2.1

Méthode de calcul en déversoir ............................................................................. 81

7.2.2

Les conditions d'application de ces formules ........................................................ 83

7.2.3

Résultats des calculs.............................................................................................. 84

DRAINAGE LONGITUDINAL DE LA ROCADE, RN5, RLM ET LE GIRATOIRE ....................... 87 8.1 DECOUPAGE DE LA ROUTE EN TRONÇONS ET SOUS-TRONÇONS ......................................................... 87 8.2 CARACTERISATION DES TRONÇONS ET SOUS-TRONÇONS.................................................................. 88 8.3 ESTIMATION DES DEBITS ELEMENTAIRES ...................................................................................... 89 8.4 ASSEMBLAGE DES TRONÇONS ET DES SOUS-TRONÇONS................................................................... 89 8.5 DIMENSIONNEMENT LONGITUDINAL ........................................................................................... 90 8.6 RESULTATS ............................................................................................................................ 93 8.6.1

Caractérisation des Sous-tronçons ....................................................................... 93

8.6.2

Estimation des débits élémentaires ....................................................................... 95

8.6.3

Assemblage des tronçons et des sous-tronçons ..................................................... 97

8.6.4

Dimensionnement hydraulique .............................................................................. 98

8.7 INTERPRETATION DES RESULTATS ............................................................................................... 99 9

SIGNALISATIONS ........................................................................................................ 102 9.1 OBJECTIFS DE LA SIGNALISATION .............................................................................................. 102 9.2 CATEGORIE DE LA SIGNALISATION ............................................................................................. 102 9.3 DIFFERENTS TYPES DE MARQUAGES .......................................................................................... 103 9.3.1

Signalisation horizontale..................................................................................... 103

9.3.2

Signalisation verticale : ...................................................................................... 106

CONCLUSION .......................................................................................................................... 109

REFERENCES ............................................................................................................................. 111

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LISTE DES FIGURES FIGURE 1: VUE GLOBALE SUR LE PLAN DE SITUATION DE LA ROCADE EXTERIEUR DU GRAND TUNIS ................................................ 3 FIGURE 2: LIMITATION DU LOT2-B ................................................................................................................................... 6 FIGURE 3: LES ZONES STRUCTURANT LE GRAND TUNIS ....................................................................................................... 13 FIGURE 4: TRAFIC A HPM A L'HORIZON 2037 POUR CHAQUE SCENARIO ............................................................................... 16 FIGURE 5: COMPARAISON ENTRE LA CAPACITE D'UNE ROUTE A 2 ×2 VOIES ET LES PREVISIONS DU TRAFIC ..................................... 16 FIGURE 6: RESULTATS DES SIMULATIONS DE TRAFIC AU NIVEAU DE L'ECHANGEUR .................................................................... 17 FIGURE 7: PASSAGE DE LA ROCADE AU NIVEAU DE OUED EL-MALEH ..................................................................................... 23 FIGURE 8: AXE EN PLAN SUR PISTE 5 .............................................................................................................................. 23 FIGURE 9: LES COMPOSANTES DU PROFIL EN TRAVERS TYPE DE LA ROCADE ............................................................................ 26 FIGURE 10: PROFIL EN TRAVERS TYPE DE LA ROCADE ......................................................................................................... 28 FIGURE 11:DISPOSITIF D’ENTREE SUR L’AUTOROUTE ......................................................................................................... 29 FIGURE 12:DISPOSITIF DE SORTIE DE L’AUTOROUTE ........................................................................................................... 30 FIGURE 13: COMPARAISON ENTRE LES TRACE EN PLAN ANCIEN ET NOUVEAU DE LA RN5 .......................................................... 32 FIGURE 14: COMPARAISON ENTRE LES TRACE EN PLAN ANCIEN ET NOUVEAU DE LA RLM .......................................................... 32 FIGURE 15:PROFIL EN TRAVERS DE LA RN5 EN SECTION COURANTE ...................................................................................... 34 FIGURE 16:PROFIL EN TRAVERS DE LA RL- MORNAGUIYA EN SECTION COURANTE ................................................................... 34 FIGURE 17 : LA JONCTION EN Y EXISTANTE ...................................................................................................................... 37 FIGURE 18 : EXEMPLE D'UN CARREFOUR GIRATOIRE .......................................................................................................... 37 FIGURE 19: LA SECURITE DES GIRATOIRES – NOMBRE DE POINTS DE CONFLIT ENTRE VEHICULES [7] ............................................ 38 FIGURE 20: CARREFOUR GIRATOIRE A HAMMAMET .......................................................................................................... 39 FIGURE 21 : SCHEMA SIMPLIFIE DE L'ECHANGEUR-GIRATOIRE ............................................................................................. 40 FIGURE 22: LES CARACTERISTIQUES D’UN GIRATOIRE. ....................................................................................................... 41 FIGURE 23: CONCEPTION DE L'ECHANGEUR SUR AUTOCAD ................................................................................................. 46 FIGURE 24: FLUX DU TRAFIC ET ELEMENTS GEOMETRIQUES POUR LA FORMULE GIRABASE. [11] .............................................. 53 FIGURE 25: FEUILLE DE CALCUL EXCEL [12] AVEC MACROS ................................................................................................. 57 FIGURE 26:DEFINITION DE CHAQUE BRANCHE DU GIRATOIRE .............................................................................................. 58 FIGURE 27 : MODELE DE CALCUL DU GIRATOIRE AVEC LA METHODE GIRABASE ....................................................................... 59 FIGURE 28: EVOLUTION DE TRAFIC ENTRANT PAR RAPPORT AU TRAFIC GENANT....................................................................... 61 FIGURE 29 : EVOLUTION DE LA RESERVE DE CAPACITE DES DIFFERENTES BRANCHES .................................................................. 61 FIGURE 30: DIAGRAMMES DE CAPACITE DU GIRATOIRE POUR LES TROIS METHODES EN 2027.................................................... 63 FIGURE 31: LES RETARDS DUS A LA PRESENCE D'UN CARREFOUR LE LONG DE LA ROUTE ............................................................. 64 FIGURE 32:VUE EN PLAN DE L'OUVRAGE ......................................................................................................................... 69

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FIGURE 33:1/2 COUPE DU PROFIL EN TRAVERS DE LA ROCADE AU NIVEAU DE L'OUVRAGE D'ART. ............................................... 70 FIGURE 34:SENS D'ECOULEMENT DES EAUX QUI INTERCEPTENT LA ROUTE SUR GLOBAL MAPPER [14] ......................................... 74 FIGURE 35: LES BASSINS VERSANTS PRESENTES SUR GOOGLE EARTH [13] ............................................................................. 74 FIGURE 36: COURBE IDF - LA STATION DE SAÏDA MANNOUBIA............................................................................................ 78 FIGURE 37:TRAVERSEE PAR DALOT ................................................................................................................................ 82 FIGURE 38: VUE DE FACE D'UN DALOT AVEC AILES OBLIQUES ............................................................................................... 83 FIGURE 39:EXEMPLE DE DECOUPAGE DE LA RLM EN DES TRONÇONS .................................................................................... 88 FIGURE 40: EXEMPLE D'UN ASSEMBLAGE DES SOUS-TRONÇONS ........................................................................................... 90 FIGURE 41: FOSSE TRIANGULAIRE DE PENTE 1/1 ET 3/2 .................................................................................................... 92 FIGURE 42: FOSSE TRAPEZOÏDALE DE PENTE 1/1 .............................................................................................................. 92 FIGURE 43:TYPE DE MODULATION DES LIGNES DISCONTINUES. .......................................................................................... 105 FIGURE 44: PANNEAUX D’INTERDICTION ET DE DANGER ................................................................................................... 107 FIGURE 45: PANNEAUX D’OBLIGATION ......................................................................................................................... 107 FIGURE 46: PANNEAUX DE PRIORITE ............................................................................................................................ 108 FIGURE 47:PANNEAUX D’AMENAGEMENT DE STATIONNEMENT ......................................................................................... 108

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LISTE DES TABLEAUX TABLEAU 1: LES SOUS-TRONÇONS DE LA ROCADE ............................................................................................................. 14 TABLEAU 2:TRAFIC SUR LA ROCADE A L’HPM ET TJMA (UVP) EN 2017 ET 2027 .................................................................. 15 TABLEAU 3: MATRICE O/D A L'HORIZON 2017 ............................................................................................................... 18 TABLEAU 4: MATRICE O/D A L'HORIZON 2027 ............................................................................................................... 18 TABLEAU 5: MATRICE O/D A L'HORIZON 2037 ............................................................................................................... 18 TABLEAU 6: LES RAYONS EN PLAN MINIMALES.................................................................................................................. 21 TABLEAU 7: VALEURS LIMITES DES PARAMETRES DU PROFIL EN LONG.................................................................................... 24 TABLEAU 8: DIMENSIONS EN M DU PROFIL EN TRAVERS ..................................................................................................... 26 TABLEAU 9:LES VALEURS LIMITES DES PARAMETRES DU PROFIL EN LONG ............................................................................... 30 TABLEAU 10: LES LARGEURS DES COMPOSANTES DU PROFIL EN TRAVERS DES DISPOSITIFS D'ENTRES ET SORTIS .............................. 30 TABLEAU 11: CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUES DES DIFFERENTES NORMES ........................................................................ 31 TABLEAU 12: PROFIL EN TRAVERS DE LA RN5 EN SECTION COURANTE .................................................................................. 33 TABLEAU 13:PROFIL EN TRAVERS DE LA RLM EN SECTION COURANTE................................................................................... 33 TABLEAU 14: LES PARAMETRES DE CONSTRUCTION D’UN GIRATOIRE. [9] .............................................................................. 42 TABLEAU 15: VARIANTES DES CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUE DU GIRATOIRE .................................................................... 45 TABLEAU 16: VARIANTE A RETENIR ................................................................................................................................ 45 TABLEAU 17 : LES PARAMETRES RETENUS DE L'ILOT SEPARATEUR ......................................................................................... 46 TABLEAU 18: LES VALEURS DES PARAMETRES POUR LA FORMULE CAPACITE BRILON-BONDZIO [11] ........................................... 50 TABLEAU 19:PARAMETRES GEOMETRIQUES UTILISES POUR LA FORMULE TRRL [11] ............................................................... 51 TABLEAU 20:DIFFERENTS TYPES D’ELEMENTS GEOMETRIQUES A UTILISER DANS L’APPLICATION DE LA METHODE GIRABASE [11] ... 53 TABLEAU 21: DECISION PRISE POUR CHAQUE METHODE DE CALCUL DE LA CAPACITE ................................................................ 56 TABLEAU 22:TABLEAU RECAPITULATIFS DES VALEURS DE CAPACITE AUX BRANCHES DU GIRATOIRE AVEC LA FORMULE GIRABASE ...... 59 TABLEAU 23 : TABLEAU RECAPITULATIFS DES % DE RESERVES DE CAPACITE AUX BRANCHES DU GIRATOIRE AVEC LE PROGRAMME GIRABASE ....................................................................................................................................................... 60 TABLEAU 24 : TABLEAU RECAPITULATIFS DES VALEURS DE RESERVE DE CAPACITES EN POURCENTAGE AUX BRANCHES DU GIRATOIRE AVEC LA METHODE TRRL ................................................................................................................................... 62

TABLEAU 25: LONGUEUR DE STOCKAGE ET TEMPS D'ATTENTE POUR CHAQUE BRANCHE EN 2027 .............................................. 65 TABLEAU 26: STATION SAÏDA MANNOUBIA .................................................................................................................... 73 TABLEAU 27: PRECIPITATION MENSUELLE DANS LA ZONE D'ETUDE PRECIPITATION MENSUELLE DANS LA ZONE D'ETUDE .................. 73 TABLEAU 28: CARACTERISTIQUES PHYSIQUES DES BASSINS VERSANTS ................................................................................... 75 TABLEAU 29: COEFFICIENT DE RUISSELLEMENT EN FONCTION DE LA PENTE ET DE L’INDICE DE VEGETATION [15]............................ 76 TABLEAU 30: FORMULES OBTENUES ET PARAMETRES CORRESPONDANT AUX DIFFERENTS PERIODES DE RETOUR............................ 78 TABLEAU 31:RESULTATS DE CALCUL DES DEBITS DE CRUE .................................................................................................. 80

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TABLEAU 32:DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES HYDRAULIQUES ....................................................................................... 84 TABLEAU 33: OUVRAGES HYDRAULIQUES RETENUE ........................................................................................................... 85 TABLEAU 34: CARACTERISTIQUES DE CHAQUE SOUS-TRONÇON DE LA ROCADE ....................................................................... 93 TABLEAU 35: CARACTERISTIQUES DE CHAQUE SOUS-TRONÇON DE LA RN5, RLM ET LE GIRATOIRE............................................. 95 TABLEAU 36: DEBITS ELEMENTAIRES DE LA ROCADE, RN5, RLM ET LE GIRATOIRE .................................................................. 95 TABLEAU 37 : DEBITS CUMULES POUR LA ROCADE, RN5 ET RLM ....................................................................................... 97 TABLEAU 38: DRAINAGE LONGITUDINALE DE LA ROCADE, RN5 ET RLM ............................................................................... 98 TABLEAU 39:TYPE DE MODULATION DES LIGNES DISCONTINUES ........................................................................................ 105 TABLEAU 40: SIGNALISATION DES BIFURCATIONS ET DES SORTIES....................................................................................... 106

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ABREVIATIONS A : Autoroute ; APS : Avant projet sommaire ; ARP : Aménagement des Routes Principales ; BAU : Bande d’Arrêt d’Urgence ; BDD : Bande Dérasée Droite ; BDG : Bande Dérasée Gauche ; CL : Camion Léger ; EMME/2 : Equilibre Multimodal, Multimodal Equilibrium ; HPM : Heure de Pointe du Matin ; ICTAAL : I : instruction Sur Les Conditions Techniques D’aménagement Des Autoroutes De L liaison ; ICTAVRU : Instruction sur les Conditions Techniques d'Aménagement des Voies Rapides Urbaines ; INM : Institut National de métrologie MDT : Millions de Dinars Tunisien ; MTPE : Ministère des Travaux Public et de l'Environnement; O/D : Origine/destination PDRT : Plan Directeur de Transport du Grand Tunis ; PL : Poids-Lourd ; RFR : Réseau ferroviaire rapide ; RL : Route Local ; RN : Route Nationale ; RR : Route régionale : RU : Route Urbaine ; SCS : Soil Conservation Service ; SETRA : Service d’Etudes Techniques des Routes et Autoroutes ; SIG : Système d'informations géographique ; SONEDE : Société Nationale d’Exploitation et de Distribution des Eaux ; STEG : Société Tunisienne d’Electricité et de Gaz ; TJMA : Trafic journalier moyen annuel ; TPC : Terre-plein Central ; UVP : Unité de Véhicules Particulières ; VL : Véhicule Léger ; VRU : Voie Rapide Urbaine ;

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Introduction générale La région de Tunis connaît une forte expansion urbaine et un essor économique important grâce à des projets d‟aménagement de grande envergure. Pour suivre ce développement sans cesse croissant, la nécessité est de renforcer les infrastructures existantes afin de résoudre les problèmes de circulation et d'assurer un écoulement aisé de tout le trafic local et de transit s'impose. En effet, une Rocade Extérieure du Grand Tunis s'insère dans ce cadre stratégique de développement économique du pays. Dans le cadre de nos études pour l‟obtention du diplôme national d‟Ingénieur en génie civil à l'Ecole National d'Ingénieurs de Tunis et dans le but de consolider les connaissances théorique reçues durant le cycle d‟‟ingénieur et de le mettre en application professionnelle. Un projet de fin d‟études nous a été proposé par le bureau d‟étude Comete Engineering dont nous nous sommes intéressés à l‟étude d‟une section de la Rocade du Grand Tunis. Le travail demandé concerne la conception de 9 km d'Autoroute, de plus on s'intéresse à la mise en 2×2 voies de la route National 5 et le décalage de la route locale de Mornaguiya ainsi une étude de trafic du tronçon étudié. Cette étude concerne aussi la conception d'un échangeur-Giratoire au niveau de l'intersection de la Rocade avec la RN5 et RLM. Une étude de capacité du Giratoire est indispensable vue le trafic important dans cette zone du projet et les dimensions exceptionnelles de ce type d'échangeur. Quant à l'assainissement du projet, nous avons fait une étude hydrologique et hydraulique dont nous avons dimensionné les ouvrages de drainage transversal et longitudinal. Finalement, pour garantir des conditions suffisante de sécurité dans l'ensemble du projet et en particulier à la zone de l'échangeur, une signalisation a été mise en place.

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Chapitre 1

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Présentation du projet

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PRESENTATION DU PROJET

La réalisation des autoroutes desservant les différentes régions du pays, comprend la construction de ceintures périphériques ou de Rocades qui permettent de contourner les grandes villes du pays, et notamment le Grand Tunis dans un objectif de désengorgement, et de relier les autoroutes du nord, de l‟ouest et du sud. L'Étude de la Rocade Extérieure du Grand Tunis s'insère dans un cadre stratégique de développement économique du pays à travers le renforcement du réseau routier que le Gouvernement de la République Tunisienne mène depuis des années. Comme le montre la figure 1, la construction de la Rocade permettant la liaison entre les autoroutes A1, A3 et A4 d‟une longueur estimative de 80 km et s‟étendra sur une distance d‟environ 20 à 25 km du centre-ville.

Figure 1: vue globale sur le plan de situation de la Rocade extérieur du Grand Tunis Cette Rocade englobera les principales agglomérations telles que :  Cebalet Ben Ammar  Fouchana  Mohammedia  Mornag Page | 3

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 Mornaguiya  Oued Ellil.

1.1

Objectifs du Projet

Le projet proposé a pour objectif de: -

Assurer une liaison entre les autoroutes du nord, de l'ouest et du sud;

-

Assurer les liaisons moyennes et longues distances dans le Grand Tunis sans que les trafics correspondants entrent dans la zone urbaine;

-

Décongestionner les voies rapides actuellement utilisées, en répondant aux besoins des trafics régionaux, et égaliser les charges sur le réseau;

-

Fournir une liaison structurante pour le développement urbain ainsi que les zones industrielles;

-

Soutenir le développement des structures clés de l'économie;

-

Réduire les coûts de transport et augmenter les gains de temps pour l'usager;

-

Diminuer le nombre d'accidents.

1.2

Description du projet

1.2.1 Les aspects contractuels du projet

Pays bénéficiaire : République Tunisienne Pouvoir Adjudicateur : Banque Européenne d'investissement (BEI) Promoteur : Ministère, de l'Équipement de l'Habitat et de l'Aménagement du Territoire (MEHAT) - Direction Générale des Ponts et Chaussées (DGPC) Les organismes concernés par l'étude de la Rocade  Ministère de l'Equipement  Tunisie Autoroutes  Direction générale des ponts et chaussées (DGPC)  Consultant : Groupement LOTTI & Associati /COMETE Engineering  La délégation de la BEI  Ministère de l'Agriculture  Commissariats Régionaux au Développement Agricole de Ariana, Ben Arous, Mannouba (CRDA)  Direction de l'Urbanisme du Ministère de l'Equipement Page | 4

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 Institut National du Patrimoine (INP)  Agence Foncière Agricole (AFA)  STEG, SONEDE, Tunisie Telecom Actuellement, l'étude du projet est dans la phase d'avant-projet détaillé. 1.2.2 Situation actuelle

La région du Grand Tunis et même l‟ensemble du Nord de la Tunisie présente un climat méditerranéen, dont une des principales caractéristiques est son irrégularité saisonnière et interannuelle ou des périodes de sécheresse sont suivies par des épisodes pluvieux très intenses provoquant crues et dégâts importants. On note que l‟oued Medjerda est le plus important cours d‟eau à écoulement pérenne de la Tunisie et que l‟oued Méliane est le plus important cours d‟eau du Nord-est de la Tunisie, ces deux cours d‟eau ayant généré dans le passé des crues catastrophiques. Durant la phase d'étude détaillée, le bureau d'étude a décomposé la Rocade en 4 lots, dont la logique avec laquelle la Rocade a été divisée est basée sur la liaison entre les points de croisements de la Rocade avec les routes principales. Dans ce projet de fin d'études, on s'intéresse seulement à l'étude de lot2-b qui prend comme origine juste après le croisement de la Rocade avec la RN7 et prend fin au niveau de croisement de la Rocade et RN5. La figure 2 représente la limitation de lot2-b qui est l'objectif de ce projet de fin d'étude.

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Figure 2: limitation du lot2-b

1.2.3 Description du site 1.2.3.1 Situation

-

Le lot2-b prend comme origine Bejaoua et se termine à Mornaguiya/ Sidi ali elhattab;

-

La route la plus importante traversée par cette section est la route nationale RN5 qui relie Tunis aux villes de Mornaguiya, Medjez el Bab et Teboursouk jusqu‟au Kef;

-

L‟agglomération urbaine la plus grande est Mornaguiya. 1.2.3.2 Relief

La zone allant de la RN7 et la RN5 présente une morphologie vallonnée avec de faibles pentes et des terrains agricoles cultivés très étendus. 1.2.3.3 Contraintes de site

Afin de bien analyser les données fournies par le bureau d‟études Comete Engineering nous sommes amenés à préciser en premier lieu les contraintes du site qui existent et qui nous permettent de distinguer les conditions limites du problème.

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Le recueil des données a permis d‟identifier les caractéristiques ainsi que les contraintes suivantes du site : -

Existence des écoulements dont le plus important est oued el-Maleh;

-

A l'approche à la RN5, on a identifié le carrefour en Y entre la RN5 et la RLM. La jonction en Y étant très dangereuse, le passage supérieur de la Rocade offre la possibilité d'un réaménagement du carrefour, en améliorant grandement la sécurité.

1.3

Données de projet

Les données de projet sont: -

Levée topographique à l'échelle 1/2000;

-

Levée topographique à l'échelle 1/5000;

-

Rapport sur les normes et critères de conception routière;

-

Rapport sur les enquêtes trafic;

-

Rapport hydrologique et hydraulique.

1.4

Travail demandé

Dans ce projet, l'étude concerne les parties suivantes : -

Conception géométrique de lot2-b de la Rocade;

-

Conception géométrique de l'échangeur-Giratoire;

-

Mise en 2x2 voies et décalage de l'axe de la RN5;

-

Décalage de la RLM;

-

Calcul capacité du Giratoire;

-

Etude hydrologique et hydraulique;

-

Signalisation de l'échangeur.

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Chapitre II

__________________________________________________ Etude de trafic

__________________________________________________

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2

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ETUDE DE TRAFIC

Le bureau d'étude Comete engineering a confié l'étude du trafic à un consultant. Dans cette partie nous présentons la méthode de prévision utilisée par le consultant et nous résumons les résultats puisqu‟ils sont nécessaires pour le choix du type d‟aménagement la méthode de calcul ainsi que les résultats obtenus.

2.1

Approche Méthodologique

L‟évaluation du trafic prévisionnel sur l‟infrastructure projetée a été assurée selon l‟approche suivante : 

En utilisant le logiciel de simulation de trafic EMME/2 pour les horizons 2017 et 2027 sur la base des tendances urbanistiques futures et de l‟évolution du réseau routier structurant de toute la région du Grand Tunis;



Par extrapolation linéaire pour l‟horizon 2037 pour trois hypothèses de croissance du trafic (basse, moyenne et haute).

Le modèle EMME/2 est du type statique agrégé, avec minimisation des temps de déplacement pour l‟usager (user optimum), sous contrainte de capacité. A l‟équilibre, la solution représente une situation où les usagers ne peuvent plus améliorer leur parcours en changeant de chemin et où tous les chemins utilisés pour une même paire O/D sont équivalents. Le principe général du processus d‟affectation est que l‟algorithme calcule, pour chaque paire O/D, le chemin sur le réseau routier qui minimise le temps de déplacement, en tenant compte du fait que la vitesse moyenne sur les liens diminue à mesure qu‟on y augmente le débit de circulation. Cette relation se traduit par une série de fonctions (courbes) dites « volumes-délais » qui permettent d‟estimer le temps de parcours par unité de distance en fonction du niveau du chargement du lien. Ces courbes reflètent l‟inverse de la relation débits-vitesses. Donc, l‟algorithme d‟affectation tient compte de la congestion sur le réseau en procédant, itérativement, à la recherche de solutions optimales successives, où les flux simulés à chaque itération permettent d‟estimer les temps de parcours qui seront utilisés pour calculer la

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solution à l‟itération suivante. A chaque pas itératif, l‟algorithme établit une diversion parallèle de la demande sur les nouveaux chemins minimums. La démarche adoptée pour l‟évaluation du trafic prévisionnel sur le réseau routier structurant du Grand Tunis, et en particulier sur l‟infrastructure projetée, se présente de la manière suivante: 2.1.1 Pour les horizons 2017 et 2027

Les principales tâches réalisées pour évaluer le trafic prévisionnel aux horizons 2017 et 2027, sont les suivantes : -

Modélisation du réseau routier structurant du Grand Tunis;

-

Conception des matrices O/D à l‟HPM en uvp;

-

Définition du réseau de référence dans lequel ont été pris en compte et modélisés tous les projets d‟infrastructures routières en cours de réalisation et prévus à chaque horizon;

-

Simulation du trafic aux horizons retenus en procédant à l‟affectation des matrices O/D sur les réseaux modélisés pour les deux situations suivantes: •

Situation de référence sans prise en compte d‟aucun tronçon de la Rocade projetée;

•

Situation de projet, où on ajoute au réseau de référence les différents tronçons de la Rocade étudiée.

2.1.2 Pour l’horizon 2037

Sur la base des hypothèses relatives à la croissance démographique et agrégats macroéconomiques, trois scénarios d‟évolution du trafic durant la période 2027-2037, ont été retenus: -

Scénario haut : 4,0%

-

Scénario moyen : 3,5%

-

Scénario bas : 3,0%.

L‟adoption de ce taux d‟accroissement du trafic a permis d‟estimer le trafic futur sur la Rocade projetée à l‟horizon 2037 sur la base des valeurs obtenues à partir du modèle EMME/2 pour l‟horizon 2027.

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2.1.3 Modélisation du réseau routier structurant du Grand Tunis

La modélisation du réseau du Grand Tunis constitue l‟étape de base pour : -

Le calibrage de la matrice O/D dans la situation actuelle (2012) en utilisant les résultats des enquêtes de trafic réalisées pour les besoins de la présente étude;

-

L'élaboration des matrices futures et par suite la simulation du trafic sur le réseau routier du Grand Tunis aux horizons 2017 et 2027.

L‟approche qui a été adoptée pour réaliser la modélisation du réseau du Grand Tunis, a été la suivante : 1. Tout d‟abord, la zone d‟influence du projet (aire d‟étude) a été définie comme étant l‟ensemble de l‟agglomération de Tunis qui englobe les gouvernorats de Tunis, de l‟Ariana, de Ben Arous et de Mannouba. 2. Ensuite, un découpage de l‟aire d‟étude en zones homogènes a été entrepris en fonction des caractéristiques socio-économiques et d‟accessibilité par les systèmes de transport existants et en se basant sur le découpage retenu dans la cadre du PDRT du Grand Tunis. Ce découpage se présente comme suit : A l‟intérieur de l‟agglomération : 86 zones ont été retenues dans la situation actuelle et 3 zones futures : •

Port Financier

•

Berges du lac nord (parties nord-ouest et sud-ouest)

•

Berges du lac sud

A l‟extérieur de l‟agglomération, 11 zones matérialisant les directions des radiales de liaison du Grand Tunis avec les différentes régions du pays, à savoir : •

Le Nord du pays via la RN8 et l‟autoroute A4 (2 zones);

•

Le Nord-Ouest via la RN5 et l‟autoroute A3 (2 zones);

•

L‟Ouest et le Sud-ouest à travers la RR37, la RN3, l‟autoroute projetée, la RR36, la RR35 (5 zones);

•

Le Sud du pays par le canal de l‟autoroute A1 et la RN1 (1 zone) ;

•

Le Cap Bon par la RR26.

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Il est à signaler que les différentes autoroutes ont été considérées d‟une manière indépendante aux radiaux desservants les mêmes directions, afin de séparer leurs trafics respectifs. Par la suite, un inventaire du réseau de voirie structurante du Grand Tunis, a été réalisé tout en tenant compte des principales liaisons de ce réseau avec l‟extérieur de l‟agglomération. Cet inventaire a été réalisé selon une typologie tenant compte des caractéristiques physiques et des fonctions de ces routes dans le réseau du Grand Tunis. Les types retenus dans le modèle sont les suivants : autoroute, route express, boulevard urbain, route suburbaine, route principale urbaine, route secondaire urbaine. L‟inventaire de la voirie a été accompagné par l‟introduction dans le modèle de tous les paramètres ayant trait aux caractéristiques physiques et aux conditions d'exploitation de chaque tronçon routier (ou lien selon la terminologie du modèle) reliant deux carrefours importants. Ces paramètres, qui concernent chaque lien et qui sont introduits par sens, sont les suivants : •

Le mode de transport utilisé (voiture, autobus et/ou autocar, …)

•

La longueur du lien (en km);

•

La capacité (en nombre uvp par sens);

•

La vitesse libre (en km/heure);

•

La courbe débit/vitesse.

Le trafic comptabilisé dans la situation de référence sur les tronçons ayant fait l‟objet de comptages pour les besoins du calibrage de la matrice O/D relative aux échanges de trafic entre les différentes zones considérées. 2.2

Conception Du Modèle De Trafic

2.2.1 La matrice O/D

La matrice O/D qui traduit donc les échanges de trafic entre les différentes zones retenues (internes et externes au Grand Tunis) a été conçue et actualisée à plusieurs reprises à partir de plusieurs types d‟enquêtes de trafic (enquête ménages, enquêtes O/D, comptages automatiques et manuels en section courante, comptages directionnels au niveau des principaux carrefours du Grand Tunis).

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Les matrices futures (en uvp) aux horizons 2017 et 2027 ont été conçues selon la méthodologie classique : -

Projection des données socio-économiques (population, emplois) par zone, le zoning adopté est présenté dans la figure 3;

-

Génération du trafic par zone (évaluation des émissions et des attractions);

-

Distribution du trafic en utilisant le modèle des facteurs de croissance pour l‟année 2017 et gravitaire pour l‟horizon 2027.

Figure 3: les zones structurant le Grand Tunis

2.2.2

Situation de référence

On ne peut pas considérer que la situation à laquelle on compare la situation « avec projet» soit une situation « sans projet » qui ne contiendrait que le réseau urbain routier tel qu‟il se présente en 2012. Si tel était le cas, le Grand Tunis qui expérimente déjà un niveau de saturation relativement élevé serait très vite totalement saturé. La Rocade se justifierait sans aucun besoin de calculs.

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Une « solution de référence » à laquelle le projet est comparé doit être crédible. Elle doit comporter, à diverses échéances, tous les projets routiers envisageables et réalisables qui contribueront à limiter la congestion du Grand Tunis. 2.2.3 Modélisation de la Rocade

La Rocade a été modélisée en 10 sous-tronçons durant la phase APS pour faciliter l'étude de trafic dont la base à laquelle la Rocade a été découpé est l'intersection avec les routes principales et Autoroutes. Les sous-tronçons de la Rocade aux horizons 2017 et 2027 sont représentés dans le tableau 1 : Tableau 1: Les sous-tronçons de la Rocade

Sous-tronçons Numéro

Début

Longueur Fin

approximative (km)

1

RL533

RN8

8,0

2

RN8

A4

0,4

3

A4

RN7

15,4

4

RN7

RN5

9,7

5

RN5

A3

3,4

6

A3

RR37

8,8

7

RR37

RN3

7,0

8

RN3

RR36

5,1

9

RR36

RR35

10,9

10

RR35

RR34/A1

5,1

Total

73.8

Dans le cadre de notre projet fin d'étude, nous nous sommes intéressés seulement au soustronçon N°4 d'une longueur approximative de 9,7 km appelé dans la suite de l'étude lot2-b.

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Synthèse de l'étude du trafic

2.3

2.3.1 Résultats des simulations aux horizons 2017 et 2027

Les résultats de simulations pour les horizons 2017, 2027 à HPM et TJMA donnés pour chaque sens sont récapitulés dans le tableau 2 : Tableau 2:Trafic sur la Rocade à l’HPM et TJMA (uvp) en 2017 et 2027

Désignation

Sens

RN7-RN5 (Lot2-b)

Nord-Sud Sud-Nord Total

Année 2017 HPM (uvp) TJMA 644 713 1357 14750

Année 2027 HPM (uvp) TJMA 1446 1720 3166 34413

Les valeurs du trafic en TJMA ont été calculées selon les hypothèses suivantes : -

L‟heure de pointe représenterait 8% du trafic total journalier;

-

La part des véhicules lourds dans le trafic total serait de 15%.

2.3.2 Les taux de croissance  Taux de croissance de 2007 à 2027

Le taux de croissance annuel moyen 2007-2012 résulte de la confrontation des données d‟enquêtes (recensement général de la circulation 2007 et campagne du Consultant 2012). Le taux de croissance moyen du trafic 2017-2027 peut se retrouver au moyen de la comparaison des données uvp-km du scénario de référence de 2017 et 2027. On y trouve une croissance de 4,35 % par an. La génération de trafic augmente donc pour sa part à un rythme moins élevé que sur la période 2012-2017 (environ 5 % par an), à savoir 4,35 % / an.  Taux de croissance de 2027 à 2037

Pour cette horizon 2027,2037 trois scénarios ont été proposés (Bas, moyen, hausse). L‟adoption de ces scénarios a permis d‟estimer le trafic futur sur la Rocade projetée à l‟horizon 2037 sur la base des valeurs obtenues à partir du modèle EMME/2 pour l‟horizon 2027. La figure 4 récapitule les trafics à l'HPM pour les trois scénarios et pour chaque sens de circulation.

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5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

Hypothése Basse Hypothése Moyenne Hypothése Haute

Est-Ouest

Ouest-Est

Total

Figure 4: trafic à HPM à l'horizon 2037 pour chaque scénario

Le taux de 3,5% (scénario moyen) pour 2027-2037 par an est plus faible encore, mais ne résulte pas d‟une simple extrapolation des tendances passées (+6 à 7% par an entre 2002 et 2007 ainsi que 5 à 6% entre 2007 et les comptages faits). Ces taux de plus en plus réduits se justifient par le développement attendu des transports collectifs dans le Grand Tunis. 2.3.3 Niveau d’aménagement

A l'année de mise en service, le trafic moyen journalier est de 14750 uvp/jour. Si on opte pour une route de 2×2 voies comme niveau d‟aménagement, le seuil de saturation de 45000 uvp/j sera bien respecté. Les prévisions de trafic pour l'année de mise en service et les horizons 2027, 2037 ainsi que le seuil de gêne et le seuil de saturation de trafic sont représentés dans la figure 5. Seuil de gêne

60000

Prévision du trafic Seuil de saturation

TJMA (uvp)

50000 40000 30000 20000 10000 0 Année de mise en service (2017)

Horizon 2027

horizon 2037

Figure 5: comparaison entre la capacité d'une route à 2 ×2 voies et les prévisions du trafic

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A noter que à partir de l‟année 2035, le seuil de saturation 45000 uvp/jour sera dépassée, mais nous avons respecté la recommandation du bureau d‟études. 2.3.4 Conclusion

Compte tenu du volume du trafic qui connaîtrait une évolution importante au cours des 20 prochaines années, l‟aménagement préconisé pour cette nouvelle infrastructure pourrait être en 2×2 voies. 2.3.5 Trafic au niveau de l' échangeur Rocade-RN5

Cet échangeur-Giratoire constitue l‟intersection de la Rocade étudiée avec la RN5 et la RLM qui se compose de 4 branches qui seraient à l‟horizon 2027 très sollicitées par le trafic: Les mouvements directs sur la Rocade et sur la RN5 (de l‟extérieur vers l‟intérieur de l‟agglomération) enregistreraient les niveaux de trafic les plus élevés. Quant aux mouvements tournants, ils seraient faibles, à part celui provenant de la RN5 (côté Tunis) à destination de la Rocade (côté Nord). Les résultats des simulations de trafic en uvp (à l‟HPM de l‟année 2027) au niveau de l'échangeur Rocade-RN5 sont présentés dans la figure 6.

Figure 6: résultats des simulations de trafic au niveau de l'échangeur

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2.3.6 Matrices origine/destination au niveau du Giratoire aux horizons 20172027-2037

En appliquant les taux retenus pour la croissance du trafic à l‟intérieur du Grand Tunis qui sont respectivement de 4,35 % et 3,5 % pour les périodes 2017-2027 et 2027-2037, les matrices O/D au niveau du Giratoires sur les horizons 2017,2027 et 2037 sont donnés dans les tableaux 3, 4 et 5: Tableau 3: Matrice O/D à l'horizon 2017

O/D 1 2 3 4

1 204 566 67

2 390

3 431 156

78

4 43 108

99

Tableau 4: Matrice O/D à l'horizon 2027

O/D 1 2 3 4

1 318 884 105

2 610

3 673 243

122

4 67 168

155

Tableau 5: Matrice O/D à l'horizon 2037

O/D 1 2 3 4

1 448 1246 148

2 860

3 949 343

172

4 94 237

219

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Chapitre III

__________________________________________________ CONCEPTION GEOMETRIQUE DE : Rocade-RN5-RLM

__________________________________________________

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3

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CONCEPTION GEOMETRIQUE DE LA ROCADE, RN5 ET RLM

Le présent chapitre présente et récapitule les principes de base de conception pour ce projet routier, notamment les normes géométriques appliqué et les principes généraux de conception routière.

Critère De Conception De La Rocade

3.1

3.1.1 Normes adoptés

Pour ce type de projet, on peut appliquer deux normes de conception géométrique ICTAAL [1] et ICTAVRU [2] mais on a retenue l'ICTAAL pour les raisons suivantes: -

Il est toutefois recommandé en milieu périurbain, lorsque le caractère urbain actuel ou futur de la voie est faible, d‟appliquer les règles de l‟ICTAAL;

-

En zone périphérique, lorsque les contraintes d‟urbanisme ne sont pas prépondérantes et lorsque le caractère urbain de la voie est peu affirmé, on cherche à appliquer les prescriptions d'ICTAAL.

3.1.2 Catégorie de la Rocade

Dans les normes ICTAAL, les autoroutes ou sections d‟autoroutes sont classées en deux catégories : -

La catégorie L1 : appropriée dans les zones de plaines ou vallonnées où les contraintes de relief sont modérées avec une vitesse maximale autorisée de 130 km/h;

-

La catégorie L2 : mieux adaptée aux sites de relief difficile, compte tenu des impacts économiques et environnementaux impliqués par le projet, avec une vitesse maximale autorisée de 110 km/h.

En choisissant la catégorie, on doit tenir compte, entre autre: -

des limitations de la vitesse adoptées dans la Tunisie qui est de l'ordre de 110 km/h pour les autoroutes et 90 km/h pour les autres routes de liaison;

-

de l'impact sur les coûts et sur l‟environnement de l'infrastructure. Page | 20

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Pour ce projet nous avons adopté la catégorie L2 à cause de la nécessité de limiter les impacts sur les parcelles agricoles et sur le territoire en général (routes, pistes, canaux d‟irrigation) ce qui est plus facile à obtenir en utilisant des rayons plus réduits. 3.2

Estimation Des Vitesses Pratiquées

En plus de la vitesse maximale autorisée, il est nécessaire de connaître la vitesse réellement pratiquée. On utilise la notion de V85: vitesse au-dessous de laquelle roulent 85% des usagers (ce qui permet d‟exclure les vitesses considérées comme atypiques et extrêmes). Actuellement, le principe retenu est d'écrêter V85 qui égale à 110km/h à la vitesse maximale autorisée. 3.3

Tracé en plan

C‟est la projection de la route sur un plan horizontale, il peut être composé de segments de droites, d‟arcs de cercle (virage) et de courbes de transitons qui améliorent la jonction entre les deux premiers éléments.  Valeurs minimales des rayons en plan

Les rayons en plan minimales suivant la norme ICTAAL [1] qui doivent être respectés sont résumés dans le tableau 6 : Tableau 6: Les rayons en plan minimales

Catégorie Rayon minimal (m) Rayon minimal non déversé (m) Rayon conseillé pour la visibilité (m)

L2 400 650 1700

 Enchainements des éléments du trace en plan

Pour les courbes de rayons inférieurs à 1,5 R

minimal non déversé,

il est indispensable de

respecter les règles d‟enchaînement du tracé ci-après : -

Introduire ces courbes sur des longueurs allant de 500m à 1000m à l‟aide de courbes de plus grand rayon. Dans ce cas les deux courbes successives doivent satisfaire la condition : 𝑅1 ≤ 1.5 𝑅2 Page | 21

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Avec : 𝑅1 : Le rayon de la première courbe 𝑅 2 (≤ 1.5 𝑅𝑛𝑑 ): Celui de la seconde -

Séparer deux courbes successives par un alignement droit de longueur 200m au minimum, saufpour deux courbes de sens contraire introduites par des raccordements progressifs.

Les mêmes règles seront appliqués si possible aussi dans le cas des rayons supérieurs à 𝑅𝑛𝑑 afind‟améliorer le confort et de faciliter le respect des règles de visibilité.  Tracé en plan du lot2-b

L'élaboration du tracé est basée sur le principe suivant: -

Le respect des normes géométriques et des dispositions techniques routières, en donnant à la route projetée les caractéristiques géométriques d‟une route moderne offrant aux usagers la sécurité et le confort;

-

Séparer deux courbes successives par un alignement droit d‟au moins 200 m;

-

Le souci d‟éviter, dans le cadre du possible, les démolitions des constructions existantes;

-

Sauvegarder au maximum l‟environnement tels que les champs d'oliviers et les arbres fruitiers;

-

Bien étudier l'écoulement pour réaliser des ouvrages de franchissement avec un coût minimal citons l'exemple de Oued el-Maleh dont la Rocade passe par la bande minimale comme le montre la figure 7;

-

Essayer au maximum de passer l'axe par les point haut des courbes de niveaux;

-

Le paramètre économique...

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Figure 7: passage de la Rocade au niveau de oued el-Maleh

En utilisant le logiciel PISTE 5 [3], nous avons eu un tracé en plan ayant un axe de longueur de 9000.184 m qui se compose de 7 alignements droits liées par 7 arcs de cercle de rayon supérieur à 950 m. Le tableau des éléments de l'axe en plan se trouve dans l'ANNEXE 1. La figure 8 présente les différents éléments de l‟axe et leurs caractéristiques.

Figure 8: axe en plan sur Piste 5

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3.4

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Profil en Long

Le profil en long est le développement de l‟intersection de la route avec un cylindre à génératrice passant par l‟axe de cette dernière.  Valeurs limites

Le tableau 7 résume les caractéristiques du profil en long pour la norme ICTAAL [1]. Tableau 7: Valeurs limites des paramètres du profil en long

Catégorie Déclivité maximale

L2 6%

Rayon minimal en angle saillant

6 000 m

Rayon minimal en angle rentrant

3 000 m

 Pentes et rampes longitudinale

Le code de la voirie routière impose que les profils en long et les profils en travers des routes soient établis de manière à permettre l'écoulement des eaux pluviales et l'assainissement de la plate-forme. En conséquence, s'il n'existe généralement pas de valeur minimale pour les déclivités, il faut assurer un minimum de : -

0,5 à 1% pour les zones où le dévers est nul afin d'assurer l'évacuation des eaux de surface;

-

0,2 % dans les longues sections en déblai afin d'éviter des sur-profondeurs pour le dispositif longitudinal d'évacuation des eaux pluviales.  Profil en long du lot2-b

Dans la conception du profil en long, la ligne rouge est choisie de sorte qu‟on protège la structure en la mettant hors d‟eau, en calant les ouvrages hydrauliques et les ouvrages d‟art, en minimisant le volume de terrassement et assurant la visibilité et le confort et la sécurité des usagers tout en respectant, au maximum, les cotes seuils et les niveaux des aménagements futures. Les principales contraintes liées au calage de la ligne rouge du profil en long concernent : -

Le respect des côtes des voies et pistes existantes;

-

Le calage des ouvrages hydrauliques;

-

La mise hors d'eau de la chaussée et la garantie d'un drainage efficace. Page | 24

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Pour la conception du profil en long on utilise aussi des alignements droits et

des

paraboles pour relier ces alignements au niveau des décentes et des montées. En effet, dans notre conception nous avons utilisé 16 alignements droits, 15 paraboles, une pente maximale de 6% et une pente minimale de 0,6% pour aboutir à un profil en long de 9001.598 m. Le Tableau des éléments du profil en long se trouve dans l'ANNEXE 1. Les plans de 1 à10 du tracé combiné donné dans le rapport DAO présentent les détails de conception.

3.5

Coordination tracé en plan/profil en long

La coordination du tracé en plan et du profil en long doit faire l‟objet d‟une étude d‟ensemble, afin d‟assurer une bonne insertion dans le site, le respect des règles de visibilité et, autant que possible, un certain confort visuel. Ces objectifs incitent à : -

Associer un profil en long concave, même légèrement, à un rayon en plan impliquant un dégagement latéral important;

-

Faire coïncider les courbes horizontales et verticales, puis respecter la condition: 𝑅𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙 ≥ 6 × 𝑅ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 pour éviter un défaut d‟inflexion; Supprimer les pertes de tracé dans la mesure où une telle disposition n‟entraîne pas

-

de surcoût sensible ; lorsqu‟elles ne peuvent être évitées, on fait réapparaître la chaussée à une distance de 500m au moins, créant une perte de tracé suffisamment franche pour prévenir les perceptions trompeuses. 3.6

Profil en Travers

Un profil en travers représente la coupe verticale du terrain suivant un plan perpendiculaire type à l‟axe du projet. Suivant le terrain naturel et le projet on peut classer le profil en travers en trois catégories : -

profil en remblai;

-

profil en déblai;

-

profil mixte.

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Le profil en travers type (voir fig. 9) illustre essentiellement la largeur de la chaussée et celles des accotements il indique aussi les pentes transversales etc. Il comprend les éléments suivants :

Figure 9: les composantes du profil en travers type de la Rocade

Le choix de profil en travers est étroitement lié à la faisabilité économique du projet et à la nécessité d'une expansion future à 2 fois 3 voies. Le Tableau 8 récapitule les dimensions du profil en travers de la Rocade. Tableau 8: Dimensions en m du profil en travers

Bande Médiane

10

BDG

1

Chaussée



(2*3.5) =7

BAU

2.5

Berme

1.5

TOTAL

34

Pentes transversales



En alignement et en courbe non déversée:

La pente transversale d‟une chaussée est de 2,5% vers l‟extérieur. La pente d‟une B.A.U. (ou d‟une B.D.D.), est identique à celle de la chaussée adjacente, mais au-delà de la surlargeur de la chaussée portant le marquage de rive, elle peut être portée à 4 % pour des raisons techniques. La berme extérieure présente une pente transversale de 8 % qui peut être portée jusqu‟à 25%dans le cas où elle est intégrée au dispositif d‟assainissement. 

En courbe déversée: Page | 26

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La pente transversale d‟une chaussée varie linéairement en fonction de 1/R, entre 2,5 % pour Rnd et 7 % pour Rm. La pente de la B.A.U. (ou la B.D.D.) intérieure à la courbe est la même que celle de la chaussée adjacente. La pente de la B.A.U. extérieure (ou la B.D.D.) reste la même qu‟en alignement droit tant que le dévers ne dépasse pas 4 % ; au-delà, elle est de sens opposé au dévers et égale à 1,5 %, hormis la sur largeur de chaussée qui conserve la même pente que la chaussée. Le profil en travers choisie pour la Rocade en section courante est représenté dans la figure 10:

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ENIT 2013/2014

Figure 10: profil en travers type de la Rocade

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3.7

ENIT 2013/2014

Raccordement Avec L’autoroute

Le raccordement d‟une bretelle et de l‟autoroute est réalisé en entrée par une voie d‟insertion, et en sortie par une voie de décélération. 

Tracé en plan d’une bretelle

Selon la norme ICTAA [1], le dispositif d‟entrée comprend successivement :  une section d‟accélération dont l‟obliquité avec l‟axe de l‟autoroute est comprise entre 3 et 5%. Sa longueur qui dépend du rayon de la dernière courbe (voir fig. 11) de la bretelle, doit permettre d‟atteindre au point "E = 1,00 m", la vitesse conventionnelle de 55 km/h avec une accélération en palier de 1 m/s2 ;  une section de manœuvre adjacente à la chaussée de l‟autoroute, longue de 200 m et large de 3,50 m ;  un biseau long de 75 m.

Figure 11:Dispositif d’entrée sur l’autoroute

Le dispositif de sortie comporte successivement :  une section de manœuvre qui est un biseau contigu à l‟autoroute, longue de 150 m jusqu‟à l‟endroit où le musoir de divergence atteint une largeur de 1 m ;  une section de décélération, dont la longueur permet de passer de la vitesse conventionnelle (70 km/h, pour un rayon de la bretelle inférieur à 120 m) à la fin de la section de manœuvre, à la vitesse associée au rayon de la première courbe rencontrée (voir fig. 12) avec une décélération en palier de 1,5 m/s².

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Figure 12:dispositif de sortie de l’autoroute

Concernant les pentes transversales, en dehors des courbes déversées, la pente d‟un versant est de 2,5 % orientée vers la droite. 

Profil en long d’une bretelle

Les valeurs limites des paramètres du profil en long sont le tableau 9 : Tableau 9:Les valeurs limites des paramètres du profil en long

déclivité maximale rayon minimal en angle saillant rayon minimal en angle rentrant

6% 1 500 m 800 m

Au carrefour de raccordement avec la voirie ordinaire, on peut utiliser des rayons inférieurs sur de faibles développées. 

Profil en travers d’une bretelle

La chaussée est bordée de part et d‟autre par une bande dérasée de même structure qu‟elle, et par une berme qui peut être intégrée au dispositif d‟assainissement. Les largeurs des composantes du profil en travers sont le tableau 10 : Tableau 10: Les largeurs des composantes du profil en travers des dispositifs d'entrés et sortis

Chaussée unidirectionnelle Bande d'arrêt d'urgence Berme

4.75 2.5 1.5

Le Tableau des éléments du tracé en plan et du profil en long des dispositifs d'entrés et de sorties se trouve dans l'ANNEXE 1. Ainsi, le plan 12 donné dans le rapport DAO présente les détails de conception.

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3.8

ENIT 2013/2014

Critère de conception de RN5 et RLM

Puisqu'il y aura une mise en 2×2 voies de la RN5 et donc un élargissement de l'emprise de la route, un décalage de l'axe de RN5 et RLM est imposé pour pouvoir implanter l'échangeurGiratoire toute en respectant les normes de conception. 3.8.1 Normes d'aménagement

En se basant sur les recommandations, des normes en vigueur "Aménagement des Routes Principales – SETRA 1994 [5], de l‟environnement du projet et des considérations économiques les caractéristiques géométriques du RN5 de catégorie R80 et de la RLM de catégorie R60 sont résumés dans le tableau 11 : Tableau 11: Caractéristiques géométriques des différentes normes

Caractéristiques \ Catégorie Tracé en plan

Dévers

Profil en long

R60

R80

Rayon minimal: Rm

120

240

Rayon au dévers minimal: Rdm

450

650

Rayon non déversé: Rnd

600

900

Dévers maximal

7%

7%

Devers minimal (%)

2.5%

2.5%

Déclivité maximale

7%

6%

Rayon en angle saillant

1500

3000

Rayon en angle rentrant

1500

2200

3.8.2 Tracé en Plan de la RN5 et la RLM

La figure 13 montre la nouvelle position du tracé en plan de la RN5 par rapport à celui existant. Ce nouveau tracé décalé de 8m nous a permet d'assurer la liaison entre le rayon d'entrée de la RN5 avec le rayon de sortie la Rocade.

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Figure 13: comparaison entre les Tracé en plan ancien et nouveau de la RN5

Cette rectification de l'axe est d'une longueur de 1307.7 m contenant 3 rayons supérieur à 1250 m et deux alignements droits. Concernant la RLM elle est de même décalée pour assurer la liaison avec la RN5. La figure 14 montre la nouvelle position du tracé en plan de la RLM par rapport à celui existant.

Figure 14: comparaison entre les Tracé en plan ancien et nouveau de la RLM

3.8.3 Profil en long de la RN5 et la RLM

Selon les normes de conception de profil en long pour la norme ARP de type R80 et R60 pour la RN5 et RLM respectivement et en assurant la continuité entre la pente de l'anneau qui Page | 32

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ENIT 2013/2014

est de l'ordre de 1.5% et l'entré de chaque branche on aboutie aux profils en long donnés dans le plan 13 du rapport DAO. Le Tableau des éléments du tracé en plan et du profil en long de la RN5 et RLM se trouve dans l'ANNEXE 1. 3.8.4 Profil en travers de la RN5 et la RLM

Les tableaux 12 et 13 récapitulent les dimensions des éléments représentatives du profil en travers de la RN5 et RLM. Tableau 12: Profil en travers de la RN5 en section courante

largeur de plate-forme

24m

largeur de la chaussée

14m (2x2 voies de 3,5m chacune)

largeur des accotements

2 m (1 m pour le BDD et 1 m pour la berme)

Terre Plein Central

5m

Tableau 13:Profil en travers de la RLM en section courante

largeur de plate-forme

11m

largeur de la chaussée

7m (2 voies de 3,5m chacune)

largeur des accotements

2 m (1 m pour le BDD et 1 m pour la berme)

Les profils en travers de RN5 et RLM sont présentés dans les figures 15 et 16 respectivement.

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Figure 15:profil en travers de la RN5 en section courante

Figure 16:profil en travers de la RL- Mornaguiya en section courante

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Chapitre VI

__________________________________________________ CONCEPTION GEOMETRIQUE DE L'ECHANGEUR

__________________________________________________

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4 4.1

ENIT 2013/2014

CONCEPTION GEOMETRIQUE DE L'ECHANGEUR Introduction

Un échangeur autoroutier est un système de bretelles routières permettant de s'engager sur une voie rapide, ou sur une autoroute ou de les quitter pour prendre une autre autoroute ou une route du réseau routier ordinaire. Les échangeurs se trouvent donc aux intersections entre autoroutes, ou entre une autoroute et un autre type de route. Ils permettent d'éviter tout croisement à niveau pour limiter le ralentissement des voies concernées. Un échangeur autoroutier compte au minimum un pont permettant à une autoroute d'enjamber l'autre. Dans les cas les plus complexes, les chaussées peuvent s'étager sur quatre niveaux différents (échangeur dit "Four-stack"). Un échangeur peut être complet (bidirectionnel) ou partiel (donnant accès à une seule direction de l'autoroute). Le type et la configuration de l‟échangeur sont choisis en fonction des échanges à assurer, de l‟intensité des trafics, du mode d‟exploitation et de la configuration du site. Il existe plusieurs types d'échangeurs, les plus utilisés sont : -

Échangeur en trèfle

-

Échangeur en double trompettes

-

Échangeur annulaire

-

Échangeur à niveaux

-

Echangeur-Giratoire

 Cas de projet: Echangeur-Giratoire Pour ce projet nous avons voulu réaliser une connexion directe entre la Rocade et toutes les interférences de Rocade avec les routes nationales et régionales du Grand Tunis. Comme point de croisement avec la RN5, on a identifié le carrefour en Y entre la RN5 et la RLM comme le montre la figure 17. La jonction en Y étant très dangereuse, le passage supérieur de la Rocade offre la possibilité d'un réaménagement du carrefour, en améliorant grandement la sécurité.

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ENIT 2013/2014

Figure 17 : la jonction en Y existante

L'insertion d'un carrefour Giratoire qui sera franchi par la Rocade est la solution la plus adéquate pour ce projet afin de garder la situation actuelle des routes existantes. Ce choix nécessite un ouvrage d'art spécialement conçu comme le montre l'exemple dans la figure 18. L'étude est liée à l'étude de l'architecture et de l'impact visuel de l'ouvrage, ainsi que des considérations de sécurité routière et de visibilité.

Figure 18 : exemple d'un carrefour Giratoire

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Étude de la Rocade du Grand Tunis

4.2

ENIT 2013/2014

Classement Des Carrefours Giratoires

Selon le trafic, la nature des voies, le domaine d‟utilisation et les exigences de l‟environnement, on peut classer les carrefours Giratoires en 5 familles [6] : -

les Giratoires urbains « standards »;

-

les Giratoires urbains « stratégiques »;

-

les Giratoires périurbains destinés à l‟aménagement des entrées de ville;

-

les Giratoires de rase campagne du réseau routier non structurant (VNRS);

-

les Giratoires de rase campagne du réseau routier structurant (VRS).

On peut aussi classer les Giratoires selon le diamètre du rayon du Giratoire Rg tel qu‟on trouve : -

les petits Giratoires Rg < 15 m;

-

les Giratoires moyens15 m . Tableau 28: Caractéristiques physiques des bassins versants

bv1 bv2 bv3 bv4 bv5 bv6 bv7 bv8 bv9 bv10 bv11 bv12 bv13

A (km²)

P (m)

Zmax

Zmin

I%

L(m)

0.2513 0.1305 0.3969 0.0856 6.689 0.1732 0.04392 0.1109 0.1476 0.0598 0.3516 0.1747 1.1717

2.088 1.543 2.558 1.148 10.054 1.896 1.659 1.441 1.537 1.123 2.417 2.098 7.112

110 120 149 112 186 116 99 144 149 143 143 76 107

56 65 71 94 60 75 81 108 126 112 76 37 32

1.67 1.95 2.26 2.04 2.5 1.01 1.41 1.36 0.98 2.45 1.96 1.5 1.91

315.45 217.47 711.89 66.61 3279.61 270.33 98.33 326 165.87 98.81 660.98 686.29 1811.62

Avec : A: surface des bassins versants en km² P: périmètre des bassins versants en m Zmax: élévation maximale en m Zmin: élévation minimale en m I: pente moyenne en % m/m L: longueur du plus long écoulement en m

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Étude de la Rocade du Grand Tunis 

ENIT 2013/2014

Coefficient de ruissellement

Le coefficient de ruissellement est un paramètre important puisqu‟il permet d‟évaluer l‟aptitude du bassin versant à générer un ruissellement. Ce coefficient dépend aussi bien de l‟occupation du sol que de la période de retour de l‟événement hydrologique. Le tableau 29 indique le coefficient de ruissèlement en fonction de la pente et de l‟indice de végétation. Tableau 29: Coefficient de ruissellement en fonction de la pente et de l’indice de végétation [15]

Pente Pente faible (15%)

Indice de végétation Plus de 50% couverte par végétation

Kr 0.3

Entre 30% et 50% couverte par végétation

0.4

Moins de 30% de la surface du bassin versant est couverte par végétation

0.5

Plus de 50% couverte par végétation

0.4

Les bassins versants du projet présentent des pentes largement inférieures à 15% et comme le projet traverse des zones ayant des indices de végétation différentes, nous avons donc adopté deux coefficients de ruissèlement: -

Les bassins versants 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9 sont caractérisés par une végétation entre 30% et 50% et par conséquence le coefficient de ruissèlement adopté est 0.4;

-

Les autres bassins versants ont une surface couverte par végétation moins de 30% et donc le coefficient de ruissellement est pris égal à 0.5.

7.1.3

Temps de concentration

Le temps de concentration dépend de la couverture du sol, de la forme et de la pente du bassin, de l'événement pluvieux etc. Sa détermination est délicate. Parmi l'ensemble de corrélations établies pour le calcul de ce paramètre nous retiendrons deux formules :  Formule de Ventura

𝑡𝑐 = 76.3

𝐴 𝐼

pour des bassins de superficies inférieures à 25 km ².

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Étude de la Rocade du Grand Tunis

ENIT 2013/2014

Avec A: superficie du bassin versant en km². L: Longueur de l'oued en km. I: pente moyenne de Talweg.  Formule de Kirpich

𝐿0.77 𝑡𝑐 = 0.0195 0.385 𝐼 Avec t c: temps de concentration en minutes L : longueur du thalweg en m I : pente moyenne du bassin en m/m.

Une fois le temps de concentration est calculé, l'intensité de pluie correspondante est déduite à partir des courbes intensité-durée-fréquence. 7.1.4 Intensité de la pluie

L'évaluation des débits de dimensionnement à prendre en considération passe souvent par la définition de la pluie qui le génère ce qui nous amène à étudier les fonctions de répartition des averses en rapport avec leur durée sur de longues périodes d'observations. Le dépouillement des séries hydrologiques a abouti à la définition des classiques des courbes IDF qui détermine les intensités moyennes maximales d'une durée donnée correspondante à une période de retour définie. La figure 36 présente la courbe IDF enregistré à la station de Saïda Mannoubia. Ces courbes régionalisées, peuvent être représentées par les formules analytiques de Montana de la forme: 𝑖 𝑡, 𝑇 = 𝑎 𝑡 . 𝑡 𝑏(𝑡) Avec : i: Intensité moyenne maximale en mm/h. t : durée de l‟averse en mn. a et b : des coefficients d‟ajustement, constants pour une période de retour donnée.

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ENIT 2013/2014

1000

Intensité en mm/h

100

100 ans 50 ans 20 ans 10 ans 5 ans 2 ans

10

1 1.0

10.0

100.0

1000.0

Durée en min

Figure 36: courbe IDF - la station de Saïda Mannoubia

La mise en équation des différentes courbes aboutit aux résultats donnés dans le tableau 30: Tableau 30: Formules obtenues et paramètres correspondant aux differents periodes de retour

T(an)

a(T)

b(T)

Equation

2

239,8

0,602

I = 240 t

5

299,2

0,596

I = 299 t - 0,596

10

346,4

0,595

I = 346 t - 0,595

20

393,7

0,594

I = 394 t

- 0,594

50

455,9

0,592

I = 456 t

- 0,592

100

502,6

0,590

I = 503 t - 0,590

- 0,602

7.1.5 Evaluation des débits des crues

Quelle que soit la méthode retenue, les résultats de calcul des débits de projet de Bassin Versant Naturel (BVN) sont entachés d‟incertitudes (valeur des précipitations, complexité des phénomènes…). Une enquête sur le terrain doit être effectuée pour s‟assurer de la cohérence des résultats de calcul. Dans cette partie on calcule les débits des crues avec deux méthodes: la méthode rationnelle et la méthode américaine SCS curve number. Page | 78

Étude de la Rocade du Grand Tunis 

ENIT 2013/2014

Formule rationnelle

Cette formule repose sur le concept du temps de concentration qui est défini comme étant le temps mis par les gouttes de pluie les plus éloignées hydrauliquement à l'exutoire pour l'atteindre. L'expression de la formule rationnelle est : Q=

K a . c. i. A 3.6

Avec Q: débit de pointe de période de retour T en m. A: superficie du bassin en km². i: intensité de la pluie en mm/h de durée t. c: coefficient de ruissellement. K a : Coefficient d'abattement spatial de pluie. Ka=1 pour une superficie < 25 km². 

SCS curve number

La méthode SCS du Soil Conservation Service a été mise au point aux Etats Unis sur la base de résultats de mesures pluvio-hydrométriques pratiquées sur plusieurs centaines de bassins versants. La méthode du SCS nécessite des connaissances des éléments suivants : -

Les données concernant les caractéristiques des précipitations et des tempêtes de la région;

-

Les valeurs de l'utilisation ou de la couverture du sol, du traitement ou de la méthode de conservation, des conditions hydrologiques et des caractéristiques du sol dans la région, représentées par le numéro de courbe des précipitations (CN).

Après avoir déterminé le CN comme montré dans l'annexe 3, nous calculons la valeur de l‟absorption potentielle maximale S qui est calculée à partir de la formule suivante: 𝑆 = 25.4 ∗ (

1000 − 10) 𝐶𝑁

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ENIT 2013/2014

Le volume de ruissellement Q en mm est trouvé par la formule suivante : (𝑃 − 0.2𝑆)2 𝑄= 𝑃 + 0.8𝑆

Avec P : précipitations réelles (mm)

Finalement le débit de pointe peut être estimé par :

𝑞=

0.00208 ∗ 𝐴 ∗ 𝑄 𝐷 2

+ 0.6𝑇𝑐

Où : q = le débit de pointe du ruissellement (en m3/s) A = aire du bassin hydrographique (ha) Q = le volume de ruissellement (en mm par rapport au bassin hydrographique) D = la durée de la tempête (h) Tc = le temps de concentration (h) 

Résultats

Le tableau 31 récapitule les débits d‟eaux à évacuer à partir de l'étude hydrologique. Tableau 31:Résultats de calcul des débits de crue

bv1

Rationnelle 1.46

SCS 2.09

bv2

0.97

1.63

bv3

2.21

3.05

bv4

0.73

1.35

bv5

16.56

13.18

bv6

0.97

1.35

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Étude de la Rocade du Grand Tunis

7.2

ENIT 2013/2014

bv7

0.41

0.80

bv8

0.78

1.25

bv9

0.86

1.23

bv10

0.75

1.23

bv11

2.43

2.68

bv12

1.37

1.65

bv13

5.62

4.82

Etude hydraulique

Pour le dimensionnement des ouvrages de traversée des oueds on a généralement besoin du débit de la crue du projet et de la forme du lit d'oued ce qui nous permet de concevoir et de dimensionner des ouvrages adéquats permettant de jouer leur rôle avec le minimum de perturbation possible du fonctionnement naturel des oueds. 7.2.1 Méthode de calcul en déversoir

Ce calcul est valable lorsque l‟ouvrage projeté ne cadre pas avec un écoulement généralement peu marqué, se faisant sur une grande largeur et sous une faible lame d‟eau. L‟ouvrage est alors assimilé à un déversoir à seuil épais placé à l‟aval d‟un réservoir. L‟apparition de cette singularité dans l‟écoulement (le déversoir) fait passer la ligne v2

𝑑𝐸

d‟énergie (E = h + 2g ) par un minimum ou un maximum local (𝑑ℎ =0) ce qui entraine l‟apparition d‟une section critique qui permet de faire transiter le débit maximal. 𝑄²𝐿

Le calcul classique en section critique montre que 𝑔𝑆³ = 1 (3) Ou L est la largeur superficielle de la section et S la section mouillée en prenant 𝑆 = ℎ𝑐 𝑥 𝐿 et 𝑄 = 𝑆 𝑥 𝑣𝑐 , il vient d‟après (3) ℎ𝑐 = Et en écrivant BERNOUILLI : 𝐻 + Et en supposant que V0=0

3

𝑉02 2𝑔

𝑣𝑐 2 𝑔

3

= 2 ℎ𝑐 2

𝐻 = 2 ℎ𝑐 𝑜𝑢 ℎ𝑐 = 3 𝐻

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ENIT 2013/2014

3 2

D‟où 𝑄 = 𝑆 𝑥 𝑉𝑐 = ℎ𝑐 𝑥 𝐿 ℎ𝑐 𝑥𝑔 = ℎ𝑐 𝑥 𝐿 𝑔 = 𝐿 𝐻

3 2

3

2 2 3

𝑔

3

= 1.7𝐿𝐻 2 Ce calcul montre que l‟écoulement à l‟intérieur du dalot peut être torrentiel (à la limite du critique), à l‟aval le régime d‟couplement redevient fluvial. Ce passage d‟un régime à un autre s‟accompagne d‟une dissipation d‟énergie s‟effectuant sous forme de création d‟un ressaut qui peut mettre en péril l‟ouvrage si une protection suffisante n‟est pas prévue. La figure 37 représente une coupe longitudinale d'une traversée par dalot.

Figure 37:traversée par dalot

Pour tenir compte des pertes de charges dues à l‟entonnement dans l‟ouvrage nous avons adopté la formule :

𝑄 = 1.6𝐿𝐻3/2 Avec -

L : largeur de l‟ouvrage (m).

-

H : hauteur d‟eau à l‟amont (m).

-

h : la charge à l‟amont du dalot doit être entre 80% et 120% de la hauteur intérieure du dalot (0.80h