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

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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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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

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

4 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

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

8 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 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

__________________________________________________

Présentation du projet

_______________________________________________


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1 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


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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


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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

__________________________________________________


Page | 9

2 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 macro-

économiques, 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 Longueur

approximative

(km)

Numéro Début Fin

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 sous-

tronçon N°4 d'une longueur approximative de 9,7 km appelé dans la suite de l'étude lot2-b.


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2.3 Synthèse de l'étude du trafic

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 Année 2017 Année 2027

HPM (uvp) TJMA HPM (uvp) TJMA

RN7-RN5 (Lot2-b) Nord-Sud 644 1446

Sud-Nord 713 1720

Total 1357 14750 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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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.

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

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Est-Ouest Ouest-Est Total

Hypothése Basse

Hypothése Moyenne

Hypothése Haute

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

Année de mise en service (2017) Horizon 2027 horizon 2037

TJM

A (

uvp

)

Seuil de gêne

Prévision du trafic

Seuil de saturation


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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 2017-2027-2037

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

1 390 431 43

2 204 156

3 566 78 108

4 67 99


O/D 1 2 3 4

1 610 673 67

2 318 243

3 884 122 168

4 105 155


O/D 1 2 3 4

1 860 949 94

2 448 343

3 1246 172 237

4 148 219


Page | 19

Chapitre III

__________________________________________________

CONCEPTION GEOMETRIQUE DE :

Rocade-RN5-RLM

__________________________________________________


Page | 20

3 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.

3.1 Critère De Conception De La Rocade

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.


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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 L2

Rayon minimal (m) 400

Rayon minimal non déversé (m) 650

Rayon conseillé pour la visibilité (m) 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


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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 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 L 2

Déclivité maximale 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.


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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:


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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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Figure 10: profil en travers type de la Rocade


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3.7 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 6%

rayon minimal en angle saillant 1 500 m rayon minimal en angle rentrant 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 4.75

Bande d'arrêt d'urgence 2.5 Berme 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 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'échangeur-

Giratoire 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 R60 R80

Tracé en plan Rayon minimal: Rm 120 240

Rayon au dévers minimal: Rdm 450 650

Rayon non déversé: Rnd 600 900

Dévers Dévers maximal 7% 7%

Devers minimal (%) 2.5% 2.5%

Profil en long 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


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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 CONCEPTION GEOMETRIQUE DE L'ECHANGEUR

4.1 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.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Voie_rapide

http://fr.wikipedia.org/wiki/Autoroute

http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9seau_routier


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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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4.2 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 <Rg < 22 m;

- les grands-Giratoires Rg 22 m.

4.3 Avantage des carrefours Giratoires

Les carrefours Giratoires ont beaucoup plus d‟avantages à comparer avec les intersections

traditionnelles, qui sont principalement :

- Le renforcement de la sécurité

La réduction du nombre de points de conflits, figure 19, et de la vitesse des véhicules

entrainent la diminution considérable des risques d‟accidents et de blessures graves.

Figure 19: la sécurité des Giratoires – Nombre de points de conflit entre véhicules [7]


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- La réduction de la vitesse

La pénétration dans un carrefour Giratoire nécessite la diminution de la vitesse, ce qui

n‟est pas le cas dans les carrefours à feux.

- L'accroissement de la capacité

Un carrefour Giratoire permet une meilleure gestion du nombre élevé de véhicules qui

effectuent des virages à gauche que des feux de signalisation.

- La diminution des arrêts et des retards

Le céder le passage à l'entrée d'un carrefour Giratoire réduit considérablement les retards

causés par l'arrêt et l'attente du feu vert dans d‟un carrefour à feux ou l'attente de pouvoir

s‟engager dans la circulation au niveau d‟un panneau de stop.

- La diminution du ralentissement et de la pollution atmosphérique

La réduction du ralentissement entraîne une diminution de la consommation de carburant

et une meilleure qualité de l‟air grâce à la diminution des émissions de dioxyde de

carbone.

- La réduction des coûts d’entretien

Le carrefour Giratoire élimine les coûts d‟entretien et d‟électricité rattachés aux feux de

circulation.

- L'amélioration esthétique de l’infrastructure

L‟îlot central offre des possibilités d‟aménagement paysager et décoratif. La Tunisie est

un très bon exemple dans l‟aménagement des ilots de Giratoires par l‟implantation des

sculptures de la particularité de la région. La figure 20 est un exemple de carrefour situé à

Hammamet.

Figure 20: carrefour Giratoire à Hammamet


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4.4 Le principe de conception du Giratoire

La méthode ou le processus de conception est itératif, en quelque sorte la recherche

d‟un compromis entre la capacité, la sécurité et les contraintes de site.

4.4.1 Contraintes de site :

- La zone d'étude contient plusieurs routes qui s'interfère avec la Rocade et

l'existence d'un carrefour en Y entre la RN5 et la RLM;

- La mise en 2×2 voies de la RN 5 engendre l'élargissement de l'emprise de la

route et par conséquence l'implantation de l'échangeur Giratoire est impossible

puisque l'espace sera limitée. Pour assurer la connexion entre le RN5 et la

Rocade il est nécessaire de décaler l'axe de la RN5 comme l'indique la figure 21;

- De même que la RN5, la RLM est décalé en gardant la même emprise.

Figure 21 : schéma simplifié de l'échangeur-Giratoire

4.4.2 Géométrie des carrefours Giratoire :

Les principes recommandés pour mesurer sur le terrain les caractéristiques géométriques

des Giratoires sont les suivants [8] :

- Angle entre branches : A mesurer entre les axes des routes qui arrivent sur le

Giratoire;

- Rayon d'îlot central infranchissable: Il s'agit du rayon de l'îlot infranchissable

délimité par des bordures basses (fig. 22);


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- Largeur de bande franchissable : La bande doit être de pente inférieure à 6% et

être délimitée par des bordures de moins de 3 cm sans ligne continue;

- Largeur d'anneau : Elle est mesurée entre marquage (en rase campagne) ou à

défaut de marquage, entre bordures;

- Largeur d'entrée : Elle est mesurée entre marquage ou à défaut de marquage,

entre bordures, 4 m avant la ligne de cédez-le-passage, perpendiculairement à la

tangente à la courbe d'entrée. Un évasement de l'entrée sur une courte distance (par

exemple un passage de 1 à 2 voies dans les 30 derniers mètres) nécessite de prendre

en compte la longueur d'évasement;

- Largeur d'îlot séparateur : Elle est mesurée à la base du triangle de construction.

Pour une entrée ou une sortie à sens unique, la largeur d'îlot est nulle;

- Largeur de sortie : Elle est mesurée entre marquage ou à défaut de marquage, entre

bordures, 4 m après la sortie de l'anneau, perpendiculairement à la tangente à la

courbe de sortie. Un rabattement ou un évasement en aval du point de mesure n'a

aucune influence sur la capacité;

-

Figure 22: les caractéristiques d’un Giratoire.

Ces paramètres selon la norme SETRA sont utilisés pour l‟étude des Giratoires.

Le tableau 14 énumère les paramètres de construction d‟un Giratoire et illustre les

valeurs courantes de ces derniers.

Rayon de sortie RS

Rayon d’entrée Re

Largeur de la

chaussée annulaire

Largeur de sortie

Largeur de départ

Largeur

d’approche Largeur

d’entrée

Diamètre

extérieure

Ilot central

Ilot

séparateur


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Tableau 14: Les paramètres de construction d’un Giratoire. [9]

Notations Paramétrage Valeurs courantes (en m)

Rayon du Giratoire Rg 12 mRg 25 m Rg=12 Rg=15 Rg=20 Rg=25

Largeur de l’anneau la 6 m la 9 m 7 7 7 8

Surlargeur franchissable slf 1.5 m si Rg 15 m 1.5 1.5 __ __

Rayon intérieur Ri Rg. la. slf 3.5 6.5 13 18

Rayon d’entrée Re 10 m Re 15 m et Rg 12 15 15 15

Largeur de la voie

entrante

le le=4 m 4 4 4 4

Rayon de sortie Rs 15 m Rs 30 m et Ri 15 20 20 20

Largeur de la voie

sortante

ls 4 m ls 5 m 4 4 4.5 5

Rayon de raccordement Rr Rr=4 Rg 48 60 80 100

4.4.3 Méthode de conception d’un carrefour Giratoire :

La méthode ou le processus de conception est itératif, en quelque sorte la recherche d‟un

compromis entre la capacité et la sécurité. Un changement, même mineur, apporté à la

géométrie d‟un élément du carrefour peut en modifier considérablement le niveau de sécurité

et de performance, car les composantes géométriques ne sont pas indépendantes les unes des

autres. Selon BRUNO Marquis [10] la méthode proposée pour concevoir un carrefour

Giratoire se résume en dix étapes:

Première étape : le choix des principaux critères de conception

Après l‟analyse ayant permis de fixer provisoirement le rayon extérieur et l‟alignement des

branches à raccorder au carrefour, il faut, à l‟aide d‟un gabarit ou d‟un logiciel spécialisé,

procéder à la simulation du passage du véhicule de conception. Il faut déterminer, par une

analyse sommaire de la capacité du carrefour, le nombre de voies nécessaires aux entrées, aux

sorties et sur l‟anneau du carrefour ainsi que tout aménagement paysager doit être conçu en

tenant compte de la sécurité en assurant une bonne visibilité pour tous les usagers.

Deuxième étape : l‟analyse du site


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Cette étape concerne l‟analyser le site du carrefour: Préciser les limites des propriétés,

localiser les équipements de services publics, les arbres, le mobilier urbain, les stationnements

et les accès existants, afin d‟établir l‟emprise disponible ou à acquérir pour construire le

carrefour Giratoire et les branches qui s‟y raccordent.

Troisième étape : la détermination des éléments physiques

Il est reconnu que la sécurité d‟un carrefour Giratoire augmente à mesure que la dimension

du carrefour diminue. Le choix des caractéristiques du Giratoire doit donc se faire en tenant

compte du milieu, des caractéristiques du site, de la catégorie de la route, de la vitesse

d‟entrée et du débit prévu.

Quatrième étape : la vérification de l‟emplacement et de la dimension du carrefour

Le raccordement des branches d‟un carrefour Giratoire est une étape cruciale dans la

détermination de son emplacement. Le meilleur alignement, pour un carrefour Giratoire, est

atteint lorsque la ligne de centre des routes s‟y raccordant croise le centre de l‟îlot central.

Dans le cas où l‟alignement idéal n‟est pas possible, les voies d‟entrée doivent être désaxées

vers la gauche du centre. L‟aménagement des entrées et des sorties détermine la vitesse à

laquelle les véhicules entrent et sortent du carrefour Giratoire.

Cinquième étape : la conception des îlots séparateurs

Les îlots séparateurs sont des éléments physiques obligatoires dans la conception des

carrefours Giratoires. De forme triangulaire, ils comblent l‟espace entre la voie d‟entrée et la

voie de sortie de chaque branche du carrefour Giratoire et permettent aux piétons de s‟y

réfugier quand ils traversent le carrefour. Il existe deux méthodes de conception dont la

première se base sur la conception de l'ilot séparateur puis les voies de circulation et la

deuxième se procède inversement que celle précédant.

Sixième étape : la simulation

Dans cette étape il faut vérifier les manœuvres à l‟entrée, à la sortie et dans l‟anneau du

carrefour Giratoire, à l‟aide d‟un logiciel de simulation pour le véhicule de conception.

Septième étape : l‟uniformisation de la vitesse dans le carrefour Giratoire

À ce stade de la conception, il faut vérifier l‟efficacité de la déflexion à l‟entrée du

carrefour pour réduire la vitesse d‟entrée. La géométrie du carrefour ne doit pas permettre une

vitesse supérieure à celle recommandée pour cette catégorie de carrefours. Il est également

important de vérifier l‟uniformité de la vitesse dans le carrefour


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Huitième étape : la vérification des distances de visibilité

Puisqu‟il n‟y a pas d‟arrêt obligatoire à l‟entrée d‟un carrefour Giratoire, les véhicules

circulant dans l‟anneau doivent être visibles pour les conducteurs qui veulent y entrer.

Neuvième étape : l‟étude de la capacité et du degré de saturation

La capacité d‟un carrefour Giratoire est déterminée par ses caractéristiques géométriques,

la largeur et le nombre de voies à l‟entrée, la largeur de la chaussée annulaire, la longueur de

l‟évasement, le rayon extérieur de l‟anneau, le rayon d‟entrée et les angles d‟entrée. Le retard

d‟attente et le retard géométrique sont deux paramètres nous informant de la qualité du

service à une intersection.

Dixième étape : la finition

Cette étape a pour but de compléter la conception géométrique des entrées et des sorties

ainsi que les détails des îlots séparateurs, comme les rayons et le dégagement des musoirs. Un

processus itératif (vérification – modification – vérification) est nécessaire pour en arriver à la

géométrie finale du carrefour Giratoire.

4.5 Choix des caractéristiques géométrique du Giratoire

La conception du Giratoire dépend essentiellement des profils en travers de chaque routes

en intersections ainsi que de l'importance de trafic.

Pour aboutir à la bonne conception on a passé par des variantes selon les rayons de giration

allant de 50 m jusqu'au 58 m. Le tableau 15 récapitule les variantes géométriques proposées

pour la conception du Giratoire.


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Tableau 15: Variantes des caracteristiques géometrique du Giratoire

Notations valeur à

adopter

commentaires Variante1 Variante2 Variante3

Rg Le choix de rayon de giration est itératif puisque il faut assurer l'entrée et la

sortie à la Giratoire en toute confort et sécurité et en respectant les normes de

visibilités

50 54 58

La 8m Si on prend La=9m on risque d'avoir 3

voies dans l'anneau.

C'est qui engendre un manque de

sécurité.

Ce n'est pas utile de prendre une largeur

<=7m parce que le rayon de Rg est

important

8 8 8

Ri Rg-La 42 46 50

Re 15m Re doit être minimal pour limiter la

vitesse des véhicules entrants

15 15 15

Le 4m 4 4 4

Rs 25m Rs doit être grand pour facilité la sortie

des véhicules

30 30 30

Ls 5m Ls maximale 5 5 5

Rr 4*Rg 200 216 232

La variante 3 avec un rayon de giration de 58 m a était retenue car ce rayon de giration

assure l'enchaînement des rayons d'entré, rayon de giration et le rayon de sortie et surtout au

niveau de la liaison entre la RN5 et le dispositif d'entré de la Rocade, les caractéristiques

géométriques de la variante retenue sont récapitulé dans le tableau 16.

Tableau 16: Variante à retenir

Notations Rg La Slf Ri Re Le Rs Ls Rr

Variante retenue 58 8 - 50 15 4 30 5 232

Concernant les ilots séparateurs, on construit d‟abord l‟îlot séparateur et, par la suite, les

voies d‟entrée et de sortie et les rayons correspondants. Afin que l‟îlot ait les bonnes

dimensions en fonction de rayon du carrefour Giratoire et que la déflexion de la voie d‟entrée

soit adéquate, un triangle de construction peut être utilisé comme guide par le concepteur. Ce

triangle est construit sur l‟axe de la branche d‟approche qui correspond à sa hauteur et le bord

de la chaussée annulaire constitue sa base. Le tableau 17 récapitule les différentes

caractéristiques géométriques.


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Tableau 17 : Les paramètres retenus de l'ilot séparateur

Notation Paramétrage Valeurs courantes (m)

Rayon Giratoire C - 58

Hauteur du triangle de construction

H H=Rg 58

Base du triangle de construction B B=Rg/4 14.5

Départ de l’îlot sur l’axe D d=(0.5+Rg/50)/2ou0 0.83

Rayon de raccordement des bordures

R r=Rg /50 1.16

Finalement, la conception du Giratoire est présenté dans la figure 23:

Figure 23: conception de l'échangeur sur Autocad

Le chapitre suivant présente une étude sur la capacité du Giratoire Rocade-RN5 afin de

vérifier le bon fonctionnement de chaque branche ainsi que le temps d'attente de l'usager à

l'entré du Giratoire aux horizons 2027 et 2037.


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Chapitre III

__________________________________________________

La capacité d’un carrefour Giratoire

__________________________________________________


Page | 48

5 LA CAPACITE D’UN CARREFOUR GIRATOIRE

La capacité est un paramètre technique qui reflète le niveau de service (évalué par rapport

au débit maximum) assuré par le carrefour de point de vue de la seule prise en compte du

nombre de véhicules à gérer au droit de l‟aménagement. La capacité est exprimée en u.v.p par

unité de temps. Lorsqu‟on veut vérifier qu‟un projet de carrefour Giratoire écoulera une

demande de trafic donnée, on travaille entrée par entrée. Si pour au moins une entrée la

capacité est insuffisante, on modifie le projet.

5.1 Calcul de la capacité d’une entrée

La capacité d'une entrée dépend essentiellement du trafic gênant au droit de l'entrée

étudiée. Ce trafic gênant se compose d'une partie du trafic sortant à la branche considérée et

du trafic tournant au droit de l'entrée :

- le trafic sortant : l'automobiliste souhaitant entrer sur le Giratoire n'arrive pas à

déterminer pour une partie du trafic sortant à la même branche, si les véhicules vont

sortir ou non. Bien que ces véhicules n'entrent pas en conflit avec le véhicule

entrant, ils génèrent une gêne pour les véhicules entrants;

- le trafic tournant : il s'agit du trafic circulant au droit de l'entrée et sortant au-delà;

- Les traversées piétonnes peuvent également engendrer une perte de capacité;

- La réserve de capacité RC d'une entrée est donnée sous deux formes, fonctions de

la capacité C et du trafic entrant QE(i) de la branche étudiée :

𝑅𝐶 = 𝐶 − 𝑄𝐸(𝑖)en uvp/h : c'est le trafic supplémentaire que pourrait supporter

l'entrée avant saturation.

RC =𝐶−𝑄𝑒

𝐶en % : cette valeur donne le pourcentage de capacité encore disponible

avant saturation.

5.2 Réserve de la capacité d’une entrée

Suivant le pourcentage de réserve de capacité calculé à l'heure de pointe on peut évaluer la

qualité de service du Giratoire.

- Si la réserve de capacité est supérieure à 80% sur toutes les entrées, le carrefour

Giratoire n'est probablement pas justifié;


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- Si la réserve de capacité est supérieure à 50% pour une entrée donnée, il y a lieu de

vérifier que l'entrée n'est pas surdimensionnée. Par exemple, s'il est prévu 2 voies

(7 m), on envisagera de rétrécir à 1 voie (3,5 m ou 4 m). Ceci laissera une capacité

suffisante et améliorera la sécurité;

- Si toutes les entrées ont une large réserve de capacité (plus de 50%), le

dimensionnement global du Giratoire pourra être réduit : un rayon de 15 à 20 m

peut suffire plutôt que 35 à 50 m pour des 3 ou 4branches (ceci va aussi dans le

sens de la sécurité en heure creuse). La largeur de la chaussée annulaire n'a que

rarement besoin d'être supérieure à 8 ou 9 m (on rappelle qu'un anneau à 3 voies

n'est justifié que si au moins une entrée est à 3 voies);

- Si la réserve de capacité d'une entrée est comprise entre 5 et 25%, des files d'attente

assez longues peuvent être prévisibles aux hyper-pointes (périodes courtes à

l'intérieur de l'heure de pointe) ou aux pointes hebdomadaires ou saisonnières. Sur

les axes à fortes pointes saisonnières, il sera nécessaire d'étudier le carrefour dans le

contexte de ces pointes. On cherchera soit à élargir l'entrée (sur 30 ou 40 m), ou à

agrandir le rayon ou la largeur de l'anneau;

- Si la réserve de capacité est inférieure à 5% et a fortiori, si elle est négative, de

fortes perturbations sont à craindre : files d'attente importantes.

5.3 Différentes méthodes de calcul de la capacité

En milieu urbain ou périurbain, la capacité des Giratoires est décisive, d'où l'importance

des calculs de capacité qui s‟effectue par plusieurs formules tels que:

- Méthode Allemande, formule de Brilon-Bondzio [11]

- Méthode Suisse, formule Bovy et al. [11]

- Méthode Anglaise, formule TRRL [11]

- Méthode Américaine, formule HCM 2000 [11]

- Méthode Française, formule GIRABASE [11]

5.3.1 Méthode Allemande, formule de Brilon-Bondzio

La capacité de l'entrée est représentée par la simple relation linéaire suivante :

𝑪 = 𝑨 − 𝑩 × 𝐐𝐜 (u.v.p/ h) (1)


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Où A et B sont obtenus à partir du tableau 18, en fonction du nombre d'entrée et des voies

circulaires. L'équation (1) est valable pour les Giratoires avec des rayons extérieurs Rext entre

14 m et 50 m. Qc est le débit circulant en face de l'entrée pour lequel la capacité C est

déterminée. Ceci coïncide avec le trafic préoccupant ou gênant Qg.

Tableau 18: Les valeurs des paramètres pour la formule capacité Brilon-Bondzio [11]

Nombre de voies

dans la chaussée

annulaire

Nombre de voies à

l’entrée

A B

3 2 1409 0.42

2 2 1380 0.50

2-3 1 1250 0.53

1 1 1218 0.74

Cette méthode ne peut pas être appliqué car elle se limite à des rayons < à 50 m.

5.3.2 Méthode Suisse, formule Bovy et al.

Cette formule est recommandée pour les Giratoires dans les zones urbaines et périurbaines,

de petites dimensions (diamètre interne maximum entre 18 et 20 m) d'où l'exclusion de cette

méthode. Le diamètre du cercle externe varie généralement de 24 à 34 m, et il ya des entrées

évasées, c'est à dire, il ya plus de voies à côté de la ligne d'arrêt pour faire le choix de la

direction souhaitée la plus facile.

Une capacité d'entrée est déterminée par la relation suivante:

𝑪 = 𝟏 𝜸 × (𝟏𝟓𝟎𝟎 − (𝟖 𝟗 ) × 𝐐𝐝 (u.v.p/h)

Où γ est un paramètre qui permet de prendre en compte le nombre de voies d'entrée et Qd

est le trafic gênant.

5.3.3 Méthode Anglaise, formule TRRL

Avec la formule TRRL, la capacité C d'une entrée est déterminée en fonction de la branche

et les paramètres géométriques de l‟ilot central indiqués dans le tableau 19, et de l'écoulement

circulant dans la chaussée annulaire en face de l'entrée Qc.


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La relation a été développée par « Kimber » et elle est basée sur des observations

expérimentales d'un grand nombre de ronds-points fonctionnant en Angleterre. Elle a la forme

linéaire suivante:

𝑪 = 𝑲− (𝑭 − 𝐟𝐜 × 𝐐𝐜 ) (u.v.p/h)

Avec:

F = 303 × X2 ;

fc= 0.210 ×tD × (1 + 0.2 × X2) ;

k = 1 – 0.00347 × (ф-30) – 0.978 × (1/r–0.05);

tD= 1 +1/[2 × (1 + exp((D − 60)/10))];

X2= v +((e − v) / (1 + 2 × S));

S = 1.6 ×(e–v)/ ℓ„ = (e–v)/ ℓ.

Tableau 19:Paramètres géométriques utilisés pour la formule TRRL [11]

Les hypothèses de cette méthode sont bien adaptables à ce projet.

5.3.4 Méthode Américaine, formule HCM 2000

L‟approche HCM (Highway Capacity Manual) 2000 pour l‟évaluation des capacités

d‟entrée C, d‟un carrefour Giratoire, est limitée au cas d‟un Giratoire dont l‟entrée et l‟anneau

Paramètre Description Plage des valeurs

e Largeur d'entrée 3.6–16.5 m

v Largeur de la voie 1.9–12.5 m

e’ Largeur de l'entrée précédente 3.6–15.0 m

v’ Largeur de la voie précédente 2.9–12.5 m

U Largeur de cercle 4.9–22.7 m

ℓ,ℓ’ Longueur moyenne de l'évasement 1–∞ m

S Netteté de l'évasement 0-2-9

R Rayon de courbure d'entrée 3.4–∞ m

Ф Angle d'entrée 0-77°

D=Dext Diamètre du cercle inscrit 13.5–171.6 m

W Largeur de la section d'échange 7.0–26.0 m

L Longueur de la section d'échange 9.0–86.0 m


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n‟ont qu‟une seule bande de circulation et avec un flux de circulation Qc inférieure ou égal à

1200 uvp/h (Débit de l‟heure de pointe).

Pour évaluer C, on utilise l‟équation suivante :

𝐶 =Qc e−Q c Tc /3600

1−𝑒−Q c Tf /3600 (uvp/h) (2)

Avec Qc=le flux de circulation à l‟entrée (uvp/h);

Tc=le créneau temporel critique (s);

Tf=le temps inter-véhiculaire de poursuite (s).

La limite supérieure de l‟équation (2) est obtenue pour Tc=4.1s and Tf=2.6s et la limite

inférieure est obtenue pour Tc=4.6s et Tf=3.1s.

Cette formule ne peut pas être appliqué car :

-Une branche possède un débit de circulation supérieur à 1200 uvp/h;

-Les deux branches de la RN5 ont deux voies d'entrés et deux voies de sortie ce qui est en

contradiction avec l'hypothèse de la formule.

5.3.5 Méthode Française, GIRABASE

GIRABASE est un logiciel commercial récemment utilisé en France pour déterminer la

capacité d‟un Giratoire. Ce logiciel était développé par le Centre d‟Etudes Techniques de

l‟Equipement (CETE) et accepté par le Centre d‟Etudes sur les Réseaux, les Transport,

l‟Urbanisme et les constructions publiques (CERTU) et le Service d‟Etudes Techniques des

Routes et Autoroutes(SETRA).

GIRABASE était développé en traitant des données du trafic par l‟observation des entrées

du Giratoire (dans les conditions de saturation) avec un approche statistique. Ce logiciel se

base sur des relations empiriques obtenues par le comptage de 63000 véhicules pendant 507

périodes de saturation de 5-10 min à 45 Giratoires différents.

Cette procédure peut être utilisée pour tout type de Giratoire (petit ou large Giratoire)

localisé dans des zones urbaines ou rurales et ayant de trois à huit branches avec une, deux ou

trois voies d‟entrée dans l‟anneau.[8]


Page | 53

Les flux du trafic et les éléments géométriques du Giratoire considérés dans cette

procédure sont illustrés dans la figure 24.

Figure 24: flux du trafic et éléments géométriques pour la formule GIRABASE. [11]

Le tableau 20 montre les différents types d‟éléments géométriques à utiliser dans

l‟application de la méthode Girabase.

Tableau 20:Différents types d’éléments géométriques à utiliser dans l’application de la méthode GIRABASE

[11]

Paramètre Description Intervalle de valeurs

Le Largeur de l‟entrée 3–11 m

Li Largeur de l‟ilot séparateur 0–70 m

Lu Largeur de la sortie 3.5–10.5 m

LA Largeur de la chaussée annulaire 4.5–17.5 m

Ri Rayon de l‟ilot central 3.5–87.5 m

Toutes les hypothèses de cette formule conviennent à ce projet donc on l'adopte

pour le calcul de capacité de carrefour-Giratoire.

Dans cette partie, nous avons estimé la capacité du Giratoire en utilisant la dernière version

du logiciel Girabase 4.04 et nous l'avons comparé avec les formules de Girabase données par

Raffaele Mauto dans son livre <<Calculation of Roundabouts>> [11]


Page | 54

5.3.5.1 Formule Girabase

La formule utilisée pour la détermination de la capacité d‟entrée C est la suivante :

𝑪 = 𝑨 × 𝒆−𝐂𝐁 .𝐐𝐝 (uvp/h)

Avec

𝐴 = 3600

Tf× (

𝐿𝑒

3.5)0.8

Tf=le Temps inter-véhiculaire de poursuite (s);

Le=la largeur de l‟entrée à proximité du Giratoire, déterminée perpendiculairement à la

direction d‟entrée (m);

CB=un coefficient égal à 3.525 dans les zones urbaines et égal à 3.625 dans les zones

rurales.

Qd = Qu × ka × 1 −Qu

Qc + Qu +Qci×kti+ Qce×kte

Qd= le flux de distribution au niveau de l‟entrée (uvp/h);

Qu= le flux de sortie (uvp/h);

Qc= Qci+ Qce= le flux de circulation à l‟entrée (uvp/h);

Qci= le taux de trafic Qc dans la voie du cercle intérieur (uvp/h);

Qce= le taux de trafic Qc dans la voie du cercle extérieur (proche de l‟entrée) (uvp/h).

𝐾𝑎 =

𝑅𝑖

𝑅𝑖 + 𝐿𝐴−

𝐿𝑖𝐿𝑖𝑚𝑎𝑥

𝑠𝑖 𝐿𝑖 < 𝐿𝑖𝑚𝑎𝑥

0 𝑠𝑖𝑛𝑜𝑛

Ri=le rayon de l‟ilot central (m);

LA=la largeur de la chaussée annulaire (m);

Li=largeur de l‟ilot séparateur(m) ;

𝐿𝑖𝑚𝑎𝑥 = 4.55 × 𝑅𝑖 + 𝐿𝐴2

𝐾𝑡𝑖 = min

160

𝐿𝐴 . (𝑅𝑖 + 𝐿𝐴)1

𝐾𝑡𝑒 = min 1 −(𝐿𝐴 − 8)

𝐿𝐴× (

𝑅𝑖

𝑅𝑖 + 𝐿𝐴)2

1


Page | 55

Une rapide observation du trafic horaire total entrant dans le Giratoire permet de se faire

une idée du niveau de la réflexion à mener sur la capacité :

- < 1500 uvp/h, normalement pas de problème;

- de 1500 à 2000 uvp/h, un examen de la répartition des trafics est nécessaire; on

vérifiera que la somme des trafics entrant et tournant ne dépasse pas 1000 uvp/h à

chaque entrée;

- plus de 2000 uvp/h, un test de capacité est obligatoire; ce test peut être réalisé au

moyen du logiciel GIRABASE.

5.3.5.2 Calcul avec le logiciel Girabase (V4.0.3) [8]

Girabase considère un Giratoire comme une succession de carrefours en “ T ” (la

disposition des branches influe sur les calculs). Pour chaque branche, le trafic entrant possible

(capacité) varie en fonction du trafic gênant au droit de l'entrée, suivant une courbe

exponentielle décroissante du type Siegloch. Ce trafic gênant est lui-même fonction du trafic

tournant sur l'anneau au droit de l'entrée et du trafic sortant à la branche étudiée.

Cette formule de Siegloch s'écrit : e−qg .(tg −

tf2

)

tfavec c en véh/sec.

A partir des caractéristiques géométriques du carrefour Giratoire et de la matrice complète

du trafic supporté, le logiciel Girabase calcule pour chaque branche du Giratoire, les valeurs

suivantes:

• la réserve de capacité en pourcentage;

• la réserve de capacité en nombre d'uvp/heure;

• le temps moyen d'attente en secondes;

• le temps total d'attente en heures;

• la longueur de stockage moyenne en nombre de véhicules;

• la longueur de stockage maximale en nombre de véhicules.

5.3.6 Résumé

Le tableau 21 présente les décisions prises pour chaque méthode de calcul de capacité du

Giratoire.


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Tableau 21: Décision prise pour chaque méthode de calcul de la capacité

Méthode de calcul Décision

Allemande, formule de Brilon-Bondzio à rejeter

Suisse, formule Bovy et al. à rejeter

Anglaise, formule TRRL à retenir

Américaine, formule HCM 2000 à rejeter

Française, formule GIRABASE à retenir

Dans le cadre de ce projet nous avons travaillé avec les méthodes de calcul de capacités de

Giratoires Anglaise et Française (Girabase) mais nous avons gardé cette dernière car nous

avons adopté la norme française ICTAAL pour la conception de la route et de l'échangeur.

5.4 Résultats de calcul

Dans cette partie nous avons développé une feuille de calcul Excel [12] contenant des

macros pour automatiser la procédure de calcul de chaque méthode retenue comme le montre

la figure 25 dont il suffit de choisir la méthode de calcul souhaiter et les données

géométriques du Giratoire ainsi que le trafic.


Page | 57

Figure 25: feuille de calcul Excel [12] avec macros


Page | 58

5.4.1 Méthode Girabase

Calcul manuel

Le calcul de capacité d'un Giratoire dépend essentiellement du trafic entrant dans le

Giratoire et aussi des caractéristiques géométriques de chaque branche tels que la largeur

d'entrée et de sortie et de l'ilot séparateur.

Cette méthode tient compte de la largeur de l'ilot séparateur qui a une influence directe sur

la valeur de trafic gênant : l'automobiliste souhaitant entrer sur le Giratoire n'arrive pas à

déterminer pour une partie du trafic sortant à la même branche, si les véhicules vont sortir ou

non. Bien que ces véhicules n'entrent pas en conflit avec le véhicule entrant, ils génèrent une

gêne pour les véhicules entrants.

La figure 26 schématise la conception géométrique de l'échangeur RN5-Rocade.

Figure 26:définition de chaque branche du Giratoire

Résultats

La formule de calcul capacité de Girabase est une formule exponentielle. Le tableau 22

récapitule les valeurs de réserves de capacité sur les différentes branches du carrefour

Giratoire pour les années 2017, 2027, 2037.

On remarque que les pourcentages de réserve de capacité des 4 entrées sont entre 25% et

80% dans l'horizon de 2027 qui sont considérés dans la plage du bon fonctionnement du

Giratoire.


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On note aussi que les branches 1 et 3 se saturent en 2037. Mais puisque la durée de vie du

projet est de 20 ans alors cette conception n'a pas besoin de l'ajout des bretelles.

Tableau 22:Tableau récapitulatifs des valeurs de capacité aux branches du Giratoire avec la formule

Girabase

2017 2027 2037

Branche 1 64% 38% 0.08%

Branche 2 74% 48% 1.90%

Branche 3 67% 40% 2%

Branche 4 85% 66% 25%

Les détails de calcul de cette formule sont dans l'annexe 2.

Calcul de capacité avec le logiciel Girabase 4.0.3:

Après avoir introduit tous les données relatives au Giratoire, essentiellement

l'environnement du Giratoire, les caractéristiques géométriques et les données de trafic

(horizons 2017, 2027 et 2037), Girabase donne des résultats développés sous forme des

tableaux donnant les pourcentages de réserve de capacité de chaque branche et aussi des

courbes de forme exponentielle négative, correspondant aux limites de capacité.

La figure 27 schématise le modèle utilisé pour le calcul de la capacité de chaque branche

avec la méthode Girabase.

Figure 27 : modèle de calcul du Giratoire avec la méthode Girabase


Page | 60

Résultats

Reserve de capacité

Le tableau 23 récapitule les valeurs de réserves de capacité sur les différentes branches du

carrefour Giratoire pour les années 2017, 2027, 2037.

On remarque que les pourcentages de réserve de capacité des 4 entrées sont entre 25% et

80% à l'horizon de 2027 qui sont considérés dans la plage du bon fonctionnement du

Giratoire.

On note aussi que les branches 1 et 3 se saturent en 2037. Mais puisque la durée de vie du

projet est de 20 ans alors cette conception n'a pas besoin de l'ajout des bretelles.

Tableau 23 : Tableau récapitulatifs des % de réserves de capacité aux branches du Giratoire avec le

programme Girabase

2017 2027 2037

Branche 1 57% 25% -22%

Branche 2 74% 50% 11%

Branche 3 61% 29% -17%

Branche 4 86% 69% 39%

Courbe de capacité

La figure 28 montre la limite de saturation de la branche 1 dans l'horizon 2027.

La courbe est de forme exponentielle négative, correspondant aux limites de capacité:

- en abscisse est représenté le trafic gênant au droit de l'entrée étudiée (en véh/h);

- en ordonnée, le trafic entrant (en véh/h) sur l'entrée étudiée.

Le point correspondant à la branche étudiée est placé dans le plan. On observe sa position

par rapport à la courbe. On remarque bien que le point est en-dessous de la courbe alors le

trafic entrant sur la branche est inférieur au seuil de capacité de la branche.


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Figure 28: évolution de trafic entrant par rapport au trafic gênant

Evolution de la réserve de capacité dans les horizons 2017, 2027 et 2037

La figure 29 montre explicitement la diminution régulière de la réserve de capacité sur les

différentes branches du Giratoire d‟une année à une autre dû à la croissance du nombre de

véhicules et au développement régional.

Figure 29 : évolution de la réserve de capacité des différentes branches

La capacité et la réserve de capacité pour chaque branche aux horizons 2017, 2027 et

2037 sont dans l'annexe 2

-40%

-20%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

2015 2020 2025 2030 2035 2040% d

e r

ése

rve

de

cap

acit

é

Années

Branche 1

Branche 2

Branche 3

Branche 4


Page | 62

5.4.2 Calcul de capacité avec la Méthode Anglaise, formule TRRL

Le principe de détermination de la capacité est basé sur les paramètres géométriques de

l'ilot central et par suite de l'écoulement circulant dans la chaussée annulaire en face de

l'entrée Qc au contraire de la méthode Française qui calcule la capacité en utilisant le trafic

d'entrée.

Résultats

L'application de la formule linéaire TRRL conduit aux valeurs représentés dans le tableau

24 récapitulant les réserves de capacités en pourcentage pour chaque branches et pour les

horizons 2017, 2027, 2037.

Tableau 24 : Tableau récapitulatifs des valeurs de réserve de capacités en pourcentage aux branches du

Giratoire avec la méthode TRRL

2017 2027 2037

Branche1 51% 22% -13.73%

Branche2 66% 41% 2.45%

Branche3 57% 31% -2%

Branche4 83% 67% 38%

Les résultats de cette méthode montrent qu'à l'année de la mise en service, le carrefour

Giratoire fonctionne correctement sans être surabondante ou sous-abondante (réserve de

capacité entre 25% et 80%) et ainsi de suite pour l'horizon 2027.

Les détails de calcul de la méthode Anglaise sont dans l'annexe 2.

5.5 Interprétation des méthodes

Le diagramme illustré dans la figure 30 récapitule les réserves de capacité avec les trois

méthodes à l'horizon 2027.


Page | 63

Figure 30: diagrammes de capacité du Giratoire pour les trois méthodes en 2027

Il est claire que toutes les méthodes de calcul de capacité sont différentes et n'ont pas des

résultats similaires, ceci est dû principalement au fait que toutes les méthodes ont des

formules différentes et leur principes de calcul ne sont pas les mêmes de plus elles sont à la

base des formules empiriques, basée sur des observations et sur l'expérience dans les pays où

ils sont développées.

5.5.1 Comparaison entre Logiciel Girabase et formules de Girabase

L'équation de calcul de capacité de la version la plus récente de logiciel Girabase donnée

par le manuel d'utilisation [8] est différent de celui calculé à l'aide de feuille Excel dans

laquelle on a utilisé les formules Girabase [11], de plus , la précision du logiciel par rapport

aux formules provient du fait que le logiciel prend en considération les angles entre les

branches ainsi que l'existence ou non d'une rampe à chaque branche.

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

Les valeurs de réserves de capacités calculées par la formule Anglaise sont légèrement

différentes de celles de deux autres méthodes et ceci est dû à :

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

Branche1 Branche2 Branche3 Branche4

% d

e r

ése

rve

de

cap

acit

é

N° de la branche

logiciel Girabase

Formule Girabase

TRRL


Page | 64

- Girabase tient compte essentiellement de la largeur de l'ilot séparateur au contraire

de la méthode TRRL;

- La méthode TRRL tient compte des rayons d'entrées, des angles d'entrées alors que

Girabase les négligent.

5.5.3 Conclusion

Malgré ces différences, nous concluons que tous méthodes utilisées dans ce projet vérifient

bien le bon fonctionnement du carrefour Giratoire.

5.6 Temps d’attente moyen sur la Giratoire

Le temps moyen d'attente permet d'estimer si l'attente en entrée du Giratoire est acceptable

ou non parle automobilistes. Le temps total d'attente représente la “ perte ” de temps pour

la société engendrée par les attentes en entrée. Cette valeur est surtout utilisée dans les calculs

économiques d'évaluation d'un investissement routier.

Pour les longueurs de stockage, on calcule le nombre moyen et le nombre maximal de

véhicules en attente à chaque entrée. Ces deux valeurs sont indispensables pour évaluer les

conséquences des attentes à l'entrée de Giratoire sur le réseau routier environnant le Giratoire.

Les retards aux intersections le long de la route contribuent à un temps perdu pendant le

voyage. La figure 31 montre les retards dus à la présence d'un carrefour le long de la route

Figure 31: les retards dus à la présence d'un carrefour le long de la route


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Le tableau 25 récapitule les longueurs de stockage et les temps d'attente estimé par le

logiciel Girabase en 2027. Il indique la longueur de stockage moyenne et maximale en

véhicule heure pour chaque branche ainsi que le temps d'attente moyen en s et maximal en h.

Tableau 25: Longueur de stockage et temps d'attente pour chaque branche en 2027

Longueur de Stockage Temps d'attente

Moyenne Maximale Moyen Maximal

Branche 1 1vh 4vh 2s 0.8h





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Chapitre VI

__________________________________________________

IMPLANTATION DE L'OUVRAGE D'ART

__________________________________________________________________________


Page | 67

6 IMPLANTATION DE L'OUVRAGE D'ART

Un ouvrage d‟art doit assurer les qualités fonctionnelle, économique et esthétique. Le rôle

fonctionnel du pont (portance, capacité d‟écoulement du trafic et sécurité) est évident en

assurant aussi la commodité de son côté économique et son intégration dans le site.

Le but de ce chapitre est de présenter les principes d'implantation de l'ouvrage de

franchissement en passage supérieur. La méthodologie d'implantation se résume comme suit:

- Détermination du profil en long du Giratoire;

- Calage de l'ouvrage de franchissement par rapport à l'anneau du Giratoire;

- Implantation des piles de l'ouvrage de franchissement en passage supérieur.

6.1 Calage de l'ouvrage de franchissement.

Comme nous avons cité précédemment le calage de l'ouvrage passe par les étapes

suivantes:

6.1.1 Profil en long du Giratoire

En respectant les normes d'aménagements de profil en long selon ICTAAL, le profil en

long est représenté dans le plan 14 du rapport DAO.

6.1.2 Les Gabarits

Les Gabarits routiers à respecter dans cette étude sur la base des normes SETRA (la

circulaire du 17 octobre 1986 relative au dimensionnement de la hauteur des ouvrages routiers

sur le réseau national publiée dans le Moniteur n°46 du 14 novembre 1986, Ministère de

l'équipement et du logement français) sont les suivants :

- 4,85 m sur les grands itinéraires de trafic international (RN);

- 4,60 m l'ensemble du réseau de la voirie nationale (RR et RL).

Il est à noter que nous avons majoré et donc remplacé les gabarits pour véhicules légers

qui dans la norme sont de 4,85m et par 5,00m.


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6.1.3 Profil en long de l'ouvrage d'art

Le choix du profil en long de l'ouvrage dépend essentiellement du calage du pont par

rapport au profil en long du Giratoire. En effet, il faut assurer une hauteur minimale au niveau

de l'anneau du Giratoire pour une circulation des véhicules lourdes en toute sécurité.

6.2 Implantation des Piles

Le type de la dalle choisie est un pont-dalle en béton armé, puisque la longueur des travées

(environ 20m) est facilement applicable à des dimensions typiques de carrefour Giratoire.

Le choix de l‟emplacement des piles découle de l‟emprise du franchissement de la route

d‟une part et des exigences techniques d‟autre part. L‟emplacement des culées est dicté par les

contraintes suivantes :

‐ L‟uniformisation de la section de ferraillage sur les appuis;

‐ Le non soulèvement de la dalle;

‐ Une distance suffisante des talus des culées.

Dans ce projet nous avons choisie d'implanter un pont composé de trois tabliers adjacents

de 15,5m séparés par deux joints de dilatation de 5cm. et une travée centrale de 19m.

Le plan 15 du rapport DAO représentent une coupe longitudinale du pont dans laquelle on

y montre les différentes composantes.

La première condition est satisfaite en équilibrant les moments aux appuis en utilisant le

Théorème des trois moments :

0.6 ≤ 𝐿1

𝐿2=

15.5

19= 0.815 ≤ 0.9

Avec L1 longueur de la plus petite portée

L2 longueur de la plus grande portée

La deuxième condition de non soulèvement de la dalle est satisfaite en vérifiant:

0.5 ≤𝐿1

𝐿2=

15.5

19= 0.815 ≤ 0.85


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Les longueurs des travées sont fixées on tenant compte de différentes contraintes à savoir

les largeurs des voies franchies, les obstacles et la visibilité. Pour ce projet, on a tenu compte

essentiellement de dimensions de Giratoire.

La projection en plan de l'échangeur se trouve dans la figure 33 et le plan 15 du rapport

DAO.

Figure 32:vue en plan de l'ouvrage

6.3 Profil en travers du pont

La figure 34 présente une 1/2 coupe du profil en travers de la Rocade au niveau de

l'ouvrage d'art.


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Figure 33:1/2 coupe du profil en travers de la Rocade au niveau de l'ouvrage d'art.


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Chapitre VII

__________________________________________________

ETUDE HYDROLOGIQUE ET DRAINAGE

TRANSVERSALE

__________________________________________________


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7 ETUDE HYDROLOGIQUE ET DRAINAGE

TRANSVERSALE

L‟interception d‟un réseau hydrographique par un réseau routier provoque en général la

modification du régime hydrologique des cours d‟eau susceptible d‟augmenter le risque

d‟inondations ou de stagnation d‟eau dans le périmètre de l‟étude. Ce risque d‟inondations

ainsi que le souci de maintenir la chaussée hors d‟eau nous amène à établir une méthodologie

pour l‟étude hydrologique et hydraulique qui permet d‟analyser la situation actuelle et

projetée et de proposer des solutions pour les divers problèmes rencontrés.

Le drainage routier consiste à collecter les eaux superficielles et de les canaliser

rapidement vers un exutoire ou vers un point de rejet hors de l‟emprise de route. Ce drainage

est effectué par un réseau hydraulique constitué d‟un assemblage d‟ouvrages. Le

dimensionnement de ces ouvrages est déterminé selon les débits d‟eaux à évacuer à partir

d‟une étude hydrologique et hydraulique.

Dans ce projet on s'intéresse à l‟étude hydrologique et hydraulique du lot2-b de la Rocade

de grand Tunis qui est située dans un relief vallonné. La route est traversée par des nombreux

écoulements (grands et petits) ayant des vitesses d‟écoulement importantes.

7.1 Etude hydrologique

7.1.1 Climatologie.

La région de Tunis est caractérisée par un climat méditerranéen avec des étés chauds et

secs et des hivers doux et relativement pluvieux caractérisé par une forte évaporation non

compensée par les précipitations. Certains évènements météorologiques exceptionnels

permettent de prendre conscience de la violence sporadique des éléments naturels. Ainsi, en

septembre 2003, la ville a connu un cumul de précipitations de 186 mm en 24h, alors que la

moyenne annuelle se situe autour de 470mm/an. Lors de la canicule de 2003, la ville a subi

une période de 59 jours avec des températures maximales supérieures à 35°C. Lors des

tempêtes de janvier 1981, la vitesse du vent a dépassé 140 km/h, générant des vagues de plus

de 10 m.

Dans la partie suivante on donne la pluviométrie moyenne mensuelle et annuelle de la

région de grand Tunis.


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Station météorologique de référence

Comme indiqué plus loin, certaines formules hydrologiques, nécessite les courbes IDF

(intensité- durée - fréquence). En 2005 l‟INM a actualisé plusieurs formules IDF pour des

stations disposant de pluviographes.

Selon la zone du projet nous avons retenu les données de la station Saïda Mannoubia

indiqués dans le tableau 26:

Tableau 26: Station Saïda Mannoubia

Nom de la station : Tunis Mannoubia

Coordonnées (en grade) Long : 8Gr

, 7060 Lat.: 40Gr

, 8711

Bassin versant ou région Ville de Tunis Saïda Mannoubia

Pluviométrie

La pluviométrie annuelle est de l‟ordre de 470 mm.

Comme le montre le tableau 27, le cumul moyen des précipitations mensuelles varie de 2,3

mm en juillet à 66,1 mm en octobre, tout en restant supérieure à 50 mm pour octobre,

novembre, décembre, janvier et février.

Tableau 27: Précipitation mensuelle dans la zone d'étude précipitation mensuelle dans la zone d'étude

Mois Jan Fev Mars Avril Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov Déc

Pluviométrie moyenne

mensuelle (mm)

59,3 57,2 46,7 37,8 22,6 10,4 2,3 6,7 36 66,1 53,7 63,1

Nombre moyen de

jours de pluie (jr)

12 11 10 8 5 3 1 2 5 9 9 13

7.1.2 Caractéristiques physiques du bassin versant :

Le calcul hydrologique a pour but de déterminer les débits des crues qui doivent transiter

par les ouvrages hydrauliques. Pour ce faire, il est nécessaire d'étudier les caractéristiques

hydrologiques des bassins versants traversées par la route objet de l'étude.

Délimitation et superficie des bassins versants


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La délimitation des bassins versant est faite à l‟aide de logiciel SIG Global mapper. La

première étape consiste à tracer la route sur Google earth [13] puis en utilisant <<Global

Mapper>> [14], nous arrivons à délimiter les bassins versants ainsi que le sens d‟écoulement

d‟eau.

Les figures 34 et 35 montrent respectivement le sens d'écoulement des eaux qui

interceptent la route et les bassins versants obtenus.

Figure 34:sens d'écoulement des eaux qui interceptent la route sur Global mapper [14]

Figure 35: les bassins versants présentés sur Google Earth [13]


Page | 75

Caractéristiques physiques des bassins versants

Surface et Périmètre

Suite à la délimitation des bassins versants sur le logiciel Global mapper, nous avons pu

mesurer les surfaces et les périmètres, nécessaires pour la caractérisation des bassins versants

et la détermination des paramètres des formules hydrologiques.

Pente moyenne

La pente moyenne d‟un bassin versant est assimilée à celle de son cours d‟eau principal.

Elle est donnée directement par le logiciel SIG.

Le tableau 28 récapitule les caractéristiques physiques des bassins versants qui sont

données directement par le logiciel SIG << Global Mapper>>.

Tableau 28: Caractéristiques physiques des bassins versants

A (km²) P (m) Zmax Zmin I % L(m)

bv1 0.2513 2.088 110 56 1.67 315.45

bv2 0.1305 1.543 120 65 1.95 217.47

bv3 0.3969 2.558 149 71 2.26 711.89

bv4 0.0856 1.148 112 94 2.04 66.61

bv5 6.689 10.054 186 60 2.5 3279.61

bv6 0.1732 1.896 116 75 1.01 270.33

bv7 0.04392 1.659 99 81 1.41 98.33

bv8 0.1109 1.441 144 108 1.36 326

bv9 0.1476 1.537 149 126 0.98 165.87

bv10 0.0598 1.123 143 112 2.45 98.81

bv11 0.3516 2.417 143 76 1.96 660.98

bv12 0.1747 2.098 76 37 1.5 686.29

bv13 1.1717 7.112 107 32 1.91 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


Page | 76

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 Indice de végétation Kr

Pente faible

(<15%)

Plus de 50% couverte par végétation 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

Pente forte

(>15%)

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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Avec

A: superficie du bassin versant en km².

L: Longueur de l'oued en km.

I: pente moyenne de Talweg.

Formule de Kirpich

𝑡𝑐 = 0.0195𝐿0.77

𝐼0.385

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 . 𝑡𝑏(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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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 - 0,602

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

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.

2 ans

5 ans10 ans20 ans

50 ans100 ans

1

10

100

1000

1.0 10.0 100.0 1000.0

Inte

ns

ité e

n m

m/h

Durée en min


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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 =Ka . 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.

Ka: 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

𝐶𝑁− 10)


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Le volume de ruissellement Q en mm est trouvé par la formule suivante :

𝑄 =(𝑃 − 0.2𝑆)2

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

Rationnelle SCS

bv1 1.46 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


Page | 81

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

7.2 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

d‟énergie (E = h +v2

2g) par un minimum ou un maximum local (

𝑑𝐸

𝑑ℎ=0) ce qui entraine

l‟apparition d‟une section critique qui permet de faire transiter le débit maximal.

Le calcul classique en section critique montre que 𝑄²𝐿

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 =𝑣𝑐2

𝑔

Et en écrivant BERNOUILLI : 𝐻 +𝑉02

2𝑔 =

3

2ℎ𝑐

Et en supposant que V0=0 𝐻 =3

2 ℎ𝑐 𝑜𝑢 ℎ𝑐 =

2

3𝐻


Page | 82

D‟où 𝑄 = 𝑆 𝑥 𝑉𝑐 = ℎ𝑐 𝑥 𝐿 ℎ𝑐 𝑥𝑔 = ℎ𝑐3

2 𝑥 𝐿 𝑔 = 𝐿 𝐻3

2 2

3

3

2 𝑔

= 1.7𝐿𝐻3

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<H<1 .2h) (m).

- r : la revanche à l‟intérieur du dalot 𝑟 = ℎ −2×𝐻

3 (m).

- la vitesse de l‟eau dans le dalot est 𝑉 = 2.4 × 𝐻 ; et il faut que 𝑉 ≤ 4m/s afin de

ne pas détériorer les parois du dalot (m/s).

- 𝑚 = 𝐻

ℎ≤ 1.25.


Page | 83

7.2.2 Les conditions d'application de ces formules

- La charge H à l'amont du dalot doit être entre 80% et 120% de la hauteur intérieure

du dalot (0,80 h < H < 1,2 h);

- L'écoulement aval du dalot doit être bien assuré à l'aide d'une pente de fuite

suffisante (1,5 à 2% sur une longueur de 30 à 40m);

- Le dalot doit être muni à l'amont de murs en ailes obliques comme le montre la

figure 38;

- La pente longitudinale i du fil d'eau du dalot doit être supérieure à la pente critique

ic.

𝑖𝑐=

2

3 ×

𝑔

𝑘² ×

𝐻

𝑅4/3 avec 𝑅 =

2.𝐿.𝐻

3.𝐿+4.𝐻 et K est le coefficient de rugosité égal à 70 pour

le béton.

Figure 38: vue de face d'un dalot avec ailes obliques

Valeurs minimales de la pente

L‟eau circulant dans les dalots est souvent chargée de matières en suspension (débris

végétaux, argiles, limons et sable fin). Ces matières ont tendance à se déposer si l‟écoulement

est trop lent. Il faut donc pour éviter les risques d‟obstruction, donner à ces ouvrages une

pente longitudinale qui assure, en toute circonstance, une vitesse d‟écoulement suffisante.

Pour les petites sections (inférieures ou égales à 0,8 m2) où les risques

d‟obstruction sont particulièrement importants, une pente minimale de 2% est

nécessaire;

Pour les moyennes sections (comprises entre 0,8 m2 et 3 m

2) il est suffisant de

prévoir une pente de 1% car les risques d‟obstruction sont moindres, et le courant,

lorsque le dalot fonctionne à plein, est suffisamment fort pour chasser les dépôts;


Page | 84

Pour les grosses sections (supérieures à 3 m2) il est suffisant de prévoir une pente

de l‟ordre de 0.5%, juste nécessaire pour éviter les stagnations d‟eau.

7.2.3 Résultats des calculs

Comme nous avons cité précédemment, les résultats de calcul des débits de projet de

Bassin Versant sont entachés d‟incertitudes.

Dans cette étape nous avons dimensionné les ouvrages hydrauliques avec les débits de crue

trouvés par la méthode rationnelle comme montré dans le tableau 32.

Tableau 32:Dimensionnement des ouvrages hydrauliques

Qadopté L H Qouvrage V R ic itn

bv1 1.46 1 1 1.6 2.4 0.29 0.01 0.03 Vérifié

bv2 0.97 1 1 1.6 2.4 0. 29 0.01 0.037 Vérifié

1 1 1.6 2.4 0.29 0.01 0.07 Vérifié

bv3 2.21 1.5 1 2.4 2.4 0.35 0.01 0.02 Vérifié

bv4 0.73 1 1 1.6 2.4 0.29 0.01 0.05 Vérifié

bv5 16.56 2 2 9.1 3.39 0.57 0.01 0.05 Vérifié

2 2 9.1 3.39 0.57 0.01 0.016 Vérifié

bv6 0.97 1 1 1.6 2.4 0.29 0.01 0.1 Vérifié

bv7 0.41 1 1 1.6 2.4 0.29 0.01 0.11 Vérifié

bv8 0.78 1 1 1.6 2.4 0.29 0.01 0.05 Vérifié

bv9 0.86 1 1 1.6 2.4 0.29 0.01 0.06 Vérifié

bv10 0.75 1 1 1.6 2.4 0.29 0.01 0.08 Vérifié

bv11 2.43 1.5 1.5 4.41 2.94 0.43 0.01 0.14 Vérifié

bv12 1.37 1 1 1.6 2.4 0.29 0.01 0.02 Vérifié

bv13 5.62 2 1.5 5.88 2.94 0.5 0.01 0.02 Vérifié

Avec itn : pente du terrain naturel en m/m

Les dalots choisis à section variable (carrée et rectangulaire) assurent le passage des eaux

sous la chaussée, les eaux de ruissellement provenant, soit des bassins versant, soit de la

chaussée et de ses dépendance (accotement, talus …). Le tableau 33 présente les sections des

ouvrages hydrauliques retenus ainsi que les abscisses d'intersection avec la rocade.


Page | 85

Tableau 33: Ouvrages hydrauliques retenue

PK(m) Q20 O.H Section type capacité unitaire

capacité totale

BV1 479.04 1.46 OH1 Dalot simple (1×1)

1.6 1.6

BV 2

683.96 0.97

OH2 Dalot simple (1×1)

1.6 3.2

716.61 OH3 Dalot simple (1×1)

1.6

BV 3 1013.81 2.21 OH4 Dalot simple (1.5×1)

2.4 2.4

BV 4 1612.25 0.73 OH5 Dalot simple (1×1)

1.6 1.6

BV 5

2765.56 16.56

OH6 Dalot simple (2×2)

9.1 18.2

2771.18 OH7 Dalot simple (2×2)

9.1

BV 6 3312 0.97 OH8 Dalot simple (1×1)

1.6 1.6


1.6 1.6

BV 8 4339 0.78 OH10 Dalot simple (1×1)

1.6 1.6


1.6 1.6


1.6 1.6

BV 11 6545.2 2.43 OH13 Dalot simple (1.5×1.5)

4.4 4.4


1.6 1.6

BV 13 8627.29 5.62 OH15 Dalot simple (2×1.5)

5.9 5.9


Page | 86

Chapitre VIII

__________________________________________________

DRAINAGE LONGITUDINAL DE LA ROCADE, RN5,

RLM ET LE GIRATOIRE

__________________________________________________


Page | 87

8 DRAINAGE LONGITUDINAL DE LA ROCADE, RN5,

RLM ET LE GIRATOIRE

L‟assainissement routier nécessite une méthodologie convenable pour la conception

technique des ouvrages de drainage dans le but de résoudre les problèmes de collecte et

d‟évacuation des eaux superficiels.

L‟assainissement routier doit impérativement passer par les étapes suivantes :

Etude hydraulique, hydrologique et géologique;

Découpage de la route en tronçons et sous-tronçons;

Caractérisation des tronçons et sous-tronçons;

Estimation des débits par tronçons et sous-tronçons;

Assemblage des tronçons et des sous-tronçons;

Dimensionnement des ouvrages de drainages longitudinal.

8.1 Découpage de la route en tronçons et sous-tronçons

La méthodologie se base essentiellement sur la connaissance des données topographiques.

Ainsi pour découper les routes en des tronçons et sous-tronçons on a besoin de profil en

long, tracé en plan et la connaissance du profil en travers de chaque route.

Dans ce contexte, un tracé combiné est conseillé pour faciliter le travail et par la suite

l'implantation des fossés sur le tracé en plan.

Les tracés combinés de la Rocade, RN5 (A et B), RLM et le Giratoire sont dans le rapport

DAO (plan de 1 à 10).

Il s‟agit avant tout de déterminer les différents écoulements qui coupent la chaussée. Ces

derniers sont déterminés à partir des cartes topographiques, des vues aériennes et de la carte

géologique du milieu.

Le principe consiste à découper la route en des tronçons à partir de sens d'écoulement d'eau

en utilisant le profil en long puis subdiviser ses tronçons suivant premièrement les

changements de pentes/rampe (déclives projet) et deuxièmement suivant la présence des

ouvrages hydrauliques ou des obstacles (piste, carrefour...).


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Comme illustré par la figure 39 une partie du profil en long de la RLM a été divisé en deux

tronçons en prenant le point bas du raccordement comme limite du tronçon.

: exemple de découpage de la RLM en des tronçons

8.2 Caractérisation des tronçons et sous-tronçons

Après le découpage des tronçons et des sous-tronçons, on doit caractériser chaque tronçon

en déterminant les pentes/rampes, la longueur de chaque sous-tronçon et à l‟aide de tracé en

plan on calcul pour les deux côtés de la route:

La largeur de la chaussé pour chaque sous-tronçon;

La largeur de la berme pour chaque sous-tronçon;

la surface du talus en déblai pour chaque sous-tronçon;

La surface du trottoir pour chaque sous-tronçon (s‟il existe).

Ainsi la surface d'écoulement dépend essentiellement du dévers de la chaussée car elle

détermine le sens d'écoulement transversal à la surface de la chaussée, pour cela on doit

déterminer le type de devers pour chaque route dont les chaussée de la Rocade, RN5 et RLM

sont en toit c'est à dire en double devers sauf au niveau du giratoire et les dispositifs d'entrés

et de sorties du giratoire qui présentent des dévers soit droite soit dévers gauche.

Pour calculer la surface du talus à gauche et à droite de la route, on peut utiliser Autocad

en se basant sur le principe suivant:

Si le sens du talus est vers l‟intérieur de la chaussée, on calcul la surface de talus;

Si le sens du talus est vers l‟extérieur de la chaussée, on la considère comme nulle.

Figure 39:exemple de découpage de la RLM en des tronçons


Page | 89

On doit calculer aussi le coefficient α qui définit la proportion de la largeur de la berme par

rapport à la largeur de la berme+chaussée:

𝛼 =𝐿𝑏𝑒𝑟𝑚𝑒

𝐿𝑏𝑒𝑟𝑚𝑒 +𝑐ℎ𝑎𝑢𝑠𝑠 é𝑒

8.3 Estimation des débits élémentaires

Pour la détermination des débits de dimensionnements nous avons utilisé pour ce projet la

méthode rationnelle puisqu'elle représente la méthode la plus adéquate pour le drainage

longitudinal routier.

Les débits sont estimés pour une période de retour de T=10 ans.

Choix du coefficient de ruissellement instantané C

Les valeurs de C et qui sont adoptés suivant la couverture végétale, la forme, la pente et la

nature du terrain dont pour une structure de bassin versant complexe on a calculé un

coefficient de ruissellement équivalent par les formules suivantes:

𝐶𝑒𝑞1 =𝛼 𝐶 𝑏𝑒𝑟𝑚𝑒 + 𝐶 𝑐ℎ𝑎𝑢𝑠𝑠é𝑒

1 + 𝛼

𝐶𝑒𝑞2 =𝑆 𝑡𝑎𝑙𝑢𝑠 𝐶 𝑡𝑎𝑙𝑢𝑠 + (𝑆 𝑏𝑒𝑟𝑚𝑒 + 𝑆 𝑐ℎ𝑎𝑢𝑠𝑠é) 𝐶𝑒𝑞1

𝑆 𝑐ℎ𝑎𝑢𝑠𝑠é + 𝑡𝑎𝑙𝑢𝑠 + 𝑏𝑒𝑟𝑚𝑒

Avec C chaussée = 0,9, Cberme = 0,7 et Ctalus=0,6.

8.4 Assemblage des tronçons et des sous-tronçons

L‟assemblage des débits doit être procéder comme on a évoqué précédemment, selon le

sens d'écoulement et la présence des ouvrages hydrauliques dont il faut sommer les débits

jusqu'à arriver au premier ouvrage hydraulique pour être évacué par la suite comme indique

la figure 40 dont le débit Q1 qui provient du giratoire est assemblé avec le débit Q2 provenant

d'une partie de la RN5.


Page | 90

Figure 40: exemple d'un assemblage des sous-tronçons

8.5 Dimensionnement longitudinal

La durée de vie des réseaux routiers est largement conditionnée par les dispositifs qui

assurent son drainage.

Les ouvrages hydrauliques les plus couramment utilisés dans le drainage longitudinal sont

les suivants :

Les ouvrages de franchissement qui permettent à l‟eau des fossés ou des écoulements

naturels de passer sous la route et qui peuvent être répartis suivant la classification

suivante :

- Les buses, conduites à section circulaire noyées dans les remblais;

- Les dalots, ouvrages à section rectangulaire ou carré noyés en général dans le

remblai.

Les fossés qui recueillent les eaux de ruissellement et les conduisent le long de la

route, jusqu‟à la zone d‟écoulement naturel la plus proche.

Lorsque les ouvrages cadrent bien avec le lit du cours d‟eau, les conditions de

l‟écoulement sont celles du régime uniforme, les caractéristiques des ouvrages sont

déterminées avec la formule de Manning Strickler 𝑄 = 𝐾 × 𝑆𝑚 × 𝑅ℎ

2

3 × 𝐼1

2 (4)

Q1

Q2


Page | 91

Avec Q:débit hydraulique en m3/s

K: coefficient de rugosité

I: pente du radier en m/m

Rh: rayon hydraulique (𝑅ℎ =𝑆𝑚

𝑃𝑚 ) en m

Sm: section mouillé en m2

Pm: périmètre de la section mouillé en contact avec la paroi.

Dans ce projet nous nous sommes limités seulement aux passages busés pour les ouvrages

hydrauliques (cas de fonctionnement à sortie libre) et les fossés triangulaires (K=30) et

trapézoïdaux (K=75) pour le drainage longitudinal.

Les buses

Les traversées busées sous chaussées constituent les ouvrages de drainages les plus

couramment utilisés. En effet, ils assurent l‟écoulement des eaux de ruissellement de faible

débit.

En appliquant la définition de rayon hydraulique Rh qui représente le rapport de la surface

mouillé S m sur le périmètre mouillé Pm, nous avons déterminé Rh qui peut être projeté par la

suite dans la formule de Manning Strickler (4).

S m =𝜋 𝑅² (m²), Pm= 2𝜋 R (m) et Rh= 𝑅

2 (m)

Nous avons déterminé finalement l'expression du rayon R de la buse:

𝑅 =𝑄 ∗ 2

2

3

75 ∗ 𝐼1

2 ∗ 𝜋

3

8

(𝑚)

Les fossés

Les fossés concentrent toutes les eaux de ruissellement ayant une action directe sur la

route, qu‟elles proviennent des impluviums extérieurs ou bien de la plate- forme routière

proprement dite et des talus attenants.

Le drainage latéral sera assuré par des fossés en terre ou bétonné selon le cas de la nature

de sol support, la capacité maximale d‟évacuation, l‟exutoire de décharge et la pente

longitudinale.


Page | 92

Les fossés peuvent être triangulaires comme le montre la figure 41, et peuvent être

rectangulaires et trapézoïdaux comme le montre la figure 42.

- Fossé triangulaire

Figure 41: fossé triangulaire de pente 1/1 et 3/2

Sm = 5

4ℎ² (m²), Pm=

21

2h (m) Rh=

5 × ℎ

2 21 (m)

L'expression de la hauteur h de fossé triangulaire pour un débit donnée est:

ℎ =𝑄

37.5∗𝐼12∗

5

2∗210.5

3

8 𝑒𝑛 𝑚

- Fossé trapézoïdal

Figure 42: fossé trapézoïdale de pente 1/1

On passe au fossé trapézoïdal lorsque la vitesse d‟écoulement est supérieure à la vitesse

critique d‟érosion (0,5 m/s), en contrepartie, ne pas dépasser une vitesse de 4 m/s.

L'expression de la hauteur h de fossé trapézoïdale pour un débit donnée est:


Page | 93

ℎ =𝑄

150∗𝐼12∗

2

1+2∗20.5

3

8 en m

Dans cette expression, nous avons fait une approximation basé sur les dimensions utilisées

dans le marché Tunisien, dont nous avons pris b=3×h, et pentes comme indiqués dans la

figure 4.

Sm = 2 × h² (m²), Pm=h (2√2+1) (m) Rh=2 × ℎ

(2 2+1) (𝑚)

Toutefois il ne faut pas utiliser les ouvrages à pleine section, ne pas dépasser 80% de la

hauteur de remplissage (augmenter plutôt les dimensions de l‟ouvrage).

8.6 Résultats

8.6.1 Caractérisation des Sous-tronçons

Les caractéristiques de chaque sous-tronçon de la Rocade sont indiquées dans le tableau 34:

Tableau 34: Caractéristiques de chaque sous-tronçon de la Rocade

N° et Pt* du tronçon

N° et Pt* du Sous-tronçon

L (m) I (% cm/m pente)

LchausséeD

(m) Lchaussée

G

(m)

αDroit

αGauche Stalus

D

(m²) Stalus

G

(m²)

1 /1-91 1/1-10 180 4.47 9.8 9.8 0.153 0.153 677.27 954.59

1-2/10-21 220 0.76 9.8 9.8 0.153 0.153 82.9 880.6

1-3/21-34 260 0.76 9.8 9.8 0.153 0.153 0 0

1-4/34-37 80 0.76 9.8 9.8 0.153 0.153 0 0

1-5/37-45 140 0.76 9.8 9.8 0.153 0.153 0 196.78

1-7/45-50 100 4.77 9.8 9.8 0.153 0.153 0 0

1-8/50-81 580 4.77 9.8 9.8 0.153 0.153 270.63 2151.06

1-9/81-91 200 4.77 9.8 9.8 0.153 0.153 0 346.23

2/91-142 2-1/91-136 900 5.97 9.8 9.8 0.153 0.153 2617 3500.08

2-2/136-142 120 5.97 9.8 9.8 0.153 0.153 0 0

3/142-256 3-1/142-174 640 2.84 9.8 9.8 0.153 0.153 2132.11 950.12

3-2/174-179 100 3.73 9.8 9.8 0.153 0.153 134.45 0

3-3/179-198 380 3.73 9.8 9.8 0.153 0.153 0 0

3-4/198-216 360 2.35 9.8 9.8 0.153 0.153 0 157.27

3-5/216-256 780 4.7 9.8 9.8 0.153 0.153 2255.03 3306.56

4/256-414 4-1/256-308 1020 3.44 9.8 9.8 0.153 0.153 3097.35 3576.84

4-2/308-332 460 5.89 9.8 9.8 0.153 0.153 2092.44 437.83

4-3/332-371 760 0.65 9.8 9.8 0.153 0.153 5008.33 860.18


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4-4/371-398 530.17 6 9.8 9.8 0.153 0.153 815.4 909.86

4-5/398-414 309.83 0.63 9.8 9.8 0.153 0.153 523.02 647.63

5/414-432 5-1/414-421 140 0.97 11.8 12.8 0.127 0.117 0 0

5-2/421-424 60 1.34 0.19 6.8 6.3 0.221 0.238 0 0

5-3/424-429 100 4.99 3.43 7.55 7.55 0.199 0.199 0 0

5-4/429-430 20 0.5 0.32 7.55 7.55 0.199 0.199 0 0

6/441-467 6-1/435-436 20 1.42 0.4 7.55 7.55 0.199 0.199 0 0

6-2/436-441 100 3.43 4.04 7.55 7.55 0.199 0.199 0 0

6-3/441-443 40 1.5 0.53 6.3 6.8 0.238 0.221 0 0

6-4/443-448 100 2.72 9.8 9.8 0.153 0.153 0 0

6-5/448-458 199.74 2.03 9.8 9.8 0.153 0.153 0 0

* Les pts de la Rocade sont trouvés dans le tracé combiné (DAO, plan de 1 à 10).

- L : Longueur du sous-tronçon en m;

- I : Pente du sous-tronçon en % cm/m;

- LchausséeD

et LchausséeG

: Largeur de la chaussée à coté droit et à coté gauche

respectivement de la route;

- StalusD, Stalus

G : Surface de talus en déblai à coté droit et à coté gauche

respectivement de la route.

Remarque:

La largeur de la berme est constante sur toute la Rocade et égale à 1,5m et de 1m

sur la RN5 et RLM;

Les pentes écrites en italique sont les pentes des dispositifs d'entrée et de sortie du

giratoire, dont le profil en long change et par conséquent nous avons pour un même

sous-tronçon des temps de concentrations différentes;

A partir du Pt 414, les largeurs de la chaussée de part et d'autre de la route n'est plus

constante car dans cette zone s'implante l'échangeur Rocade-RN5.

Comme le carrefour giratoire coupe la RN5, donc nous avons nommé RN5 A et RN5 B qui

sont la partie de la route à droite et à gauche de la Rocade respectivement, et par la suite les

résultats de découpage de la RN5, RLM et le carrefour giratoire sont présentées dans le

tableau 35:


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Tableau 35: Caractéristiques de chaque sous-tronçon de la RN5, RLM et le giratoire

Route N° et Pt* du Sous -

tronçon

L (m) I (% cm/m pente)

LchausséeD

(m) Lchaussée

G (m)

αDroit αGauche StalusD

(m²) Stalus

G (m²)

RN5 A 1/1-14 240 1.91 8.3 8.3 0.12 0.12 522.35 549.73

2/14-18 75.96 1.5 8.3 8.3 0.12 0.12 90 70.37

RN5 B 1/1-5 80 1.53 8.3 8.3 0.12 0.12 132.94 134.88

2/5-8 58.58 0.21 8.3 8.3 0.12 0.12 84.3 31.88

RLM 1-1/1-5 68.35 0.93 5.3 6.3 0.19 0.16 0 0

1-2/5-7,8 51.65 0.93 4.8 4.8 0.208 0.21 0 0

2/7,8-12 47.84 0.1 4.8 4.8 0.21 0.21 37.2 22.262.26

Giratoire 1-1/1-7 60 0.55 9 0.11 0

1-2/7-13 60 0.55 9 0.11 0

1-3/13-17 40 0.55 9 0.11 0

2-1/17-20 30 0.57 9 0.11 0

2-2/20-33 124.16 0.57 9 0.11 0

* Les pts de la RN5 A, RN5B, RLM, et le Giratoire se trouvent dans les tracés en plan

(DAO, plan 11) et dans les profils en long (DAO, plan 13 pour la RN5, RLM et plan 14 pour

le giratoire).

Concernant l'assainissement du giratoire, l'ilot central ne va pas être drainé dont y aura

normalement une implantation des plantes.

8.6.2 Estimation des débits élémentaires

Les coefficients de ruissellement, les temps de concentration, l'intensité de pluies et les

débits d'écoulement pour chaque sous-tronçon de la Rocade, RN5, RLM et le giratoire sont

illustrés dans le tableau 36:

Tableau 36: Débits élémentaires de la Rocade, RN5, RLM et le giratoire

Route N° et Pt du Sous -

tronçon

Ceq1 Ceq2 tc (min) i (m/s) Q (m3/s)

Droite* Gauche* Droite Gauche Droite Gauche Droite Gauche Droite Gauche

RLM 1-1/1-5 0.87 0.87 0.87 0.87 3.054 5.5E-05 0.02 0.024

1-2/5-7,8 0.87 0.87 0.87 0.87 2.462 6.3E-05 0.016 0.016

2/7,8-12 0.87 0.87 0.83 0.85 5.476 3.8E-05 0.01 0.01

RN5 A 1/1-14 0.88 0.88 0.83 0.82 6.09 3.5E-05 0.08 0.08

2/14-18 0.88 0.88 0.85 0.85 2.756 5.8E-05 0.039 0.039

RN5 B 1/1-5 0.88 0.88 0.84 0.84 2.846 5.7E-05 0.042 0.042

2/5-8 0.88 0.88 0.84 0.86 4.81 4.1E-05 0.022 0.02

Rocade 1-1/1-10 0.87 0.87 0.81 0.79 3.517 5.0E-05 0.109 0.12


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1-2/10-21 0.87 0.87 0.87 0.80 8.121 2.9E-05 0.065 0.08

1-3/21-34 0.87 0.87 0.87 0.87 9.235 2.7E-05 0.069 0.07

1-4/34-37 0.87 0.87 0.87 0.87 3.726 4.8E-05 0.038 0.04

1-5/37-45 0.87 0.87 0.87 0.84 5.734 3.6E-05 0.05 0.05

1-7/45-50 0.87 0.87 0.87 0.87 2.182 6.8E-05 0.067 0.07

1-8/50-81 0.87 0.87 0.86 0.81 8.446 2.8E-05 0.167 0.2

1-9/81-91 0.87 0.87 0.87 0.84 3.72 4.8E-05 0.095 0.1

2-1/91-136 0.87 0.87 0.82 0.80 10.866 2.4E-05 0.252 0.26

2-2/136-142 0.87 0.87 0.87 0.87 2.303 6.6E-05 0.078 0.08

3-1/142-174 0.87 0.87 0.81 0.84 11.124 2.4E-05 0.18 0.16

3-2/174-179 0.87 0.87 0.84 0.87 2.398 6.4E-05 0.068 0.06

3-3/179-198 0.87 0.87 0.87 0.87 6.704 3.3E-05 0.123 0.12

3-4/198-216 0.87 0.87 0.87 0.86 7.683 3.0E-05 0.107 0.11

3-5/216-256 0.87 0.87 0.82 0.80 10.671 2.4E-05 0.221 0.24

4-1/256-308 0.87 0.87 0.82 0.81 14.794 2.0E-05 0.236 0.24

4-2/308-332 0.87 0.87 0.80 0.85 6.514 3.4E-05 0.194 0.16

4-3/332-371 0.87 0.87 0.77 0.85 22.402 1.5E-05 0.159 0.12

4-4/371-398 0.87 0.87 0.84 0.84 7.215 3.1E-05 0.18 0.18

4-5/398-414 0.87 0.87 0.84 0.83 11.362 2.3E-05 0.079 0.08

5-1/414-421 0.88 0.88 0.88 0.88 5.22 3.9E-05 0.063 0.07

5-2/421-424 0.86 0.86 0.86 0.86 2.4 5.09 6.4E-05 3.9E-05 0.027 0.016

5-3/424-429 0.87 0.87 0.87 0.87 2.14 2.48 6.9E-05 6.3E-05 0.054 0.049

5-4/429-430 0.87 0.87 0.87 0.87 1.51 1.79 8.6E-05 7.7E-05 0.014 0.012

6-1/435-436 0.87 0.87 0.87 0.87 1.01 1.64 1.1E-04 8.1E-05 0.017 0.013

6-2/436-441 0.87 0.87 0.87 0.87 2.48 2.33 6.3E-05 6.5E-05 0.049 0.051

6-3/441-443 0.86 0.86 0.86 0.86 1.68 2.51 8.0E-05 6.2E-05 0.022 0.018

6-4/443-448 0.87 0.87 0.87 0.87 2.708 5.9E-05 0.058 0.058

6-5/448-458 0.87 0.87 0.87 0.87 5.164 3.9E-05 0.077 0.077

Giratoire 1-1/1-7 0.88 0.88 3.382 5.1E-05 0.027

1-2/7-13 0.88 0.88 3.382 5.1E-05 0.027

1-3/13-17 0.88 0.88 2.475 6.2E-05 0.022

2-1/17-20 0.88 0.88 1.956 7.3E-05 0.019

2-2/20-33 0.88 0.88 5.840 3.6E-05 0.039

*Droite, gauche: c'est la coté droite et la coté gauche respectivement de la chaussée.

- tc : Temps de concentration de l'écoulement;

- i: Intensité de pluies;

- Q: Débit d'écoulement.


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8.6.3 Assemblage des tronçons et des sous-tronçons

Les résultats de calcul et d'assemblage des sous-tronçons pour la Rocade, RN5 et RLM

sont récapitulés dans le tableau 37:

Tableau 37 : Débits cumulés pour la Rocade, RN5 et RLM

Route N° et Pt du Sous tronçon

Qélémentairedroit

(m3/s) Qcumulé

droit

(m3/s) Qélémentaire

gauche

(m3/s) Qcumulé

gauche

(m3/s)

RN5 A 1/ 1-14 0.079 0.079 0.08 0.08

2/14-18 0.039 0.039 0.038 0.038

RN5 B 1/1-5 0.041 0.079 0.042 0.068

2/5-8 0.021 0.021 0.020 0.020

RLM 1-1/1-5 0.020 0.042 0.023 0.023

1-2/5-7,8 0.016 0.058 0.016 0.039

2/7,8-12 0.009 0.009 0.009 0.009

Rocade 1-1/1-10 0.109 0.173 0.117 0.196

1-2/10-21 0.065 0.065 0.079 0.079

1-3/21-34 0.069 0.069 0.069 0.069

1-4/34-37 0.038 0.038 0.038 0.038

1-5/37-45 0.050 0.117 0.055 0.121

1-7/45-50 0.067 0.067 0.067 0.067

1-8/50-81 0.167 0.167 0.199 0.199

1-9/81-91 0.095 0.095 0.105 0.105

2-1/91-136 0.252 0.252 0.265 0.265

2-2/136-142 0.078 0.078 0.078 0.078

3-1/142-174 0.180 0.248 0.164 0.226

3-2/174-179 0.068 0.068 0.063 0.063

3-3/179-198 0.123 0.451 0.123 0.469

3-4/198-216 0.107 0.328 0.110 0.346

3-5/216-256 0.221 0.221 0.236 0.236

4-1/256-308 0.236 0.236 0.241 0.241

4-2/308-332 0.194 0.430 0.161 0.402

4-3/332-371 0.159 0.159 0.121 0.121

4-4/371-398 0.180 0.338 0.181 0.303

4-5/398-414 0.079 0.417 0.081 0.383

5-1/414-421 0.063 0.091 0.068 0.084

5-2/421-424 0.027 0.027 0.016 0.016

5-3/424-429 0.054 0.054 0.049 0.049

5-4/429-430 0.014 0.014 0.012 0.031

6-1/435-436 0.017 0.017 0.013 0.039

6-2/436-441 0.049 0.049 0.051 0.051

6-3/441-443 0.022 0.022 0.018 0.018

6-4/443-448 0.058 0.080 0.058 0.076


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6-5/448-458 0.077 0.156 0.077 0.153

- Qélémentairedroit

et Qélémentairegauche

: C'est le débit calculé pour chaque sous-tronçon

séparément à coté droit et à coté gauche respectivement de la route.

- Qcumulédroit

et Qcumulé

gauche : C'est le débit cumulé pour chaque sous-tronçon à coté

droit et à coté gauche respectivement de la route.

8.6.4 Dimensionnement hydraulique

Buse

Dans ce projet nous avons une seul buse à implanter au niveau de Pt 7,8 de la RLM, car la

topographie à ce pt présente un point bas et donc un risque de stagnation de l'eau et par

conséquent infiltration dans le sol, pour cela nous avons choisie de faire cumuler les eaux des

fossés puis les verser à travers un passage busé de diamètre 0,8 m qui représente le diamètre

minimale imposé par le ministère d'agriculture.

Fossés

D'après le calcul des vitesses d'écoulement dans les fossés triangulaires (voir ANNEXE 4)

nous avons sélectionné deux dimensions de fossés en terre qui sont : h=0,25 de pente 1/1 ,3/2

et h=0,3 de pente 1/1 ,3/2.

Selon les dimensions des fossés trapézoïdaux bétonnière disponibles dans le marché, nous

avons adopté la dimension suivante: b=1m et h=0,5m et pente 1/2 de S m=0,375 m² car selon

le calcul des vitesses indiqués dans l'ANNEXE 4, cette dimension s'adapte mieux que les

autre dimensions trouvés (h=0,5, b=1.5, pente 1/1 et h=0,6, b=1,8, pente 1/1 et h=0,75,

b=2,25, pente 1/1) et qui engendrent des vitesses d'écoulement très basses par rapport à la

dimension prise.

Les résultats de dimensionnement des fossés triangulaires et trapézoïdaux pour la Rocade,

RN5 et RLM sont récapitulés dans le tableau 38:

Tableau 38: Drainage longitudinale de la Rocade, RN5 et RLM

Route Pt de fossé Longueur (m)

Type de fossé Dimension à appliquer (m)

Dimension Souhaité (m)

Rocade 1-179 3520

Trapézoïdal

h=0,5, b=1, pente 1/2

h=0,3, b=0,9, pente 1/1

179-414 4600 h=0,4, b=1,2, pente 1/1

414-429 300 h=0,2, b=0,6, pente 1/1

429-430 20 Triangulaire h=0,25, pente 1/1 et 3/2


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435-448 260 Trapézoïdal h=0,5, b=1, pente 1/2 h=0,2, b=0,6, pente 1/1

448-458 199.74 h=0,3, b=0,9, pente 1/1

RN5 A 1-18 315.96 Trapézoïdal h=0,5, b=1, pente 1/2 h=0,2, b=0,6, pente 1/1

RN5B 1-5 80 Trapézoïdal h=0,5, b=1, pente 1/2 h=0,2, b=0,6, pente 1/1

5-8 58.58 Triangulaire h=0,3, pente 1/1 et 3/2

RLM 1-8 120 Trapézoïdal

h=0,5, b=1, pente 1/2 h=0,2, b=0,6, pente 1/1

8-12 47.84 Triangulaire

h=0,25, pente 1/1 et 3/2

Giratoire 8-11 30

Trapézoïdal

h=0,5, b=1, pente 1/2

h=0,2, b=0,6, pente 1/2 14-15 20

18-19 20

24-31 70

- Dimension souhaité : C'est la dimension conseillé;

- Dimension à appliquer: C'est la dimension la plus proche à la dimension souhaité et

qui se trouve dans le marché en m.

8.7 Interprétation des résultats

Concernant les fossés triangulaires, les vitesses d'écoulement sont respectable et favorise

l'auto curage de l'ouvrage toute en évitant les pentes inférieures à 0,5 %.

De même pour les fossés trapézoïdales, les vitesses d'écoulement sont aussi respectable et

moyenne et ne dépasse 1,5 m/s par contre , entre les pt 435 à 448 soit encore d'une longueur

de 260m au niveau de la Rocade , les vitesses sont très basses et ce ci d'ù à la dimension du

fossé surabondante (0,5×0,5×1) pour cela nous proposons soit de faire couler sur place les

fossés de dimension 0,2×0,2×0,6 et 0,3, ×0,3×0,9 soit de faire augmenter la pente

longitudinale des fossés pour éviter toute accumulation d‟eau en un point du tracé.

Les vitesses d'écoulement pour les fossés trapézoïdaux dans la RN5 et RLM sont beaucoup

plus faibles que celles dans la Rocade à cause de la pente minimale imposée par la norme

ICTAAL qui favorise par conséquent l'écoulement gravitaire en grande vitesse.

La vitesse d'écoulement d'eau en traversant la buse de diamètre 0,8m est respectable soit

encore 0,22 m/s.

Les dimensions de fossés trapézoïdales conseillés de les appliquer diminuent les risques de

stagnation de l'eau et favorise l'auto curage ainsi qu'un gain remarquable du béton et donc une

économisassions importante mais y reste d'une part le problème de disponibilité de ces


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dimensions sur le marché d'où nous conseillons d'augmenter la gamme de dimension des

fossés trapézoïdale et d'autre part si on coule sur place ces fossés, on perd beaucoup de temps

et donc d'argent.

L'implantation des fossés triangulaires et trapézoïdaux, les dalots et la buse sur les routes à

drainer se trouve dans le rapport DAO (plan 1 à 10).

Enfin, une bonne conception et un entretien adéquat sont essentiels au fonctionnement

sécuritaire élémentaire de la route et à la réduction des répercussions défavorables sur

l'environnement naturel et social à la route. [16]


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Chapitre IX

__________________________________________________

SIGNALISATIONS

__________________________________________________


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9 SIGNALISATIONS

L‟importance du rôle de la signalisation routière s‟accroit avec le développement de la

circulation. Bien conçue et réalisée elle réduit les causes d‟accident et facilite la circulation.

On distingue traditionnellement la signalisation horizontale qui regroupe tous les marquages

sur chaussées et la signalisation verticale comprenant tous les panneaux bornes et balises.

9.1 Objectifs de la signalisation

Afin que la géométrie de l‟aménagement repose sur des aspects relatifs, il est nécessaire

de mettre en place des aménagements qui seront prises en comptes pour l‟exploitation de la

route.

Les objectifs de la signalisation sont :

- faciliter la circulation;

- Améliorer la compréhension de la géométrie de l‟autoroute;

- Donner des informations relatives de la route;

- Rappeler les diverses prescriptions, interdictions et éléments important;

- La signalisation routière réduit les causes des accidents.

Les principaux critères d‟efficacités d‟une signalisation routière sont : la visibilité,

l‟uniformité, la simplicité, l‟homogénéité et la continuité.

9.2 Catégorie de la signalisation

Les catégories de la signalisation sont les suivants:

- Signalisation par panneaux;

- Signalisation par marquage;

- Signalisation par feux;

- signalisation par balisage;

- signalisation par bornage.


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9.3 Différents types de marquages

9.3.1 Signalisation horizontale

Ce type de signalisation renferme :

- Les lignes longitudinales : continues infranchissables, discontinues axiales ou

de limitation des voies discontinues d‟annonce d‟une ligne continues discontinues de

bord de chaussée etc...

- Lignes transversales continues (stop) ou discontinue (cédez le passage);

- Les autres marques pour passages piétons ; pour stationnement ; etc...

- Les flèches de rabattement ou les flèches directionnelles;

- Les inscriptions : stop ; bus ; etc...

Les flèches de rabattement

Ces flèches sont disposés sur la chaussée afin d‟avertir les conducteurs d‟un rétrécissement

des chaussées ou de la proximité d‟une ligne axiale continue à ne pas franchir.

Les lignes horizontales

On trouve plusieurs types des lignes horizontales :

- Continue infranchissable

- Discontinues axiale ou de délimitation des voies (types T1 T'1);

- Discontinue d‟annonce d‟une ligne continue (type T3);

- Mixtes : franchissables seulement par les véhicules se trouvant du côté de la

ligne discontinue (type T1 ou T3 accolée à une ligne continue);

- Continue ou discontinue de délimitation de bandes d‟arrêt d‟urgence (type T2,

T'2 et T3).

Le marquage spécifique

Les lignes transversales : elles confirment à l‟automobiliste un signal d‟obligation, on

trouve :

Ligne discontinue <<CEDEZ LE PASSAGE>> ; ligne continue <<STOP>>.


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Les autres marques : elles concernent la répétition de l‟usage de la voirie, on trouve :

piétons, cyclistes, stationnement…

Marquage des bretelles d’échangeur

Pour la chaussée principale la ligne axiale des bretelles bidirectionnelles à deux voies est

constituée par une ligne continue de largeur 3U.

Caractéristiques générales des marquages

Le Couleurs des marques :

Le blanc est la couleur utilisée pour le marquage sur la chaussée.

Le jaune est la couleur utilisée pour les marquages interdisant l‟arrêt.

Largeur des lignes:

La largeur des lignes est définie par rapport à une largeur unité <<U>> différente selon le

type de route.

On adopte les valeurs suivantes pour <<U>> :

U=7,5cm sur les Autoroutes;

U=5cm sur les autres routes;

U=3cm pour les lignes tracés sur les pistes cyclables.

Toutes ces données et règlement ont été pris en considération dans l‟élaboration des plans

de signalisation dans le cas de ce projet.

Pour chaque type de route, les largeurs sont au minimum de 2U pour les lignes

horizontales et de 3 à 10U pour les lignes transversales.

Modulation des lignes discontinues:

Les caractéristiques longitudinales des lignes discontinues varient selon la fonction des

lignes comme le montre le tableau 39 et la figure 43.


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Tableau 39:Type de modulation des lignes discontinues

Type Longueur du trait Longueur du vide

T1

T’1

3m

1,5m

10m

5m

T2

T’2

3m

0,5m

3,5m

0,5m

T3

T’3

3m

20m

1,33m

6m

Figure 43:type de modulation des lignes discontinues.

Si BAU est comprise entre 1m et 2m et si elle n‟est pas limitée par des glissières ou des

bordures on la délimitera extérieurement par une ligne continue de largeur 2U.

A l'approche d‟un carrefour ou d‟échangeur, outre l‟élément d‟écrit ci-dessous, le

marquage comporte des lignes d‟avertissements avec trois flèches de rabattement à l‟approche

des têtes d‟ilots des hachures sur les pointes d‟ilots et des flèches de sélection s‟il existe des

voies de décélération.


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Le tableau 40 donne les signalisations des bifurcations et des sorties.

Tableau 40: Signalisation des bifurcations et des sorties

Panneau Distance au nez

Géométrique

Position dans le PT Ecriture

mention

terminale

Ecriture

autres

mention

pré signalisation 800à 1000m avant le

nez

Extérieur de la BAU 0,50 0,40

Signalisation

avancée

150m avant le nez Sur portique 0,60 0,50

Signalisation de

position

Derrière le musoir Extérieur de la BAU 0,50 0,40

confirmation 400m après le nez* Extérieur de la BAU 0,50 0,40

*dans tous les cas à 150m après un biseau d‟entrée.

9.3.2 Signalisation verticale :

Les panneaux de signalisation sont classés dans des catégories :

Panneaux de police :

- Panneaux de danger de forme triangulaire;

- Panneaux d‟intersection et de priorité de forme triangulaire ; carrée ou

rectangulaire;

- Panneau de prescription de forme circulaire;

- Panneau directionnelles et panneaux d‟indication utiles aux usagers.

Ces panneaux doivent être légèrement tournés vers l‟extérieur de la route pour éviter les

phénomènes de d‟éblouissement.

Dans le cas de circulation rapide il y aura lieu d‟implanter l panneau à 400 m en rase

campagne et à 150 m en traverse d‟agglomération en répétant le panneau dans l‟intervalle

restant.


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Panneaux de prescription

Ils doivent être implantés au voisinage immédiat de l‟endroit ou s‟applique la prescription

sauf pour certain panneau notamment d‟obligation qui doit être implantés comme les

panneaux de danger.

Panneau de direction.

Les panneaux de direction sont à fond blancs pour les faibles et moyennes distances.

Les panneaux sont à fond verts pour les grandes et très grandes distances.

Panneaux d’interdiction et de danger.

Figure 44: panneaux d’interdiction et de danger

Panneaux d’obligation:

Figure 45: panneaux d’obligation


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Panneaux de priorité:

Figure 46: panneaux de priorité

Panneaux d’aménagement de stationnement:

Figure 47:panneaux d’aménagement de stationnement

Finalement, la signalisation au niveau de l'échangeur giratoire de ce projet est dans le plan

16 du rapport DAO.


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Conclusion

Ce projet de fin d‟études nous a apporté plus d'expériences en bureau d‟études. Les

recherches effectuées, les documents exploités, nous ont réellement permis d‟enrichir le

bagage technique que nous avons acquis lors de nos études à l‟ENIT.

Ces quelques mois en entreprise nous ont également permis d‟acquérir des compétences

professionnelles ; notamment : rédiger des notes de présentation, travailler seule sur une partie

de projet en respectant les délais, synthétiser des documents ou des informations, etc.

Nous avons également pris conscience qu‟en plus des contraintes de temps, d‟obligation

d‟un travail de bonne qualité et de prise en compte des demandes du client, il est nécessaire de

bien organiser tous les documents créés et reçus.

En premier lieu, nous avons établi une étude de trafic d'une section de la Rocade (lot2-b)

qui se trouve entre la RN5 et RN7 et passe par Mornaguiya qui est rattachée

administrativement au gouvernorat de Mannouba pour déterminer le niveau d'aménagement à

exécuter.

En second lieu, nous avons fait la conception géométrique du lot2-b ayant un axe en plan

de longueur 9 km en respectant les normes d'ICTAAL de catégorie L2, puis nous avons

décalé l'axe de la RN5 de sa position initiale suivant la norme ARP de type R80 pour faciliter

l'implantation d'un échangeur en faisant par la suite sa mise en 2×2 voies, ensuite, nous avons

rectifié l'axe de la RLM qui est aussi de norme ARP et de type R60.

Cet échangeur est de type Giratoire permettra essentiellement de lier la Rocade, la RN5 et

la RLM dont ce giratoire dénivelé a 5 branches et un rayon de giration 58m.

Ce caractère exceptionnel impose obligatoirement une étude de capacité pour vérifier le

bon fonctionnement du giratoire, donc nous avons fait une recherche bibliographique sur le

calcul de capacité pour aboutir à la fin à 3 méthodes qui correspondent à ce type de Giratoire

et qui ont tous confirmé le non saturation de ce carrefour-Giratoire aux horizons 2017, 2027 et

2037.


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Puis, pour assurer un meilleur assainissement des futurs ouvrages, nous avons élaboré une

étude hydrologique d'une zone à relief difficile dans le but de drainer transversalement ces

ouvrages routier dont nous avons dimensionné 15 dalots.

Pour résoudre les problèmes de la collecte et de l'évacuation des eaux superficielles sur

l'emprise de la route, une étude de drainage longitudinal a été faite.

Finalement, nous avons terminé ce travail par la signalisation verticale et horizontal affin

d'améliorer la compréhension de la géométrie de la route et en particulier au niveau de

l'changeur-Giratoire.

Nous pouvons conclure que l‟étude d‟un projet routier comme tout autre projet de génie

civil, possède un goût spécifique, cache ses secrets, ses difficultés et son plaisir jusqu‟au

moment de l‟exécution.


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Références

[1] : SETRA, ICTAAL (instruction sur les conditions techniques d‟Aménagement des

Autoroutes de Liaisons), 12 décembre 2000.

[2] : Centre d‟Etudes des Transports Urbains (CETUR), ICTAVRU (instruction sur les

conditions techniques D'aménagement Des Voies Rapides Urbaines), Juin 1990.

[3] : SETRA, Piste 5, Conception d‟infrastructures linéaires, France, octobre 2004.

[4] : Autocad, Autodesk ,2010.

[5] : SETRA, ARP (Aménagement des Routes Principales), Août 1994.

[6] : Info ciments, Carrefours Giratoires en béton, Collection technique, CIMbéton.

[7]: Pierre CHASTELLAIN, Ingénieur ITEP/EPFL, le Giratoire et les carrefours au service de

la sécurité, Barcelone, novembre 2008.

[8]: CERTU (Centre d'Étude sur les Réseaux, les Transports, l'Urbanisme), Girabase Version

4.0, Calcul de capacité de carrefour giratoire, Novembre 2006.

[9]: SETRA, Aménagement Des Carrefours Interurbains Sur Les Routes Principales.

Carrefours Plans - Guide Technique, Décembre 1998.

[10]: BRUNO Marquis, Ingénieur, le carrefour Giratoire : un mode de gestion différent,

Congrès annuel de l‟Association des transports du Canada tenue à Québec, 2004.

[11]: Springer, RAFFAELE Mauro, Calculation of Roundabouts, Capacity waiting

phenomena and reliability, 2010.

[12]: Microsoft, Excel, 2007.

[13]: Google, Google Earth, 2013

[14]:Blue Marble Geographics, Global Mapper V15.0, September 2013.

[15]: Jamel NEJI, Le projet Routier, centre de publication universitaire, 2005.

[16]: SETRA, Drainage Des Routes, Variantes De Conception Et Entretien- Guide Technique,

Novembre 2003.

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