ÉTUDE HYDROLOGIQUE ET DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES HYDRAULIQUES

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Profil en travers

Le profil en travers est la coupe transversale de la chaussée. Il est constitué en général par la largeur de la chaussée, l’accotement, le talus, la pente de bombement… .Dans ce projet, on rencontre 03 types du profil en travers : le profil en remblai (généralement), le profil mixte et le profil en déblai.

Largeur de la chaussée

En ce qui concerne la largeur de la route existant, elle est généralement de l’ordre 4 à 5 m. Pour que deux long camions puissent se croiser et roule bien à la vitesse de référence Vr imposé, alors on fixe la largeur de la chaussée L=6m sur toute l’itinéraire.

Talus

Les talus doivent être stables tout le temps. Pour éviter l’érosion et pour bien évacuer les venues d’eaux de la chaussée et du bassin versant, on utilise de talus de pente t/d=3/2 (t=3 est la longueur de la trace horizontale et d=2 est le dénivelé entre les extrémités).

Pente transversale

La pente transversale c’est la pente de la chaussée en toit sur les alignements droits. La pente de chaque versant résulte d’un compromis entre la recherche d’un écoulement rapide des eaux de pluie et la limitation de l’instabilité des véhicules lorsqu’ils passent d’un versant à l’autre. Pour ce projet, elle est fixée à 3%.

EXAMEN VISUEL OU RELEVÉ DE DÉGRADATIONS

Les types de dégradations localisées ou sur une grandes surfaces qui peuvent se rencontrer sur une chaussée non revêtue sont généralement les suivants : les ensablements de la chaussée, les bourbiers et les envahissements des végétations sur la route. La plupart des Ouvrages d’Assainissement sont obstrués. En effet, les fossés latéraux sont ensablés et les dalots bouchés par des déchets.

PROPOSITION D’AMÉNAGEMENT

Au niveau de la chaussée

La solution à retenir devrait à la fois répondre aux priorités de la zone d’étude qu’à la garantie de la pérennité de l’ouvrage tout en tenant compte des contraintes financières, techniques et environnementales.
Ainsi, la solution adéquate et durable pour ce projet consiste à mettre en oeuvre une chaussée revêtue à condition que le volume de trafic empruntant l’itinéraire atteigne le seuil de bitumage ou permet la mise en oeuvre d’un revêtement.
Par conséquent, le présent projet se concentrera sur la réhabilitation de la chaussée en une chaussée souple de 20 km allant du District de Manja (PK 355+000) à Mandabe (PK 375+000).

Au niveau des ouvrages

L’eau étant l’ennemi numéro un de la route, l’assainissement doit être la principale préoccupation d’un projet routier.
Les interventions à faire et l’aménagement proposés sont :
– Enlèvement des végétations et des arbustes envahissant les ouvrages de protection des culées .
– Curage des dalots que ce soient dalots cadre en béton armé ou dalots mixtes .
– En se basant sur la nouvelle conception de la route, le drainage longitudinal doit être refait en totalité.

Instabilité de rive et soutènement

Les types de soutènement du côté remblais et déblais sont les suivants :
– Mur en maçonnerie : aménagé au niveau des zones instables situées au droit des hauts remblais, ou lorsque la plate-forme est insuffisante .
– Mur en gabion de hauteur 2 m à 4 m : appliqués au niveau des zones instables avec présence d’eau.

Trafic induit ou généré

Après l’année de mise en service, une réduction des coûts de circulation va apparaître. Ce qui, par conséquent, va augmenter le trafic actuel. Cette augmentation est aussi générée par la croissance économique et touristique.
Son estimation demeure difficile à quantifier, pourtant ce trafic aura un pourcentage important dans le trafic total. Ainsi, sa valeur est évaluée à 25% du trafic normal.

Répartition du trafic

La méthode de dimensionnement d’une chaussée à Madagascar nécessite la répartition du trafic. On doit connaitre si le trafic est à répartition normale TN ou un trafic à répartition lourd TL.
Pour ce, il est nécessaire de connaitre le trafic corrigé qui est donné par la formule suivante : ?′=??? ( 3 ).
N′ : trafic corrigé .
α : coefficient correcteur de l’accroissement .
β : coefficient correcteur de la durée de vie .
N : trafic journalier des poids lourds PL.

ÉTUDE DES MATÉRIAUX

L’objet de ce paragraphe est de spécifier les matériaux utilisés et de connaitre plus précisément l’emplacement et le volume exploitable des gisements meubles et des carrières rocheux.

Les caractéristiques géotechniques requises pour les matériaux

La durabilité de la structure est assurée par l’utilisation des matériaux de bonne qualité. Pour faire ce choix, il est indispensable de faire des essais in situ et au laboratoire.

Les essais sur les matériaux

Les caractéristiques géotechniques d’un gisement meuble sont déterminées à partir des essais effectués en laboratoire.
Elles sont définies par les spécifications suivantes :
 Pour le matériau d’un gisement meuble, on a.
– Limite de liquidité : WL .
– Indice de plasticité : IP .
– Gonflement linéaire : %G .
– Portance CBR à 4jour d’imbibition .
– Indice de compacité : Ic .
– Diamètre maximal des grains : Dmax .
– Le poids volumique à l’OPM : γd OPM .
– Le pourcentage des fines .

DIMENSIONNEMENT PAR LA MÉTHODE LNTPB

La méthode de dimensionnement de LNTPB s’appuie sur l’épaisseur équivalente donnée par les abaques appelés « Abaques de dimensionnement des chaussées neuve à Madagascar ». Cette méthode est basée sur la portance du sol de plate-forme, la nature et la répartition du trafic de poids lourds dans le deux sens.

Sol de plateforme

La portance du sol de plate-forme est définie par l’essai CBR. Les résultats sont récapitulés dans le Tableau29. Pour le dimensionnement, la classification des sols sera effectuée comme suit :
– Classe S1 pour des valeurs de CBR ≤5 .
– Classe S2 pour des valeurs de 5 < CBR ≤10 .
– Classe S3 pour des valeurs de 10 < CBR ≤15 .
– Classe S4 pour des valeurs de 15 < CBR ≤30 .
– Classe S5 pour des valeurs de CBR > 30.

Étude des bassins versant

Un bassin versant par définition est une aire topographiquement délimitée par la ligne de partage des eaux de ruissellement à l’intérieur de laquelle toutes les précipitations alimentent un même exutoire : cours d’eau, fleuve, lac ou océan.
L’étude des bassins versant est donc une nécessité absolue pour connaitre les exutoires dérivés de ces derniers susceptibles d’entraver l’exploitation et la préservation de l’état de la chaussée. Des ouvrages de drainage longitudinal (assainissement) et transversal (franchissement) seront réalisés pour arroger respectivement le ruissellement des BV sur l’emprise de la chaussée et les exutoires transgressant l’axe de la route.
En d’autres termes, les caractéristiques de mis en oeuvre de ces ouvrages sont fonction des caractéristiques et du débit découlant des bassins versant.

Caractéristiques géomorphologiques du Bassin Versant

Un Bassin Versant est délimité par la ligne de partage des eaux de ruissellement. Il transforme la pluie en débit. Il est caractérisé par :
– sa surface S [km2] .
– sa pente moyenne i [%] .
– son coefficient de ruissellement C .
– sa coefficient de forme K .
– longueur du rectangle équivalent L [km].

LES OUVRAGES D’ASSAINISSEMENT

Ces ouvrages sont conçus pour l’évacuation des eaux de ruissellement. Ils sont réalisés en crête (protection des talus en cas de déblai) et en pieds de talus selon le terrassement. Etant donné un relief assez plat et une réalisation sur remblai de la chaussée, nous étudierons par suite dans le cadre de ce projet les fossés de pieds latéraux.

Les fossés latéraux

Par définition, c’est un ouvrage hydraulique destiné à recevoir les eaux de ruissellement provenant de la chaussée, des talus et des eaux de pluie.

Dimensionnement

Le principe de dimensionnement consiste à obtenir les paramètres de construction (section, matériaux et pente) des fossés de façon à ce que ces derniers puissent évacuer le débit des eaux de ruissellement.
Ils peuvent présenter toutes les formes de section transversale à savoir triangulaire, rectangulaire, trapézoïdale et circulaire. Par pratique, nous allons étudier principalement les trois types de section à implanter selon le critère le plus rentable économiquement et techniquement :
 fossé triangulaire .
 fossé rectangulaire .
 fossé trapézoïdale.

Méthodologie de dimensionnement

Pour minimiser le coût du projet, on traitera en premier lieu le redimensionnement des fossés triangulaires. De plus, la primauté de fossés triangulaires en mauvais état sur le tracé nous préconise d’abord l’étude de ces derniers.
Par suite, on étudiera les fossés à section rectangulaire dans le cas où il y aura sousdi mensionnement des fossés triangulaires. Et par récurrence, les fossés trapézoïdales.

Hypothèses de coûts d’exploitation proportionnels

Ces coûts diffèrent selon l’état de la chaussée : de la route en terre dégradée à la nouvelle route aménagée bitumée. Ils devraient constituer les variations de coûts pendant l’exploitation, à citer :
– la consommation en carburant [L/100 km] .
– le pourcentage de consommation de lubrifiant par rapport au carburant [%] .
– la durée de vie en kilomètre des pneumatiques [km] .
– l’amortissement [an] .
– la distance parcourue annuellement [km/an] .
– la longueur de la route [km] .
– le pourcentage des réparations éventuelles des matérielles par rapport au prix de véhicule neuf [%].

Table des matières

ÉCOLE SUPÉRIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO
REMERCIEMENTS
SOMMAIRE
LISTE DES FIGURES
LISTE DES ABRÉVIATIONS
LISTE DES NOTATIONS
INTRODUCTION
Partie I – DESCRIPTION ET JUSTIFICATION DU PROJET
CHAPITRE I. GÉNÉRALITÉS SUR LE PROJET
CHAPITRE II. ÉTUDES SOCIO-ÉCONOMIQUES DE LA ZONE D’INFLUENCE
Partie II – ÉTUDES TECHNIQUES
CHAPITRE III. ÉTUDE DE LA CHAUSSÉE
CHAPITRE IV. ÉTUDE DU TRAFIC ET DES MATÉRIAUX
CHAPITRE V. DIMENSIONNEMENT DE LA CHAUSSÉE
CHAPITRE VI. ÉTUDE HYDROLOGIQUE ET DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES HYDRAULIQUES
Partie III – ÉTUDES FINANCIÈRES ET DES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
CHAPITRE VII. DEVIS DESCRIPTIF
CHAPITRE VIII. DEVIS QUANTITATIF
CHAPITRE IX. DEVIS ESTIMATIF
CHAPITRE X. DÉTAILS QUANTITATIF ESTIMATIF (DQE)
CHAPITRE XI. COÛT D’ENTRETIEN DE LA CHAUSSÉE
CHAPITRE XII. ÉTUDE DE RENTABILITÉ
CHAPITRE XIII. ÉTUDES DES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
CONCLUSION GÉNÉRALE
BIBLIOGRAPHIE

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