Support de Cours VRD TSBU [PDF]

Zitiervorschau

1

Sommaire CHAP 0.INTRODUCTION GENERALE................................................................................................ 6 I.

GENERALITES............................................................................................................................ 7

II.

VRD ET URBANISME.................................................................................................................. 8

III.

TERME DE VRD........................................................................................................................... 8

1.

ESPACE COLLECTIF........................................................................................................................... 8

2.

VRD ET ASSAINISSEMENT................................................................................................................ 8

3. VRD et AEP...................................................................................................................................... 9 4. VRD et ENERGIE............................................................................................................................... 9 5. VRD ET TELECOMMUNICATION........................................................................................................ 9 6. VRD ET ANTENNE COMMUNICATIVE................................................................................................ 9 CONCLUSION PARTIELLE :.................................................................................................... 10

IV.

CHAP.I

RESEAU DE VOIRIE.......................................................................................................... 11

I.

GENERALITES........................................................................................................................... 12

II.

LES DIFFERENTES FONCTIONS DE LA VOIRIE..................................................................12

III.

FORMES DE CIRCULATION.................................................................................................... 12

1.

TRANSPORT ET DESSERTE.............................................................................................................. 12

2.

MODES DE TRANSPORTS............................................................................................................... 13

3.

TYPES DE CIRCULATION................................................................................................................. 13 HIERARCHISATION DE LA VOIRIE.......................................................................................13

IV.

1.

CARACTERISTIQUES DES DIFFERENTS TYPES DE RESEAUX...............................................................14

2.

CREATION D’UNE VOIRIE URBAINE................................................................................................ 15 RAPPELS SUR LES RACCORDEMENTS.................................................................................16

V.

1.

INTERPRETATIONS GEOMETRIQUE DE LA COURBURE EN VOIRIE....................................................16

2

2.

TERMINOLOGIE............................................................................................................................. 16

3.

DIFFERENTES TYPES DE RACCORDEMENTS.....................................................................................17 TRACE EN PLAN....................................................................................................................... 18

VI.

1.

POSITION DU PROBLEME............................................................................................................... 18

2.

CONSIDERATION GENERALE........................................................................................................... 19

VII.

STATIONNEMENT.................................................................................................................... 26

1.

MOTIF DE STATIONNEMENT.......................................................................................................... 26

2.

DEMANDE DE STATIONNEMENT.................................................................................................... 26

3.

L’OFFRE DE STATIONNEMENT........................................................................................................ 27

VIII.

TROTTOIR................................................................................................................................. 28

1.

CAPACITE DES TROTTOIRS ET VITESSE DE MARCHE........................................................................28

2.

LARGEUR DES TROTTOIRS.............................................................................................................. 29

3.

BORDURE DE TROTTOIR................................................................................................................. 29 PROFIL EN LONG..................................................................................................................... 30

IX.

1.

DEFINITION................................................................................................................................... 30

2.

TERMINOLOGIE............................................................................................................................. 30

3.

REDACTION DU PROFIL EN LONG................................................................................................... 30

4.

RAYON DE COURBURE AUX CHANGEMENTS DE DECLIVITES...........................................................32

X.

LA COORDINATION DU TRACE EN PLAN ET DU PROFIL EN LONG...............................33

XI.

PROFIL EN TRAVERS............................................................................................................... 34

1.

TERMINOLOGIE............................................................................................................................. 35

2.

REDACTION DU PROFIL EN TRAVERS.............................................................................................. 36

CHAP.II : TERRASSEMENTS GENERAUX....................................................................................... 38 I.

GENERALITES........................................................................................................................... 39

II.

TERMINOLOGIE....................................................................................................................... 39

3

III.

APPROCHE GLOBALE DES TRAVAUX DE TERRASSEMENT............................................40

IV.

CUBATURE DES TERRASSES.................................................................................................. 42

1.

DECAPAGE DE LA TERRE VEGETALE................................................................................................ 42

2.

CUBATURE DES PLATES FORMES.................................................................................................... 43

CHAP.III : A.E.P..................................................................................................................................... 46 I.

GENERALITES........................................................................................................................... 47

II.

CAPTAGE DES EAUX................................................................................................................ 47

1.

EAU SOUTERRAINE........................................................................................................................ 47

2.

EAU DE SURFACE........................................................................................................................... 48

III.

TRAITEMENT DES EAUX........................................................................................................ 48

IV.

CONSIDERATIONS GENERALES :.......................................................................................... 49

1.

BESOIN EN EAU POTABLE............................................................................................................... 49

2.

ANALYSE DES POSSIBILITES DE RACCORDEMENT AUX RESEAUX EXISTANTS....................................49

3.

RESEAU DE DISTRIBUTION D’EAU POTABLE :..................................................................................50

4.

TRACE EN PLAN ET IMPLANTATION................................................................................................ 52

5.

DIMENSIONNEMENT DES CANALISATIONS.....................................................................................54 PROTECTION DU RESEAU :.................................................................................................... 57

V.

1.

PROBLEMES FREQUENTS............................................................................................................... 57

2.

SOLUTIONS.................................................................................................................................... 57 ORGANES ANNEXES................................................................................................................ 58

VI.

CHAP. IV : ASSAINISSEMENT........................................................................................................... 66 I.

GENERALITES........................................................................................................................... 67

II.

CHOIX DES TYPES DE RESEAU.............................................................................................. 67

III.

LE RESEAU D’EAUX USEES.................................................................................................... 68

1.

LA COLLECTE ET LE TRANSPORT..................................................................................................... 68

4

2.

L’EPURATION................................................................................................................................. 69 LE RESEAU D’EAUX PLUVIALES........................................................................................... 72

IV.

1.

RESEAU DE SURFACE..................................................................................................................... 72

2.

RESEAU ENTERRE DE CANALISATIONS............................................................................................ 73

3.

OUVRAGES PONCTUELS DE STOCKAGE ET D’INFILTRATION............................................................74 CONDITION DE CALCUL......................................................................................................... 75

V.

1.

CALCUL DES DEBITS D’EAUX USEES................................................................................................ 75

2. CALCUL DES DEBITS D’EAUX PLUVIALES.......................................................................................... 76 3. ABATTEMENT SPATIAL DES AVERSES.............................................................................................. 78 4. METHODE DE CALCUL..................................................................................................................... 79 5. CALCUL DES CONDUITES ET DES CANAUX.......................................................................................85 6. CONDITIONS DE PENTE ET LIMITE D’AUTOCURAGE.........................................................................87 7. CONDITIONS DE PROFONDEUR....................................................................................................... 87 VI.

TRACE EN PLAN (RECOMMANDATIONS GENERALES)....................................................87

ANNEXE 1 : SCHEMA RESEAU RAMIFIE ET MAILLE........................................................................................................89 ANNEXE 2 : ELEMENTS D’UN RESEAU............................................................................................................................91 ANNEXE 3 : COEFFICIENTS RELATIFS A LA PLUVIOMETRIE............................................................................................93 ANNEXE 4: REGIONALISATION DES AVERSES................................................................................................................94 ANNEXE 5: INTENSITE - DUREE - FREQUENCE (REGION I).............................................................................................95 ANNEXE 6 : INTENSITE – DUREE – FREQUENCE (REGION II)..........................................................................................96 ANNEXE 7: INTENSITE – DUREE – FREQUENCE (REGION III).........................................................................................97 ANNEXE 9 : REGARDS DE VISITE / BRANCHEMENTS.....................................................................................................99 ANNEXE 10 : RESERVOIR DE CHASSE/AERO-EJECTEUR / STATION DE RELEVEMENT OU DE REFOULEMENT............100 ANNEXE 11 : DEBIT DES CANALISATIONS CIRCULAIRES EN SYSTEME UNITAIRE OU SEPARATIF................................101

CHAP. V : ELECTRICITE................................................................................................................... 102 I.

GENERALITES......................................................................................................................... 103

II.

MOYENS DE TRANSPORT ET DE DESSERTE.....................................................................104

III.

BESOINS................................................................................................................................... 105

IV.

RESEAU HT ET BT.................................................................................................................. 106

V.

DETERMINATION DES CABLES........................................................................................... 107

5

VI.

LES POSTES DE TRANSFORMATION..................................................................................112

VII.

BRANCHEMENTS B.T............................................................................................................. 112

VIII.

ECLAIRAGE PUBLIC.............................................................................................................. 112

CHAP 0.INTRODUCTION GENERALE 1

6

GENERALITES

I.

Jusqu’à une époque récente dans l’histoire, les modifications qui s’effectuaient sur les espaces Collectifs étaient faites à partir des critères purement architecturaux et de confort. Ceci a fait que la consommation de l’espace était très abusive et le coût de l’habitat très élevé. La croissance rapide de la démographie et la révolution industrielle apparue à la fin de 19ème siècle, ont traduit le fait que les habitants se regroupent dans des espaces très limités. De telles difficultés ont poussé les hommes à rationaliser l’utilisation de l’espace, séparer les zones industrielles des zones agricoles et de celles à urbaniser. Cette dernière qui fait l’objet de cette étude devra recevoir des opérations d’urbanisation qui permettent la satisfaction des (04) quatre principaux objectifs :  Rechercher

la

meilleure

intégration

possible

de

l’opération

dans

son

environnement général (paysage naturel, milieu bâti, contexte socioéconomique) selon l’aspiration des habitants ;  Limiter les couts d’investissement sans pour autant négliger les problèmes techniques ;  Créer un cadre de vie satisfaisant pour les usagers ;  Assurer un développement équilibré et harmonieux des communes Afin de satisfaire ces quatre (04) principes, une étude de faisabilité et de conception technique des opérations doit être menée. Pour ce faire, l’on fait appel aux VRD qui ont une influence directe et déterminante pour atteindre ces objectifs. Définition des VRD L’ensemble des techniques de conception, et méthodes de calculs élaborés pour répondre aux quatre (04) principes précités sont l’objet des VRD. Ces techniques interviennent dans la modification du terrain naturel (conception de la voirie et bâtisse)

7

et également l’implantation des différents réseaux destinés aux services publics (AEP, Eclairage, Assainissement, Télécommunication …etc.).

VRD ET URBANISME

II.

Les concepteurs dans les champs d’application des VRD doivent intégrer dans leurs réflexions et dans leurs choix, les véritables contraintes techniques et économiques liées aux VRD. Ainsi à ne raisonner qu’en terme de sécurité et d’espace collectif en perdant de vue l’objectif final de ce type d’opération d’urbanisme réalisé pour les habitants, un cadre de vie dont toutes les conditions de sécurité et de confort sont réunies. Inversement, les concepteurs de l’aménagement et de l’implantation doivent intégrer dans leurs réflexions et dans leurs choix l’introduction des grands ensembles dans le cadre de vie qui satisfait les aspirations des habitants, et conformément à la planification de l’urbanisme. Ainsi à raisonner en termes de confort et d’un aménagement de qualité. Ceci induit des difficultés techniques, et des investissements considérables pour la conception et la réalisation de l’opération. Pour faire face à ce paradoxe, il est toujours possible de trouver des solutions moyennes qui permettent d’assurer pour les habitants la sécurité et un confort minimum dans un cadre de vie simple.

TERME DE VRD

III. 1.

ESPACE COLLECTIF

D’une opération à l’autre, l’espace collectif occupe 30% à 60% de l’emprise de l’opération, il constitue ainsi un élément essentiel d’un cadre de vie de traitement de l’aménagement (Voirie, Espace vert, Aire de jeu, Aire de stationnement). Il est déterminant pour la qualité de l’environnement d’un cadre de vie mais aussi en partie, pour le développement de la fréquentation et la diversité des activités qui s’y déroulent.

2.

VRD ET ASSAINISSEMENT

Les VRD interviennent dans l’assainissement pour l’étude des ouvrages ainsi que l’implantation du réseau d’assainissement afin de collecter, de transporter et 8

éventuellement traiter puis la restituer en milieu naturel et dans un état satisfaisant, des eaux pluviales ou de ruissellement et les eaux usées ou domestiques (eaux ménagères, eaux vannes), eaux industrielles.

3.

VRD et AEP

L’eau est un bien public et indispensable à toute urbanisation et doit être disponible en quantité suffisante pour assurer les besoins des populations. Les VRD interviennent dans son champ d’application afin de répondre à ce besoin, par la conception et l’implantation d’ouvrages.

4.

VRD et ENERGIE

L’énergie est un élément très utile, la vie moderne y très attachée, l’absence de cet élément peut paralyser toute une agglomération même un territoire entier qui pourra avoir des conséquences indésirables sur l’économie. Aussi les VRD prennent en charge la conception et la réalisation de tels réseaux afin de répondre aux besoins de la population.

5.

VRD ET TELECOMMUNICATION

De nos jours, la circulation rapide de l’information est très déterminante pour le développement économique social, les réseaux de télécommunication s’avèrent très indispensable. C’est les VRD qui conçoivent et réalisent l’implantation de la télécommunication.

6.

VRD ET ANTENNE COMMUNICATIVE

La réception des programmes de T.V ainsi que ceux de la radiodiffusion en modulation de fréquence s’effectue traditionnellement par une antenne individuelle située sur le Toit de la maison.

9

Lorsque la densité de l’habitat augmente cela donne un aspect inesthétique des réalisations. En outre, elle est inefficace lorsqu’il se présente des difficultés de réception (Obstacle naturel…) La meilleure solution consiste à utiliser un réseau communicatif de radio et télédiffusion appelé couramment réseaux d’antenne communicative. Les VRD offrent le moyen technique et opératoire pour la réalisation d’un tel réseau.

IV.

CONCLUSION PARTIELLE :

Les VRD possèdent tout un arsenal de techniques qui permet d’urbaniser sur espace minime le maximum d’habitation avec des conditions de vie normale.

10

CHAP.I

RESEAU DE VOIRIE

11

I.

GENERALITES

L’idée d’une voie est née dans les temps anciens depuis que les gens se sont mis d’accord spontanément pour emprunter les mêmes parcours pour accomplir leurs activités quotidiennes. Cette idée n’a pas cessé d’évoluer à travers l’histoire compte tenu de l’évolution du mode de vie des usagers. L’apparition des engins mécaniques, a donné un grand pas pour la réalisation des voiries qui, à présent fait l’objet de toute une étude technique avant d’entamer les travaux pour sa réalisation. La voirie est un réseau constitué d’un espace collectif qui est appelé à couvrir la circulation des différents usagers (piétons, véhicules) avec une certaine fluidité.

II.

LES DIFFERENTES FONCTIONS DE LA VOIRIE

Les fonctions de la voirie sont de plusieurs ordres :  Fonction

de

circulation

et

de

transports

de

personnes,

véhicules,

marchandises, etc ;  Lieu public de communication et de rencontre entre différentes zones ;  Lieu d'activités et d'échanges (sociaux, culturels) ;  Eléments de composition et conception urbaine ;  Espace d'implantation des réseaux (telephone, CIE et SODECI)  Support de circulation et de transports.

III.

FORMES DE CIRCULATION

1. TRANSPORT ET DESSERTE Les flux de circulation répondent à deux fonctions :  Fonction de desserte : C'est la capacité offerte par la voirie d'accéder aux parcelles et aux bâtiments riverains (accéder a son lot)

12

 Fonction de transport : C’est les flux, qui empruntent une voie sans s'y arrêter et qui forment une circulation de transit. 2. MODES DE TRANSPORTS  Marche (à pied)  Les animaux (chevaux, ânes,….)  Les deux-roues  Les transports en commun  Transport de marchandises  Voiture individuelle

3. TYPES DE CIRCULATION On peut distinguer trois niveaux dans la séparation des circulations :  Circulation mêlée dans laquelle les voitures particulières, les "deux-roues", les transports en commun circulent sur la même chaussée;  Circulation juxtaposée dans laquelle chaque mode de transport circule sur un support spécifique dans une même emprise;  Circulation séparée dans laquelle chaque mode de transport circule dans son emprise propre.

IV.

HIERARCHISATION DE LA VOIRIE

On distingue généralement (03) trois niveaux de la voirie :  Voirie primaire à l'échelle de la ville Liaisons urbaines, interurbaines et aménagement des rencontres des de flux de circulation (carrefours) Pas d’accès des riverains, pas d’arrêt sauf sur les BAU (Bande d’arrêt d’urgence ), pas de stationnement  Voirie secondaire ou de distribution à l'échelle de la zone, du quartier

13

Liaisons inter-quartier, liaisons entre zones contiguës et aménagement des points de rencontre des différentes circulations (carrefours et passages à niveau). Les arrêts sont possibles, les stationnements limités ou interdits et circulation de transports en commun  Voirie tertiaire ou de desserte à l'échelle de la cellule d’habitation Parcours terminaux, trafic de transit et limitation physique de la vitesse de circulation, accès aux parcelles Desserte des parcelles et immeubles des riverains, stationnement aménagé, accessibilité des riverains 1.

CARACTERISTIQUES DES DIFFERENTS TYPES DE RESEAUX

a. Le réseau primaire Il a pour principale mission d'assurer les fonctions à l'échelle de la ville :  Vitesse …………… : 60-80-100-120 Km/h (voie rapide)  Largeur des voies …. 7,00 m - 10,5 m - 14 m  Chaussée généralement revêtue  Capacité de la voie est fonction des caractéristiques géométriques  Circulation séparée ou juxtaposée 

Débit : 1600 UVP/h

 La communication nulle avec l'espace riverain et les piétons  Transport en commun se fait sans arrêts  Conception indépendante de l'aménagement aux alentours b. Le réseau secondaire C'est un réseau intermédiaire, dont les services rendus sont à l'échelle de la zone, du quartier :  Vitesse….......... 40 - 60 Km/h  Largeur………………………….. : 7,00 m  Chaussée revêtue  Capacité est liée aux conditions d’exploitation de l’environnement 14

 Débit maxi : 1200 UVP/h  Circulation juxtaposée ou mêlée  Domaine privilégié du TC  Arrêts possibles des TC  Passage piéton aménagé c. Le réseau tertiaire  Vitesse ….......... 10 - 40 Km/h  Largeur des voies…….. : 5.00 à 6,00 m  Circulation automobile faible  Chaussée généralement revêtue en pavés ou non  Circulation juxtaposée ou mêlée  Peu ou pas de TC  Empiètement ou débordement des activités possibles sur la voirie  Conception de la voirie est liée à la composition des habitations  Interpénétration de la voirie à l'espace riverain

2.

CREATION D’UNE VOIRIE URBAINE

La décision de création d’une voirie est d’abord politique puis juridique ensuite urbanistique, et enfin technique. Cette dernière qui nous concerne, porte l’objet de la faisabilité du réseau de voirie afin d’aboutir aux objectifs pour lesquels ce réseau est conçu. Une voirie tertiaire qui est conçue dans le but d’établir une liaison de circulation dans les habitations et groupe d’habitation, doit se conformer aux critères suivants :  Desservir chaque habitation et chaque groupe d’habitation par un tronçon de voirie.  Assurer une fluidité de circulation suffisante afin d’éviter les problèmes de Circulation.  Aménagée de telle façon à protéger les piétons et les véhicules en stationnement. 15

RAPPELS SUR LES RACCORDEMENTS

V.

Lorsqu’un automobiliste est sur le point d’effectuer un changement de direction que ce soit en planimétrie ou en altimétrie le confort, et surtout la sécurité est remise en cause si des dispositions appropriées ne sont pas prises en considération. A cet effet, les raccordements des alignements de la voirie sont conçus pour répondre aux exigences du confort et de la sécurité.

1.

INTERPRETATIONS GEOMETRIQUE DE LA COURBURE EN VOIRIE

Soit un tronçon de voirie constitué de 2 alignements droits de direction différente (voir fig.1-a). Ce tronçon peut être assimilé à son axe médian en formant deux droites de directions différentes qui présentent l’intersection au sommet “ S ” (fig. 1-b). Leur raccordement se fait pour une voie tertiaire, par un arc de cercle de rayon R à déterminer.

S

S

Fig 1.a

Fig.1.b

Fig.1-a

Fig.1-b

2.

TERMINOLOGIE

 Tangente “ T ” est la distance sur les deux alignements de part et d’autre du sommet (intersection des 2 alignements) sur laquelle on doit effectuer le raccordement. 16

 Angle au sommet “ a ” : C’est l’angle que forment les deux alignements au point d’intersection.  Angle au centre “ b ” : C’est l’angle formé par l’intersection de deux rayon du même raccordement tracés à partir des points de tangence (A, B). Perpendiculairement.  Développée “ D ” : c’est la longueur totale mesurée sur la corde du raccordement.  Longueur du raccordement “ L ” : C’est la projection sur l’axe horizontal de la longueur total de raccordement mesurée sur les deux  alignements. En générale elle vaut approximativement le double de la tangente.  Flèche “ F ” : C’est la longueur du déplacement (sur la bissectrice de l’angle au sommet) du sommet vers la courbe du raccordement.

3.

DIFFERENTES TYPES DE RACCORDEMENTS 

Il y a lieu de distinguer S deux types de raccordement. T a/2 a/2 T A b/2 b/2 R 0 fig.2

A.

B

RACCORDEMENT EN PLANIMETRIE

Ce type de raccordement est utilisé pour créer un ou plusieurs virages au même sommet (carrefour). Les données de base par lesquelles sont déterminées les caractéristiques géométriques de ce raccordement :  Angle au sommet  Rayon de raccordement  B.

RACCORDEMENT EN ALTIMETRIE  17

Ce type est utilisé pour adoucir le changement de pente d’un alignement de voirie tout en assurant le confort et la sécurité. Les données de base à partir desquelles les caractéristiques géométriques de ce type de raccordement seront calculées sont :  Le rayon R  Les déclivités P et P’ de ces alignements.

c. RACCORDEMENTS PARABOLIQUES  Ce type de raccordement est généralement utilisé pour les profils en long où les déclivités sont très faibles. Leur rayon est très grand Le principe consiste à assimiler le cercle à une parabole d’équation caractéristique. X² - 2RY = 0

(1)

TRACE EN PLAN

VI.

Le tracé en plan d’un réseau de voirie est la projection verticale de l’espace occupé par ce réseau sur un plan horizontal. Ce tracé est composé d’un ensemble d’alignements droits qui se croisent en certains points d’intersection appelés sommets qui donnent lieu, dans la voirie, aux virages et carrefours. Un traitement spécial de ces lieux est à envisager car ces endroits peuvent porter préjudice au confort et surtout à la sécurité des usagers. 1.

POSITION DU PROBLEME 

Lorsqu’un automobiliste emprunte un changement de direction (virage), il est soumis aux effets suivants :  Dérapage sous l’effet de l’accélération centrifuge.  Distance insuffisante pour éviter un obstacle sur la voie.  Affranchissement sur le trottoir des véhicules long. Afin d’épargner les usagers de ces problèmes, il est recommandé d’exécuter des raccordements circulaires pour les voies tertiaires ; 18

Ces raccordements doivent justifier les conditions suivantes :  Stabilité du véhicule pendant l’emprunt du virage, en agissant sur les deux facteurs suivants : -

Rayon de raccordement qui est facteur de la vitesse de référence et le coefficient de frottement des pneus avec la chaussée et l’accélération de la pesanteur

-

Relèvement des virages (dévers) qui donne naissance à une force opposée à celle qui a tendance à éjecter le véhicule à l’extérieur du virage.

 Assurer une distance de visibilité dans les virages afin de permettre aux véhicules de s’arrêter avant d’atteindre l’obstacle.  Envisager dans certains cas des surlargeurs (S=50/R) dans les virages afin de permettre aux véhicules long l’affranchissement des virages sans que leur gabarit n’atteigne le trottoir. Ce type d’opération est utilisé dans les voies secondaires et primaires. Remarque : Il est recommandé d’éviter les grands alignements droits, surtout pour les voies projetées sur les terrains accidentés car leur réalisation revient très couteuse. Les grands alignements droits (supérieure à 3 km) peuvent être source d’accidents pour deux raisons :  Ils poussent l’usager à accélérer son allure alors que par leur monotonie ils l’engourdissent et diffusent son attention.  Ils sont gênants la nuit à cause de l’éblouissement des phares des automobiles venant en face. Il est donc préférable de remplacer les AD (Alignement droit) par des courbes de grand rayon. On recommande en général de limiter le pourcentage d’AD de 40% à 60% du tracé. 2.

CONSIDERATION GENERALE  a. LE VIRAGE : EQUILIBRE TRANSVERSAL DU VEHICULE

Pour améliorer la tenue au dérapage, on donne à la chaussée une pente transversale unique vers l’intérieur du virage. Cette pente est appelée : Devers 19

P

o Condition de non-glissement du véhicule : -Psinα+PV2/gR≤Pfcosα

Avec

f=coefficient de frottements V= vitesse du véhicule (m/s) R=rayon de la courbe(m) g= accélération de la pesanteur

Soit R≥V2/g(sinα+fcosα) ; α étant très petit, on a cosα 1 D’où :

R≥V2/g (d+f) f dépende de l’état des pneus et de la chaussée : f=0.80 si les pneus neufs et la chaussée antidérapante. f=0.40 à 0.50 si la chaussée est sèche et normale f=0.25 à 0.30 si la chaussée est mouillée f=0.10 si la chaussée est verglacée ou d’argile détrempée o Distance de visibilité 

La distance de visibilité dans un virage est la distance nécessaire qu’il faut aménager pour éviter qu’un conducteur atteigne un obstacle qui surgit subitement dans le virage. Elle est égale au moins à la distance d’arrêt, cette distance peut être améliorée :  par modification du rayon de raccordement. 20

 Par arasement au recul des obstacles.

dV =2∗df o Distance de freinage  (d’arrêt) Cette distance est fonction de l’attention du conducteur, selon qu’elle soit concentrée ou diffusée. En effet, le temps “t1 ” nécessaire de réflexe d’une attention diffusée est plus importante que le temps t2 celui d’une attention concentrée. A cet effet : On a estime t1 =2t2. Donc pour un véhicule roulant à une vitesse de base V (c’est la vitesse à laquelle un véhicule peut circuler sans contrainte sur le réseau)., la distance d’un arrêt nécessaire est : Df = V/5 + V² / 100 (V (Km/h) pour une attention concentrée. Df = 2(V/5) + V²/100 (V (Km/h) pour une attention diffusée. Le terme V²/100 : correspond à la distance nécessaire pour l’arrêt du véhicule. Pendant l’opération du freinage. (V/5, 2V/5) / corresponde à la distance parcourue par le véhicule pendant la réflexion du conducteur au freinage respectivement pour une attention concentrée et une attention diffusée. Les normes fixent : Df = 15 m pour une attention concentrée. Df = 21 m pour une attention diffusée. b.

LES CARREFOURS ET ECHANGEURS

Les carrefours ou échangeurs sont des points de rencontre de deux ou plusieurs voies. Ils peuvent être en croix, en Y, en T ou en étoiles ou giratoires et visent à limiter le nombre de conflits entre les véhicules. L’aménagement des carrefours vise à réduire le nombre de points de conflits entre les courants de circulation, ou tout au moins à améliorer la sécurité et la fluidité de la circulation.

21

« Croix »

« Y »

« T »

« Etoile » »

« Giratoire »

On canalise les courants (véhicule et piétons) en mettant en place des ilots ou en marquant au sol, les couloirs de circulation ou les passages réservés. Les conditions à prendre en compte sont les suivantes :  La sécurité  Le débit  La commodité (signalisation, freinage, visibilité et rayon de courbure) o Champ de visibilité Il convient de dégager des champs de vue triangulaires, situés à plus de 1,00 m de hauteur, dont les côtés sur les itinéraires sécants sont les suivants : L1

(1) prioritaire V= 80 Km/h L2

(2)

non prioritaire V= 60 Km/h  Longueurs minimales Voie prioritaire

L1=0,2 V1+0,02 V1*V2

Voie affluente

L2=0,2 V2+0,01 V22

 Longueurs recommandées Voie prioritaire

L1=0,2 V1+0,01 V12

Voie affluente

L2=0,2 V2+0,02 V1*V2

22

o Conflits aux intersections On peut distinguer 3 types : Conflit de divergence

Conflit de convergence

Conflit de croisement

o Aménagement des carrefours libres ou sans feux On distingue 3 types d'aménagement des carrefours :  Les carrefours à niveau sans feux (carrefours libres) Le principe est de réaliser un ensemble cohérent d'intersection de voies qui permet de réduire la vitesse à l'approche des intersections. Les carrefours comportent des signalisations appropriées, des îlots ou des couloirs. On distingue les ilots directionnels, les ilots séparateurs et les ilots de refuge.  Les carrefours à niveau avec feux Indispensables pour les débits horaires par voie de 3 m de deux courants qui s'entrecroisent et qui peuvent atteindre 1200 UVP/h. Ils sont également nécessaires si : Les accidents sont fréquents 23

Les débits piétons sont supérieurs à 250 piétons par heure L'attente est importante et même difficile sur la voie secondaire  Les carrefours dénivelés (échangeurs et diffuseurs) Ils sont nécessaires, lorsque la circulation est trop intense et où les itinéraires sont importants. On distingue les passages souterrains et les échangeurs Exemples : ilots et carrefours

Figure.1

24

Figure 2

Figure 3

25

STATIONNEMENT

VII.

Une bonne conception d’un réseau de voirie ne se limite pas uniquement à une fluidité satisfaisante de la circulation. Il faut résoudre le problème de stationnement qui s’accentue surtout pendant les heures de pointe ou le débit horaire des véhicules est très important. A cet effet, une partie de l’espace collectif doit être aménagé pour les besoins de stationnement. Car en aucun cas on ne doit laisser le choix de stationnement aux grés des conducteurs, ceci pourra compromettre la raison principale pour laquelle est conçue le réseau de voirie qui est la fluidité de la circulation. Afin de parvenir à des solutions rationnelles et économiques du problème de stationnement dans son ensemble, nous avons jugé utile d’examiner certaines données techniques de ce problème 1.

MOTIF DE STATIONNEMENT a. STATIONNEMENT LOGEMENT

Ceci est caractérisé par une durée longue, en général, ce stationnement est assuré en dehors des voiries de circulation. b. STATIONNEMENT TRAVAIL Ce stationnement est également de longue durée sauf les zones industrielles modernes, et est assuré par les employeurs. En zone dense, ce stationnement se répercute sur plusieurs voies aux alentours de l’établissement. c. STATIONNEMENT AFFAIRE Contrairement aux deux premiers, ce stationnement est de courte durée, il est de l’ordre de ¼ heure à 1 heure. 2.

DEMANDE DE STATIONNEMENT

26

Deux méthodes peuvent être utilisées pour évaluer la demande basée sur des procédés statistiques et enquêtes qui sont fonctions de certains paramètres dont on distingue :  La population totale de la zone urbanisée.  Le taux de motorisation de la zone considérée.  Le taux des véhicules en heure de pointe. Afin de fixer les idées, le tableau ci-dessous donne la demande de stationnement selon les besoins des endroits considérés :  Habitation ………………………….…………0,5 à une place / gratte(groupe d’habitation)  Bureaux, laboratoires ………………………1 place /20m2 de bureaux  Centre commercial …………………………1 place /50 m2 de surface.  Hôtel ………………………………………....1 place /5 chambres.  Zone industrielle …………………………….0,7 place / ouvriers.  Hôpital ………………………………………..1 place / 5 lits.  Cinéma ……………………………………….1 place / 10 spectateurs.  Restaurant ……………………………………1 place / 10 clients.

3.

L’OFFRE DE STATIONNEMENT

Le stationnement de véhicule est organisé sur des bandes prévues à cet effet. Ces bandes sont aménagées, soit sur la voie de circulation, soit sur une voie latérale. Il existe (03) trois sortes d’aménagements :  Stationnement longitudinal  Stationnement perpendiculaire ou à 90°  Stationnement en épis ou à 45°

27

TROTTOIR

VIII.

Les accotements dans une voie urbaine sont remplacés par les trottoirs dont la fonction n’est pas seulement d’assurer une certaine fluidité rapide des piétons mais aussi les promenades des gens pour admirer les expositions dans les vitrines. 1.

CAPACITE DES TROTTOIRS ET VITESSE DE MARCHE 

Dans certains pays occidentaux on a observé que la vitesse moyenne de marche sans obstacle est de :  En palier

5,8 km/h.

 En déclivité

2,9 km/h en montant. ; 3,5 Km/h en descendant.

A partir de ces vitesses moyennes, on pourrait déduire un débit horaire connaissant l’encombrement moyen d’un piéton qui varie selon l’environnement de la voirie. Ainsi on estime que les débits horaires / mètre de largeur de trottoir sont les suivants : 28

 Pour une voie commerçante

1000 piétons/h.

 Pour une voie non commerçante

2000 p/h.

 Pour les passages spéciaux où les gens circulent sans distraction (accès à la gare) 4000 à 4500 p/h. 2.

LARGEUR DES TROTTOIRS

La largeur des trottoirs dépend :  du débit piétonnier à écouler;  des activités bordant la rue;  de la signalisation et du mobilier urbain à implanter (bancs, éclairage, abris bus, etc.…);  de la sécurité. La largeur minimale des trottoirs sera :  de 1,5 à 2,00 m : largeur permettant le croisement de (02) deux personnes chargées ou non de paquets  de 2,50 m : S’il doit supporter une signalisation ou des luminaires  de 5,00 m : s’il y a une rangée d'arbres (arbres à 2,00 m de la chaussée et à 3,00 m des immeubles ou constructions). 3.

BORDURE DE TROTTOIR

La séparation physique entre la chaussée et le trottoir est matérialisée par des bordures qui constituent un obstacle pour l’envahissement du trottoir par les véhicules pendant les manœuvres de stationnement. La hauteur de bordure est fixée selon le lieu de son implantation. TROTTOIR CHAUSSEE

Fig.14 BORDURE 29

Au droit d’un garage 7 cm. Sur le pont 18 à 20 cm. Dans une voirie tertiaire, cette hauteur est prise égale à 14 cm.

PROFIL EN LONG

IX. 1.

DEFINITION 

Le profil en long d’un réseau de voirie est une coupe longitudinale du terrain naturel sur un plan vertical portant les altitudes des points se trouvant sur l’axe du futur réseau projeté et celles du T.N correspondant. NB : le profil en long est relatif au tracé en plan du réseau de voirie. 2.

TERMINOLOGIE 

 Déclivité de la voie c’est la tangente de l’angle que fait le profil en long avec le plan horizontal, elle prend le nom de pente pour la descente et de rampe pour la montée.  Angles saillants ; ce sont les points hauts du profil en long (sommets)  Angles rentrants : sont les points bas du profil en long (creux, cassis)  Ligne rouge : le tracé du projet de voirie sur le plan.  Points de passage : ce sont les points géométriques où la ligne rouge coupe le TN

3.

REDACTION DU PROFIL EN LONG

La détermination des dimensions des éléments géométriques constituant le profil en long est fondée sur des critères touchant soit au confort de l’usager soit à la création des conditions de visibilité permettant d’accomplir les opérations fondamentales de conduite(arrêt, dépassement, etc.…), soit encore aux conditions rendant facile et économique la circulation des véhicules, en particulier des poids lourds. Le profil en long comprend deux tracés superposés :

30

 ligne Rouge : la construction de la ligne rouge doit être conforme aux recommandations exposées plus loin. 

profil T.N : s’obtient soit par un nivèlement direct sur le terrain suivant le tracé en plan, soit d’après les indications du plan coté.

3 2

Altitude

1

TN

Ligne rouge

Distance

CONSTRUCTION DE LA LIGNE ROUGE :

Le profil en long suivra, dans la mesure du possible, le terrain naturel (à condition que les conditions de circulation soient remplies). Dans le cas contraire, la route sera en remblai (au-dessus du terrain naturel) ou en déblai (en dessous du terrain naturel). Pour les voies urbaines, le profil en long diffère assez peu de celui des routes en rase campagne, mais il est souvent soumis à des contraintes plus sévères. Il doit assurer : o Ecoulement des eaux Le profil en long des fossés et caniveaux est lié à celui de la route. Il faut éviter les paliers de grande longueur ou les pentes inférieures à 0,5%. On peut substituer au palier, un profil "ondulé" composé d'une succession de pentes et rampes de 0,5% avec des avaloirs rapprochés. Aux carrefours, la continuité du profil en long pose des problèmes délicats. Il faut éviter les discontinuités de pente sur la voie principale et ménager l'écoulement des eaux. o Déclivités

31

Selon la catégorie des voies, on peut admettre des pentes de 4 à 8%. En site urbain, on ne doit pas dépasser ce maximum, sauf en relief difficile, où pour des voies de desserte on peut tolérer des pentes de 10%. o Raccordement ou pour des voies de desserte en angle saillant En point haut, le rayon de raccordement est fonction de la visibilité et le rayon minimal est tel que R = 0,1(Dv) 2 (Dv étant la distance de visibilité). Pour une chaussée unidirectionnelle, le rayon minimal absolu est compris entre 500 et 1200 m. Pour une chaussée bidirectionnelle, ce rayon varie entre 2 500 et 2 800 m. o Accessibilité aux Lots Prévoir la ligne rouge à niveau très proche aux accès des bâtiments pour éviter l’intervention des ouvrages spéciaux (mur de soutènement, escaliers) qui nécessitent des dépenses excessives. Dans les terrains très accidentés, assurer une pente de : 

7 % sur les tronçons de voirie ayant des aires de stationnement



12 à 14 %

sur les tronçons simples, et ce, pour ne pas

compromettre la stabilité des véhicules en stationnement surtout pendant la période hivernale où la chaussée est glissante. Eviter les grandes vitesses d’écoulement qui entraînent des inondations, pour les eaux pluviales et l’intervention des ouvrages spéciaux (les regards de chute) pour le réseau d’assainissement.

4.

RAYON DE COURBURE AUX CHANGEMENTS DE DECLIVITES 

L’intersection de deux alignements en déclivité pourra compromettre et le confort et la sécurité des usagers. En effet, le changement brusque de déclivité (pente, rampe, creux) ou (rampe pente) entraine le changement brusque du sens de l’accélération. Ceci engendre des sensations désagréables aux usagers, en particulier la sécurité de l’usager au sommet peut être compromise si la distance de visibilité n’est pas suffisante pour freiner le véhicule avant d’atteindre un obstacle. 32



RAYON DE RACCORDEMENT

Le raccordement dans les creux et les sommets s’avère le seul moyen pour épargner des problèmes cités ci-dessus. Ainsi, on peut distinguer deux types de raccordements :  Raccordements aux sommets : qui doit justifier surtout une visibilité suffisante.  Raccordements aux creux : qui doit adoucir le changement du sens de l’accélération. NB : Voir les cours de Route 1 et 2 sur La méthode à suivre pour le calcul de raccordement (ce NB n’est pas valable en BU).

LA COORDINATION DU TRACE EN PLAN ET DU PROFIL EN LONG

X.

Les paramètres qui précisent les conditions d’aménagement du tracé en plan et du profil en long pris isolement figurent dans le tableau ci-dessous. Le tracé en plan et le profil en long sont deux formes de représentation d’une seule et même structure qu’est la route. TABLEAU-1 : DES CARACTERISTIQUES FONDAMENTALES DES PROJETS ROUTIERS Vitesse de référence

40

60

80

Dévers maximal

7%

7%

7%

Minimal absolu

40

120

240

Minimal normal

120

240

425

Au dévers (3%)

250

450

650

Non déversé

400

600

900

8

7

6

500

1 500

3 000

Tracé en Rayon en plan plan

Déclivité maximale en rampe Angle

Minimal absolu 33

Profil en long

Saillant

Minimal normal

1 500

3 000

6 000

Angle

Minimal absolu

700

1 500

2 200

Rentrant

Minimal normal

1 500

2 200

3 000

2 500

6 500

11 000

Rayon assurant la distance de visibilité de dépassement sur route à 2 ou 3 voies TABLEAU-1bis : PARAMETRES CINEMATIQUES Vitesse du véhicule

V (km/h) 40

60

80

Longueur de freinage Distance d’arrêt en alignement Distance d’arrêt en courbe Distance minimale de normale visibilité Distance de visibilité de manœuvre de dépassement

d0(m) d1(m)

15 40

35 70

65 105

d2(m)

45

80

120

dd(m) dD(m)

150 250

250 350

325 500

dMd(m)

70

120

200

XI.

PROFIL EN TRAVERS

Le profil en long établi pour un réseau de voirie ne représente que l’état des points se trouvant sur l’axe du réseau. Cependant, la connaissance de l’état altimétrique des points situés de part et d’autre de l’axe sur une largeur allant de 10 m et plus, est très indispensable surtout pour le calcul de cubature de la voirie. De ce fait, l’établissement des profils en travers sur des points bien définis du profil en long, s’avère nécessaire pour représenter complètement les dispositifs du projet et du terrain naturel. Le profil en travers d’une route est la coupe transversale de celle-ci suivant un plan vertical à l’axe de la route

34

1.

TERMINOLOGIE 

 Chaussée : c’est la partie où doit s’effectuer la circulation ; pour une voirie tertiaire, elle comporte 2x1 voie.  Accotement : c’est un espace qui borne la chaussée de part et d’autre, qui peut être au même niveau que la chaussée, ou bien surélevé par rapport à celle-ci. Dans ce cas, il est appelé trottoir ; il est fréquent dans la voirie de desserte et sert à la circulation des piétons.  Plate-forme :c’est la partie du terrain devant recevoir la chaussée et les accotements et éventuellement la terre plein.  Talus : c’est l’inclination qu’on doit donner au terrain de part et d’autre de la plate-forme pour éviter l’éboulement (glissement) du terrain sur la chaussée en période hivernale. Il est selon la configuration du T.N, soit déblai, soit remblai  Assiette : C’est la surface de terrain limitée par l’intersection des talus de remblais,

de

déblais

et

des

extrémités

extérieures

des

ouvrages

indispensables à la route, avec le terrain naturel. En d’autres termes, c’est la surface de terrain réellement occupée par la route.  Emprise : C’est la partie du terrain réservée au domaine public et qu’on doit acquérir pour la réalisation du projet de voirie, celle-ci renferme en plus de l’assiette, une autre partie qui pourra servir le cas échéant à l’élargissement de la route ou à son exploitation. Profil en travers

Accot

chaussée

accot

Plate forme Assiette Emprise 2.

REDACTION DU PROFIL EN TRAVERS  (ici) 35

Pour établir un croquis du profil en travers, en général, on rapporte les distances et les hauteurs à la même échelle, prise (1/100). Sur le plan vertical, à la coupe transversale de la voirie sont représentées toutes les dispositions prévues pour la voirie (chaussée, trottoir, fosse ou caniveau, talus) et la limite de chaque élément, on fixe leurs déclivités. En ces mêmes points, on doit représenter également les côtés du terrain naturel. Ainsi, le T.N et le projet auront délimités des surfaces qui seront utilisées pour le calcul de cubature de la voirie.

En Déblai

En Remblai

.

ACCOT.

Risberme

ACCOT.

Fossé ou caniveau

Chaussée

PROFIL EN TRAVERS TYPE  Le long du tracé en plan d’un réseau de voirie en général, on rencontre des parkings, parfois des élargissements de la chaussée, ainsi que des rétrécissements ….etc. Ceci fait, que le profil en travers de la voirie change chaque fois qu’un pareil cas se présente. Pour établir tous les profils en travers du réseau de voirie, il est recommandé et plus pratique de tracer un profil en travers projet pour chaque changement du profil en travers de voirie appelé profil en travers type. Tous les PT doivent nécessairement appartenir à l’une des familles des profils en travers type. Les terre-pleins centraux

36

Leur largeur minimale est de 0,50 m ;

37

CHAP.II : TERRASSEMENTS GENERAUX

38

I.

GENERALITES 

Le terrain tel qu’il se trouve dans la nature n’est pas souvent apte à recevoir l’emprise d’une opération de construction notamment si celle-ci est d’une grande envergure. Car les ondulations du terrain naturel modelées spontanément par les phénomènes naturels (vent, pluie) ne correspondent pas à la géométrie conçue pour la construction en question. En outre, le bon sol sur lequel la construction devrait se tenir stable est loin d’être rencontrée sur la surface du terrain naturel. De ce fait, la modification du terrain naturel pour l’adopter à la construction s’avère nécessaire même inévitable. L’opération qui a pour souci cette modification, s’appelle “terrassements généraux”. DEFINITION : Les terrassements généraux sont l’ensemble des travaux qui ont pour objet de mettre le terrain naturel en état de recevoir les bâtiments et les différents réseaux publics, compte tenu de leur importance dans une opération d’urbanisation.

II.

TERMINOLOGIE 

 Déblaiement : c’est l’opération qui consiste à abaisser le niveau altimétrique du terrain en vue de réaliser une fouille, une tranchée,….etc.  Remblaiement : c’est l’opération opposée à la première, elle consiste à apporter des terres en vue de combler un vide, ou former un massif de terre.  Cote Plate Forme (C.P.F) : c’est le niveau altimétrique à donner au terrain naturel sur une surface définie par l’une des opérations de déblaiement ou de remblaiement.  Dépôt : c’est l’endroit où l’on doit déposer les terres résultant d’une opération de déblaiement.  Emprunt : c’est l’endroit où l’on doit emprunter les terres afin de réaliser un remblaiement.

39

 Foisonnement : c’est une propriété que possède les sols d’augmenter le volume lorsqu’on les met en mouvement. Lorsqu’on remet en place les sols remaniés, ils ne reprennent par leur volume initial qu’ils occupaient, ceci est caractérisé par la variation de l’indice des vides “ e ” qui est donné par l’expression suivante : e =

Vv Vs

avec Vv : volume des vides ; Vs :

volume des solides. Par suite, la variation du volume total Vo (avant déblaiement) qui devient V1 (après déblaiement) est donnée par la relation suivante : V1 = Vo (1 + 1/m) avec : 1/m = taux d’augmentation de volume. Le foisonnement des sols est très variable suivant sa nature, il varie de 10 % à 40 % environ, on peut compter en moyenne 15 % à 25 % pour les argiles.  Tassement : C’est la propriété que possède le sol de diminuer de volume par l’action des phénomènes naturels dans le temps ou par compactage direct à l’aide des engins mécaniques appropriés. Le tassement ultérieur des sols fraîchement remués et remis en place, fait diminuer leur volume de 15 % à 20 % environ.

III.

APPROCHE GLOBALE DES TRAVAUX DE TERRASSEMENT

Pour exécuter un projet de terrassement sur un site destiné à l’urbanisation, il est raisonnable de décomposer cette tâche en trois phases principales : PHASE I : L’élaboration des documents nécessaires et indispensables tels que la représentation du relief du terrain en question sur un levé topographique sans négliger aucun détail qui pourra servir d’information. Le plan de masse est le plan sur lequel se trouvent tous les détails concernant le futur projet (plan d’implantation des bâtiments et de la voirie) sans oublier l’étude géotechnique du sol présentée sur un rapport complet du sol. Il est à signaler que la fidélité des informations fournies par ces documents est déterminante pour la qualité d’exécution de la deuxième phase.

40

PHASE II : Le but de cette phase est de permettre la meilleure prévision possible des conditions de réalisations, les difficultés techniques, qualité des terres à emprunter pour les remblais, et à mettre en dépôt pour les déblais, le matériel approprié à engager et le coût qui revient à cette opération. Une grande précision dans cette étude n’est pas exigée par ailleurs, les méthodes utilisées pour les calculs donnent généralement des résultats approximatifs mais, il ne faut pas en abuser. Phase III : Le but essentiel de cette phase consiste à réaliser des emprises devant recevoir les ouvrages pour les opérations d’urbanisation ou les travaux des terrassements généraux qui sont réduits aux tâches suivantes :  établissement des plates formes au droit des bâtiments et chaussée  creusement

des

tranchées

pour

l’implantation

des

réseaux

publics

(assainissement, AEP…etc.)  soutènement des terres par des talus ou par des ouvrages spéciaux qui doivent être évité.  il est à signaler que toutes les tâches de troisième phase doivent être réalisées selon les indications fournies par les plans d’exécution élaborés dans la deuxième phase. POSITION DU PROBLEME : Chaque chantier possède des problèmes et des difficultés techniques spécifiques, ainsi toutes les solutions techniques apportées aux différents problèmes ne peuvent être généralisées. Les objectifs des terrassements étant fixes dans la troisième phase, il faut les atteindre de la manière la plus simple possible, mais des exceptions à cette règle ne sont pas à écarter:  le bâtiment peut comporter un sous-sol sur toute ou une partie de sa surface qui nécessite une fouille en pleine masse importante.  Pour les projets linéaires, même si le terrain présente une légère pente peu appréciable à l’œil nue, la dénivellation peut être très importante sur une longue distance.

41

 Lorsque la qualité du sol est très mauvaise et qui ne peut pas être réutilisé, ou difficile à compacter, qui engendre des mouvements de terre très importants.  Dans les terrains qui présentent une morphologie très accidentée, afin de limiter les mouvements des terres, les décrochements de niveau sont parfois inévitables. Ceci fait appel au soutènement des terres par les talus lorsque ces décrochements sont minimes. Dans le cas contraire, on a recours à des ouvrages spéciaux (murs de soutènement) qui sont onéreux, surtout s’ils s’étendent sur une longue distance.  Si le sol est utilisable, il faut penser à l’équilibre du déblai – remblai pour ne pas avoir recours à l’emprunt ou à mettre en dépôt des terres, car ceci nécessite des dépenses non négligeables.

CUBATURE DES TERRASSES 

IV.

La cubature des terrasses est la détermination les quantités en volume des terres à extraire et à emprunter séparément pour mettre le terrain en état de recevoir la construction moyennant les différentes méthodes de calculs. Dans ce qui suit, nous allons exposer les méthodes de choix des côtes plates formes (CFP), ainsi que le calcul du volume des terres (déblais – remblais) revenant séparément au bâtiment et à la voirie compte tenu de leur importance dans un chantier des travaux de terrassement. 1.

DECAPAGE DE LA TERRE VEGETALE 

Il est évident, avant d’entamer les travaux de terrassement, de procéder au nettoyage du sol naturel, cette tâche consiste à débarrasser le terrain de toute la terre végétale, des détritus, des matières organiques, des arbres et arbustes qui pourraient s’y trouver. La mise en réserve de la terre végétale est recommandée car elle peut servir ultérieurement pour la conception des espaces verts, aires de jeu…..etc. La couche de terre végétale est à décaper selon la nature du sol constituant le site, son épaisseur varie entre 20 et 40 cm, elle est quantifiée de la manière suivante: 42

Le volume approximatif de la (TV) est égal à la surface en plan du bâtiment débordé de 1,5 à 2 m de part et d’autre, multipliée par l’épaisseur de la couche qui varie de 20 à 40 cm.

Vtv = a.b.e CUBATURE DES PLATES FORMES 

2.

Après le nettoyage du terrain naturel, la cote plate forme étant fixée par le plan d’exécution à l’aide d’un matériel approprie, on doit réaliser cette plate forme par :  L’opération de déblaiement si elle est prévue au-dessous de TN  L’opération de remblaiement si elle est prévue au-dessus du TN dans les terrains accidentés. En général, la plate forme est réalisée par une opération mixte, déblai et remblai afin :  de ne pas créer des décrochements de niveau important  de ne pas dépasser la hauteur du remblai autorisé (qui est fixé suivant l’infrastructure des constructions et la nature du sol)  de s’arranger de telle manière à limiter au minimum les décrochements entre la chaussée et la plate forme a. CALCUL DE LA COTE PLATE FORME  Pour déterminer les cotes plates formes selon les critères précités, deux cas se présentent :  cas où la surface est carrée ou rectangulaire  C.P.F. = H min + H /2 ou CPF = Hmax – H/2 Sachant que H = Hmax – Hmin. Hmax : l’altitude du sommet le plus haut de la plate forme considérée. Hmin : l’altitude du sommet le plus bas de la plate forme considérée. Hmax + Hmin CPF= -------------------- ; 2 Ou :

avec Hmax : la plus grande cote traversant la PF

Hmin : la plus basse cote traversant la PF

 Hi

CPF = ----------- ; avec

H : courbe traversant la plateforme 43

N

N : nombre de courbe traversant la PF

N B : les CPF calculées par les méthodes citées ci-dessus sont purement théorique, elles sont prises sous réserve, car ces méthodes de calcul ne prennent en considération que l’équilibre déblai – remblai. Donc, il est recommandé de vérifier les cotes formées si elles conviennent à la réalité du projet, surtout si le terrain naturel présente une morphologie très accidentée. b. CALCUL DES CUBATURES DES PLATEFORMES : Deux méthodes de calcul des cubatures des plates formes peuvent être utilisées :  Méthode de quadrillage : cette méthode consiste à : 1) Décomposer la plate forme en surfaces élémentaires de forme géométriques régulières et identiques (carres ou rectangles) 2) Tracer la courbe représentant la cote plateforme : -

les surfaces élémentaires au-dessous de CPF sont comptées en remblais

-

les surfaces élémentaires au-dessus de CPF sont comptées en déblais

3) Déterminer les quatre cotes (H1 H2 H3 H4) des sommets de chaque surface élémentaire par interpolation des courbes -

dHi = Hi – CPF > 0 => déblai

-

dHi = Hi – CPF < 0 => remblai

4) Calculer la hauteur moyenne (Hm) qui est donnée par la relation : Hi Hm = -------- ; et déterminer la dénivelée dH telle que : 4 dH = Hm – CPF 5) Calculer la surface élémentaire Si = ai*bi 6) Calculer le volume élémentaire donné par le produit de la hauteur moyenne par la surface élémentaire. Vi = dHmi*Si

avec Si : surface élémentaire

dHmi : hauteur moyenne revenant à la surface Si et Vi : volume élémentaire et dHmi : pris en valeur algébrique. 7) Déterminer le volume total séparément du déblai et du remblai revenant à la plate forme : VT =  Vi 44

 méthode des triangles : cette méthode ne diffère de la première que par la décomposition en surface élémentaire. Donc la surface à considérer dans ce cas est celle d’un triangle auquel on détermine la hauteur moyenne de ces trois sommets : Hi Hm = -------3

dHi = Hmi - CPF

La surface revenant à chaque triangle : Si = ½*Bi*Hi avec Bi : base du triangle et Hi : hauteur Le volume élémentaire généré par chaque triangle : déblai – remblai séparé ; Vi = ½Bi*Hi*dHi =Si*dHi Remarque : Les deux méthodes exposées ci-dessus présentent des résultats approximatifs, cependant la méthode des triangles a trouve son champ d’application dans les terrains accidentes car elle présente des résultats plus précis que la méthode des quadrillages. Il est à signaler que pour les deux méthodes, plus le nombre de surface élémentaire est important plus la précision est meilleur.

45

CHAP.III : A.E.P.

46

I.

GENERALITES

L’eau est un bien public, chacun a le droit de l’acquérir en quantité suffisante et en qualité satisfaisante. Dans les temps anciens, le transport de l’eau se faisait par des moyens rudimentaires. De nos jours, l’évolution a permis de canaliser l’eau depuis la source jusqu’aux points d’utilisation. La conception et l’étude d’une telle canalisation nécessitent la considération de tous les facteurs agissant sur ce genre d’opération, pour assurer un fonctionnement rentable et durable de l’ouvrage. Il est bien de rappeler les procédés à effectuer avant l’introduction de l’eau dans les canalisations de distribution dont voici certains :

II.

CAPTAGE DES EAUX 

C’est une opération qui consiste à capter l’eau douce pour la mettre en réserve, puis la distribuer après traitement;  l’eau peut provenir soit des eaux souterraines soit des eaux de surface.

1. EAU SOUTERRAINE  La perméabilité de certains sols permet à l’eau de pluie de pénétrer dans des profondeurs variables de la terre. Arrivant à une certaine profondeur, l’eau se stagne pour former des nappes ; cette nappe constitue la source de prise d’eau pour l’adduction en eau potable. 2. EAU DE SURFACE  L’origine de cette eau est également la pluie sur les bassins versants du milieu récepteur, elle finit par se déverser dans les cours d’eau, les lacs,….etc, et qui constitue la source de captage des eaux de surface.

47

III.

TRAITEMENT DES EAUX 

Traiter les eaux, c’est maitriser les corps qui y sont contenus de façon à rendre l’eau propre à l’usage que l’on a l’intention d’en faire. L’accent est mis aujourd’hui sur les micropollutions constituées par de faibles résidus de matières toxiques avec effet organoleptique, qui ne sont que très partiellement visées par les normes officielles. La toxicité de ces corps n’est souvent liée qu’à un effet cumulatif d’autant plus insidieux qu’il ne provoque pas des réactions aiguës à court terme. C’est pourquoi aux procédés classiques d’épuration des eaux s’ajoutent maintenant des traitements d’affinage visant les micropollutions. Pour diminuer ou supprimer les nuisances des corps contenus dans les eaux à traiter, il faut extraire ceux-ci, les détruire ou encore les modifier. Ce dernier mode d’action peut être également une étape permettant une destruction ou une extraction finale. Les méthodes d’extraction sont fournies par les techniques courantes du génie chimique : extraction solide-liquide, extraction liquide-liquide, extraction gaz-liquide, et adsorption. Les modifications et destructions sont obtenues par des méthodes d’attaque chimique et, plus rarement, d’attaque physique. Une eau potable doit présenter un certain nombre de caractères physiques, chimiques, biologiques et en outre répondre à des critères organoleptiques essentiels (elle doit être incolore, insipide, inodore, fraiche) appréciés par le consommateur. Toutefois, ces qualités ne peuvent pas se définir dans l’absolu, ni d’une manière inconditionnelle. L’Organisation mondiale de la santé a édicté des normes internationales pour l’eau de boisson, qui comprennent un exposé général des normes bactériologiques, physiques, chimiques, biologiques et radiologiques.

IV.

CONSIDERATIONS GENERALES :

La conception d’un réseau d’eau potable comprend les phases suivantes :  Evaluation des besoins ;  analyses des possibilités de raccordement aux réseaux existants, impact sur son fonctionnement et définition des aménagements à réaliser ; 48

 choix du système et tracé de principe ;  dimensionnement. 1.

BESOIN EN EAU POTABLE

Le calcul des besoins en eau doit résulter d’une analyse détaillée des différentes catégories de besoins : usages domestiques, arrosage des espaces privatifs ou publics, etc.…Dans les cas courants, l’évaluation des besoins est effectuée suivant que le réseau assure ou non la défense contre l’incendie. Ainsi les besoins en eaux ménagères peuvent être estimés de deux formules différentes :  La première méthode fait intervenir le volume journalier moyen par habitant (250 l environ) affecté d’un coefficient de pointe

. la formule est :

QP =

N∗250∗P 24

N étant le nombre d’usagers et Qp étant le débit de pointe en l/h.  La deuxième méthode consiste à calculer le débit de pointe par la formule de M.TRIBUT :

QN =0 . 018∗N +0. 137 √ N +0 .345

N étant le nombre de logements. Et les besoins en défense incendie: débit minimal est de 60 m3/h pendant 2 heures soit 17 l/s sous 1 bar (0,1 MPa). Les appareils doivent être espacés de 200 m à 300 m les uns des autres et être répartis suivant l’importance des risques à défendre. Si le risque est faible, l’écartement pourra être porté de 400 m. 2.

ANALYSE DES POSSIBILITES DE RACCORDEMENT AUX RESEAUX EXISTANTS

L'augmentation des débits entraine des pertes de charges supplémentaires, c'est-à-dire une diminution de pression qu'il faut connaitre pour évaluer les difficultés de desserte de l'opération elle même et les perturbations éventuelles induites à l'extérieur ; ces perturbations et difficultés peuvent nécessiter des aménagements complémentaires :  soit sur le réseau général en augmentant la capacité du réservoir, installer des suppresseurs, nouveau forage, etc. 49

 soit sur le réseau propre à l'opération en installant un suppresseur pour l'opération par exemple. 3.

RESEAU DE DISTRIBUTION D’EAU POTABLE :

C’est un assemblage de plusieurs conduites en série ou en parallèle accompagné d’un ensemble d’accessoires (coude robinets bouche d’incendie…), qui sont appelées à remplir des fonctions bien spécifiques. a. DIFFERENTS TYPES DE RESEAUX : On distingue deux types de réseaux (voir Annexe 1) :  RESEAU RAMIFIE  C’est le système le plus ancien, l’écoulement des eaux s’effectue dans le même sens, c’est à dire pas de canalisations de retour ; c’est un système économique mais il présente un grand inconvénient en matière de sécurité et de souplesse lorsqu’un arrêt se produit en un point. Il nous oblige à isoler tout ou partie d’un réseau située en aval (tous les abonnés situés en aval sont privés d’eau). Il a comme avantage, la facilité de réalisation et de calcul. Ie. Conduite principale sur laquelle viennent se greffer des conduites secondaires qui desservent des conduites tertiaires éventuelles. Schéma a :  RESEAU MAILLE  Il présente l’avantage de simplifier considérablement l’exploitation car les coupures peuvent se faire en isolant une seule maille le reste étant toujours alimenté. Aux heures de pointe les surcharges en point sont absorbées par les possibilités multiples d’alimentation. Ce système rend possible, par un simple jeu de robinets-vannes, l'alimentation en retour et permet ainsi d'isoler uniquement le tronçon défectueux. Avantage : la sécurité est garantie en cas de panne Inconvénient : coûteux et calcul complexe

Schéma b : 50

b. INTEGRATION D’UN RESEAU DANS LE RESEAU EXISTANT 1 Point de raccordement (té de raccordement. manchon de prise en charge)

6 9

1

7

8

2 Canalisation principale

2

3

3 Prise d'incendie

4 1

4 Té de dérivation

5

5. Canalisation secondaire, antenne

Réseau existant

6 Branchement particulier 7 Bouche d'arrosage. Lavage 8 Eventuellement dispositif complémentaire: régulateur de pression. Réducteur de pression aval 9 Robinet vanne c. LES BRANCHEMENTS 1 Réseau de distribution 2 Prise en charge avec robinet d'arrêt 3 Canalisation de branchement 4 Compteur avec robinet d'arrêt 5 Réseau de l'abonné

1 3 2

5 4

 Prise en charge avec robinet d'arrêt (2) Système composé d'un collier fixé par serrage sur la canalisation, sur lequel est posé un robinet d'arrêt permettant le percement de la canalisation en service; ceci est utilisé pour les canalisations de petits diamètres («40 mm) mais, un système analogue permet des branchements en charge sur des diamètres beaucoup plus importants. Le robinet d'arrêt, « quart de tour », est enterré et commandé par une bouche à clé. 51

 Canalisation de branchement (3) Elle est en PVC ou polyéthylène de 20 à 40 mm de diamètre quelque soit le matériau.  Compteur avec robinet d'arrêt (4) Il marque la limite de prestation du service gestionnaire (compteur compris) et est précédé d'un robinet d'arrêt de l'installation privée. Il est gélif, comme le réseau, et il convient de le protéger. Il doit être installé en limite du domaine privé et rester libre d'accès au service gestionnaire. Il est recommandé l'installation d'un clapet, à l'aval du compteur, pour éviter les retours d'eau.

4.

TRACE EN PLAN ET IMPLANTATION

Le réseau présentera dans toute la mesure du possible un trajet rectiligne et le plus court possible. Les branchements seront également rectilignes et perpendiculaires à la canalisation principale. Le profil en long de la conduite comportera :  Des tronçons ascendants (pente de 4mm par mètre) de façon à faciliter la montée de l’air aux points hauts qui sera évacué par des ventouses,  Des tronçons descendants comportant des robinets de purge aux points bas destinés à éliminer les matières susceptibles de sédimenter (oxydes, sable, etc.) Dispositions constructives  choix des matériaux: PVC ou polyéthylène  les points singuliers : o les vannes ou robinets-vannes de sectionnement permettant d'isoler un tronçon de réseau ;(voir annexe 2) o les purges placées aux points bas du réseau ; o les ventouses aux points hauts pour évacuer les éventuelles poches d'air lors du remplissage des canalisations. o les anti-béliers généralement situés au point de production ou de surpression. Tous ces éléments sont placés sous bouches à clé ou dans des regards de visite.  pose des canalisations : 52

o la couverture du terrain varie de 0,80 m à 1,20 m mais peut atteindre 2 m en haute montagne o les conduites ne sont pas auto-butées donc nécessitent la mise en place de massif de butée aux changements de direction, de diamètre et extrémités pour reprendre les efforts dues à la poussée de l'eau sous pression ; o les épreuves d'étanchéité sont faites à une pression supérieure de 50% à Ps ; o le plan de récolement doit être établi en tranchée ouverte. o toutes les canalisations sont posées en tranchée sous trottoir o limiter le nombre de traversée de la chaussée o occupation de la voirie qui ne contient pas le réseau d’assainissement o prévoir une protection en béton en cas de traversée de la chaussée et au cas où la profondeur est inférieure à 80 cm. o Dans le cas de tranchée commune, il convient de veiller à ce que son emprise soit suffisante pour que le réseau d’eau soit décalé de : 

0,50 m avec le réseau de gaz,



0,60m avec le réseau électrique haute tension,



0,20m avec le réseau électrique basse tension,



0,20m à 0,50m avec le réseau téléphonique.

5.

DIMENSIONNEMENT DES CANALISATIONS

Une méthode simplifiée consiste en l'évaluation des débits le long des canalisations puis des pertes de charge en fonction des diamètres choisis.  estimation du débit de pointe : utilisation de formules empiriques fonction du nombre de logements  estimation de la .pression de service et des pertes de charges La pression de service (Ps) chez l'usager est la différence entre la cote piézométrique (Pz) du réseau principal au droit du branchement et l'altitude (H) du point de passage le plus élevé diminuée en outre des pertes de charges(Jint) propres au branchement : compteur + réseau intérieur. 53

Ps = Pz - (H + Jint) ; elle doit être comprise entre 1 bar et 6 bars.  choix des diamètres o si la pression disponible est faible (< 2 bars) : réduire les pertes de charges donc augmenter les diamètres mais avec une vitesse de l'eau toujours > 0,5 m/s pour le débit de pointe ; o si elle est forte (4 bars ou plus) : réduire les diamètres avec v < 2,5m/s ; o si réseau assure la défense incendie : 100 mm minimum ; o canalisation de distribution doivent avoir un diamètre > 40 mm o dans les petites opérations, éviter d'avoir trop de diamètres différents.  vérification des débits pour la défense-incendie a. DEBIT DE POINTE  La plus grande consommation est enregistrée durant la journée, d’autre part, il faut tenir compte des pertes admissibles liées au rendement du réseau qui sont généralement estimées à 15 %. L’expression qui donne le débit de pointe Qp pour alimenter les points à usage d’habitation est : 1,15 Cj.N.P Qp = ------------------

(l/s)

86400 Cj : dotation journalière (l/j/hab.) N : nombre d’habitant

p=1,5+ P : coefficient de pointe.

2,5 √ Qm

. ; Généralement, p=2,5 ou 3

 Débit horaire de pointe  dimensionnement des réseaux  Débit journalier de pointe  dimensionnement des réservoirs  Débits annuels de pointe  ressources suffisantes b. CALCUL DES DIAMETRES : L’expression qui permet de calculer le diamètre est : Qp = V.S

V : vitesse [m/s] ; S : section de la conduite (m²)

54

Qp : débit de pointe (m3/s) ; Sachant que S = D² / 4 ; D =√ 4 Qp/V

D (m) :

diamètre de la conduite. N.B : Le diamètre D calculé doit être normalisé (), par conséquent la vitesse réelle d’écoulement Vr est : 4Qp Vr. = ----------- (m/s)  ² c. PERTES DE CHARGES : Les pertes de charges sont dues aux frottements entre particules du liquide et la paroi de la canalisation. Dans une conduite elles sont proportionnelles à sa longueur. On définit une perte de

charge J par unité de longueur. :

J=

ΔH L .Les différentes formules empiriques donnent

J en fonction de différents paramètres tels : Le diamètre de la conduite, la vitesse, la viscosité, la rugosité, etc.… La formule générale de J en fonction du diamètre D et de débit Q peut s’exprimer

comme suit :

Q2 J =C 5 D

Formule de Dupuit :

Avec C un coefficient qui varie suivant les auteurs :

J =0 ,001858∗

J =(0 .00329+ Formule de Darcy

Q2 D 5. 46 . .

0 . 0000839 Q 2 ) 5 D D

La formule la plus utilisée est celle de COLEBROOK :

j = .V² / 2g.D j : perte de charge de m de hauteur du fluide circulant dans la conduite par m de celuici V : vitesse moyenne de l’écoulement (m/s) g: accélération de la pesanteur (m/s²)  : En fonction du nombre de REYNOLDS Re : VD /µ et K/D 55

K : coefficient de rugosité en m V : coefficient de viscosité cinématique du liquide en mouvement. La

formule

de

COLEBROOKE

donne

le

coefficient

de

perte

de

charge

1 K 2 , 51 =−2 *log( + ) 3 .7 D Re √ λ √λ Pour une conduite ancienne K = 0,1 mm Pour une conduite neuve quelle que soit la nature du matériau (fonte, acier, béton armé, amiante-ciment) qui les compose K= 0,03 mm En pratique, on utilise les tables de COLEBROOK qui donnent les pertes de charges en fonction du débit, la vitesse et le coefficient k. Les pertes de charges singulières Il y a aussi l’évaluation des pertes de charges singulières qui sont occasionnées par les singularités (coudes, vannes, clapets, branchements…) du réseau.

J =K∗

V2 2g

La valeur de K est précisée par les fabricants pour certaines singularités

(vannes, raccords, etc.) pour d’autres (coudes, etc.…) elle figure dans des formulaires. En général, quand on calcule un réseau, on évalue les pertes de charges singulières à 10% des pertes de charges linéiques. Conduites Equivalentes  Conduites en série Quand un circuit est composé de plusieurs tronçons de canalisations de différents diamètres sur des longueurs différentes, la conduite équivalente à cet ensemble est celle pour laquelle le débit Q qu’elle transiterait engendrerait la même perte de charge totale que celle occasionnée par le passage de ce même débit Q dans le circuit.

L=l 1+l2+l 3+.. . .. ln

On a donc

ΔH =C

Q2 C 1∗l 1 Cn*ln L=Q2 ( +. . .. . ) 5 5 D D1 Dn5

L Cn ln = 5 ∑ CDn5 D’où D Lorsque les différents tronçons sont constitués par des tubes de même nature, donc des valeurs de C identiques, la formule précédente devient : Cette relation permet de calculer rapidement le diamètre équivalent de plusieurs conduites en série. 56

 Conduites en parallèles La conduite équivalente à un ensemble de canalisations en parallèle est celle pour laquelle le débit total Q entrainerait une perte de charge totale identique à celle créée par le passage des débits élémentaires q1….qn dont la somme est égale à Q. !!!!!!Ecrire les formules correspondantes.

PROTECTION DU RESEAU :

V. 1.

PROBLEMES FREQUENTS 

 coup de bélier due à la propagation d’une onde de pression (ou dépression)  détérioration des coudes due aux grandes vitesses d’écoulement.

2.

SOLUTIONS 

 Prévoir une ventouse (purgeur) aux points hauts du réseau  Prévoir des robinets vannes à ouverture et fermeture progressive (à vis)  Prévoir en face des coudes, des butées pour absorber les effets de vitesse

VI.

ORGANES ANNEXES 

 Les canalisations : sont en acier galvanisé, ont pour objet le transport de l’eau du point de piquage jusqu’aux points d’utilisation.  Les joints : l’assemblage de deux conduites successives.  La bouche d’incendie : utilisées pour satisfaire les besoins de lutte contre l’incendie, rayon de balayage de 150 à 200 m et le débit est de 17 l / s.  La bouche d’arrosage : besoins en eau pour les espaces verts, lavages des trottoirs, etc. le débit d’alimentation est de 0,4 l /s.  La ventouse : placée aux points hauts du réseau, permet l’évacuation de l’air entraîné à l’intérieur des conduites.

57

 La vidange : placée aux points le plus bas du réseau, permet de vider la maille pour l’entretien ou la réparation, elle est reliée au réseau d’assainissement.  Robinet vanne : l’isolation des conduites.  Robinet de branchement : commande le branchement des immeubles  Surpresseur : l’augmentation de la pression  Dépresseur : les réductions de la pression  Butées : Les butées sont calculées pour compenser la poussée hydraulique aux points singuliers pour des réseaux de canalisation à joint souple. Le calcul des butées prenant en compte la compression et/ou la friction du terrain existant, il est donc Très important de couler le béton directement en contact avec celle-ci. Il peut y avoir des butées non ferraillées ou des butées ferraillées. Les poussées peuvent se produire : o A chaque extrémité d’une conduite, au droit des plaques pleines, o A chaque changement de direction (coudes) ou de diamètres (cônes de réduction), o A chaque dérivation (tés) La valeur de la poussée est obtenue par : F= kxpxs où F exprimé en daN, p pression maximale dans le réseau (pression d’essai) en bar, S section intérieure du tuyau en cm² ou celle de la tubulure pour les tés réduits, ou la différence de section pour les cônes de réduction, k coefficient. Dont la valeur est fonction de la géométrie de la pièce. K=1 si la conduite se termine par une plaque pleine Sur un cône F= p(S1-S2) Sur un coude F=2pS sin(α/2) ; α étant l’angle fermé par le coude Pour le coude au 1/4 k=1,414 ; Pour le coude au 1/16 k=0,391  Pour le coude au 1/8 k=0,766 ; Pour le coude au 1/32 k=0,196  Il faudra pour s’opposer à cette poussée, calculer un massif tel que son poids P ne glisse pas sur le sol, c'est-à-dire : F/P