17 septembre 2003 1 Journée technique LAVOC 2003 Analyse de la performance de la géométrie...

1 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Analyse de la performance de la géométrie

Réflexions & propositions

présentée par

Dr. Micaël Tille

in

Journées techniques LAVOC 2003

2 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Plan de l’exposé

Définitions & Bases

Acteurs & Interactions

La géométrie routière

Valeurs limites

La vitesse, paramètre de base

Visibilité & Lisibilité

Audit de Sécurité Routière

Conclusions & Perspectives

3 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Définitions

Géométrie routière

Enchaînement des éléments spatiaux constitutifs d’une voie de circulation affectée au transport routier, ceci en relation avec le territoire environnant l’infrastructure routière

Voie de circulation

Eléments constitutifs simples

Axe de la chaussée

Ouvrage tridimensionnel

Interaction avec le territoire

4 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Définitions

Performance

Indication chiffrée caractérisant les possibilités optimales d'un matériel, d'une machine, d'un véhicule, etc.; ces possibilités.

Process or manner of functioning or operating

Indicateurs : valeurs quantitatives descriptives

comparaison relative / absolue

Processus de fonctionnement (d’utilisation)

Possibilités (ou impossibilités) d’atteindre un objectif ou de respecter une contrainte

5 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Nécessité d’une nouvelle approche de la S.R.

Limites du comportement des usagers Formation Prévention

Législation Répression

Offrir aux usagers une route qui soit … … sûre / … confortable

… durable

Vision Zéro L’erreur est humaine

Une route qui pardonne ces erreurs

Audits de sécurité routière

6 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Le système route

La route

Le véhicule L'usager

Dégradations

Conduite

Perceptiondu tracé

Confort

ConcentrationFatigue

Effortsdynamiques

7 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Usagers de la route

Catégories concernées Conducteur

Perception Décision Action Sensation

Passager Sensation

Piétons Interaction

8 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Usagers de la route

Usagers motorisés Voitures de tourisme 53 % des morts

Dynamique Majeure partie du parc automobile

2 roues motorisés 19 % des morts

Dynamique Faible protection

Poids lourd 2 % des morts

Dimensions Masse

Facteur de risque Ec = 1/2 m V2

9 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Usagers de la route

Locomotion douce Cyclistes 5 % des morts

Site banal Absence de sécurité passive

Piétons 19 % des morts

Hors des voies de circulation Zones urbaines Traversées piétonnes

Aménagements localisés

Dynamique négligeable

10 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

géométrie du tracé & Sécurité routière

Influence sur le comportement Véhicules

Usagers

Importance de l’acquis historique

Responsabilité de l’exploitant

Mais aussi d’autres facteurs … Matériaux Propriétés / Qualité

Fonction Place au sein du réseau

Trafic Type & Volume

Etc.

11 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Géométrie routière

Rappel.. et précisions !

Elément tridimensionnel Etude par plans successifs

Combinaison 3D

Commentaires Processus séquentiel avec rétroactions

Projet à forte composante technique

Progrès technologiques

Méthodologie standard

Essentielle … mais négligée

12 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

situation

Eléments déterminants Courbes

Rayon minimum de l’arc de cercle R Valeur du paramètre de transition A

Longueur des éléments

Combinaison des éléments Fluidité du tracé

Sinuosité

13 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Profil en long

Eléments déterminants Déclivités constantes i

Valeurs maximales Rayons verticaux Rv

Visibilité Concave Convexe

ho

hg

SD

Rv

14 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Profil géométrique type

Eléments déterminants Gabarit des voies de circulation

Largeur & Hauteur libre Marges mouvement / sécurité Voie additionnelles

Eléments annexes séparation protection signalisation

Vél

o Voiture

Poids lourd

Gabarit de la route

15 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Profil en travers

Eléments déterminants Dévers p

En alignement Forme Valeurs

En courbe Valeurs

Transition du dévers Déclivité secondaire i

16 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Combinaison spatiale

Surlargeur

Dérasement

Combinaison Profil en long - Situation

17 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Conclusions

Principe Comparaison avec des valeurs limites

déterministes fT = 0,24

Conception par plans successifs

Combinaison tridimensionnelle par tâtonnements

Conséquences Risque : partiellement correct … mais globalement

incorrect

Peu (pas ?) d’interactions

Valeurs limites fortement réductrices tR = 2 s

18 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Paramètres considérés

Vitesse du véhicule V

Visibilité Dv

Dimensions routières R / A / L / i / p / B

Usagers tr

Conditions atmosphériques fT fL

Revêtement

Multiplicité !

Agrégation complète impossible !

19 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Facteurs déterminants de la conception géométrique

Dimensions Véhicules

Croiser

Dynamique Véhicules

Ne pas déraper en courbe

S’arrêter à temps

Confort Usagers

Fatigue

Monotonie

Visibilité Usagers

20 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Valeurs limites

Typologie Représentative

Restrictive (légale)

Usager Physiologie

Confort

Véhicule Dynamique

Dimensions

Interactions

21 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Valeurs déterministes

Problématique Large variation des valeurs réelles

Physiologie Réaction

1 réponse … parfois théorique

Valeurs précises sur des phénomènes flous

Difficultés Ne pas considérer les extrêmes

Fourchette de résultats : que choisir ?

22 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

0

50

100

150

REACTION

Motivation

Âge

Expérience

Concentration

Psychotrope

Fatigue

Formation

Valeurs déterministes

Cas des usagers Usager « standard »

Usagers représentatifs ?

0

50

100

150

REACTION

Motivation

Âge

Expérience

Concentration

Psychotrope

Fatigue

Formation

23 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Vitesse

Paramètre de base Accidentologie

Fréquence des accidents Gravité des accidents Ec = ½ m V2

Géométrie Distance d’arrêt Comportement en courbe

Eléments Valeur absolue V

Variation de vitesse V Enchaînement des éléments du tracé

24 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Vitesses considérées

Vitesse de base Design speed VA

Vitesse de projet Project speed VP

Diagramme de vitesse Evolution de Vp entre VA et Vmax Vmax = vitesse légale

Vitesse VL / PL

Transition entre courbes successives

Qualité de circulation

Cohérence du tracé

25 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Diagramme de vitesse

Evolution de Vp le long du tracé

40

50

60

70

80

90

100

110

120Diagramme des sinuosités

R = 320L = 160 A = 150

L = 70

A = 150L = 129

R = 175L = 365

A = 250L = 129

R = 320L = 210

A = 220L = 151

R = infiniL = 255

A = 180L = 78

R =420L = 106

Centre à droite

Centre à gauche

Vit

ess

e (k

m/h

)

Kilométrage (km)

0 0,5 1,0 1,5

A = 220L = 151

60

70

80

90

100

110

Vmax

VA

26 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Limites du Diagramme de vitesse

Diagramme théorique Véhicule standard

Usager standard

Transitions constantes

Faible différence VA – Vmax Nouveaux projets

Difficultés de remarquer des éléments insatisfaisants

Proposition : Vmax = Vitesse de sécurité VS

27 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Vitesse de sécurité

Définition Respect de la géométrie

+20 à +30 km/h au dessus de la vitesse légale

Mêmes hypothèses

Diagramme de vitesses Mêmes hypothèses de construction

Intérêt Mise en exergue de certains problèmes

Correspond mieux à la réalité V85

28 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Diagramme de vitesse

Utilisation de Vs

40

50

60

70

80

90

100

110

120Diagramme des sinuosités

R = 320L = 160 A = 150

L = 70

A = 150L = 129

R = 175L = 365

A = 250L = 129

R = 320L = 210

A = 220L = 151

R = infiniL = 255

A = 180L = 78

R =420L = 106

Centre à droite

Centre à gauche

Vit

ess

e (k

m/h

)

Kilométrage (km)

0 0,5 1,0 1,5

A = 220L = 151

60

70

80

90

100

110

VA

Vmax

29 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Visibilité - lisibilité

Processus de décision de l’usager

Visibilité voir Perception percevoir Lisibilité comprendre Décision décider Action agir

30 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

La lisibilité

Définitions

Propriété d’une voie et de son environnement de donner à tout usager une image juste et facilement compréhensible de la nature de la voie, de son utilisation et du comportement attendu

Selon « Sécurité des routes et des rues » SETRA

Conscience

Compréhension

31 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Analyse du paysage

Perception visuelle du conducteur Rythme le déplacement

Route + Environnement + Paysage + Horizon

Dépend fortement du milieu

Perception de l’infrastructure Rythme la conduite

Route + Accotements + Signalisation + Horizon

Elément de la sécurité

32 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Visibilité

Lien avec la distance d’arrêt Distance de visibilité d’arrêt

Comparaison Distance d’arrêt Da

Vitesse Interaction pneu - chaussée Réaction de l’usager

Visibilité Géométrie routière

Nécessité de clairement séparer les 2 notions

33 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Procédure d’analyse de la géométrie routière

Selon SN 640 010

Analyse des accidents Réactive

Couplée avec des statistiques d’accidents Nombreux événements Corrélation accidents - géométrie

Analyse des dangers Préventive

Peu d’événements Nouvelle route

34 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Analyse & Diagnostics

Audits de sécurité routière

SURE (F)

«Sécurité des Usagers sur les Routes Existantes»

EuroRap

«Road Assessment Program»

www.eurorap.org Outil de comparaison internationale

Routes hors-localités à plus de 80 km/h

35 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Principes de l’audit de sécurité routière - 1

1. Objectifs Standards

Valeurs légales Standards sociétaux

Contraintes Économie Technique

2. Eléments géométriques Découpages en endroits particuliers

Paramètres spécifiques

36 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Principes de l’audit de sécurité routière - 1

ElémentRayon

RDéclivi-

té iDévers

pLargeur

B…

Vitesse V

D. Arrêt Da

Visibili- té Dv

…

Courbe 1

240 + 2 % 7 % 3.65 …80

km/h240 m 250 m …

… … … … … … … … …

Courbe m

175 - 3 % 6 % 3.55 …75

km/h235 m 220 m …

37 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Principes de l’audit de sécurité routière - 2

3. Etablissement du diagnostic Comparaison Objectifs – Géométrie

Paramètres spécifiques Indicateurs de risques spécifiques Ii 0 à 1

4. Qualité géométrique Risque spécifique synthétique R = fct (I1, I2, …, In)

Agrégation partielle

Moyenne géométrique 1 - [(1-Ii)] Eléments contraignants

Endroits particuliers

38 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Principes de l’audit de sécurité routière - 2

Elément I1 I2 I3 I4 … In R

Courbe 1

0 0.1 0.8 0.9 … 0.8 0.86

… … … … … … … …

Courbe m

0.05 0.1 0 1 … 0.7 1

39 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Principes de l’audit de sécurité routière - 3

5. Analyse fonctionnelle de la route F 0 à 100 Fonction au sein du réseau

Trafic Structure Volume

6. Degrés de sécurité localisés Dl Dl = 1 – (R F/100)

Degré de sécurité « géométrique »

Corrélation avec l’accidentologie

Endroits particuliers

40 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Principes de l’audit de sécurité routière - 3

7. Degrés de sécurité globaux DG DG = fct (Dl1, Dl2, …, Dln)

Degré de sécurité « géométrique »

Corrélation avec l’accidentologie

Agrégation par tronçons Endroits particuliers Degré de sécurité maximal Degré de sécurité combiné

41 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Principes de l’audit de sécurité routière – 3 & 4

Elément

1,1 1,2 … m,1 1,2 … m,o

R 0.91 0.45 … 0.70 0.50 … 0.81

F 65 45 … 100

Dl 0.41 0.71 … 0.54 0.77 … 0.19

DG 0.55 … 0.25

42 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Principes de l’audit de sécurité routière - 4

8. Ordonnancement par degrés de sécurité Ordre croissant urgence d’intervention

9. Mesures d’assainissement du réseau Efficacité

&& Efficience

Planification d’interventions CT - MT - LT

10.Réalisation

11. Monitorage

43 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Endroits particuliers

Détermination Géométrie

Nœuds

Contexte

Ouvrages d’art

Séquencement liens entre secteurs

Niveau d’analyse Globale (tronçons)

Aménagement de détails … mais cohérence nécessaire !

44 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Réalisation de l’audit de sécurité routière

Qui ? Expert indépendant

Quand ? Intégré au processus

Vérification de la qualité

Comment ? Plans / Photos aériennes

Relevés géométriques in situ

Vidéo

45 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Réflexions

Quelle sécurité offrir aux usagers ?

La route peut elle tout pardonner ?

Effets induits d’une route sûre Augmentation des comportements à risque (?)

Monotonie de conduite

De l’insécurité pour ralentir ? Mauvaise « bonne solution »

Degrés de sécurité différenciés ? Favoriser un mode de transport

46 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Conclusions

Devoirs des acteurs De l’usager

De l’exploitant ?

Amélioration Connaissance du réseau

Efficience

Justification

Pour l’ingénieur civil Assurance qualité

Compréhension des phénomènes

47 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003

Remerciements