Cours de Drainage Routier

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Royaume du Maroc

ECOLE HASSANIA DES TRAVAUX PUBLICS

A CASABLANCA

DRAINAGE ET ASSAINISSEMENT ROUTIER

Elabor par :Mr ALLA Ahmed

A Casablanca le 30-09-2013

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SOMMAIRE INTRODUCTION........................................................................................... DONNEES DE BASE .............................................................................. 1ERE PARTIE : DRAINAGE DES EAUX SUPERFICIELLES................... SURFACE DE ROULEMENT ......................................................... ACCOTEMENT............................................................................... TALUS............................................................................................. 2EME PARTIE : DRAINAGE DU CORPS DE LA CHAUSSEE............... DRAINAGE DU CORPS DE LA CHAUSSEE................................. COUCHE DRAINANTE................................................................... DRAIN EN ARRETE DE POISSON................................................ TRANCHEE DRAINANTE TRANSVERSALE................................. TRANCHEE DRAINANTE LONGITUDINALE ................................ ECRAN DRAINANT DE RIVE DE CHAUSSEE (EDRC)................ 3EME PARTIE : COLLECTE DES EAUX................................................ COLLECTE DES EAUX.................................................................. FOSSE TRIANGULAIRE NON REVETU........................................ FOSSE TRAPEZOIDAL NON REVETU ......................................... FOSSE TRIANGULAIRE REVETU................................................. FOSSE TRAPEZOIDAL REVETU .................................................. FILETS DEAU ................................................................................ AVALOIR ......................................................................................... DESCENTES DE TALUS................................................................ 4EME PARTIE : OUVRAGES DE FRANCHISSEMENT......................... 5EME PARTIE : INSPECTION ET SURVEILLANCE ............................. CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS......................................... ANNEXES............................................................................................

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INTRODUCTION Assainissement : terme gnral concernant plus particulirement lvacuation des eaux superficielles Drainage : vacuation des eaux internes

Drainer le corps de la chausse, l'assise et plate-forme, est un objectif souvent mentionn, car tout professionnel de la route sait bien que " l'eau et la route ne font pas bon mnage ". En effet, l'eau de ruissellement la surface de la chausse occasionne une baisse importante du niveau de service offert l'usager. L'eau contenue dans le corps de la chausse qui provient d'infiltrations d'origines diverses est un lment dcisif de l'acclration des dgradations des structures de la chausse. La lutte contre les consquences nfastes engendres par l'eau, doit se faire en tablissant un systme de drainage efficace. Or pour tre efficace, un tel projet ncessite un bon choix des dispositifs drainants, une bonne excution, et un entretien courant, ce qui n'est pas toujours le cas. C'est pour cette raison qu'il a t jug opportun denseigner ce cours dans les coles dingnieurs et qui regroupe un certain nombre de techniques pratiques avec des recommandations pour l'excution, l'entretien et le maintien du bon fonctionnement de l'ouvrage. Dans un premier temps ce manuel prsente des donnes de base indispensables la ralisation d'un projet de drainage. Par la suite, il traite la collecte et l'vacuation des eaux superficielles, le drainage du corps de la chausse, les lments de collecte des eaux et les lments spciaux. Enfin il regroupe quelques recommandations pour le drainage routier.

DONNEES DE BASE Comme pour tout projet, l'tablissement d'un systme de drainage ncessite comme tape prliminaire, le recueil des donnes de base sans lesquelles on risque d'avoir un projet incomplet. La varit de ces donnes montre aussi la diversit des matires auxquelles fait appel le drainage des routes, et prouve aussi qu'un tel projet est le rsultat d'un consensus entre l'ingnieur concepteur de la route, le gotechnicien, l'hydraulicien, l'hydrologue et le mtorologue. I- DONNEES METEOROLOGIQUES Elles concernent surtout les prcipitations, elles sont recueillir auprs des stations les plus proches du site. Les vnements pluvieux se caractrisent par :

l'intensit i : (en mm/s)

la dure de concentration t : (en min.)

la priode de retour T : (annes)

l'tendue de(s) bassin(s) versant(s) S : (Km) II- DONNEES GEOTECHNIQUES

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Elles doivent fournir tous les renseignements sur les sols "travailler (enlever ou traiter) " et sur les sols maintenir en place. Il s'agit donc de :

Faire l'identification des couches de sol terrasser : nature, tat hydrique, classe du sol.

Prvoir les difficults probables d'excavation et les conditions de rutilisation du sol.

Evaluer la qualit de la plate-forme et ventuellement les moyens prvoir pour augmenter sa portance.

Connatre la position des nappes phratiques et le sens des lignes de courant, ainsi que la probabilit de formation des nappes perches temporaires.

Matriser les caractristiques d'identification des sols, teneur en eau, angle de frottement, cohsion, densit...etc.

Dtecter les zones des sols sensibles l'eau. III- DONNEES HYDROLOGIQUES Elles nous renseignent sur l'ensemble des cours d'eau, des oueds et des ruisseaux creuss la surface de la terre et qui rassemblent les eaux de surface en les conduisant vers les oueds. Les donnes recueillir sont relatives aux lments suivants :

Bassin versant (surface, longueur, pente).

Dtermination du temps de concentration.

Ajustement statistique des crues.

Evaluation empirique des crues.

Dbit de crue. IV- DONNEES HYDRAULIQUES Le dimensionnement des ouvrages de franchissement (petits ouvrages hydrauliques) ncessite des connaissances pour mener bien le calcul et le dimensionnement. Il s'agit donc de matriser les formules hydrauliques utiliser (exemple : Manning-Strickler, Delorme...). V- DONNEES RELATIVES AU PROJET Ce sont les profils en long, en travers, le trac en plan du projet routier. Elles nous informent sur les pentes et nature des sections traverses par le trac routier. VI- DONNEES TOPOGRAPHIQUES Ces donnes indiquent le type de relief travers (vallonn, montagneux, plat), ainsi que les cotes des diffrents niveaux croiss par le trac et les limites des bassins versants.

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Quelles sont les eaux drainer ?

Do vient leau ?

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1re PARTIE : DRAINAGE DES EAUX SUPERFICIELLES

SURFACE DE ROULEMENT ACCOTEMENT TALUS POSITION DU PROBLEME Le ruissellement de l'eau la surface vers les points bas peut entraner la formation d'une lame d'eau d'paisseur h. Cette lame d'eau a pour consquences, des infiltrations travers les points faibles (joints fissures...) et un risque d'aquaplanage (perte d'adhrence d'un vhicule due la prsence d'une mince pellicule d'eau entre la chausse et les pneus). COLLECTE DE DONNEES a) Reconnaissance du problme La projection d'eau l'arrire des vhicules et aux cots latraux nous permet de reconnatre la prsence d'une lame d'eau. Une auscultation visuelle des lieux en saison pluviale peut s'avrer utile en ce sens. b) Collecte de donnes 1- Prcipitations Les donnes mtorologiques sont recueillir auprs des stations les plus proches du site. Ils nous permettent de calculer l'paisseur de la lame. 2- Donnes relatives au projet Il s'agit de connatre la nature des sections traverses (remblai, dblai, dvers...) ; ces renseignements peuvent provenir des documents suivants :

Trac en plan

Profil en long

Profil en travers 3- Donnes Topographiques Elles nous renseignent sur la nature du terrain rencontr :

Terrain plat

Terrain vallonn

Terrain montagneux

SURFACE DE ROULEMENT OBJECTIFS

Rduire l'paisseur de la lame aux limites admissibles

Evacuer rapidement les eaux de ruissellement

Rduire les infiltrations ETABLISSEMENT DU PROJET

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a) Etablissement de Profils La rduction de la lame d'eau est possible donc, en donnant au profil en travers la pente la plus forte compatible avec la ncessit de la circulation. En effet, un exemple de formule, tablie pour des chausses en enrobs nous permet de mieux le constater Pentes du profil en travers :

Relief Routes du profil en travers Routes non revtues

Plat 2 3% 3 5%

Vallonn 1.5 3% 3 5%

Montagneux 1.5 2.5% 3 5%

Les pentes prconises pour les chausses revtues

Remarque : Il faut veiller ce que l'effet des pentes longitudinales et transversales combines, ne provoque ni un coulement lent (stagnation) ni un coulement intense (rosion). b) Rduction des infiltrations On peut procder par :

Dcalages des joints de reprise ;

Impermabilisation entre diverses couches ;

Impermabilisation immdiate par un traitement superficielle. SURVEILLANCE ET ENTRETIEN Reprofilage pour liminer la stagnation des eaux ; Rfection profonde ou renforcement pour les cas extrmes ; Les macrofissures et joints doivent tre obturs en profondeur ; Faenages et microfissures : Traitement des surfaces l'aide d'un liant

Resurfaage en couche mince. Remarque : On note d'autre part l'existence de la technique des enrobs drainants plus performante, mais encore coteuse pour le contexte Marocain.

ACCOTEMENT POSITION DU PROBLEME La lame d'eau d'paisseur h, une fois draine de la chausse, ruisselle vers l'accotement et peut provoquer l'rosion ou dstabiliser ce dernier. COLLECTE DE DONNEES a) Reconnaissance du problme

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Traces d'ornires ;

Erosion rgressive et dformabilit. b) Collecte de donnes 1- Prcipitations Les prcipitations mtorologiques sont recueillir auprs des stations les plus proches du site. elles nous renseignent sur la valeur de la vitesse d'coulement (rosion). 2- Donnes relatives au projet

Trac en plan

Profil en long

Profils en travers OBJECTIFS

Limiter l'rosion et l'infiltration par l'accotement et les joints ;

Assurer la stabilit mcanique en cas de dbordement de vhicules

Assurer la continuit du flux de ruissellement. ETABLISSEMENT DU PROJET On procde par amnagement de profils ou traitement et revtement de l'accotement. a) Etablissement du Profil Le Catalogue des Structures Types pour les chausses neuves prconise des pentes de 4 5 % pour favoriser le ruissellement vers le collecteur.

Le profil en travers type de l'accotement Cependant, cette pente ne devrait pas entraner l'rosion du matriau de l'accotement. La valeur de V (vitesse d'coulement) doit tre matrise pour contrler les phnomnes d'rosion, de transport et de sdimentation. (voir annexes) b) Revtement et traitement : - Selon le Catalogue des Structures Types pour les chausses neuves, la largeur revtue de l'accotement dpend du trafic. Elle varie entre 0.75 m et 1.50 m . Plus cette largeur est grande plus profondes sont les couches protges. - Le traitement peut tre effectu en :

Traitant l'accotement la chaux ou au ciment ;

Drasant les accotements non revtues un niveau lgrement infrieur celui de la chausse ;

Favorisant la vgtation gnratrice de l'vapotranspiration ;

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Ralisant des pentes soignes. SURVEILLANCE ET ENTRETIEN

Traiter les ornires

Soigner les pentes ds l'apparition des dsordres

Faucher la vgtation pouvant faire obstacle au ruissellement

Sceller les joints Selon le cas, on adoptera l'un des accotements suivants : RECOMMANDATIONS Les dgradations qui surviennent la route, viennent la plupart du temps de l'accotement. Constitu de matriaux moins labors, il mrite plus d'attention et de surveillance. L'accotement avec joint constitue un danger, car son tanchit n'est pas assure. Il est aussi recommand d'investir de plus en plus dans l'accotement (revtement).

TALUS

POSITION DU PROBLEME Le ruissellement de l'eau la surface du talus entrane l'instabilit de celui-ci. En effet, l'eau peut acqurir une nergie suffisante pour arracher et entraner les grains du sol en crant des ravines qui s'approfondissent d'une anne l'autre. Par ailleurs, l'eau est l'origine de la dstabilisation de masse du talus, soit en exerant des pressions pouvant rduire le frottement et la cohsion entre les grains, soit en s'coulant paralllement la surface du talus conduisant ainsi au phnomne de renardage. COLLECTE DE DONNEES a) Reconnaissance du problme L'existence de chenaux d'rosion ( griffes, ravines...) est un signe de l'action de l'eau sur la surface du talus. La prsence de cas d'boulements de terrain, pouvant parfois atteindre la chausse est une meilleure illustration de l'instabilit de masse. b) Collecte de donnes 1- Prcipitations Les donnes relatives aux prcipitations peuvent nous servir pour matriser la vitesse de l'coulement (voir annexes) et au dimensionnement des fosss. 2- Donnes relatives au projet Elles nous indiquent la nature des sections traverses (dblai, remblai ..), l'inclinaison, la hauteur des talus ainsi que les pentes.

Trac en plan

Profil en long

Profils en travers 3- Donnes topographiques Nature du terrain travers ( plat, vallonn, montagneux)

4- Donnes gotechniques

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La compagne d'tudes gotechnique nous permet de distinguer les types de sol rencontrs, leur sensibilit l'eau et l'rosion ainsi que leur rsistance (c , ). Elle nous permet aussi de savoir si le sol rencontrs une nappe ou non. OBJECTIFS

l Assurer la stabilit mcanique notamment pendant les averses ;

l Rduire l'rosion et empcher les boulements d'atteindre la chausse ;

l Assurer l'quilibre des terres amont. ETABLISSEMENT DU PROJET Un projet de drainage de talus doit assurer la stabilit de ce dernier en limitant l'rosion, en rduisant les infiltrations et en rabattant la nappe. a) Lutte contre l'rosion La lutte contre l'rosion passe en premier lieu par l'amnagement de descentes de talus souvent sous forme de cascades en raison d'amortir la vitesse d'coulement. (voir chapitre descentes de talus).

Pour les talus de grande hauteur ( >10 m ), on doit amnager des risbermes ou des banquettes avec une contre pente afin d'accrotre la scurit vis vis d'un glissement rotationnel, et en vue d'empcher les matriaux boulis ou rods d'atteindre la chausse. Le raccordement de la banquette au terrain naturel doit se faire sans contre pente pour assurer la continuit de l'coulement.

La limitation contre l'rosion peut galement se faire par :

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La recherche d'un compromis entre l'amnagement du talus faible inclinaison et la vulnrabilit au glissement rotationnel ;

En favorisant la vgtation naturelle c'est un procd conomique de protection mais il va falloir contrler cette vgtation, pour qu'elle n'entrave pas l'coulement.

b) Foss de crte Un foss de crte doit tre prvu chaque fois qu'un dferlement d'eau venant d'amont peut atteindre la crte du talus ou qu'une accumulation d'eau peut se produire au sommet. Ce type de foss ncessite une attention particulire vue les consquences qu'il peut avoir s'il n'est pas bien soign.

Un foss de crte mal conu ou mal drain constitue un danger d'infiltration pouvant dstabiliser le talus.

Les vitesses d'coulement dans le talus doivent tre contrles pour viter l'rosion ( chaque sol a une vitesse critique d'rosion).

La position du foss de crte doit tre telle que la ligne de glissement la plus dfavorable du talus soit situe entre la crte et le foss.

La partie de terrain situe entre la crte et le foss doit tre profile avec une contre pente vers le foss.

Instruire les riverains sur la ncessit du maintien en bon tat de fonctionnement du foss de crte.

c) Amnagement du pied du talus 1 - berme de talus Avec une largeur allant de 1 3m et dote d'une pente vers le foss pour viter la stagnation d'eau, la berme du pied de talus contribue la protection des dispositifs de drainage, et facilite le passage des engins d'entretien. 2 - Foss de pied du talus Il assure une double fonction de drainage de la route et du talus. d) Disposition pour talus noy Un talus noy est un talus qui rencontre une nappe phratique permanente ou temporaire. Le cas d'une nappe permanente doit tre signale au cours de la reconnaissance gotechnique du trac. Le projet du talus en tiendra compte. La nappe temporaire se manifeste lors des fortes averses. Elle ncessite une intervention immdiate. Dans le cas de rsurgence de source localise, on procde au captage de cette source. Le drain sera dimensionn pour vacuer le dbit maximum. Si la source produit un suintement sur une certaine longueur du talus, et diffrents niveaux, il faut apercevoir une des techniques suivantes :

Les perons drainants

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Un rseau de drains profonds sub-horizontaux

Le rabattement par tranches drainantes places en amont du talus, au del de la ligne de glissement potentielle.

Pour plus de dtails ( voir annexes). Remarque Les talus de remblais sont faciles traiter, mais encore faut-il que l'emprise soit suffisante pour assurer la stabilit mcanique. La facilit de leur traitement provient aussi du fait qu'ils sont raliss par un matriau d'apport normalement contrl et bien compact. EXECUTION ET ENTRETIEN a) Excution Lors de l'excution d'un talus il est dconseill d'utiliser les outils de terrassement munis de dents, ces outils, laissent des sillons dans le sol, qui seront par la suite des amorces de ravins. Il faut que la pente soit la plus rgulire possible, et que la surface soit lisse. Dans le cas des talus de dblai, il y a intrt de procder la finition des talus au fur et mesure de l'approfondissement.

b) Entretien Les systmes de protection doivent tre en bon tat de fonctionnement. La vgtation anti - rosive doit tre suivie dans son dveloppement, et empche ou limite dans les systmes de drainage. Les exutoires des drains de captage de sources ou de rabattement des nappes doivent tre dgags. Les parties du talus boules doivent tre rgulirement ramnages et confortes aprs avoir cherch les causes. Correction des ravins actifs par des constructions en pierres sches par des gabions si c'est ncessaire. Les risbermes doivent tre dgages des dbris du terrain, de la vgtation gnante et de tout obstacle s'opposant l'coulement des eaux. Les fosss de crte doivent faire l'objet d'une attention particulire. Les sdiments dposs par l'eau doivent tre vacus dans un lieu appropri. RECOMMANDATIONS Les fosss de crte devront tre vits car leur efficacit est rarement durable. Il est aussi recommand de procder la correction des ravins actifs par des constructions en pierres sches et par des gabions si c'est ncessaire.

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2me PARTIE : DRAINAGE DU CORPS DE LA CHAUSSEE

DRAINAGE DU CORPS DE LA CHAUSSEE COUCHE DRAINANTE DRAIN EN ARRETE DE POISSON TRANCHEE DRAINANTE TRANSVERSALE TRANCHEE DRAINANTE LONGITUDINALE ECRAN DRAINANT DE RIVE DE CHAUSSEE (EDRC) POSITION DU PROBLEME Le drainage du corps de la chausse a pour but de limiter, en dure et en quantit, la prsence l'intrieur du corps de la chausse d'eau libre pouvant former une nappe suspendue. La prsence de l'eau libre reprsente un danger pour la structure. Elle entrane en effet, une perte de portance due l'augmentation de la teneur en eau, des remonts de fines causant la contamination des couches infrieures et le dcollement des couches de surface. COLLECTE DE DONNEES a) Reconnaissance du problme La prsence de l'eau dans le corps de la chausse peut se manifester par diffrents types de dgradations :

DRAINAGE DU CORPS DE LA CHAUSSEE b) Collecte des donnes Il s'agit de recueillir les donnes relatives aux arrives d'eau et aux permabilits des couches pour valuer l'infiltration. En effet, l'eau peut provenir soit directement des prcipitations, soit des inondations pouvant avoir lieu, ou encore des remontes capillaires. Le diagramme suivant rsume les tapes pralables l'tablissement d'un projet de drainage interne. Ainsi, une fois que l'eau est parvenue aux diffrentes couches de la chausse, elle suit les chemins de plus grande permabilit, l'valuation de la quantit d'eau drainer passe par une estimation des infiltrations.

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OBJECTIFS A ATTEINDRE

Eliminer ou rduire les effets de l'eau accumule dans la chausse et dans le sol de fondation ;

Rabattre les nappes proches des ouvrages ;

Intercepter les remontes capillaires ;

Eliminer les effets de bord ;

Capter et collecter les eaux infiltres dans les terres pleins et amnagements annexes.

SYSTEMES ADOPTES Le drainage des eaux internes peut se faire par des:

Couches drainantes ;

Tranches drainantes (longitudinale et transversale) ;

Drains en arrte de poisson ;

Ecrans drainants de rive de chausse. Tous ces systmes se caractrisent par un point commun qui est l'utilisation des matriaux drainants. CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX DRAINNANTS a) Matriaux envelopps dans un gotextile

Grave creuse 0/30 avec un E.S >50 passant 2 mm < 10%

Envelopps dans un gotextile (200 300 g/m2) anticontaminant.

Drain non envelopp en bton poreux ou en PVC. b) Matriaux non envelopps l Solution facile sur chantier :

- Grave routire 0/30 de granulomtrie continue avec un E.S > passant 2 mm < 10% pour le drain en bton poreux passant 2 mm < 15% pour le drain en PVC - Drain en bton poreux ou en PVC dont il est conseill d'envelopper dans un gotextile. Solution labore et plus coteuse (application des rgles de TERZAGHI )

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- Le matriau doit vrifier : D15 / D85 > 5 non contamination D15 / d15 > 5 pouvoir drainant D60 / D10 < 20 pour viter la sgrgation la mise en oeuvre.

avec Dx maille du tamis qui laisse passer x% du matriau drainant. dy maille du tamis qui laisse passer y% du matriau drainer. Le LPEE propose un tout-venant 0/40 ou 0/60 ou un matriau granulomtrie serr 20/40. Remarque : En traant les courbes granulomtriques des GNF et GNT proposes par le C.S.T Marocain il s'est avr que les GNF ne peuvent drainer les GNT car elles ne rpondent pas aux critres de TERZAGHI.

COUCHE DRAINANTE DEFINITION La couche drainante est un tapis de matriaux drainants supports par le sol de fondation ou ventuellement par la couche de forme. On fait appel cette technique de drainage interne, surtout lors des renforcements des chausses existantes. DIMENSIONNEMENT Dimensionner une couche drainante revient dterminer son paisseur H. Elle doit satisfaire certains critres savoir :

Epaisseur suffisante pour que la frange capillaire n'atteigne pas la couche suprieure ;

Epaisseur compatible avec la portance exige pour supporter les contraintes du trafic ;

Epaisseur ayant un minimum de 20 cm. SCHEMA REPRESENTATIF

DOMAINE D'APPLICATION

Sous les accotements et le foss latral, pour drainer les eaux infiltres travers l'accotement ;

Sur toute la largeur de la chausse, s'il y a risque de remontes capillaires, dans ce cas la couche drainante doit tre connecte une tranche drainante longitudinale ;

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Lors des travaux d'largissement pour assurer une continuit du drainage interne;

Aux points bas du profil en long o il y a risque d'accumulation des eaux ;

Passage dblai - remblai ou profil mixte ;

Sous les accotements des chausses renforces ;

Points bas du profil, applique sur toute la largeur de la chausse. EXECUTION Il faut tenir compte des lments suivants :

Bonne communication avec le systme de collecte (drains, fosss..);

Respecter la pente de 6% la base de la couche;

Prvoir une couche anti - contaminante d'paisseur de 10 cm. SURVEILLANCE ET ENTRETIEN

Fosss et exutoires entretenus pour viter la stagnation d'eau entranant le mauvais fonctionnement de la couche drainante;

Evaluation continue du bon fonctionnement de la couche drainante. Remarque : La couche drainante est le moyen le plus fiable mais il faut une justification conomique de son utilisation cause du surcot. Au Maroc c'est la technique des drains en arrte de poisson qui est la plus utilise.

DRAIN EN ARRETE DE POISSON DEFINITION C'est une technique drive du drainage par tranches drainantes transversales. Cette technique est largement utilise au Maroc dans le cas de renforcement des routes anciennes par une G.N.T, ils sont placs en quinconce de part et d'autre de la chausse et distant de 20 m. DOMMAINE D'APPLICATION Sous les accotements dans le cas :

d'un renforcement d'une chausse existante;

d'un largissement. OBJECTIFS A ATTEINDRE

Evacuer l'eau infiltre dans le corps de la chausse qui se trouve piger entre l'ancienne chausse moins permable et l'accotement ;

Assurer la continuit du drainage interne. DIMENSIONS

Le manuel de renforcement des chausses revtues prvoit l'utilisation des drains en arrte de poisson, sous les accotements, dans tous les profils types qu'il propose.

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Perspective des drains en arrte de poisson

Les dimensions donner aux drains en arrte de poisson sont les suivantes :

40 cm de largeur

dans le cas d'un renforcement, ils doivent empiter dans l'ancienne chausse de 0,50 1 m

- la distance entre deux drains successifs est 20 m. SURVEILLANCE ET ENTRETIEN

Dans le cas du raccordement avec un foss, il faut veiller ce que l'aval des drains soit bien dgag, et le foss aussi profond que possible, de faon ne pas introduire dans la chausse, les eaux collectes.

Il faut s'assurer que l'extrmit amont de la couche de la G.N.T ne puisse jamais tre plus basse que le niveau le plus haut de l'eau dans le foss.

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TRANCHEE DRAINANTE TRANSVERSALE DEFINITION C'est une saigne ralise dans le sol de fondation pour capter les eaux infiltres dans le corps de la chausse. Elle est soit transversale soit en biais de 60 par rapport l'axe de la route. DOMAINE D'APPLICATION

Les points bas du profil en long ;

Passage dblai remblai ; Elargissement de plates formes ;

Profil mixte. OBJECTIFS A ATTEINDRE

Acclrer l'vacuation des eaux dans les points bas du profil

Intercepter l'coulement de l'eau lorsque la pente longitudinale dpasse la pente transversale (pour minimiser le chemin d'coulement ).

DIMENSION

EXECUTION

Fouilles excutes sec ;

Toute partie du tuyau ou du filtre souill doit tre remplace ;

Drains construits de l'amont vers l'aval pour viter la contamination par les eaux superficielles ;

Matriaux filtrant mis en couches minces et compact la main jusqu' la hauteur de 30 cm au del de laquelle on utilise un engin mcanique lger.

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TRANCHEE DRAINANTE LONGITUDINALE DEFINITION C'est une tranche excute au bord de la chausse, remplie de matriaux drainants et ventuellement d'un drain servant la collecte des eaux. OBJECTIFS A ATTEINDRE l Conduire les eaux vacues latralement par la couche drainante et les drains en arrte de poisson et ventuellement les eaux infiltres travers les accotements et bermes centrales.


Lorsque l'emprise de la route est troite et on ne peut pas excuter des fosss latraux profonds;

Sous les fosss revtus;

Lorsque la pente du profil en long est faible. DIMENSIONS

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Remarque Q est en gnral faible et conditionne rarement le choix du diamtre intrieur du tuyau . On prend 6 cm au minimum, pour les tuyaux en poterie 10 cm au minimum, pour les tuyaux en bton. Pour un bon fonctionnement de l'ouvrage, il faut placer le tuyaux au dessous de la couche drainante, si les conditions de l'exutoire le permettent. Les tranches drainantes sont munies de chambres de visite o dbouchent les eaux vers des fosss ou collecteurs enterrs. EXECUTION

Fouilles excutes sec;

Toute partie du tuyau ou du filtre souill doit tre remplace ;

Drains construits de l'amont vers l'aval pour viter la contamination par les eaux superficielles ;

Matriaux filtrant mis en couches minces et compact la main jusqu' la hauteur de 30 cm au del de laquelle on utilise un engin mcanique lger.

ECRAN DRAINANT DE RIVE DE CHAUSSEE (EDRC) DEFINITION C'est une tranche drainante troite parois minces verticales. Les lments constitutifs sont soit prfabriqus soit labors sur chantier. Un EDRC joue le rle d'un cran capillaire, en effet, si l'on interpose en rive de chausse un cran drainant celui-ci va entraver l'immigration des eaux par succion depuis les zones forte humidit (accotements) vers les moins humides (sol de fondation) donc il permet d'viter l'effet de bord. L'cran drainant permet en outre d'vacuer l'excs d'eau du corps de la chausse. DOMAINE D'APPLICATION L'emploi d'un EDRC s'impose selon le type de route, le type de sol et le climat: a) le type de route 1- chausse neuve Lorsque la solution de l'impermabilisation des accotements ne peut pas tre envisage, ou lorsque le sol de fondation est en dblai ou au voisinage du terrain naturel. 2- chausse existante La recommandation d'un EDRC ne peut se faire qu'aprs un diagnostic des dgradations. La constatation de fortes dflexions et affaissements de rive par rapport ceux de l'axe est un signe d'un effet de bord. La rsurgence d'eau charge de fines en est un autre. Dans le cas o la cause ne peut pas tre dcele, il semble prudent d'inclure un EDRC dans le projet d'amlioration de la route. b) le sol Dans tous les sols forte succion (argiles fines).

c) le climat

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Dans les rgions o le phnomne du gel et dgel est limite et o la nappe ne se rapproche pas du sol de fondation (1m mini). Dans tous les cas le besoin de drainage doit tre mis en vidence par une tude gotechnique. DISPOSITION CONSTRUCTIVE

RS : revtement superficiel CF : couche de fondation SF : sol de fondation. DIMENSIONS a) EDRC en matriaux drainants

H = 1.00 1.20 m L = 0.15 m minimum = 0,25 m maximum D : diamtre du drain collecteur = 50 mm recouvert de fentes de largeur de 0.9 2 mm = 0.25 m maximum

matriaux pour l'me :

D90 >=

Teneur en particules infrieures 0.02 mm < 3% Si la teneur en particules infrieures 0.02 mm est comprise entre 3 et 6% il faut avoir D40 / D 90 < 5 b) EDRC prfabriqu 1 - EDRC me en polythylne ou polypropylne entour d'un gotextile avec une cuvette tanche la base du drain PVC. 2 - EDRC me drainante en gotextile associe un collecteur, le tout envelopp dans un filtre gotextile. les dimensions sont : H de 0.50 1.00 m L de 0.20 0.25 m

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EXECUTION Excavation de la tranche par les engins mcaniques ; Pose de l'cran. Elle doit tre plaque contre la rive de la chausse ; Remblayer la tranche ; Compactage du remblai ; Impermabilisation du dessus de l'cran.

RECOMMANDATIONS L'utilisation d'cran capillaire doit se justifier conomiquement en le comparant d'autres dispositifs de drainage (tranche drainante, impermabilisation d'accotement, ..). Un cran capillaire ne peut ni permettre le rabattement d'une nappe ni lutter contre le phnomne du gel - dgel que si celui-ci est faible.

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3me PARTIE : COLLECTE DES EAUX

COLLECTE DES EAUX FOSSE TRIANGULAIRE NON REVETU FOSSE TRAPEZOIDAL NON REVETU FOSSE TRIANGULAIRE REVETU FOSSE TRAPEZOIDAL REVETU FILETS D'EAU AVALOIR DESCENTES DE TALUS POSITION DU PROBLEME L'eau qui ruisselle trop rapidement sur les surfaces terrasses les rode et

dchausse le bord du revtement . L'eau qui stagne provoque des claboussements et forme des plaques de glace

en hiver . L'eau qui s'infiltre rduit la capacit portante de la chausse et colmate les

systmes de drainage interne par les particules fines qu'elle porte. L'eau qui stagne sur l'accotement

- rduit la portance de ce dernier ; - conduit la formation des ornires ; - s'infiltre vers le corps de la chausse.

COLLECTE DE DONNEES Donnes pluviomtriques; Donnes topographiques : forme du terrain (pentes) ; Donnes gotechniques : nature du sol (rosion) ; Donnes hydrologiques : dtermination du bassin versant et du dbit de

dimensionnement du projet. OBJECTIFS A ATTEINDRE Conduire les eaux de l'emprise de la route vers l'exutoire naturel ou amnag,

dans un dlai convenable en matrisant les dbits, afin d'liminer et de diminuer le danger qu'elles constituent pour la route.

Plusieurs ouvrages sont utiliss pour rpondre cet objectif ; titre d'exemple on cite :

Foss revtu ou non

Canalisations enterres

Caniveaux

Filets d'eau en surface ou avec tuyau souterrain et avaloirs

Passages souterrains. EVALUATION DE LA CAPACITE DES OUVRAGES Pour calculer le dbit que peut transiter un ouvrage de collecte on utilise la formule de MANNING-STRICKLER.(voir annexe )

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COLLECTE DES EAUX FOSSE TRIANGULAIRE NON REVETU SCHEMA REPRESENTATIF


Pied de talus de remblai;

Pied de talus de dblai;

Terrain naturel. DIMENSIONS

Remarque Les fosss triangulaires non revtus ont les avantages suivants :

Facilit d'excution par les engins mcaniques

Facilit d'entretien par les engins mcaniques.

Plus scuritaire vis vis des usagers

Moins cher. Ils prsentent toutefois quelques inconvnients :

Capacit d'vacuation limite par rapport aux autres formes

Infiltrations possibles travers l'ouvrage

Dans le cas ou h est petite il n'y aura pas possibilit de drainage des couches de la chausse.

Attaqus par l'rosion si la pente est forte.

FOSSE TRAPEZOIDAL NON REVETU SCHEMA REPRESENTATIF

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Pied de talus de dblai

Pied de talus de remblai

lAu droit du terrain naturel. DIMENSIONS

b(m) B(m) h(m) Q(l/s)

0.50 1.50 0.50 5100.p1/2

Remarque Le foss trapzodal a les avantages suivants :

Peut drainer les couches de la chausse s'il est proche de celle-ci

Economique

Une capacit relativement importante

Facile entretenir et largir le cas chant. Parmi ses inconvnients on cite :

Infiltrations possibles vers le corps de la chausse

Attaqu par l'rosion si la pente est forte. SURVEILLANCE ET ENTRETIEN

Il faut procder l'entretien et le curage de tels fosss avant les saisons pluviales.

S'il y a risque d'rosion d une forte pente longitudinale (gnralement partir de 3,5% ) on a intrt couper le foss en petits barrages pour ralentir les vitesses, ou revtir le foss(voir partie gnralits) :

Schma reprsentatif

RECOMMANDATIONS

Si l'emprise de la route est large, il y a intrt prvoir des fosss larges de pente aussi faible que possible pour diminuer la vitesse de l'coulement.

Le foss trapzodal prsente un danger pour l'usager dans

le cas d'un stationnement accidentel ou provisoire.

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FOSSE TRIANGULAIRE REVETU SCHEMA REPRESENTATIF

le revtement est en :

bton

enduit asphaltique

perr DOMAINE D'APPLICATION il est recommand dans les zones rodables de :

Pied de talus de dblai

Pied de talus de remblai DIMENSIONS

Remarque Le foss triangulaire revtu a les avantages suivants :

facilit d'excution

favorable l'aspect scurit

limite les infiltrations

entretien facile

non rodable Parmi ces inconvnients :

coteux

ne peut pas intercepter les eaux internes de la chausse.

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FOSSE TRAPEZOIDAL REVETU

Revtement en :

perrs, pavs ou moellon

maonnerie

bton prfabriqu ou coul sur place

en produit bitumineux DOMAINE D'APPLICATION Dans les zones rodables de :

pied de talus de dblai

pied de talus de remblai DIMENSIONS

b(m) B(m) h(m) Q(l/s)

0.50 1.50 0.50 1220.p1/2

Remarque : Le foss trapzodal revtu a les avantages suivants :

forte capacit

entretien us

vite l'rosion

limine les infiltrations vers la chausse. Parmi ses inconvnients :

coteux

ne peut pas recueillir les eaux infiltres dans la chausse

prsente un danger pour les usagers lors d'un stationnement accidentel. RECOMMANDATIONS : L'instruction de la DRCR prconise : l pour les fosss non revtus une hauteur de 0.50 m au minimum. l les fosss revtus du bord de la chausse doivent tre excuts sur une tranche drainante longitudinale. La pente longitudinale doit tre suffisante pour viter la stagnation et le dpt (minimum 1%).

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FILETS D'EAU DEFINITION Ce sont des lments de collecte des eaux de ruissellement placs le long du revtement. Ils doivent guider sur de courtes distances les eaux superficielles vers des ouvrages de capacit suprieure. Ils peuvent faire partie du revtement ou constitus de matriaux diffrents, prfabriqus en bton, couls sur place ou en pavage. ETABLISSEMENT DU PROJET I) FILET D'EAU EN BETON

DIMENSIONS

Type Dimensions (en cm)

a c h

A 5 5 3.5

B 75 7.5 5

C 100 10 6

D 20 10 0

E 20 3 2

Remarque Les trois premiers types sont couls sur place et les autres prfabriqus. La longueur nominale est :

De 1.00 m pour les filets d'eau poss en alignement droit

De 0.50 m pour les filets poss en courbe. DOMAINE D'APPLICATIONS Cration d'un filet d'eau en bord de plate-forme, ou l'intrieur d'un ouvrage plus important revtu. Ils sont utiliss en gnral dans les zones urbaines ou pour des sections en dblai troites. EXECUTION

Pentes des filets d'eau d'au moins 0.8% (0.4% comme limite ) pour viter la stagnation.

Lorsque la pente longitudinale de la chausse est infrieure cette valeur, on doit essayer de donner au filet d'eau un profil en zigzag pour avoir une pente suffisante.

Dans tous les cas, le dcrochement de 1 ou 2 cm par rapport la chausse nous permet ceci.

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Remarque On note que ce type d'ouvrage prsente l'avantage d'tre favorable l'aspect scurit, d'entretien facile et vite l'infiltration et l'rosion. Cependant, sa capacit est faible et il ncessite un entretien frquent (la moindre obstruction peut dvier l'coulement). II) FILET D'EAU NON REVETU Les filets d'eau en asphalte coul ont 0.20 m de largeur et 3 5 cm d'paisseur selon ce que prescrivent les documents d'adjudication. La composition de l'asphalte coul, rpond aux caractristiques suivantes :

Teneur en liant 8 12 %

Pntration du liant 50 au maximum

Matriaux utiliss ( sable , pierrailles , filer ) III) FILET D'EAU EN BLOCS ASPHALTIQUES Les dimensions des blocs pour filets d'eau sont les suivants :

Type

Dimensions (cm)

Largeur longueur

A 12.5 12.7 30.4 30.6

B 14.8 15.2

29.8 30.2

paisseur : 50 mm ( 2 mm) IV) AUTRES TYPES DE FILETS D'EAU

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EXECUTION

Impermabiliser l'accotement;

Soigner le raccordement filet d'eau / terrain naturel en mnageant un lger dcrochement.

S'assurer que l'accotement ne constitue pas un obstacle au cheminement de l'eau vers l'ouvrage.

SURVEILLANCE ET ENTRETIEN Les filets d'eau sont des lments dont l'entretien est facile, mais encore faut-il le faire rgulirement. Il consiste :

Dgager les lments pouvant faire obstacle l'coulement (manuel ou mcanique):

Traiter et entretenir les accotements au cas o ils empchent l'eau decouler vers le filet d'eau;

Maintenir le filet d'eau (remplacer les parties dfaillantes).

AVALOIR DEFINITION Un avaloir est un ouvrage qui permet l'eau s'coulant sur la chausse (le plus souvent le long d'un filet d'eau) de descendre dans un ouvrage situ un niveau infrieur et gnralement enterr (collecteur, buse de traverse ...).

ROLE Les fonctions principales d'un avaloir sont les suivantes :

capter toute l'eau superficielle de l'coulement

descendre l'eau un niveau infrieur

faciliter l'engagement de l'eau dans l'ouvrage suivant

arrter les dchets imports par l'eau

laisser les particules fines se dposer (dcantation )

viter la remonte d'effluves d'un rseau d'assainissement unitaire grce la mise en place d'un siphon

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L'avaloir peut tre au mme niveau que la chausse il est alors recouvert d'une grille mtallique destine permettre le passage des vhicules et d'arrter les corps trangers. Il peut tre aussi encastr dans une file de bordures de trottoir, et de toute faon il doit assurer sa fonction sans atteinte la scurit des usagers. DIMENSIONS Les avaloirs ont une ouverture minimale de 30 cm pour les route faible pente, et 40 cm pour les autres cas. Remarque Il faut tendre diminuer son agressivit tout en veillant :

Au bon fonctionnement de l'ouvrage

A ce qu'il soit visible

On peut rendre l'avaloir favorable l'aspect scurit en :

Diminuant la hauteur des murets de retenue des terres

Evitant les parois verticales

Soignant les orientations des grilles. SURVEILLANCE ET ENTRETIEN L'entretien courant visera maintenir et amliorer toutes les fonctions de l'avaloir. Il consiste :

Dgager les grilles

Veiller l'orientation des grilles ( grilles plates et carres avec fentes orthogonales au sens de la circulation )

Nettoyer le fond de l'avaloir (dpts vacus )

Surveiller le fonctionnement en priode pluvieuse

Lentretien peut avoir comme objectif, l'amlioration du fonctionnement de l'avaloir par l'excution de modifications limites :

Reprise du cheminement d'eau (fraisage d'excdent d'enrob)

Abaissement de la tte de l'avaloir

Elargissement de l'entonnement

Nettoyage de la grille en cas de dpts importants

Stabilisation des surfaces de l'coulement. BOURRELET ET DESCENTES DEAU Bourrelet : Il a pour rle dviter lrosion du talus lorsque la chausses est dverse vers lextrieur. Le risque drosion augmente avec la hauteur et la pente du talus ; il dpend galement de la pluviosit locale, de la cohsion du sol et de la prsence de la vgtation. Le bourrelet est un lment de collecte des eaux de ruissellement plac le long du revtement. Il doivent guider sur de courtes distances (50 60m) les eaux superficielles jusqu une descente deau ou un systme dengouffrement vers un ouvrage enterr. Les bourrelets sont en enrob ou en bton. En principe, on prvoit les bourrelets en crte de talus ds que la hauteur de remblai dpasse 4m. On remarque que ce type douvrage prsente lavantage dtre favorable laspect scurit, dentretien facile et vite linfiltration et lrosion. Cependant, sa capacit est faible et il ncessite un entretien frquent (la moindre obturation peut dvier lcoulement).

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Descentes deau : POSITION DU PROBLEME L'eau collecte en haut des talus et aux bords de la chausse doit rejoindre le systme d'assainissement qui borde la route. DEFINITION Une descente deau de talus est un ouvrage prfabriqu mis en place la surface du talus ou enterr, qui permet lacheminement des eaux pluviales vers le systme dvacuation. Il existe deux types :

Quant les eaux sont canalise en remblais on doit prvoir lamnagement dune descente deau tous les 40 m environ ; en courbe, cette distance doit tre rduite 30 m du cot intrieur de la courbe. Les diffrents espacements entre les descentes deau qui figurent dans le tableau ci-aprs sont donnes en fonction de la pente longitudinale :

Il existe deux types de descentes :

PENTE (%) DISTANCE ENTRE DESCENTE DEAU (m)

I < 0.3 30

0.3 < I < 0.5 40

0.5 < I < 0.7 50

I > 0.7 60

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Descentes deau de surface (les plus utilises) ; Descentes deau enterres.

a). Descentes deau superficielles : Talus tuiles en bton : petit modle 30 50 l/s grand modle 200 250 l/s


A la sortie d'une buse au d'un dalot

Aux points de raccordement du foss de crte l'exutoire

Des demis tuyaux en amiante ciment, en bton, ou mtallique peuvent

galement tre utiliss. Ils sont embots les uns dans les autres et ancrs dans les talus laide de plaques ou de plots en bton ; leurs pose est plus rapide que celle des talus tuile ; Pour des dbits plus importants, on peut raliser des ouvrages coul en place.

Il est galement possible dutiliser des tuyaux (PVC) noys dans les talus de remblai. Les quelques lments suivants peuvent guider le choix entre ces deux types de descentes indpendamment des problmes de cot.

ENTRETIEN COURANT

Nettoyage et maintenance

Surveillance de l'entonnoir pour voir si toute l'eau s'y coule au lieu de prendre un autre chemin.

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4me PARTIE : OUVRAGES DE FRANCHISSEMENT

POSITION DU PROBLEME Naturellement, les routes coupent des cours d'eau permanents ou saisonniers (oueds, thalwegs, ...). Ces points d'intersection constituent les points les plus dangereux, ils conduisent souvent soit la destruction de la voie, soit sa submersion et dans des cas l'interruption de la circulation, ou la diminution de la vitesse. COLLECTE DE DONNEES a) Reconnaissance du problme Pendant la saison pluviale, des petits ruisseaux d'eau s'tablissent au bord de la chausse ou traversent celle-ci. Pendant les averses, un nombre important des routes nationales sont impraticables cause des crues qui conduisent des coupures de circulation. b) Collecte de donnes

Hauteur d'eau l'amont et l'aval

Type d'entre

La rugosit des parois

Longueur de l'ouvrage

Pente de l'ouvrage. OBJECTIFS A ATTEINDRE Le rtablissement des coulements sans danger ni pour la route ni pour l'usager. Les buses et dalots sont gnralement les ouvrages les plus utiliss.

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DEFINITION Ce sont des petits ouvrages hydrauliques qui permettent l'eau de franchir la route, en passant au dessous de celle-ci. Les buses sont de forme circulaire, en bton arm ou en mtal, alors que les dalots sont de forme rectangulaire, cadres ou portiques, galement en bton arm. ETABLISSEMENT DU PROJET Le dimensionnement d'un ouvrage de franchissement dpend, comme il a t dj signal du niveau de leau l'amont et l'aval de l'ouvrage. La mthode de DELORME permet d'obtenir un prdimensionnement de l'ouvrage a) Sortie noye (coulement en charge) C'est le cas o le niveau l'exutoire immdiat de l'ouvrage dpasse le bord suprieur de l'ouvrage. L'coulement se fait alors par surlvation du niveau amont.

b) Sortie dnoye (coulement en charge ) : C'est le cas o la hauteur amont du plan d'eau dpasse 1,25 D, avec D hauteur du dalot (resp diamtre de la buse ). La sortie est libre.

c) Sortie dnoye et coulement surface libre Dans ce cas la hauteur d'eau amont est entre D et 1,25D

d) Ecoulement surface libre C'est le cas o l'entre et la sortie sont libres, il s'tablit alors un coulement surface libre.

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DOMAINE D'APPLICATION Les buses sont gnralement utilises dans les sections o l'on dispose d'une paisseur de remblai suffisante (0,80 m minimum). Ils doivent avoir un diamtre minimal de 80 cm exig pour l'entretien, et dpassent rarement 120 cm. Les dalots sont utiliss l o l'on ne dispose pas de remblai suffisant pour l'utilisation d'une buse, et lorsque les dbits vacuer sont levs (> 10 m3 / s).

FACTEURS INFLUENCANT LE CHOIX DES OUVRAGES HYDRAULIQUES I- Ouvrages types de franchissement Les ouvrages de franchissement routiers peuvent tre groups selon la classification suivante : Buses : conduites de section en vote , en gnral circulaire, entoures par le

remblai. Dalots : ouvrages de section rectangulaire entours par le remblai. Radiers : structures avec la ligne rasante prs du fond des cours deau et qui

permettent le passage des eaux au dessus de la route; ils sont employs dans les cours deaux dont le lit se maintient sec pendant une longue priode de lanne. Ponts : structures o le remblai est interrompu et o la route continue par un

tablier sur des appuis (piles et/ou cules). II- Facteurs influenant le choix des ouvrages hydrauliques Les principaux facteurs influenant le choix des ouvrages hydrauliques sont : Limportance du dbit vacuer, qui fixe la section dcoulement et le type de

louvrage. Les caractristiques hydrauliques de louvrage : coefficient de rugosit K,

coefficient de perte de charge lentre Ke, forme de la section dcoulement (une section dcoulement rectangulaire permet, dans le cas de faible hauteur deau, des dbits plus importants quune section circulaire).

La largeur du lit. Un ouvrage unique adapt au dbit vacuer et la largeur du lit de la rivire est gnralement prfrable des ouvrages multiples qui augmentent les pertes de charges et rendent plus difficiles le passage des corps flottants.

La hauteur disponible entre la cote du projet et le fond du Thalweg. Pour dterminer la hauteur disponible pour lcoulement des eaux, il faut tenir compte de lpaisseur minimale des remblais de protection des buses ou de lpaisseur des tabliers des ponts et ponceaux ainsi que de la revanche juge ncessaire pour le passage des corps flottants en priode de crue.

Dans le cas de remblais importants, il faut tenir compte de lincidence de la charge du remblai sur le cot de certains ouvrages ; par exemple, la buse circulaire mtallique permet une hauteur de remblai plus importante que la buse-arche mtallique.

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Les conditions de fondation des ouvrages. Les buses mtalliques dformables sont mieux adapts aux sols susceptibles de tassements diffrentiels que les ouvrages vots massifs.

La rapidit et la facilit de mise en uvre. Les buses mtalliques approvisionnes en lments facilement transportables et montes sur place peuvent constituer une solution intressante pour rduire les dblais dexcution ainsi que dans le cas o laccs au chantier est difficile.

La rsistance au choc. Les ouvrages massifs rsistent mieux aux chocs provoqus par le charriage de matriaux solides : cas de torrents de montagne par exemple.

Lexamen des diffrents critres peut conduire tablir des comparaisons conomiques de solutions diffrentes qui justifieront le choix retenu.

IMPLANTATION DES PETITS OUVRAGES HYDRAULIQUES I. Implantation des POH Limplantation des petits ouvrages hydrauliques est examiner en plan et en profil en long. I.1-Trace en plan En plan, limplantation dun ouvrage hydraulique se fait en principe dans le lit du cours deau, en veillant assurer un bon alignement entre lOH et le lit naturel de loued comme illustr dans la figure ci-aprs.

Quant lcoulement arrive sur la route avec un angle dincidence aigu, le respect du principe du maintien du lit naturel de lcoulement dcrit ci-haut induit des longueurs importantes pour les OH projeter. Il est donc utile dimplanter lOH de faon droite (biais = 90) et de canaliser les eaux lamont et laval de faon garantire la continuit de lcoulement.

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Par ailleurs, cette configuration, pour les biais infrieur 70, sort du domaine dapplication du logiciel CAD90 pour les dalots. Ce qui induit en plus du surcot dj mentionn, une difficult conceptuelle qui nest pas la port de tout le monde. On procde ainsi une rectification du lit de lcoulement en veillant signaler les protections du coude du nouveau lit et des zones remblayes de lancien lit de loued.

I.2- Profil en long Le calage de louvrage peut tre plus dlicat, il est li la pente du lit et aux contraintes ventuelles sur profil en long de la route. si la pente du lit est normale (0.5 6%) et sil ny a pas de contraintes sur le profil

en long de la route, louvrage sera cal suivant le profil en long du cours deau. si la pente est trs leve, deux types de solutions sont possibles.

Amnager des dispositifs de ralentissement de leau (dissipation de lnergie) en conservant le profil en long du lit.

Dispositifs dissipateurs dnergie

Cette solution est valable seulement dans le cas des dalots cadres, qui ncessitent la ralisation dancrage de louvrage contre le glissement.

Ancrage de louvrage

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Caler louvrage avec une pente plus faible que celle du cours deau en faisant dboucher louvrage :

en flan de talus

en creusant la tte amont par rapport au terrain naturel

Solutions pour diminuer la pente

si la pente est faible ou nulle, louvrage sera implant avec la pente maximale que permet lapprofondissement du lit par curage.

Pour avoir un coulement libre en aval, il faut que la pente douvrage soit moins gale la pente critique dcoulement dans louvrage.

ORGANIGRAMME GENERAL DE DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES HYDRAULIQUES

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METHODOLOGIE DE CALCUL

Les coulements des eaux par rapport une route

1- INTENSITE i: Se dfinit par le volume deau prcipit par unit de temps et par

unit de surface: mm3/mm2.s.

2- DUREE t : Cest la dure de lvnement pluvieux. Peut tre lue sur les

enregistrements dun pluviographe.

3- PERIODE DE RETOUR T: Caractristique statistique qui renseigne sur la

probabilit pour quun type dvnement pluvieux se prsente en un endroit

donn.

Report du trac sur un fond topographique souvent 1/50.000 au

1/100.000

Reprage des cours deau sur le fond topographique

Dlimitation des Bassins Versants correspondants aux cours deau et planimtrie des surfaces

Dlimitation des dbits correspondants aux diffrents cours deau par lapplication des formules empiriques notamment de Mac-Math pour

les BV de superficie infrieure 1 km et Mallet-Gauthier pour les

surfaces suprieures 10 km

Dimensionnement des ouvrages hydrauliques correspondants aux

diffrents cours deau On utilise le plus souvent la formule de Delorme

Dfinition du systme global

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Relation Intensit Dure et Priode de retour

Les caractristiques d'un bassin versant influencent fortement sa rponse hydrologique,

et notamment le rgime des coulements en priode de crue ou d'tiage.

Cette raction, mesure l'exutoire du systme par l'observation de la quantit d'eau

qui s'coule, permet d'tablir un hydrogramme (reprsentation du dbit Q en fonction du

temps).

Type de bassins

Les bassins versants peuvent tre distingus en deux types :

Les bassins versants urbains : ils prsentent une impermabilisation suprieure

20 %, qui conditionne exclusivement le volume de la lame d'eau ruissele.

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Les bassins versants ruraux prsentent une impermabilisation infrieure 20 %.

Le volume ruissel dpend de nombreux facteurs variables dans le temps, tels que le

couvert vgtal, l'antcdent pluviomtrique, les pratiques culturales, etc

Coefficient de ruissellement Cr

La capacit d'un bassin versant ruisseler est caractrise par le coefficient de

ruissellement qui est trs souvent utilis en hydrologie de surface. Son calcul et son

emploi sont simples, mais notons qu'il peut conduire commettre de grossires erreurs.

Ce coefficient est dfini comme tant le rapport du volume d'eau ruissel sur le volume

d'eau total prcipit sur le BV.

Coefficient d'impermabilisation

En l'absence de mesure (cas le plus frquent) sur les bassins de type Urbain, on utilise,

en assainissement urbain, le rapport des surfaces impermables raccordes au rseau

la surface totale du bassin versant.

Tableaux des coefficients de ruissellement

Nature du sol

Coefficient

de

ruissellement

Type doccupation Coefficient de

ruissellement

Toits 0.70 0.95 Commercial 0.70 0.95

Asphalte 0.85 0.90 Rsidentiel :

Pav 0.75 0.85 Lotissements 0.30 0.50

Dalle 0.40 0.50 Collectifs 0.50 0.75

Gravier 0.15 0.30 Habitat dispers 0.25 0.40

Parc, Gazon 0.05 0.25 Industriel 0.50 0.80

Parcs et jardins publics 0.05 0.25

Terrains de sport 0.10 0.30

Terrains vagues 0.05 0.15

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Couverture

vgtale Morphologie Pente (%)

Terrain avec

sable grossier

Terrain

argileux ou

limoneux

Terrain argileux

compact

Bois

Presque plat 0-5 0.10 0.30 0.40

Ondul 5-10 0.25 0.35 0.50

Montagneux 10-30 0.30 0.50 0.60

Pturage

Presque plat 0-5 0.10 0.30 0.40

Ondul 5-10 0.15 0.36 0.55

Montagneux 10-30 0.22 0.42 0.60

Culture

Presque plat 0-5 0.30 0.50 0.60

Ondul 5-10 0.40 0.60 0.70

Montagneux 10-30 0.52 0.72 0.82

5me PARTIE INSPECTION ET SURVEILLANCE

POSITION DU PROBLEME Linspection a pour objet de contrler priodiquement les systmes de drainage et ses dpendances afin dvaluer son efficacit et dtecter toute dtrioration susceptible de porter atteinte au bon fonctionnement du drainage. COLLECTE DE DONNEES a) Reconnaissance de problme Les inspections doivent tre organises de la manire suivante : Une premire inspection avant les pluies pour assurer le bon fonctionnement du

systme de drainage existant (curage, entretien ....). Une deuxime inspection pendant les pluies afin de dceler les anomalies et les

dfaillances constates (stagnation, dbordement, mauvaise condition dcoulement....)

Une troisime inspection aprs la saison des pluies pour localiser les dfaillances et anomalies en vue de programmer les interventions entreprendre.

b) Objectifs Assurer un drainage efficace; Crer un systme dinspection permanent et organis ; Prconiser lentretien adquat pour chaque partie des ouvrages drainer.

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PLAN DACTION POSSIBLE La visite par temps des pluies est la mthode de reconnaissance la plus utile, car elle permet de percevoir immdiatement les problmes lis au cheminement de leau et les conditions de fonctionnement des ouvrages. A cette occasion on doit vrifier les dfaillances suivantes :

INSPECTION ET SURVEILLANCE Pour la chausse : stagnation deau, cheminements longitudinaux ; Pour les accotements : stagnation, rosions ; Pour les ouvrages longitudinaux : prsence ou non douvrages coulement

assur ou non, obstacles, sens dcoulement points hauts, points bas..... Pour les ouvrages enterrs : diffrents raccordements, des buses (transversales

ou longitudinales), stagnation par manque douvrage ttes de buses...... Pour lenvironnement immdiat de la chausse : venues deau extrieurs

(talwegs, voies adjacentes, drainage agricole); prsence deau aux abords de lemprise (sources...) Il est impratif de complter cette reconnaissance par dautres lments :

Rsurgences sur chausses

Accotements surlevs ou non

Section en dblai ou en remblai

Relev des dgradations ponctuelles de la chausse

Analyse des accidents de la route

Exploitation des mesures de dflexion pour apprcier la portance de la chausse.

Durant les dernires dcennies, le projeteur accorde, au dimensionnement des couches de chausses plus d'importance au critre de portance qu'au systme de drainage. Cependant, diverses expriences ont montr que la prennit et le niveau de service d'une chausse dpend globalement du fonctionnement de son systme de drainage. Toutefois il s'avre ncessaire qu'un projet de drainage soit bas sur des calculs et des dimensionnements propres aux diffrents dispositifs, une bonne excution et un entretien courant, pour s'assurer de son fonctionnement. Donc pour amliorer les pratiques en cours, on peut tirer un certain nombre d'enseignements, savoir : 1) En matire de drainage, l'conomie n'est pas rechercher dans la rduction du cot des travaux. Il faut tenir compte des effets d'un mauvais drainage sur le comportement des chausses et sur le cot d'entretien ncessaire pour maintenir la qualit du service attendue par l'usager. 2) Sur le rseau routier existant, il serait recommand de dfinir des programmes d'amlioration de l'assainissement pralables aux oprations d'entretien et de renforcement. 3) Le principe du drainage interne consiste vacuer les eaux infiltres dans le corps de la chausse, or cette eau une fois limine, il faut l'empcher de revenir. On peut songer favoriser les stratgies de reprofilage ou de traitement et impermabilisation des surfaces. 4) La lutte contre le colmatage peut-tre faite par usage de gotextiles donnant de bons rsultats (exp. : drains en arrte de poisson..), ceci en tapissant la tranche drainante du gotextile. Il y a lieu de garder un quilibre entre la permabilit et le risque de contamination. En gnral, pour les sols fins on adopte de faible permabilit pour le gotextile, pour les sols granulaires uniformes et sans fines on adopte des permabilits trs leves.

CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS

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On note aussi les facilites de mise en uvre et de construction lors d'utilisation du gotextile. 5) Pour tout systme de drainage utilis, il est toujours impratif de garder l'exutoire bien dgag, dbouchant au dessous du niveau d'eau du foss. 6) Les systmes de drainage doivent tre conus de manire simplifier au maximum leur surveillance et leur entretien (chambres de visites, lments d'valuation....). 7) La technique des crans drainants est exprimenter au Maroc, pour valuer ses avantages et justifier conomiquement son utilisation dans le contexte national en s'inspirant des expriences Belges et Franaises. 8) Le choix d'un ouvrage de drainage devra tenir compte de :

o La scurit de l'usager. o L'entretien et exploitation o Dimensionnement mcanique. o Conditions conomiques.

9) En ce qui concerne les matriaux drainants, les structures de chausses avec GNA ou GNB sur GNF ne sont pas autodrainables. En effet, et malgr la permabilit croissante du haut en bat, elles ne satisfont pas au critre de TERZAGHI. 10) Une attention particulire sera porte sur les dispositifs de drainage en cas de renforcement ou d'largissement de chausses existantes.

ANNEXES ANNEXE I Pour des chausses en enrob, lpaisseur de la lame deau est calcule par la formule suivante :

avec l = x [1 + (n2 / n1)2] = longueur dcoulement : largeur de la chausse (en m) n2 : pente transversale (en %) n1 : pente longitudinale (en %) i : intensit des pluies (en mm/s) n : pente de lcoulement Cette formule nous permet de constater que lpaisseur de la lame est directement dpendante des profils adopts.

ANNEXE II La vitesse dcoulement peut tre calcule par la formule de Manning- Strickler :

V: vitesse de lcoulement (en m / s)

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K: rugosit de Manning h: rayon hydraulique (en m) dans le cas dune lame deau h est lpaisseur de la lame. p: pente de lcoulement (en %) Cette vitesse ne doit pas dpasser la vitesse critique du matriau sur lequel seffectue lcoulement.

ANNEXE III Dans cet annexe, on prsente quelques techniques de rabattement des nappes tires du Guide de Confortement des Talus Naturels Instables, Edition Mars 1996. Elles se prsentent comme suit :

Tranches drainantes

Eperons drainants

Drains sub-horizontaux

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ANNEXE IV Permabilit des matriaux :

Matriaux K (en cm/s)

G.N.T 10-3

10-5

Sable fin < 10-4

Sable grossier 10-1

10-5

Gravillon 1

Gravier sans matire dagrgation 25 40

Pierres casses 40 70

Blocage 40 80

Sols limoneux 10-5

10-7

Sols argileux 10-7

10-9

ANNEXE V Dans les climats temprs, linfiltration uniforme dans les revtements peu permables (K < 10-6 cm/s) est pratiquement continue avec un taux de lordre de 10-7 cm/s au plus. Par contre, dans des revtements permables (K > 10-3 cm/s) linfiltration est discontinue et son taux peut atteindre lordre de 10-4 cm/s. Les infiltrations localises dans des fissures et des joints ouverts ne peuvent gnralement pas tre values dfaut de donnes relatives lemplacement et la largeur des fentes.

ANNEXE VI Le dimensionnement de la couche drainante, au critre dvacuation, se fait par la formule suivante :

H: paisseur de la couche (en cm) K: permabilit du matriau (en cm/s) voir annexe IV L: longueur de lcoulement (annexe I) q: taux dalimentation en (cm/s) avec Hmin = 20cm

ANNEXE VII Evaluation de la capacit des collecteurs : La formule la plus utilise est celle de Manning-Stricker :

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Q: dbit (en l/s) K: rugosit de Manning dans les exemples donns pour les fosss on choisit K = 67 pour les fosss revtus K = 25 pour les fosss non revtus Rh: rayon hydraulique (en m) p: pente de louvrage en % calcul de RH : pour le foss trapzodal:

S = (B+b).h/2 : section mouille RH = S / (b+2. [h2 + (B-b)2/ 4]1/2) dans le cas dun foss rectangulaire B = b dans le cas dun foss triangulaire b = 0

ANNEXE VIII Prdimensionnement des ouvrages de franchissment La formule de DELORME sous sa forme gnrale:

avec Yc = 2/3 . H: hauteur critique lintrieur de louvrage L : largeur de louvrage H : hauteur de leau lamont Qc : dbit critique pour les buses et dalots :

s et B=L (ouverture)

0,8h < H < 1,2h o h est la hauteur du dalot (resp diamtre de la buse)

ANNEXE IX : CALCUL DES AFFOUILLEMENTS Affouillement normal La hauteur daffouillement normal est dtermine par les formules empiriques communment utilises dans le domaine des ouvrages dart. Les formules utiliser sont : Kellerhals, LPEE, Levi et condolios. La formule E.D.F est carter vu quelle donne une profondeur totale tenant compte de laffouillement localis autour des piles, alors que les ouvrages type cadre-ferm ne comportent pas de piles. Les expressions de ces formules sont :

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Do : profondeur daffouillement partir du niveau deau, Q : dbit de pointe en m3/s, Ws : dbouch linaire en cas de crue, d50, d90 : granulomtrie de loued. La hauteur daffouillement normal est dduite partir de Do par : hN = Do-He. Affouillement d au rtrcissement du lit de loued La hauteur daffouillement relatif au rtrcissement du lit de loued est dtermine par les formules empiriques suivantes :

Do : profondeur daffouillement normal, Ws1 : largeur au miroir du lit non rtrci pendant la crue, Ws2 : largeur au miroir du lit rtrci pendant la crue, Vmoy : vitesse moyenne dans le lit non rtrci, d50sur : dimensions moyenne du matriau dans la couche de surface, d50dr : dimensions moyenne du matriau dans la couche en profondeur, Affouillement total La hauteur daffouillement total est la somme de la hauteur daffouillement normal et de la hauteur daffouillement d au rtrcissement du lit de loued.

ANNEXE X : DIMENSIONNEMENT DES ENROCHEMENTS DE PROTECTION Pour viter l'occurrence des rosions en aval mais aussi en amont des ouvrages hydrauliques, il est prvu de placer un tapis d'enrochement. Les enrochements placer ont un diamtre moyen D50 qui est fonction de la vitesse la sortie de l'ouvrage. En ce qui concerne l'paisseur du tapis d'enrochement, il est considr 2,0 x D50. Sous le tapis d'enrochement, est plac un gotextile non-tiss aiguillet qui fonctionne comme un filtre.

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La largeur du tapis est gale la largeur totale de la tte aval de l'ouvrage hydraulique. L'extension du tapis d'enrochement est faite en fonction de la section hydraulique de chaque ouvrage. Le diamtre moyen des enrochements D50 est valu par la formule de Isbash, soit :

g : acclration de la pesanteur (9.81 m/s2) P : masse volumique de leau (1.00 t/m3) Ps : masse spcifique des enrochements (2.60 t/m3) v : vitesse moyenne admissible pour la stabilit des enrochements m : coefficient empirique qui dpend du rgime dcoulement et du type douvrage protger (1.20).

ANNEXE XI : DOMAINE DUTILISATION DES FORMULES DE CALCUL DE DEBIT DE CRUE

Formules Surface

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Royaume du Maroc

Ecole Marocaine dIngnierie (EMG)

Casablanca

DRAINAGE ET ASSAINISSEMENT ROUTIER

Elabor par :Mr ALLA Ahmed

A Casablanca le 30-09-2013

Documents

Cours de Drainage Routier