Cours de Route 1

8/17/2019 Cours de Route 1

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ACADEMIE MILITAIRE

FONDOUK JEDIDDIRECTION DE L’ENSEIGNEMENT UNIVERSITAIRE

Année Universitaire: 2007-2008 NOTES DE COURS

Module : ROUTE 1 Classe(s) : GC 21Enseignant(s) : Ahmed SIALA Date : Septembre 2008

Plan du cours

CHAPITRE I - INTRODUCTION .................................................................... .................................................. 1

I - LES USAGES .................................................................................................................................................... 1 II - LES USAGERS ......................................................... ................................................................ ........................ 1

III - LE RESEAU ................................................................................................................................................... 2 III.1 - Composition du réseau tunisien ................................................................. ......................................... 2 III.2 - Classement du réseau par son statut .......................................................... ......................................... 3

CHAPITRE II - EVALUATION DES EFFETS ECONOMIQUES DES INVESTISSEMENTS

ROUTIERS .................................................................... ................................................................ ........................ 5

I - LA DEMARCHE DE L'ANALYSE MULTI-CRITERES ........................................................... ................................... 6 I.1 - Première étape : Définition d'une liste de points de vue ou critères selon lesquels on va comparer les

projets .................................................................. .................................................................. ........................ 6 I.2 - Deuxième étape : Evaluation des performances des projets vis-à-vis de chaque critère ...................... 6 I.3 - Troisième étape : Notation globale et synthétique des projets. Présentation des résultats ................... 7

II - DEFINITION DES CRITERES A PRENDRE EN COMPTE ........................................................................................ 7 II.1 - Effets du projet sur l'économie régionale et locale et sur l'aménagement du territoire; ..................... 7 II.2 - La sécurité ............................................................ ................................................................... ............. 8 II.3 - Avantages pour les usagers .......................................................... ........................................................ 9 II.4 - Environnement et qualité de la vie ....................................................................... ................................ 9 II.5 - Situation initiale exceptionnellement défavorable.............................................................................. 10 II.6 - Incidence sur les autre modes; ..................................................................... ...................................... 10 II.7 - Effets directs sur l'emploi ........................................................................... ........................................ 11 II.8 - Dépenses énergétiques et coût en devises .......................................................................................... 11 II.9 - Bilan financier pour la puissance publique et les sociétés concessionnaires; ................................... 11 II.10 - Bilan coût-avantages monétarisables. ..................................................................... ......................... 11

III - COMPARAISON MULTICRITERE ET PRESENTATION DES RESULTATS ............................................................ . 13 III.1 - Première phase : présentation des résultats par variante ................................................................ 13 III.2 - Deuxième Etape : Comparaison des variantes .................................................................... ............. 13

CHAPITRE III - CHOIX DES DONNEES DE BASE D’UN PROJET

ROUTIER ...................................................... ................................................................ ...................................... 15

I - CARACTERISTIQUES ET TYPES DE VEHICULES ............................................................... ................................. 15 II - CRITERES DE CHOIX DES DONNEES DE BASE ................................................................................................. 16

II.1 - La vitesse de référence Vr ................................................................................................................ .. 16 II.2 - Vitesses à vide, d'approche et de groupe ........................................................ .................................... 17 II.3 - Relation vitesse ou temps de parcours - débit ............................................................... ..................... 18 II.4 - Point de saturation (C, V S ) ........................................................... ...................................................... 18

III - PARAMETRES FONDAMENTAUX DES PROJETS ROUTIERS ....................................................... ...................... 19 III.1 - Paramètres cinématiques ............................................................... ................................................... 19 III.2 - Respect des règles de visibilité ................................................................... ....................................... 22

IV - ELEMENTS DE BASE D'UN PROJET ROUTIER ............................................................ ....................... 24


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INTRODUCTION Page 3 Elaboré par Ahmed SIALA

IV.2 - Méthode numérique, utilisant le modèle EMME/2 : ......................................................................... 73 V - AFFECTATION DES TRAFICS. .............................................................................................................. 74

V.1 - Loi générale d'affectation : ........................................................................... ...................................... 74 V.2 - Le cout de circulation ......................................................................................................................... 74 V.3 - Prise en compte de l'induction de trafic. .............................................. .............................................. 75

VI - CALCUL DU TRAFIC DE DIMENSIONNEMENT ............................................................................................... 76 VI.1 - Durée de vie ...................................................................................................................................... 76 VI.2 - taux de croissance ........................................................................................................................... .. 77 VI.3 - trafic à l’heure de pointe et trafic journalier ................................... ................................................. 77 VI.4 - trafic poids lourds à prendre en compte ........................................................................................... 78 VI.5 - Notion d’unité de véhicule particulière ................................................................ ............................. 78 VI.6 - notion d’année de mise en service ................................................................. .................................... 79 VI.7 - Notion de trafic équivalent et de trafic équivalent cumulé ................................................................ 79 VI.8 - classes de trafic .............................................................................................................................. ... 83 VI.9 - trafic poids lourds à prendre en compte ........................................................................................... 84

CHAPITRE IX - ETUDE DES CARREFOURS ET DES ECHANGEURS ................................................. 86

I - I NTRODUCTION ............................................................................................................................................. 86 II - DEFINITIONS ET PRESENTATION GENERALE ................................................................................. 86

II.1 - Carrefours à niveau .............................................................. .............................................................. 86 II.2 - Diffuseurs .............................................................. ................................................................ ............. 86 II.3 - Nœuds ou échangeurs ........................................................ ................................................................ . 86

III - PRINCIPES GENERAUX DE CONCEPTION ...................................................................................................... 86 III.1 - Notion de conflits .............................................................. ................................................................ 87 III.2 - Critères de choix entre carefours ................................................................... ................................... 88 III.3 - éléments de conception ................................................................... .................................................. 90 III.4 - Types de carrefours en fonction des types de routes ....................................................................... .. 92 III.5 - Règles de bases dans la conception d’un carrefour ou un échangeur .............................................. 93

IV - ANALYSE DES PRINCIPAUX TYPES DE CARREFOURS ET D'ECHANGEUR S USUELS ..................... 96 IV.1 - Carrefours à niveau .............................................................................................................. ............ 96 IV.2 - Les Diffuseurs .............................................................. ................................................................... ... 97 IV.3 - Les nœuds ............................................................ ................................................................... ........... 99

IV.4 - Remarque importante ................................................................. ..................................................... 100 V - RECOMMANDATIONS TECHNIQUES ET ELEMENTS NORMATIFS ............................................ 100 V.1 - Notion de V85 ................................................................................................................................... 100 V.2 - La visibilité ....................................................................................................................................... 101 V.3 - La lisbilité ................................................................ ................................................................ ......... 104 V.4 - Distance entre carrefours ................................................................................................................. 104 V.5 - Dispositifs d’entrée et de sortie ........................................................................................................ 105 V.6 - Les ilots séparateurs et terre plein centraux .................................................................................... 113 V.7 - Ilot séparateur sur route secondaire ................................................................................. ............... 116 V.8 - Les giratoires .................................................................................................................................... 120


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CHAPITRE I - INTRODUCTION

La route constitue une des traces les plus significatives que laissent les Sociétés. Elle participe, denos jours comme autrefois, à la qualité de l'environnement et du Cadre de vie.

Sous ses diverses formes, elle fait partie des équipements collectifs qu'on appelle Infrastructures deTransports. A ce titre, elle présente des caractères spécifiques, mais aussi des analogies avec lesaéroports, les chemins de fer, etc...

La route moderne apparaît comme un assemblage d'éléments de constructions répétitifs, agencés detelle sorte qu'elle réponde aux exigences de confort et de sécurité que réclament les usagers quil'empruntent. Cet assemblage dépend plus particulièrement du trafic et de ses variations, del'importance des besoins d'échange à satisfaire et notamment de la longévité espérée de l'ouvrage à

construire.

L'Art de concevoir des routes va consister à apprécier judicieusement les caractéristiques de chacundes éléments à agencer afin que ceux-ci, outre les exigences indiquées plus haut satisfaites,s'intègrent harmonieusement dans le contexte urbanistique, architectural ou rural et économiquedans lequel s'installe l'ouvrage.

Compte tenu de ce qui vient d'être dit, toute réalisation espérée qui répond généralement à un besoin public impérieux, a un préalable indispensable l'étude d'un projet.

Toutefois, et avant même de parler de géométrie, de projet, de coût, de comparaison et de choix, il

faut garder en mémoire que la route n'est pas une fin en soi, mais un outil, qui a des usages et desusagers.

I - LES USAGES

La vocation de la route est de permettre les déplacements des personnes et des biens. Quels quesoient les motifs attachés à ces déplacements (économie, loisirs ... ), il apparait que la route joue unrôle important dans l'économie d'une nation et qu'elle représente l'un des facteurs de sondéveloppement.

Par rapport aux autres modes de transport, la route assure

Près de 90 % du transport des voyageurs (un peu plus de 10 % sur le rail);

Près de 55 % des transports de marchandises en tonnes kilomètres (un peu plus de 25 % pourle rail);

II - LES USAGERS

La route assure les déplacements en voiture, mais aussi à pied et pourquoi pas à cheval ! Il n'y a pas, à priori, d'usager privilégié ou négligeable, tous doivent être pris en compte, et ce n'est qu'aprèsréflexion que l'on peut en favoriser ou en léser certains.

Qui se déplace sur les routes ? Les "piétons" sont environ 10.000.000, certains ne savent pas encore marcher, d'autres ne le

savent plus.


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Les "deux roues", qui ne sont pas tous sportifs ou motorisés.

Les "automobiles" ou véhicules légers, qui sont souvent un peu trop au centre des préoccupations des Ingénieurs (quand ce n'est pas des financiers).

Les "poids lourds", de plus de 3,5 tonnes. En charge ou à vide, leurs caractéristiques posentsouvent des problèmes spécifiques.

Les "animaux", domestiques ou sauvages ne font généralement que passer en traversant la

route.

III - LE RESEAU

L'ensemble des routes situées dans un pays, dans un continent ou dans une commune, constitue leréseau routier. On conçoit aisément que chaque élément du réseau ne joue pas le même rôle: lagrande route internationale avec ses chaussées séparées, le petit chemin de terre qui serpente entredeux haies, et toutes les autres routes dont les caractéristiques se situent entre ces deux extrêmes...

Il y a donc diverses catégories de routes, ainsi, d'ailleurs, que divers moyens de créer ces catégories:

les routes revêtues, et les autres;

les routes à chaussées séparées... ;

les routes situées en agglomération..

les grandes routes...;

etc...

le classement du réseau se fait en Tunisie soit en distinguant le niveau d'aménagement et declassement des routes soit leurs statut.

III.1 - COMPOSITION DU RESEAU TUNISIEN

En Tunisie, le réseau routier national est composé essentiellement de trois grandes catégoriesd’axes :

Le réseau classé (décret du 18 août 1995),

Le réseau non classé, aménagé,

Le réseau non classé non aménagé

III.1.1 - Réseau classé

Le réseau classé est composé des trois types de routes suivants :

RN : Route Nationale (ancienne appellation, GP : Grand parcours)

RR :Route Régionale (ancienne appellation, MC :Moyenne communication) RL :Route Locale (ancienne appellation, RVE :Route Vicennale d’Etat).

Le réseau classé présente un linéaire globale de 16 451 km répartit comme suit :

10 921 km de routes revêtues, soit 67 % du total du réseau classé,

774 km de routes aménagées non revêtues soit 5 % du total du réseau classé,

4 686 km de routes en terre soit 28 % du total du réseau classé.

On rencontre sur ce réseau toutes les classes de trafic (du plus faible au plus élevé) ainsi que tousles niveaux d’aménagement (de la route en terre de plate-forme inférieure à 5 m à la route revêtue

de plate-forme comprise entre 10 et 12 m)


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III.1.2 - Réseau non classé aménagé

Le réseau non classé des routes et pistes ayant bénéficié de travaux d’aménagement présente unlinéaire globale de 7 322 km.

Les 7 322 km du réseau non classé sont répartis comme suit :

5 229 km de routes revêtues, correspondant à 71 % du réseau aménagé non classé,

2 048 km de routes aménagées et non revêtues correspondant à 28 % du réseau aménagé nonclassé,

45 km de routes en terre correspondant à moins de < 1 % du réseau aménagé non classé.

Pour cette catégorie de route, on rencontre aussi toutes les classes de trafic ainsi que tous lesniveaux d’aménagement.

III.1.3 - Réseau non classe non aménagé

Le réseau relatif aux dessertes rurales n’ayant pas reçu de travaux d’aménagement majeurs présenteun linéaire globale de 45 263 km représentant environ 72 % du réseau routier tunisien.

III.1.4 - synthese et commentaires

Il découle de l’analyse précédente que le réseau tunisien a une longueur totale de 69 036 kmrépartie comme suit :

49 993 km de routes en terre représentant 72 % du réseau routier tunisien,

2 823 km de routes non revêtues représentant 4 % du réseau,

16 220 km de routes revêtues représentant 24 % du réseau.

Ce qui précède nous permet de constater une très grande disparité entre les niveaux

d’aménagement. C’est ainsi que les routes non revêtues ayant reçu un aménagement représentent untrès faible pourcentage (4% de l’ensemble du réseau). Ceci est vrai particulièrement pour le réseauclassé ou les routes non revêtues ayant reçu un aménagement représentent 5% de l’ensemble duréseau classé. Ceci permet de constater que certaines étapes ont été sautées dans l’aménagement desroutes en Tunisie, en passant directement au revêtement sans que le trafic ne le justifie réellement,ou encore en tardant à aménager certains axes jusqu’à ce que nécessité de revêtement s’en suive.

III.2 - CLASSEMENT DU RESEAU PAR SON STATUT

On peut aussi distinguer les routes par leur statut, c'est à dire les règles spécifiques qui peuvents'appliquer à certaines d'entre elles :

"Les autoroutes sont des voies routières à destination spéciale, sans croisements, accessiblesseulement en des points aménagés à cet effet et essentiellement réservées aux véhicules à

propulsion mécanique".

"les routes express sont des routes ou des sections de routes appartenant au domaine public del'état ou de toute autre collectivité publique territoriale, accessibles seulement en des pointsaménagés à cet effet et qui peuvent être interdites à certaines catégories d'usagers et devéhicules".

Plus concrètement, les autoroutes améliorent les conditions de circulation (sécurités, conforts,

temps de parcours) grâce:


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A l'absence de carrefours;

A l'absence de traversées d'agglomérations;

A l'absence d'accès privés de riverains;

A l'absence de certains types de véhicules ou d'usagers;

Souvent, mais ce n'est pas une obligation, à la présence de chaussées séparées.

Il faut en outre noter que ce statut n'est applicable qu'à des routes nationales.

Le statut de route express, par contre, est applicable à toutes les voies, quelque soit leur domanialité(sauf les chemins ruraux). Leur seule contrainte technique est l'interdiction des accès privés deriverains, les autres contraintes constituant seulement des possibilités.

On peut enfin distinguer deux autres statuts applicables aux routes :

Le statut de route à grande circulation, qui s'applique à des routes nationales ou des cheminsdépartementaux;

Le statut de grande route de trafic international qui s'applique à certaines routes nationales (RN1 par exemple).


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CHAPITRE II - EVALUATION DES EFFETS ECONOMIQUES DES

INVESTISSEMENTS ROUTIERS

Dans une étude routière, qu'il s'agisse d'une étude de planification, d'une étude de factibilité oud'une étude d'entretien d'un réseau, on est amené à comparer plusieurs solutions, plusieurs projets,et à effectuer un choix. Ce choix peut s'exercer:

Soit entre plusieurs variantes d'une même opération, variantes qui physiquement ne peuventcoexister ou qui feraient double emploi. Le choix s'impose alors précisément parce qu'il s'agitd'opérations ou de variantes d'une même opération, incompatibles.

Soit entre plusieurs opérations que l'on pourrait réaliser les unes et les autres sanschevauchement ni double emploi, mais que les moyens dont on dispose ne permettent pas defaire au moins simultanément : les opérations sont dites compatibles mais ce sont les prioritésqui peuvent primer.

Le choix devra donc être porté sur une et une seule variante d'investissement pour une ou plusieursopérations. Cependant, ce choix n'est jamais évident et le recours à l'évaluation des différentesvariantes devient indispensable.

Il est toutefois évident que l'évaluation du coût de la réalisation de chaque variante ne peut êtredéterminant dans le choix définitif de l'aménagement. Le projet le moins cher n'est pas forcément lemeilleur.

Un projet routier, pour être jugé rentable, doit être apprécié à partir de critères, quantifiables ounon, traduisant l'efficacité économique et sociale de l'opération.

La démarche s'appuie non seulement sur une approche macroéconomique qui traduit la variation dusurplus économique pour les usagers, l'Etat et les entreprises concurrentes, mais également sur uneapproche macroéconomique qui intègre les objectifs de la politique économique nationale enmatière d'emploi, de balance extérieure et d'aménagement du territoire.

Outre le critère coût-avantages, sont appréciés par des indicateurs, les effets du projet en matièred'environnement, d'énergie, d'emploi, de développement économique local et d'aménagement duterritoire. Par ailleurs il faudrait considérer la sécurité comme un critère à part entière. Il faudraégalement traduire l'incidence du projet sur les modes concurrents et de prendre en compte lecaractère exceptionnellement défavorable de certaines situations avant aménagement.

Après avoir évalué les critères, on effectue les choix entre variantes d'un même projet ou entreopérations indépendantes sur la base d'une comparaison multi-critères.

Le nombre et l'importance des critères utilisés dans la comparaison et l'analyse multi-critèresdépendront de la taille du projet et de son importance. Il va de soit donc que l'évaluationéconomique des petites opérations sera menée sur la base d'un groupe minimum de critères.

Nous présentons dans ce qui suit un certain nombre de critères qui pourraient être pris en compte pour l'évaluation des projets routiers. Ces critères s'inspirent, en grande partie, des instructionsfrançaises pour l'évaluation des investissements routiers importants en rase campagne (autoroutes,


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routes nationales, etc). Il conviendra donc de prendre uniquement ceux qui intéresseraient le projeten étude, si celui-ci est de moindre importance, en faisant les adaptation s adéquates.

I - LA DEMARCHE DE L'ANALYSE MULTI-CRITERES

Comme son nom l'indique, il s'agit de choisir entre des projets avec plusieurs critères et non pas unseul. Ces critères peuvent mesurer les différentes conséquences de l'aménagement routier envisagé,

conséquences pour les usagers du transport, les producteurs, l'environnement la balanceénergétique, etc. : Conséquences et effets des aménagements routiers.

Cette méthode d'analyse des projets reprend le principe de la notation traditionnelle des examenssur plusieurs matières, affectées de coefficients de pondération. Ici on va "noter" un projet selon

plusieurs critères, et à la fin on cherchera à lui donner une note globale (moyenne pondérée desnotes).

Cette méthode a été adaptée aux problèmes de choix économiques, notamment pour lesinvestissements routiers, où elle a été appliquée par exemple pour des schémas directeursd'investissements routiers à long terme. Elle permet de comparer entre eux différents projets ou

différentes solutions, par un système de notation.

La comparaison comporte trois étapes essentielles:

I.1 - PREMIERE ETAPE : DEFINITION D'UNE LISTE DE POINTS DE VUE OU CRITERES SELON

LESQUELS ON VA COMPARER LES PROJETS

Il faut sélectionner un nombre limité de critères (de quelques unités à une ou deux dizaines) quimatérialisent tout le système de valeurs retenu pour apprécier les effets possibles de l'investissementroutier. On peut établir la liste des critères, soit pragmatiquement soit par une démarche analytique.Il faut surtout être conscient que la liste reflétera les points de vue de ceux qui l'auront établie, d'ou

l'intérêt de faire établir cette liste par une équipe pluridisciplinaire.

Il est très important d'éviter qu'il y ait des lacunes ou des doubles comptes (critères redondants) parmi les critères choisis.

Enfin, l'analyse multicritère permet de prendre en compte, à la fois:

des critères quantitatifs (taux de rentabilité interne du projet par exemple)

des critères qualitatifs (intérêt stratégique, développement d'une région, liaison internationaleou non, environnement, sécurité), ce qui est l'un des attraits de cette méthode.

I.2 - DEUXIEME ETAPE : EVALUATION DES PERFORMANCES DES PROJETS VIS-A-VIS DECHAQUE CRITERE

Cette évaluation se fait en deux étapes

D'abord on exprime la performance du projet vis-à-vis du critère. Si c'est un critère quantitatif,on l'estime directement en unités spécifiques (par exemple, le bénéfice actualisé du projet estexprimé en monnaie). Si c'est un critère qualitatif, on utilise si possible des indicateurs associés,(par exemple le nombre de blessés et de tués est un indicateur pour la sécurité), ou des échelonsde qualité (très bon, bon,.... très mauvais).

Ensuite on classe les projets pour le critère considéré. Cela peut être un classement cardinal: lemeilleur projet aura la note 10 et les autres projets seront notés par rapport à celui-ci, les notesallant de 1 à 10. Le classement ordinal, plus simple mais moins riche, consiste à classer les

projets de 1 (meilleur projet) à N (dernier des N projets).


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I.3 - TROISIEME ETAPE : NOTATION GLOBALE ET SYNTHETIQUE DES PROJETS.

PRESENTATION DES RESULTATS

Cette dernière étape doit être la synthèse des résultats de l'analyse. Certains économistes répugnentà agréger les notes obtenues selon les différents critères, et se bornent donc à présenter les résultatsen indiquant les notes des projets selon les différents critères, et en indiquant les projets qui sedistinguent uniformément (selon tous les critères) comme étant les meilleurs ou les moins bons. Lerésultat de l'analyse est assez limité, et laisse l'appréciation finale au décideur.

D'autres économistes donnent une seule note à chaque projet ; ils agrègent pour cela les notesobtenues selon les différents critères, en faisant une somme pondérée et une moyenne de ces notes.Le problème est de choisir les coefficients de pondération à affecter à chaque critère. La

pondération entre deux critères quantitatifs peut à la rigueur être assimilée à un taux marginal desubstitution, mais la détermination et l'interprétation d'un coefficient de pondération pour un critèrequalitatif reste hasardeuse. Le choix de la pondération est donc difficile et sujet à controverses. Cechoix doit être approuvé par les services de l'état responsables de la Planification.

II - DEFINITION DES CRITERES A PRENDRE EN COMPTE

Plusieurs critères de choix peuvent être adoptés pour l'analyse multicritères. Nous présentons dansce qui suit les dix critères qui ont figuré dans "l'instruction relative aux méthodes d'évaluation desinvestissements routiers en rase campagne" valable en France (Mars 1986):

Effets du projet sur l'économie régionale et locale et sur l'aménagement du territoire;

Sécurité;

Avantages pour les usagers;

Environnement et qualité de vie;

Situation initiale exceptionnellement défavorable;

Incidence sur les autre modes; Effets directs sur l'emploi;

Dépenses énergétiques et coût en devises;

Bilan financier pour la puissance publique et les sociétés concessionnaires;

Bilan coût-avantages monétarisables.

Remarque : Les interprétations de ces critères ainsi que leurs applications peuvent différer d’un projet en rase campagne et un projet urbain, même si les grandes lignes restent les mêmes.

II.1 - EFFETS DU PROJET SUR L'ECONOMIE REGIONALE ET LOCALE ET SUR L'AMENAGEMENT

DU TERRITOIRE;

L'impact des investissements routiers sur le développement régional et local est depuis longtempslargement reconnu encore que difficile à évaluer de manière précise.

La construction ou l'amélioration d'infrastructures routières transforment les relations espace-temps,contribuent au développement des régions desservies et constituent un outil puissantd'aménagement du territoire.

Seront analysés les effets de chaque opération sur le développement économique régional et local.Par ailleurs, on évaluera leur intérêt en regard de la politique d'aménagement du territoire.


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II.1.1 - Le développement économique régional et local

Les projets routiers, et notamment les grands projets, contribuent au développement de l'activitééconomique des régions traversées en facilitant le déplacement des hommes et des produits.

Toutefois, l'incidence des opérations routières dépend étroitement des potentialités desagglomérations concernées. C'est dans ce sens que les études économiques des projets routiers

doivent être accompagnées d'analyses socio-économiques des régions traversées selon des critèresqu'il faudra par ailleurs choisir.

Cette analyse pourra être complétée par toutes indications pertinentes reflétant les particularités ducontexte local.

Pour les grands projets, les incidences sur 1'emploi sont à prendre en compte aussi bien dans larésorption des problèmes de la région que dans l'estimation des flux migratoires.

II.1.1.1 - Les effets indirects sur l'emploi

Il s'agit ici des emplois induits par l'aménagement, non compris les emplois liés à la construction, àl'entretien et à l'exploitation de l'infrastructure qui seront évalués par ailleurs.

On estimera les potentialités, positives ou négatives, d'évolution d'emplois des communesdesservies au moyen des indicateurs synthétiques.

L'incidence sur l'emploi du projet est ensuite appréciée globalement sur la base des populationscorrespondantes en regard des tendances favorables ou défavorables révélées par les indicateurs.

II.1.1.2 - Les effets sur les flux migratoires

La réalisation d'une infrastructure moderne peut modifier sensiblement l'attractivité de la zonedesservie, parce qu'elle autorise de nouvelles localisations pour l'emploi et l'habitat.

Les indicateurs définis permettent d'apprécier les potentialités des différentes communes dans cedomaine et de les regrouper en classes homogènes au point de vue des effets attendus.

Le nombre des communes et l'importance des populations correspondantes constituent l'évaluationdu critère "effets sur les flux migratoires".

II.1.2 - Effets sur l'aménagement du territoire

Certains aménagements routiers jouent un rôle important pour la desserte équilibrée du territoire et pour le désenclavement de zones jusqu'ici mal desservies. Ils s'inscrivent dans le cadre du plandirecteur routier national qui définit un réseau assurant à la fois la continuité autoroutière etl'armature structurante des grandes liaisons d'aménagement du territoire.

Lors de la présentation des projets, une comparaison entre la situation actuelle "sans projet" et lanouvelle situation après sa réalisation permettra de mettre en exergue l'importance des effetsattendus, aussi bien directement qu'indirectement.

II.2 - LA SECURITE

La sécurité des usagers est un enjeu majeur de la politique routière. Parmi les nombreux facteursqui permettent d'améliorer la sécurité des usagers, la conception et les caractéristiques desinfrastructures jouent un rôle déterminant. Tout projet d'investissement fera donc l'objet d'uneévaluation de son incidence sur la sécurité.


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Il conviendra de dégager l'avantage de sécurité lié à l'aménagement ou à la création d'uneinfrastructure. Pour mener à bien cette évaluation, on dressera un diagnostic de la situationexistante. Il est rappelé que les aménagements doivent permettre d'améliorer la sécurité nonseulement sur l'axe étudié mais aussi sur l'ensemble du réseau concerné.

L'avantage sécurité sera déterminé en comparant les niveaux de sécurité avant et aprèsl'aménagement et sera exprimé en nombre d'accidents, de tués et de blessés graves évités.

II.3 - AVANTAGES POUR LES USAGERS

Le déplacement d'un usager correspond pour celui-ci à une utilité mais entraîne un coût qu'ilsupporte et en fonction duquel il prend ses décisions, notamment quant au choix de l'itinéraire.

Un aménagement routier réduit le coût de circulation pour 1'usager, ce qui augmente sa satisfaction.

Les avantages correspondants consistent essentiellement en gains de temps, amélioration du confortet économies de frais de fonctionnement des véhicules, éventuellement corrigées par les variationsde péage.

L'aménagement a également pour effet d'attirer sur l'itinéraire de nouveaux usagers dont lesavantages sont pris en compte. On distingue alors, outre le trafic normal, le trafic dévié et le traficinduit.

le trafic normal est le trafic sur la voie à aménager résultant de l'évolution de l'environnementéconomique et social indépendamment du projet (même si l'aménagement routier n'était pasréalisé).

Le trafic dérivé est le trafic provenant d'autres modes de transport ou d'autres itinéraires, et estconstitué par les voyageurs et marchandises qui emprunteront cette route si l'aménagement est

réalisé

Le trafic induit est constitué par

- Des usagers qui auparavant ne voyagent pas ou peu mais que l'aménagement routier décideà voyager sur cette route, où à y voyager plus,

- Des marchandises qui sans aménagement restaient sur place ou même n'étaient pas produites.

Les avantages pour ces différents usagers sont comptés :

en estimant pour le trafic normal la différence entre le coût sans projet et le coût avec projet;

en estimant pour le trafic dérivé la différence entre le coût de transport par d'autres itinéraires

routiers ou d'autres modes de transport, et le coût avec projet; en prenant en compte les avantages apportés aux usagers qui constituent le trafic induit.

II.4 - ENVIRONNEMENT ET QUALITE DE LA VIE

Le recours à un indicateur unique agrégeant l'ensemble des aspects de l'environnement n'estgénéralement pas possible compte tenu de

La multiplicité des objectifs qui caractérisent ces questions et dont la satisfaction ne peutd'ailleurs pas toujours être assurée simultanément,

La difficulté de quantifier les effets sur l'environnement et encore plus de les traduire en

équivalent monétaire. La différence de l'importance donnée à tel ou tel aspect de l'environnement et qui est

généralement liée à des considérations locales ou régionales.


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Les critères d'appréciation souvent utilisé distingue :

En ce qui concerne les ressources naturelles et les écosystèmes

- le sol

- l'air

- l'eau

- la faune- la flore

En ce qui concerne les activités humaines

- L'aménagement urbain, la vie locale et 1'amélioration des accès aux différents pôlesdesservis;

- L'agriculture et l'aménagement rural;

- La sylviculture et 1'aménagement forestier;

En ce qui concerne le cadre et la qualité de vie

- le bruit et les pollutions

- le paysage- le patrimoine culturel et scientifique

II.5 - SITUATION INITIALE EXCEPTIONNELLEMENT DEFAVORABLE

Tout dossier de présentation d'avant projet contient une description de la situation initiale. Chacundes critères servant à 1'évaluation du projet permet généralement d'apprécier cet état initial.Cependant, certaines situations présentent un caractère exceptionnel qu'il convient de mettre enévidence.

Ces situations exceptionnelles se caractérisent par :

Une situation d'encombrement sur un ou plusieurs "points chauds"; Un risque d'interruption du trafic routier dû à des phénomènes naturels (éboulements, crues,

etc.);

Une grave insécurité se traduisant par un ou plusieurs "points noirs";

Des nuisances très importantes en un ou plusieurs points ("points noirs bruit"...);

II.6 - INCIDENCE SUR LES AUTRE MODES;

Certains aménagements routiers très importants peuvent entraîner après leur mise en service unreport de trafic provenant des autres modes (cas des autoroutes parallèles à une voie ferrée). Il est

donc nécessaire lors de l'établissement d'un bilan global d'évaluer les variations d'avantages et decoûts pour les modes concernés en cas de report modal.

On examinera les conséquences pour l'entreprise exploitante.

Pour les usagers transférés, les avantages en matière de coût de circulation et les coûts pour lacollectivité sont intégrés dans le bilan coût-avantages par la prise en compte du traficsupplémentaire (y compris provenant d'autres modes) associé à l'aménagement routier.

Le coût pour la collectivité du transfert d'un mode concurrent au mode routier est donc égal aux pertes de recettes diminuées des économies d'exploitation et d'entretien de l'entreprise exploitante.


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II.7 - EFFETS DIRECTS SUR L'EMPLOI

Les travaux routiers de construction ou d'entretien représentent une part importante de l'activité dusecteur des travaux publics. Par ailleurs, l'exploitation routière requiert également certains

personnels.

Pour évaluer les projets selon ce critère de l'emploi, on retiendra les emplois directs, c'est-à-dire les

emplois créés ou maintenus à 1’occasion de la construction, de l'entretien et de l'exploitation del’infrastructure.

On appréciera également l'incidence de l’aménagement sur le niveau de l’emploi en matière detravaux d'entretien et d'exploitation.

II.8 - DEPENSES ENERGETIQUES ET COUT EN DEVISES

II.8.1 - Dépenses énergétiques

Les dépenses énergétiques sont appréciées au moyen de deux indicateurs:

II.8.1.1 - Le bilan énergétique global

Le bilan énergétique autorise la prise en compte des effets énergétiques dès les études préliminairesde l'aménagement routier projeté. L'indicateur du bilan énergétique global exprimé en TEP (tonneéquivalent pétrole) est la somme algébrique des dépenses énergétiques lié à la construction et àl'entretien de l'infrastructure (comptées positivement) et des variations annuelles actualisées de laconsommation de carburant des véhicules.

II.8.1.2 - Rendement énergitique pour l’usager

Il traduit l'amélioration de la consommation de carburant par véhicule associée à l’aménagement.

II.8.2 - Coût en devises

Il traduit l'incidence de l'aménagement routier projeté sur la balance des payements et est établi pour les grands projets à partir :

Du bilan énergétique ;

Eventuellement du bilan du tourisme c'est à dire des recettes liées aux flux de touristes.

II.9 - BILAN FINANCIER POUR LA PUISSANCE PUBLIQUE ET LES SOCIETES

CONCESSIONNAIRES;

Les conséquences financières du projet pour la puissance publique et les sociétés concessionnairescomprennent l’ensemble des variations de dépenses supportées par les puissances publiques ou parun concessionnaires et l’ensemble des variations de recettes résultant de la réalisation del’infrastructure routière.

II.10 - BILAN COUT-AVANTAGES MONETARISABLES.

Deux des neufs critères ci-dessus ont des points communs et des aspects spécifiques qui conduisentsouvent à les agréger en un seul : il s’agit du critère "usagers" et du critère "coûts". Les raisons quimilitent en faveur de l'agrégation sont les suivantes :

Ces deux critères sont les plus aisément et les plus normalement quantifiables etmonétarisables.


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Ils se rencontrent dans tous les projets et d'une manière qui est directement comparable d'un projet à l'autre.

Ils sont l'un massivement positif et l'autre massivement négatif ce qui fait que leurrapprochement est plus significatif que chacun d’eux pris séparément

L'un d’eux (le coût) peut être considéré comme un moyen pour obtenir l'autre (les avantages desusagers), ce qui conduit habituellement à désigner ce critère sous le nom d'analyse coût-avantages.Toutefois, il faut se souvenir que les avantages ici visés ne sont pas 1es seuls : l'examen des autrescritères fait aussi apparaître des avantages (ou désavantages) dont la décision finale doit tenircompte.

D'autre part, puisque cette analyse coût-avantages est un instrument utilisé par l'Etat pour guider seschoix, il peut légitiment y introduire les corrections tutélaires qui lui paraissent justifiées, parexemple pour la valeur du temps des usagers.

De même est-il habituel de tenir compte des gains de sécurité qui ont la propriété de concernerdirectement (sinon exclusivement) les usagers, d'être quantifiables et de se retrouver plus ou moinsdans tous les projets.

Le regroupement des deux critères Etat et usagers permet de dégager des indicateurs de rentabilité.

Ces indicateurs sont le bénéfice propre de l'opération, et le taux de rentabilité immédiate. Ilss'appliquent à toutes les opérations concédées ou non.

Il convient également de distinguer quatre notions de coût :

L'estimation du projet est le coût de réalisation du projet à l’année de sa présentation ;

Le coût économique d'investissement est la somme actualisée des dépenses en matièred’études, d'acquisitions foncières et de travaux

Le coût d'entretien et d'exploitation est constitué des dépenses liées à l'utilisation et aufonctionnement de l'infrastructure

Le coût économique global est la somme du coût économique d'investissement et du coûtd'entretien et d'exploitation

II.10.1 - Le bénéfice propre

Le bénéfice propre d’une opération est la variation d’utilité collective qui peut résulter de laréalisation de cette opération. C’est la somme actualisée des avantages diminuée du coûtéconomique global.

( ) ( )nn

221

a1A...

a1A

a1AIA

+++

++

++−=

- I étant le coût économique global ;

- a le taux d’actualisation ;

- Ai étant l’avantage réalisé à l’année i.

II.10.2 - La rentabilité immédiate.

Le taux de rentabilité immédiate (r) pour une année de mise en service k se définit comme étant lerapport des avantages de l’année k (Ak ) au coût économique global (I).

I

Ar k =


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L’année optimale de mise en service est celle où le taux de rentabilité immédiat est égal au tauxd’actualisation.

III - COMPARAISON MULTICRITERE ET PRESENTATION DES RESULTATS

La démarche se déroule en trois phrases.

III.1 - PREMIERE PHASE : PRESENTATION DES RESULTATS PAR VARIANTE

La première partie de l’analyse multicritères consiste à présenter un bilan pour chaque variante. Ce bilan consistera à présenter les critères choisi pour l’évaluation ainsi que les résultats del’évaluation de la variante étudiée pour chacun des critères.

Pour les critères conduisant à une appréciation quantitative, on indiquera la valeur obtenue, soit enunités physiques, soit en termes monétaires. Pour les critères conduisant à une appréciationqualitative, on indiquera cette appréciation favorable, neutre, défavorable, incertain, éventuellementtrès favorable ou très défavorable.

Les résultats seront présentés conformément au tableau ci-dessousCritères Résultats de l’évaluation par variante

1. Développement économique et Aménagement du territoire

- Développement économique Nombre de communes et population : favorable,défavorable, incertain

- Aménagement du territoire favorable, défavorable, incertain

2. Sécurité Nombre d'accidents évités par an Nombre de tués évités par an Nombre de blessés graves évités par an

3. Avantages pour les usagers Temps : heures gagnéesFrais de fonctionnement :ConfortPéages

4. Environnement Favorable, neutre, défavorable

5. Situation initiale exceptionnellement défavorable Nombre d'encombrementsRisques d'interruption du trafic

Nombre de points noirs sécurité Nombre de points noirs bruit

6. Incidence sur les autres modes Variation de recettes des modes concurrents

7. Emploi Nombre d'emplois liés à l’investissement, l'entretien

et l'exploitation8. Energie Bilan énergétique (TEP),

Rendement énergétique

9. Bilan financier pour la puissance publique coût économique d'investissementcoût économique global

10. Bilan coût- avantages monétarisables Avantages actualisés globauxBénéfice propreBénéfice actualiséTaux de rentabilité interne

III.2 - DEUXIEME ETAPE : COMPARAISON DES VARIANTES

Dans un premier temps, on classe les variantes par ordre décroissant en fonction de chaque critère.Les résultats seront présentés dans un tableau comme le suivant :


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Critères 1 2 3 4 --- n

1. Développement économique etAménagement du territoire

Var A Var C

2. Sécurité Var B Var A Var D

3. Avantages pour les usagers

4. Environnement5. Situation initiale

exceptionnellement défavorable

6. Incidence sur les autres modes

7. Emploi8. Energie9. Bilan financier pour la puissance

publique10. Bilan coût- avantages

monétarisables

On peut ainsi attribuer une note à chaque variante, en fonction de sa performance pour le critèreconsidéré. Cette note pourrait être chiffrée (en attribuant une note maximale de 10 pour le projet le

plus performant et noter les autres en conséquences) ou simplement qualitative (++, +, 0, -, --).

On présentera enfin un tableau final dans lequel on reportera les résultats de chaque variante pourles différents critères. Une pondération des notes obtenues pourrait se faire, si on veut privilégiercertains critères par rapport à d’autres.

Les résultats seront présenté dans tableau comme le suivant :

Critères Var A Var B Var C --- Var n Total

1. Développement économique etAménagement du territoire ++ 0 + 0

2. Sécurité + ++ - 0

3. Avantages pour les usagers

4. Environnement

5. Situation initialeexceptionnellement défavorable

6. Incidence sur les autres modes

7. EmploiEnergie

8. Bilan financier pour la puissance publique9. Bilan coût- avantages

monétarisables


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CHAPITRE III - CHOIX DES DONNEES DE BASE

D’UN PROJET ROUTIER

Nous avons présenté, dans le chapitre précédent, l’importance des considérations économiques dansle choix d’un investissement routier. Toutefois, il va sans dire que quand on a parlé de variantes etde choix entre elles, nous avons sous entendu le respect :

De certains minimums techniques (liées aux possibilités de conduite) ;

Certaines conditions d’homogénéité interne (cohérence entre rayon en plan et en profil enlong, visibilité minimale et visibilité moyenne, etc.)

Nous allons essayer de présenter dans ce chapitre les considérations à prendre en compte pour lechoix des caractéristiques techniques à adopter pour un investissement routier.

I - CARACTERISTIQUES ET TYPES DE VEHICULES

Les types de véhicules retenus pour l'établissement des projets sont les suivants

Voiture particulière (abréviation :V.P.)

Camion routier (abréviation :C.R.)

Tracteur semi-remorque (abréviation T.S.R.)

Les véhicules types retenus ne représentent pas forcément le véhicule de plus grande dimensiondans la catégorie correspondante. Cependant 90 à 95 % des "modèles" et une proportion plus

importante des "véhicules" de la catégorie ont des épures de giration inférieures à celles du véhiculetype. Les normes géométriques comportant toujours une surlargeur par rapport aux dimensionsminimales nécessaires pour le passage du véhicule type, les projets établis à partir de ces normes

permettent en fait le passage de l'ensemble des véhicules de la catégorie, éventuellement desvéhicules de la catégorie supérieure.

Les caractéristiques des véhicules types sont détaillées dans le tableau ci-dessous

Type duvéhicule

Longueur

largeurEmpatte

ment

Porte àfauxavant

Porte àfaux

arrière

Voieavant1

Voiearrière

Rayonintérieur

entretrottoirs

Rayonextérieur

entretrottoirs

Rayonextérieur

entremurs

Voiture

particulièr e

5,00 1,80 3,10 1,00 0,90 1,40 1,40 3,20 5,50 6,35

Camionroutier

10,00 2,50 5,50 1,50 3,00 1,90 1,90 6,45 10,00 10,80

Tracteur +remorque2

5,4012,20

2,502,50

2,708,15

1,45-

1,252,65

1,901,90

1,901,90

-5,30

12,50-

13,95-

1 Pour les essieux simples, la voie est mesurée entre les plans médians des roues. Dans le cas des essieux jumelés, la voie estmesurée entre les plans médians des trains de roues.

2 Pour le semi-remorque, la première ligne concerne le tracteur, la seconde la remorque. Le recouvrement entre le tracteur et laremorque est de 2,60 m.


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Figure n° 1 - Caractéristiques du véhicule

La largeur entre flancs extérieurs de roues, s'obtient en prenant

Pour l’avant : la voie + une largeur de roue

Pour l’arrière : la voie + deux largeurs de roues

Exemple : Camion

Cote extérieure entre roues avant : 1,90 m + 0,30 m = 2,20 m

Cote extérieure entre roues arrière : 1,90 m + 2 x 0,30 m = 2,50 m

II - CRITERES DE CHOIX DES DONNEES DE BASE

La vitesse à laquelle se déplacent les véhicules apparaît comme le critère de base de tout projetroutier. Elle commande, en fait, les caractéristiques géométriques du tracé selon les directivesréglementaires ; celles-ci, en effet, fixent les valeurs limites à respecter et qui se présentent sousforme de maxima et minima entre lesquels les éléments du tracé devront se situer.

II.1 - LA VITESSE DE REFERENCE VR

La normalisation des conditions techniques d'aménagement, s'appuie essentiellement sur la vitessede référence Vr.

II.1.1 - Définition

La vitesse de référence est la vitesse d'un véhicule isolé permettant de définir les caractéristiquesminimales d'aménagement des points particuliers d'une section de route pour lesquels les

contraintes géométriques sont les plus astreignantes pour l'usager.

La vitesse de référence de la route est en relation avec les valeurs du coefficient de visibilité, du pourcentage de sinuosité et des rampes.

En effet, la circulation à la vitesse de référence Vr implique une distance minimale de visibilité dmini assurée partout sur obstacles éventuels.

La visibilité moyenne d sur la section, incite les usagers à rouler en dehors des points particuliers, àune vitesse moyenne supérieure à Vr.

Cette notion de vitesse de référence doit être complétée pour la rase campagne par une notion devitesse à vide et en site urbain par une notion de vitesse de groupe ou vitesse pratiquée sur voie

Porte à faux arrière Porte à faux avantEmpattement

Longueur


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rapide urbaine. A l'approche des carrefours non-dénivelés munis ou non de feux, on utilise lanotion de vitesse d'approche.

II.1.2 - Classification des itinéraires en fonction de Vr

II.1.2.1 - Définition des cinq catégories de routes

Le choix de la vitesse de référence doit rester homogène et cohérent pour l'ensemble du réseau enservice ou des sections en cours d'étude. Pour un projet de route neuve, le choix de la vitesse deréférence peut résulter d'une analyse économique.

On définie, en fonction de la vitesse de référence, cinq catégories de routes.

Catégorie Vitesse de référence Vr

Exceptionnelle 120Première 100

Seconde 80Troisième 60Quatrième 40

II.1.2.2 - Les sections homogènes

Une section homogène de route d'une certaine catégorie est une longueur de celle-ci dont les points particuliers sont aménagés pour la vitesse de référence correspondante.

Toutefois, une section n'est vraiment homogène qu s'il existe un rapport convenable entre la vitessede référence Vr de sa catégorie et la vitesse moyenne qu'y pratiquent les véhicules isolés (vitesse àvide V0).

Un changement de catégorie (c'est à dire de Vr) ne peut s'opérer qu'en des points où il est nettement perceptible à l'usager: passage d'une ville, modification notable de relief, carrefour, etc.

A l'approche d'une ville, les dispositions constructives doivent tendre à limiter les vitesses pratiquées par les véhicules pour augmenter la sécurité et les débits.

Les routes en relief difficile présentent également quelques dérogations qu'on verra plus loin.

II.2 - VITESSES A VIDE, D'APPROCHE ET DE GROUPE

II.2.1 - Vitesse à vide V0

C'est la vitesse moyenne que pratiquent les véhicules isolés en dehors des points particuliers de lasection. On a toujours Vo >Vr. Elle correspond à des débits quasi nuls.

II.2.2 - Vitesse d'approche :

Sur route de rase campagne, c'est la vitesse pratiquée à vide à l'approche des carrefours ou des voiesde manoeuvre.

II.2.3 - Vitesse de groupe ou vitesse pratiquée Vp :

Dans un but de simplification, on appellera "vitesse de groupe" la vitesse moyenne de l'ensembledes véhicules légers dans la section de route homogène considérée, c'est-à-dire la moyenneharmonique des vitesses moyennes de parcours de cette section par l'ensemble de ces véhicules.


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Sur voie rapide urbaine, c'est la vitesse de groupe de véhicules pour des débits soutenus de l'ordrede 1 200 à 1 400 uvp/h/voies (environ 3/4 de la capacité physique de la chaussée) aux abords dessorties et entrées permettant, pour une sécurité collective dans un mouvement continu et fluide, lesmanoeuvres de changement de file, d'insertion ou de sortie.

II.3 - R ELATION VITESSE OU TEMPS DE PARCOURS - DEBIT

Les courbes "vitesse-débit" comportent deux points caractéristiques qui sont : le point correspondant à la vitesse à vide V0 pour un débit quasi-nul,

le point de saturation, défini par le débit de saturation C (capacité physique de la route) et lavitesse de saturation VS

Pour des raisons de commodité, on prend comme variable le temps de parcours moyen d'unkilomètre qui est l'inverse de la vitesse moyenne définie plus haut.

La relation "temps de parcours- débit" peut être mise en général sous la forme suivante :

T = T0 + nQ + mQ3

ou

Q est le débit horaire de la section considérée

T0 le temps de parcours à vide

n et m sont des coefficients numériques qui dépendent des caractéristiques de la route

Pour tenir compte de la répartition du débit journalier moyen annuel J entre les différentes heures dela journée, on prendra usuellement le débit Q égal à J/10.

II.4 - POINT DE SATURATION (C, VS)

Le débit de saturation, ou capacité physique (C) est le plus grand débit horaire que la routeconsidérée peut écouler de manière continue.

L'ensemble des véhicules qui passent dans l'heure (le débit C) parcourt la section saturée à unevitesse moyenne appelée vitesse de saturation VS qui est pratiquement la même pour toutes les

catégories de véhicules.Débit de saturation et vitesse de saturation dépendent essentiellement du profil en travers.

Courbe temps de parcours - débit horaire

0

5001000

1500

20002500

3000

35004000

4500

1 6 4

1 2 7

1 9 0

2 5 3

3 1 6

3 7 9

4 4 2

5 0 5

5 6 8

6 3 1

6 9 4

7 5 7

8 2 0

8 8 3

9 4 6

1 0 0 9

1 0 7 2

1 1 3 5

1 1 9 8

Débit horaire (uvp)

T e m p s d e p a r c o u r s m o y e n ( s )


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III - PARAMETRES FONDAMENTAUX DES PROJETS ROUTIERS

Les paramètre fondamentaux des projets routiers sont le résultats de calculs types à partir de paramètres cinématiques.

III.1 - PARAMETRES CINEMATIQUES

III.1.1 - Distance d'arrêt

Un véhicule ne peut se mouvoir que si les roues motrices nous l'effort de propulsion F adhérent à lachaussée sans glisser.

Si f l est le coefficient de frottement longitudinale des pneumatiques sur le revêtement de la chaussée portant le véhicule de poids P, il y a glissement et patinage (les roues motrices tournent sur place) siF > f l P 1, P1 étant la fraction du poids P portée par l'essieu moteur.

Figure n° 2 - Equilibre des forces en rampe

Dans le cas du freinage, si P'1 est le poids porté par les roues freinées, il y aura égalementglissement (roues bloquées) si l'effort de freinage F' appliqué est tel que F'> f l P' 1

On appelle adhérence le produit f lP1. Elle représente en réalité le maximum de l'effort moteursusceptible d'être appliqué à un véhicule,

On voit que l'adhérence peut être augmentée en agissant :

soit sur P1 (les véhicules à 4 roues motrices ont une meilleure adhérence car ils mobilisent latotalité du poids du véhicule).

soit sur f l qui dépend des qualités de surface du revêtement de la route et du dessin et de la

"gomme" des pneumatiques.

III.1.1.2 - Coefficient de frottement longitudinal des chaussées en fonction de Vr

Des mesures sur chaussées sèches ont montré que le coefficient de frottement de la surface deroulement de ces chaussées décroît au fur et à mesure que la vitesse augmente.

Généralement, f l prend les valeurs suivantes en fonction de Vr:

Vr (km/h). 40 60 80 100 120 140

f l (Vr) 0,46 0,44 0,42 0,38 0,34 0,303

3 0,32 pour les autoroutes.

Ff lP1

P1

i


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Ces coefficients qui dépendent de la nature et de l'aspect du revêtement, sont notablement plusfaibles sur chaussées mouillées.

III.1.1.3 - Distance élémentaire de freinage db (m)

Cette longueur db mesure en mètres la distance parcourue par le véhicule pendant l'action effectivede freinage, qui annule sa vitesse initiale.

Le véhicule se déplaçant horizontalement sur un alignement droit, à la vitesse V, habituellementexprimée en km/h et muni de freins, passe de la vitesse V à la vitesse Vf =0.

Le théorème de variation de l’énergie cinétique permet d’écrire :

( ) bl2i

2f dmgf travauxmv2

1mv

2

1−==− ∑ ; (v en m/s)

vf =0

gf 2

vdmgdf mv

2

1

l

2

b bl2i =⇒=⇒ (1)

v étant en m/s, V en Km/h et db en mètres, cette formule devient :

l

2

l

2

b f

V004,0

81,9f 2

3600

1000V

d ≈××

⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ ×

= ; db en m et V en Km/H

Comme f l≈0,4 sur chaussées sèches, on peut écrire

100Vdb

2

=

Le tableau ci-dessous fournit les distances élémentaires de freinage en fonction de la vitesse deréférence Vr

V km/h. 40 60 80 100 120 140

db (m) 15 35 65 105 170 260

Si la route monte ou descend d’un angle i, la formule (1) devient :

i5,211

100Vd)isin(mgdmgdf mv

21

2

b b bl2i ±

×=⇒+=

III.1.1.4 - Distance d'arrêt en alignement d1

Pour calculer la distance parcourue par le véhicule pendant l'opération de freinage, il faut tenircompte avant le début de freinage d'un temps de perception réaction.

Sur routes nationales, on admet que ce temps est de 2 secondes au-dessous de 100 km/h et de 1,8secondes au-dessus. Ce temps comprend le temps physiologique de perception réaction (1,3 à 1,5 s)et le temps mort d'entrée en action de système de freinage (0,5 s).

Pendant le temps de réaction perception, le véhicule parcourt une distance e tel que


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e en mètres

e = vt Avec v en m/s

t en secondes

Pour passer de v en m/s à V en Km/h, on a

1 Km/h= )s/m(v6,3)h/Km(Vs/m6,3

1

s3600

m1000=⇒=

Avec V en km/h nous obtenons:

pour t = 2 s e = V55,06,3

V2v2 =×=×

pour t = 1,8 s e = V50,06,3

V8,1v8,1 =×=×

Par conséquent, la distance d'arrêt en alignement d1 exprimée en mètres peut s'écrire :

d1= db + 0,55 V si V < 100 km/h

d1= db + 0,50 V si V ≥ 100 km/h

III.1.1.5 - Distance d'arrêt en courbe d2

On ne prend en compte d2 que dans l'hypothèse ou le rayon en plan du tracé exprimé en mètres estinférieur à 5 fois V exprimé en Km/h. De ce fait, l'effort de freinage est moins énergique on en tientcompte en majorant la distance d1 d'une valeur de 25 % de db.

d2 = dl + 0,25 db avec d2 en mètres

V 40 60 80 100 120 140

d l - 40 70 105 160 230 330

d 2 45 80 120 180 275 390

III.1.2 - Distances de visibilité de dépassement et de manoeuvre de dépassement :

On admet que le véhicule dispose d'une réserve de puissance suffisante pour effectuer la manoeuvrede dépassement à la vitesse Vr.

D'une façon générale d = v t ⇒ d= t36001000V ×× ; avec d en mètres

t en secondesV en Km/h

Sur chaussée bi-directionnelle, on admet les conditions suivantes:

La distance de visibilité minimale dd pour effectuer un dépassement doit correspondre à unelongueur parcourue pendant 15 secondes à la vitesse Vr.

la distance de visibilité normale dD de dépassement lui est supérieure d'environ 50%


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La distance de visibilité de dépassement minimale si V


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III.2.1 - Conditions générales de visibilité

L'oeil du conducteur est placé à 1 mètre au-dessus de la chaussée;

L'obstacle éventuel dangereux est supposé être d'une hauteur de 0,15 m;

Le véhicule adverse a une hauteur de 1,20 m;

Un obstacle permanent a sa hauteur réelle (c'est par exemple une bande de peinture dehauteur h=0) ;

L'oeil du conducteur, l'obstacle ou le véhicule adverse et l'objet sont supposés être à 2 mètresdu bord droit de la voie sur lequel circule le véhicule. Ceci pour disposer de la visibilitélongitudinale et transversale;

Pour la visibilité sur l'obstacle permanent, l'oeil et l'obstacle sont supposées en des pointshomologues du profil en traverse;

Pour la visibilité de dépassement, l'oeil et le véhicule adverse sont supposés sur l'axe de lachaussée, à 2 ou 3 voies.

III.2.2 - Vérifications de la visibilité longitudinale en section courante

Pour la vitesse de référence Vr considérée, la distance de visibilité à retenir sera : sur obstacle éventuel, pour toutes les routes : la distance d'arrêt d1 ou d2.

pour les routes à 2 ou 3 voies : il faut au minimum dMd

dans certains cas, il faut vérifier ces visibilités pour Vr + 20 km/h.

sur routes à 2 ou 3 voies, il faut réaliser au moins 50 % du tracé en assurant la visibilitéminimale dMd.

III.2.3 - Vérifications de la visibilité latérale en section courante

Le dégagement latéral des obstacles peut être rendu nécessaire pour assurer la distance de visibilitéminimale. En courbe de rayon de courbure R moyen, il faut des dégagements latéraux e pourdisposer d'une distance de visibilité d .

ICTARN prévoitR 8

de

2

=

Notons que VRU prévoit 00,2R 8

de

2

−=

(Chaussées unidirectionnelles) 50,1R 8

de

2

−=

La visibilité latérale peut se vérifier par des constructions géométriques directes.

En résumé, les paramètres cinématique d’un projet routier sont :

Vitesse du véhicule V (Km/h) 40 60 80 100 120

Longueur de freinage d b(m) 15 35 65 105 170

Distance d’arrêt en alignement d1(m) 40 70 105 160 230

Distance d’arrêt en courbe d2(m) 45 80 120 180 275

Distance de visibilité de dépassementdd(m) 150 250 325 400 500

dD(m) 250 350 500 625 800

Distance de visibilité de manœuvre dedépassement

dMd(m) 70 120 200 300 400


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IV - ELEMENTS DE BASE D'UN PROJET ROUTIER

L'axe d'une route dans l'espace, est la combinaison d’alignements et de courbes qui se succèdentsuivant la configuration du terrain, les conditions de sécurité imposées, le confort des usagers, etc.

La chaussée d'une route est définie géométriquement par la représentation graphique du tracé de sonaxe en plan et en profil en long, et par les profils en travers.

Les caractéristiques à donner à ces éléments de base découlent des considérations suivantes :

Les véhicules isolés rapides doivent pouvoir circuler sur la chaussée à grande vitesse, lesvéhicules longs s'inscrire dans les courbes, les véhicules lourds gravir les déclivités.

Lorsque le trafic est dense, le débit maximum prévu doit être écoulé dans de bonnesconditions.

La circulation du véhicule isolé conditionne le tracé en plan et le profil en long; la circulationde groupes de véhicules dont les mouvements sont interdépendants, conditionne la largeur dela chaussée, c'est-à-dire le profil en travers.


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Le tracé en plan Page 25 Elaboré par Ahmed SIALA

CHAPITRE IV - LE TRACE EN PLAN

I - DEFINITION

L'axe du tracé en plan d'un projet routier (ou axe de référence) est la projection, à la réductiond'échelle près, sur un plan horizontal d'un cylindre, à axe vertical, qui s'appuie sur l'axe réel de laroute dans l’espace. Il se décompose en droites, cercles et raccordements à courbure variable entreles droites et les cercles.

L'adaptation au terrain est un des critères majeur du tracé, ce qui veut dire que les éléments dutracé doivent être dans tous les cas à l'échelle des grandes lignes du terrain.

I.1 - GRANDS ALIGNEMENTS

Quelle que soit la vitesse de référence Vr de l’itinéraire, une section de tracé de longueur au moinségale à 400 mètres est appelée grand alignement, s’il ne se présente simultanément aucun rayon decourbure inférieur à 1 300 mètres en plan et 12 000 mètres en profil en long.

On considère qu'aux extrémités d'un grand alignement, les véhicules peuvent atteindre la vitesse Vr+ 40 km/h, ce qui nécessite de munir les extrémités de tels arcs du tracé de rayons en plan et en

profil en long, au moins égaux aux valeurs minimales admissibles pour Vr + 40.

On recommande de limiter le pourcentage d'alignements droits d'une section de route de 40 à 60 %(ne pas descendre en-dessous de 25 à 30 %).

Les grands alignements droits de 2 à 3 kilomètres seront très exceptionnels.

Les alignements droits sont dangereux par leur monotonie. Ils conduisent l'usager à accélérer.Dans tous les cas, il y a lieu de les raccorder à leur extrémité à des courbes de grand rayon quiatténueront la rigidité du tracé. La tendance est de remplacer les grandes lignes droites par unesuccession d'alignements courts et de courbes.

I.2 - R AYON DE-COURBURE EN-PLAN :

Une courbe de rayon minimal absolu constitue à la vitesse de référence retenue pour l'itinéraire, un

point singulier incompatible avec la sécurité de l'usager. Son emploi isolé doit être proscrit. Sur unitinéraire, la vitesse de référence peut être abaissée pour une section difficile à franchir sur unecertaine distance. La modification des caractéristiques de l'itinéraire sera introduite progressivement

jusqu'à celles adoptées pour cette section contraignante.

Les courbes sont de préférence tracées avec un rayon associé à la pente transversale minimum àretenir en fonction de la nature du revêtement de la chaussée.

Deux courbes circulaires de même sens peuvent être raccordées par un alignement droit d'unelongueur maximale "la" prise égale à la distance parcourue pendant 5 secondes à la vitessemaximale permise sur le plus grand rayon des deux arcs de cercle.

Si cette longueur minimale ne peut être obtenue, les deux arcs de cercle sont raccordés par unélément curviligne à courbure progressive


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Si les arcs de cercle sont dotés de raccordements progressifs, la longueur "la" doit être comptéeentre les points de courbure nulle de ces raccordements.

La considération de la longueur "la" permet au conducteur de ne pas être surpris par le secondvirage.

I.3 - R ACCORDEMENTS A COURBURE PROGRESSIVE

La discontinuité de courbure lors du passage d’une droite à un cercle (ou d’un cercle à un autre dontles rayons différents sont inférieurs ou égaux au minimum admissible pour la vitesse de référenceadoptée) ne permet pas de satisfaire les conditions de confort et de sécurité exigées par l’usager. Parconséquent il y a lieu d’aménager, et cela chaque fois que besoin, la transition de l’un des élémentsà l’autre à l’aide d’un raccordement à courbure progressive.

Ce raccordement permet d’éviter les accidents par dérapage aux sorties des virages, parl’introduction progressive du dévers.

La vitesse de référence Vr est celle qui permet de définir les caractéristiques minimales

d'aménagement des points particuliers d'une section de route.

II - RECHERCHE DE TRACE

Pour réussir une bonne recherche de tracé, le concepteur doit disposer d’une carte ou un plan, dontl'échelle est connue, de la zone ou de la région traversée par la route dont on veut définir le tracé.Le relief local est représenté sur le document par des lignes de niveau.

Les autres contraintes autres que celles liées au relief sont portées sur la carte ce ui permet ainsi dedélimiter de fait "le couloir" dans lequel le tracé pourra s'inscrire.

Pour qu'un véhicule lourd puisse gravir les rampes en conservant une allure raisonnable et/ou ne pasdévaller les pentes à une vitesse telle que le conducteur ne puisse plus en être maître, il estnécessaire de respecter les valeurs limites réglementaires imposées pour les déclivités. La déclivitéest le quotient de la différence d'altitude par rapport à la distance horizontale qui existe entre deux

points de l'espace.

Une fois ces contraintes prises en comptes (déclivités maximales, couloirs, courbes de niveau), on peut commencer la conception en procédant comme suit :

On marque bien clairement les points de départ et d’arrivée de notre route. On calculeensuite la distance minimale qui permet de respecter les déclivités maximales entre courbs de

niveaux. Cette distance sera calculer en tenant compte du pas entre les courbes de niveau dela carte ou du plan.

Exemple : si l’équidistance entre courbes de niveau est de 1m et que la pente maximale est de

5%, alors la distance minimale sera de m20%5

m1= .

Avec un compas ou une règle gradué, on porte cette distance minimale entre les courbes deniveaux. On partira des deux points extrêmes jusqu'à la rencontre des deux tracés en suivantle couloir sans contrainte ou en essayant de se rapprocher au mieux de la direction principalerectiligne.

Il est évident qu’avec cette méthode, ou d’autres, plusieurs tracés sont possibles, le choix dumeilleur tracé est fait en fonction de l'importance qui sera accordée aux critères d'économie pourl'usager ou le nombre d'ouvrage d'impact, etc...


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III - CALCUL DU RAYON EN PLAN

L'essieu d'un véhicule dans une courbe relevée à l'inclinaison i se présente suivant le schéma ci-dessous:

Figure n° 3 - Equilibre des forces dans un virage

P : Le poids du véhicule ;

F : La force centrifuge produite ;

P1 et P2 : Les charges exercées sur chacune des lignes de roues du véhicule ;

i : L’angle que fait le plan de roulement par rapport à l’horizontale (dévers) ; f t : la réaction transversale qui maintien le véhicule sur sa trajectoire.

f t apparaît comme la fraction de l'accélération centrifuge que i ne compense pas mais qui estabsorbée par la déformation de la suspension et des pneumatiques du véhicule.

Vr km/h 40 60 80 100 120

f t 0,25 0,16 0,13 0,11 0,10

L’équilibre des forces permet d’écrire :

P sin i +f t (P1 + P2) = F cos i = icosR

mv2

P1 + P2 = P

P ( i + f t ) =R

mv2 P ( i + f t ) =

gR

Pv2 ( i + f t ) =

gR

v2R=

( )t

2

f ig

v

+

V étant en Km/h, cette relation devient:

( ) ( )t

2

t

2

2

f i127

V

f i81,936001000V

R +

=+

⎟ ⎠ ⎞⎜

⎝ ⎛ ×

=

III.2 - R AYON EN PLAN MINIMAL ABSOLU R HM

Dans la formule :( )t

2

f i127

VR

+= , on prend V = Vr avec un dévers associé, i=7 %, dévers absolu.

D'où le tableau suivant:

i

Un essieu du véhicule

R

mvF

2=

P2

P1

P=mg


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Vr km/h 40 60 80 100 120

f (t) 0,25 0,16 0,13 0,11 0,10

i(%) 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07

R Hm 40 120 240 425 665

Ainsi pour une route de catégorie donnée, il ne doit y avoir aucun rayon inférieur à R Hm.

III.3 - R AYONS EN PLAN R HN, R H'' ET R H'

R HN est le rayon minimal normal, le dévers est en général de 5 %

R H'' et R H' sont les rayons en plan aux dévers minima de 2,5 et 2 %.

Ces rayons sont calculés comme R Hm pour la vitesse Vr de chaque catégorie de route.

Les rayons compris entre R Hm et R H'' ou R H' sont déversés.

Tous les rayons entre R Hm et R H'' sont associée à des courbes de raccordement progressif.

On utilise, en général, des valeurs de rayons supérieures ou égales à R HN.

III.4 - R AYONS AU DEVERS NUL

C'est le rayon instantané qui correspond au profil en travers d'une chaussée dont la pentetransversale atteint 0 % (dévers nul).

Il sera nécessaire dans ces zones pour éviter la stagnation de l'eau de prévoir des déclivités de 0,5 à1 % du profil en long.

III.5 - TABLEAU RECAPITULATIF

Le tableau suivant permet de présenter les paramètres fondamentaux d’un aménagement routier enfonction des catégories de vitesse de référence.

Vitesse de référence (Km/h) Vr (Km/h) 40 60 80 100 120

T r

a c é e n p l a n

R a y o n e n p l a n

R H ( m )

Rayon minimal absolu (dévers associé 7%) RHm 40 120 240 425 665

Rayon au dévers minimal RHN (δ%) 120 (5) 240 (5) 425 (5) 665 (4) 1 000 (4)

Rayon au déversminimum de chaussée

BB (2,5 %) RH’’ (2,5%) 250 450 650 900 1 500

BC (2%) RH’’ (2%) 300 500 700 1 000 1 600

Rayon non déversé RH’ 400 600 900 1 300 1 800

Dévers maximal (%) 7 7 7 7 7

IV - CALCUL DE LA LONGUEUR D’UN TRACE EN PLAN

Par principe, la longueur du projet est la somme des distances horizontales cumulées à partir del'origine. Ces distances horizontales s’entendent comme les longueurs des alignements droits etcelles des raccordements circulaires. On y ajoutera, le cas échéant, les longueurs des raccordements

progressifs comme on le présentera dans le paragraphe suivant.

Soit le tracé en plan suivant :


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T1

T1' T2

T2'

A

B C

D

R 1 R

2

θ 1

θ 2

Une façon simple de connaître l'ordre de grandeur de la longueur de cet axe est la suivante : Sur le plan, on procède à un mesurage rigoureux de tous les alignements généraux tels que :

AB BC et CD.

On mesure également les angles entre ces alignements droits (notés A) tels que :θ1 et θ2 Connaissant les rayons de courbures tels que R 1 et R 2, on peut calculer complètements les

éléments caractéristiques des rayons de courbures:

θ π

/ 2

π / 2 − θ/ 2

B

T 1

T '1

M

O

- Les tangentes (T): ⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛ θ−

π===⇒⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ θ−

π==

22tgR 'BTBTT

22tg

R

'BT

R

BT 1111

1

1

1

1

1

- La distance du sommet à l’arc(B) : B=BM=OB-R= R

2sin

R −

θ

- Le développement du raccordement circulaire (D) : T1MT’1= R(π − θ)

Remarque : pour implanter complètement un raccordement circulaire, le concepteur doit fournir autopographe les éléments A R T B D définis plus haut.

La longueur de l’axe se calcul donc comme suit :

AT1=AB – BT1;

T1T’1= R(π − θ);

T’1T2=BC – (BT’1 + T2C) ; Etc.


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V - LES RACCORDEMENTS A COURBURE PROGRESSIVE

V.1 - LE DEVERS DANS LES COURBES EN PLAN

Dans les parties courbes d’une route, les véhicules subissent les effets de la force centrifuge(présentée plus haut). Pour compenser une partie de cette force, la chaussée est relevée versl’intérieur de la courbe avec une pente transversale appelée dévers.

Le dévers assure une bonne répartition du poids du véhicule sur la chaussée et donne au conducteurune impression sécurisante qui le dissuade généralement de « prendre la corde » d’un virage nonrelevé.

Le dévers est d’autant plus grand que la courbure est plus forte. Il est choisi en tenant compte desvitesses effectivement pratiquées.

Une courbe circulaire étant tracée avec un rayon unique, lorsqu’elle est déversée, le dévers doitrester constant dans toute la partie circulaire.

V.2 - LONGUEUR DES RACCORDEMENTS A COURBURE PROGRESSIVE

Le raccordement à courbure progressive a été défini plus haut. Nous nous proposons dans ce paragraphe de calculer la longueur de ces raccordements.

V.2.1 - Condition de gauchissement

La condition de gauchissement définit la variation normale de pente des bords de chaussée parrapport à celle de l’axe, résultant de l’introduction progressive des dévers.

La pente de chaque bord de chaussée ne s’écartera pas en valeur absolue de plus de 1% par rapport

à la pente du profil en long de la chaussée telle qu’elle serait sans le relèvement du virage.Pour une chaussée bidirectionnelle, nous avons la situation suivante :

Coupe longitudinale

D d 1

%

D d

Δ d

Coupe tranversale

L l

d

L : longueur minimale du raccordement à courbure progressive ;

l : largeur de la chaussée ;

Δd : variation de dévers de dévers en toit à dévers unique des deux versants.

d : dévers de la chaussée (pente transversale)

Dd=l × d L = dl100Dd100%1

Dd××=×=


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Dans le cas d’une chaussée unidirectionnelle, la pente est unique et on passe d’un dévers d à undévers d’. La variation est limitée 0,5%.

Coupe longitudinale

D d

D d

Δ d

Coupe tranversale

L l

d 0 . 5

%

d'

d et d’ sont respectivement le dévers de départ et le dévers d’arrivée.

Dd = l × (d-d’) L = ( )'ddl200Dd200%5.0

Dd−××=×=

V.2.2 - Condition de confort dynamique

Dans les virages, le véhicule subit les effets de la force centrifuge F=R

mv2 qui tend à faire sortir le

véhicule de sa trajectoire.

Cette force est partiellement compensée par le dévers à travers la portion du poids du véhicule qui

s’oppose au dérapage : mgi, i étant le dévers. Il subsiste donc la portion ⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ − gi

R

vm

2

qui est

dangereuse pour la stabilité du véhicule.

La condition de confort consiste à limiter la variation par seconde de ⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ − gi

R

v 2 à une fraction de

l’accélération g de pesanteur.

Si t est la durée du parcours du raccordement, il faut que :

K t

giR

v 2

≤

⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −

avec 10

gK 15

g≤≤

Si la vitesse est constante, t=v

L, L étant la longueur du raccordement. On peut donc écrire :

K

giR

vv

L

2

⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −

≥ pour K=n

g on peut écrire ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −≥ i

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Cours de Route 1