Actualisation de l’étude technique des travaux d ...

Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO

Tél. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : [email protected] - www.2ie-edu.org

ETUDE TECHNIQUE DES TRAVAUX D’AMENAGEMENT ET DE

PAVAGE DE DE LA VOIE DE L’EGLISE BAPTISTE

D’AGBALEPEDOGAN (998.63,) A LOME

MEMOIRE DE FIN D’ETUDE

POUR L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER EN INGENIERIE

DE L'EAU ET DE L'ENVIRONNEMENT

Option : Génie civil (Route et Transport)

------------------------------------------------------------------

Présenté et soutenu publiquement le 15/10/2014 par :

ATALI OUBOYA Imane

Travaux dirigés par :

Dr. Ismaïla GUEYE, Enseignant chercheur à 2IE,

Responsable pédagogique du Département de Génie Civil à 2IE.

AGBOTE Kodzo-Messan, Ingénieur Génie Civil, Directeur des études

à l’AGECET Ingénieurs-conseils.

Jury d’évaluation du mémoire :

Président de jury : Dr. Ismaïla GUEYE

Membres et jury : MINANE Rémy

HEMA Césaire

OUEDRAOGO Arnaud

Promotion 2013-2014

Actualisation de l’étude technique des travaux d’aménagement et de pavage de la voie de l’Eglise Baptiste

d’Agbalépédogan à Lomé

Mémoire de fin d’étude Master en Génie civil rédigé par ATALI OUBOYA Imane

Page i

DEDICACE

A mes parents, pour le sacrifice énorme consenti à ma formation. Puissiez-

vous trouver dans ce modeste travail, un motif de fierté ;

A toute la grande famille ATALI, pour leurs soutiens et encouragements ;

A Mlle BAKO Nabila, pour les encouragements perpétuels, le soutien

moral et la joie qu’elle m’apporte ;

A tous les promotionnaires avec qui j’ai partagé les joies et les inquiétudes au

cours de la formation ;

A tous ceux qui me sont chers.

Qu’ils trouvent dans ce travail l’effort que chacun a consenti




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REMERCIEMENTS

Louange à ALLAH, le Tout Miséricordieux, le Très Miséricordieux,

Merci encore une fois à ALLAH Le Tout Puissant de m’avoir donné la foi, la force et le

courage.

Je tiens à signaler toute ma gratitude à toutes les personnes physiques ou morales qui,

de près ou de loin, ont contribué à la réalisation de ce mémoire.

Qu’il me soit permis de remercier particulièrement :

Monsieur le Directeur General du 2IE, Pr. Hamadou Hama MAIGA, pour tout ce

qu’il a entrepris et entreprend pour nous étudiants du 2IE ;

Monsieur le Directeur General de AGECET-BTP Ingénieurs Conseils, M.

AKODENYON Koudjo, pour m’avoir accepté au sein de son bureau ;

Mes encadreurs, Dr. Ismaila GUEYE, mon Directeur de mémoire, et M.

AGBOTE Kodzo-Mensa, mon encadreur au sein de l’AGECET-BTP Ingénieurs

Conseils, pour leur entière disponibilité, leurs conseils et leurs éclaircissements ;

L’ensemble du personnel de l’AGECET-BTP Ingénieurs Conseils, pour leur

disponibilité, leurs conseils qui m’ont beaucoup aidé dans la réalisation de ce travail

et qui m’ont permis de travailler dans une excellente ambiance ;

Le corps professoral de l’Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de

l’Environnement (2IE) pour tous les enseignements reçus ;

Monsieur le Directeur de BANZAI-BTP, M. ATALI Tinaya, pour son soutien et ses

conseils ;

Tous mes amis et promotionnaires qui m’ont accompagné et soutenu dans cette

quête de la connaissance et de l’apprentissage de la vie sociale.




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RESUME

Le présent mémoire dont le thème : «Actualisation de l’étude technique des travaux

d’aménagement et de pavage de la voie de l’Eglise d’Agbalépédogan», concerne les travaux

de construction et d’aménagement de la voie de l’Eglise d’Agbalépédogan. Elle a constitué

ainsi à la réalisation d’une étude technique détaillée qui a abouti à l’établissement du dossier

de rapport d’étude technique actualisée. Les études techniques ont été conduites sur la base

des données topographiques, hydrologiques et hydrauliques recueillies par l’AGECET-

Ingénieur conseils. Les résultats issus des enquêtes de trafic organisées par le bureau et leur

comparaison à ceux émanant d’études antérieures dans les zones d’intervention du projet ont

permis de définir une classes de trafic T2. Les structures de chaussée ci-dessous ont donc été

proposées sur la base de portance S4, ce qui donna pour la chaussée, 20 cm de couche de

fondation, 15 cm de couche de base et 3cm de sable et 8cm de pavés, et pour les trottoirs

15cm de couche de base en sable silteux et 3cm de sable et 8 cm de pavés. La conception

géométrique s’est basée sur une vitesse de référence de 60km/h pour une route urbaine d’une

chaussée à deux voies. Le profil en long est conçu avec plusieurs rampes comprise entre

0.24% et 1.27%. Du tracé en plan, nous avons obtenu 73% d’alignement droit et 27%

d’alignement courbe sur tout le linéaire du tronçon d’étude. Sur la base des données

hydrologiques disponibles et des caractéristiques hydrauliques recensées, l’évaluation des

débits a été faite sur chaque secteur bien définit aux abords de la rue suivant une période de

retour de 10ans. Les sections de caniveaux ont été calculées et représentées sur les plans en

annexes. Il a été prévu la réévaluation des débits recueillis par le dalot au PK0+00, ce qui

nous amène au dimensionnement de dalot suivant une période de retour de 50 ans.

Après une étude d’impact environnemental, un devis quantitatif et estimatif a été élaboré, et

l’estimation du coût du projet est de Sept cent soixante un millions cent soixante-dix-sept

mille cinq cent deux (761 177 502) de francs CFA.

Mot clés : dimensionnement, étude, pavage,




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ABSTRACT

The present memory of which the theme: "Actualization of the technical survey of the

works of planning and pavage of the way of the church of Agbalepedogan", concern the

works of construction and planning of the way of the church of Agbalépédogan. Since the

previous studies since 2008, it proves to be important to make an actualization of the technical

survey in view of the realization of the project that must start in the days to come. It

constituted thus to the realization of a detailed technical survey that succeeded to the

establishment of the technical survey report file actualized.

The technical studies have been driven on the basis of the topographic data, hydrologic

and hydraulics collected by the AGECET-engineer advice.

The results descended of the traffic investigations organized by the office and their

comparison to those emanating previous studies in the zones of intervention of the project

permitted to define a classify T2 traffic. The structures of pavement have been proposed

below therefore on the basis of S4 lift, what gave for the pavement, 20 cm of foundation

layer, 15 cm of basis layer and 3cm of sand and 8cm of pavements, and for the sidewalks

15cm of basis layer in sand silt and 3cm of sand and 8 cm of pavements. The geometric

conception was based on a speed of reference of 60km/h for an urban road from a pavement

to two ways. The profile in long is conceived with several rails understood between 0.24%

and 1.27%. Of the tracing in plan, we got 73% of right alignment and 27% of alignment bend

on all the linear of the survey section. On the basis of the data available hydrologic and the

recorded hydraulic features, the assessment of the debits has been made well on every sector

defines on the outskirts of the street following one period back from 10ans. The sections of

gutters have been calculated and have been represented on the plans in appendices. He/it has

been foreseen the reappraisal of the debits collected by the scupper in the PK0+00, what

brings us to the dimensionality of scupper following one period back from 50 years.

After a survey of environmental impact, a quantitative and approximate estimate has been

elaborated. And evaluation of the cost of the project is of Seven hundred sixty a millions

hundred seventy-seven one thousand five hundred two (761 177 502) of CFA francs.

Key words: sizing; technical study; pavement




Page v

LISTE DES ABREVIATIONS

- AGETUR – Togo : Agence d’Exécution des Travaux Urbains ;

- AASHTO: American Association of State Highway and Transport Official;

- B.A.E.L : Béton Armé aux Etats Limites ;

- B.T : Basse tension ;

- B.V : Bassin Versant ;

- C.E.B.T.P : Centre Expérimental de Recherche et d’Etude du Bâtiment et de Travaux

Publics ;

- CITAFRIC : Agence de Développement Urbain et Municipal ;

- C.B.R: Californian Bearing Ratio;

- CEDEAO : Communauté Economiques Des Etats de l’Afrique de l’Ouest ;

- DGTP : Direction Générale Des Travaux Publics ;

- DGEA : Direction Générale de l’Eau et de l’Assainissement ;

- DGIEU : Direction Générale des Infrastructures et des Equipements Urbains ;

- DGTP : Direction Générale des Travaux Publics ;

- ELS : Etat Limite de Service ;

- ELU : Etat Limite Ultime ;

- ELU : Etat Limite Ultime ;

- LCPC : Laboratoire Central de Ponts et Chaussées ;

- LNBTP : Laboratoire Nationales du Bâtiment et de Travaux Publics ;

- NE : Norme Européenne ;

- NESE : Nombre d’essieu standard équivalent ;

- PK : Point Kilométrique ;

- RN : Route Nationale ;

- STCF : Société Togolaise des Chemins de Fer ;

- SETRA : Service d’Etudes Techniques des Routes et Autoroutes ;

- TDR : Termes De Référence ;

- TdE : Togolaise des Eaux ;




Page vi

- TMJA : Trafic Moyen Annuel ;

- IGN : Direction Générale de la Cartographie Nationale et du Cadastre

- RN : Route Nationale

- UEMOA : Union Economique et Monétaire Ouest-Africaine

- 2IE : Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement




Page vii

TABLE DES MATIERES DEDICACE .............................................................................................................................................. i

REMERCIEMENTS ............................................................................................................................... ii

RESUME ................................................................................................................................................ iii

ABSTRACT ........................................................................................................................................... iv

LISTE DES ABREVIATIONS ............................................................................................................... v

INTRODUCTION ................................................................................................................................... 1

I. PRESENTATION DU PROJET ..................................................................................................... 2

1.1. Contexte et justification ............................................................................................................... 2

1.2. Objectifs spécifiques ................................................................................................................... 3

1.3. Localisation du projet .................................................................................................................. 3

1.4. Résultats attendus ........................................................................................................................ 4

II. ETUDES DE BASE ........................................................................................................................ 5

2.1. Etudes topographiques ................................................................................................................ 5

2.1.1. Reconnaissance du terrain ............................................................................................... 5

2.1.2. Topographie ..................................................................................................................... 5

2.2. Le traitement des données et l’élaboration des documents graphiques ....................................... 7

2.2.3. Traitement des données au bureau................................................................................... 7

2.2.4. Report sur le fond de plan ............................................................................................... 7

2.2.5. Résultats obtenus ............................................................................................................. 8

2.2.7. Contenu du dossier topographique .................................................................................. 8

2.3. Etudes géotechniques .................................................................................................................. 8

2.4. Estimation du trafic ................................................................................................................... 10

III. ÉTUDES DE LA GEOMETRIE ROUTIERE .......................................................................... 12

2.2. Conception détaillée .................................................................................................................. 12

2.2.1. Etudes géométriques et routières détaillées ................................................................... 12

2.2.2. Catégorie de la route ...................................................................................................... 12

2.2.3. Profils en travers ............................................................................................................ 14

2.3. Validation et dimensionnement des chaussées et recommandations pour la mise en œuvre .... 15

2.3.1. Dimensionnement de la structure de la chaussée .......................................................... 16

2.3.2. Vérification et optimisation de la structure de chaussée par alize –lcpc ....................... 17

Conclusion : la condition étant vérifiée, alors nous approuvons la structure choisie. ........................... 18

2.4. Étude du terrassement ............................................................................................................... 18

2.4.1. Emprunt de matériaux de construction .......................................................................... 18




Page viii

IV. ETUDES HYDROLOGIQUES ET HYDRAULIQUES .......................................................... 20

4.1. Etudes hydrologiques ................................................................................................................ 20

4.1.1. Documents et outils de base .......................................................................................... 20

4.1.2. Etudes des bassins versants ........................................................................................... 20

4.2. Eudes hydrauliques .................................................................................................................... 23

4.2.1. Coefficient de ruissellement C ...................................................................................... 23

4.2.2. Pentes et vitesses ........................................................................................................... 23

4.2.3. Revanche ....................................................................................................................... 23

4.3. Étude hydraulique de la voie ..................................................................................................... 24

4.3.1. Caractéristiques hydrauliques ........................................................................................ 24

4.3.2. Drainage des voies ......................................................................................................... 25

4.3.3. Principes d’évacuation des eaux .................................................................................... 25

4.3.4. Dimensionnement hydraulique des caniveaux .............................................................. 25

4.3.5. Dimensionnement hydraulique du dalot ........................................................................ 28

V. DIMENSIONNEMENT STRUCTURAL DES OUVRAGES D’ASSAINISSEMENT............... 32

5.1. Dimensionnement structurel des caniveaux .............................................................................. 32

5.1.1. Hypothèse de calcul de caniveaux ................................................................................. 32

5.1.1.1. Norme et règlementation ........................................................................................... 32

5.1.1.2. Principe de calcul des efforts et sollicitations ........................................................... 32

5.1.2. Calcul des sections d’aciers ........................................................................................... 33

5.2. Dimensionnement structurel du dalot cadre .............................................................................. 34

5.2.1. Hypothèse de calcul de dalot ......................................................................................... 34

5.2.2. Normes et règlementations ............................................................................................ 34

5.2.3. Pré-dimensionnement des épaisseurs du dalot cadre ..................................................... 35

5.2.4. Caractéristiques générales du dalot cadre ...................................................................... 35

5.2.5. Principe de calcul des efforts et sollicitations ............................................................... 36

5.2.6. Résultats ........................................................................................................................ 36

VI. ETUDE DES AMENAGEMENTS SPECIFIQUES ................................................................. 38

VII. SIGNALISATION ROUTIERE ................................................................................................ 38

7.1. Signalisation horizontale ........................................................................................................... 38

7.1.1. Caractéristiques générales des marques ........................................................................ 38

7.1.2. Type de marques retenues pour notre projet : ............................................................... 39

7.2. Signalisation verticale ............................................................................................................... 39

VIII. ECLAIRAGE PUBLIC ............................................................................................................. 40




Page ix

Choix du luminaire et récapitulatif des éléments de l’éclairage public ................................................. 40

IX. ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL ......................................................................... 42

9.1. Cadre législatif et règlementaire ................................................................................................ 42

9.2. Etat actuel du site ...................................................................................................................... 42

9.3. Impact du projet sur l’environnement et atténuations préconisées ............................................ 43

X. ÉTABLISSEMENT DES AVANT-METRES, DES DEVIS QUANTITATIFS ET ESTIMATIFS

DES TRAVAUX ................................................................................................................................... 44

CONCLUSION ET RECOMMANDATION ........................................................................................ 46

BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................................ 48

ANNEXES : ......................................................................................................................................... 49

LISTE DES TABLEAUX

TABLEAU 1- RECAPITULATIF DES RESULTATS DES ESSAIS D’IDENTIFICATION ...................................... 9

TABLEAU 2- CLASSE DE TRAFIC SUIVANT LE GUIDE DU DIMENSIONNEMENT ....................................... 10

TABLEAU 3- CLASSE DE TRAFIC OBTENUE ............................................................................................ 11

TABLEAU 4- CATEGORIE DE LA ROUTE ................................................................................................. 13

TABLEAU 5- RECAPITULATIF DES PARAMETRES DE CONCEPTION DE LA ROUTE ................................... 14

TABLEAU 6- CARACTERISTIQUES DE LA VOIE ....................................................................................... 14

TABLEAU 7- GEOMETRIE DES AMENAGEMENTS .................................................................................... 15

TABLEAU 8- CLASSIFICATION DES SOLS SELON LA METHODE DU CEBTP ............................................ 15

TABLEAU 9- RESULTAT DES ESSAIS DE CBR......................................................................................... 16

TABLEAU 10- RESULTAT DU DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSEES ...................................................... 16

TABLEAU 11- CARACTERISTIQUES PHYSIQUE POUR LE CORPS DE CHAUSSEE ....................................... 17

TABLEAU 12- RESULTAT DE LA VERIFICATION DE LA STRUCTURE PAR ALIZE RESULTAT DE LA

VERIFICATION DE LA STRUCTURE PAR ALIZE ................................................................................ 18

TABLEAU 13- COEFFICIENTS DE MONTANA COEFFICIENTS DE MONTANA ............................................ 22

TABLEAU 14- CARACTERISTIQUES HYDRAULIQUES DES SOUS BASSINS VERSANTS ............................. 22

TABLEAU 15- CARACTERISTIQUES DU BASSIN VERSANT D’AGBALEPEDOGAN ................................... 24

TABLEAU 16- CARACTERISTIQUES HYDRAULIQUES DES SOUS BASSINS VERSANTS CARACTERISTIQUES

HYDRAULIQUES DES SOUS BASSINS VERSANTS ............................................................................. 26

TABLEAU 17- RESULTATS DE DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES DE DRAINAGE ............................... 28

TABLEAU 18- RESUME DES DIFFERENTES CARACTERISTIQUES DU DALOT ............................................ 31

TABLEAU 19- RECAPITULATIF DU FERRAILLAGE DU CANIVEAU ........................................................... 34

TABLEAU 20- CARACTERISTIQUES DU DALOT ....................................................................................... 35

TABLEAU 21- RECAPITULATIF DU FERRAILLAGE DU DALOT RECAPITULATIF DU FERRAILLAGE DU

DALOT ............................................................................................................................................ 37

TABLEAU 22- CARACTERISTIQUES DES MARQUES ................................................................................ 38




Page x

TABLEAU 23- RECAPITULATIF DES RESULTATS DE L’ECLAIRAGE PUBLIC RECAPITULATIF DES

RESULTATS DE L’ECLAIRAGE PUBLIC ............................................................................................ 41

TABLEAU 24- IMPACTS ET ATTENUATIONS PRECONISEES ..................................................................... 43

TABLEAU 25- RECAPITULATIF DE L’ESTIMATION DU COUT DU PROJET ................................................. 45

LISTE DES FIGURES FIGURE 1- LOCALISATION DU SITE DU PROJET. ........................................................................................ 4

FIGURE 2- PROFIL EN TRAVERS TYPE : CHAUSSEE SIMPLE .................................................................... 15

FIGURE 3- ILLUSTRATION DU CANIVEAU AVEC DALLETTE ................................................................... 33

FIGURE 4- ILLUSTRATION DES CHARGES SUR LE CANIVEAU ................................................................. 33

FIGURE 5- ILLUSTRATION DU DALOT POUR LE DIMENSIONNEMENT STRUCTUREL ................................ 36

FIGURE 6- ILLUSTRATION DU DALOT POUR LE DIMENSIONNEMENT STRUCTUREL ................................ 94

FIGURE 7- SYSTEME DE CHARGES ADOPTES POUR LE CALCUL DES SURCHARGES ................................ 96

FIGURE 8- SYSTEME DE CHARGES ADOPTES POUR LE CALCUL DES SURCHARGES ................................ 97

FIGURE 9- CHARGE APPLIQUEES SUR LE DALOT DOUBLE POUR LE CALCUL DES SOLLICITATIONS ........ 99




Page 1

INTRODUCTION

La route est un facteur important du développement. Dans les villes, l’accessibilité au centre-

ville est une condition fondamentale de l’efficacité économique de toute cité urbaine. Elle dépend

de la qualité du réseau, des accès routier, et des possibilités de stationnement, mais également la

qualité des services de transports. Ceci est particulièrement vrai pour la ville de Lomé ou les pôles

commerciaux et administratifs sont concentrés le long de la cote à l’extrême sud de la ville.

Soucieux de cela, le gouvernement togolais dans son programme de lutte contre la pauvreté des

populations urbaines a initié le Projet d’Urgence de Réhabilitation d’Infrastructures et des

Services Electriques (PURISE). Dans le cadre de ce projet, il a été prévu des travaux de bitumage

et de pavage de plusieurs rues de la ville de Lomé en occurrence la voie de l’Eglise Bapriste

d’Agbalépédogan.

Le présent mémoire de fin de formation pour l’obtention du diplôme de master en ingénierie de

l’eau et l’environnement, option Génie civil dont le thème est « l’actualisation de l’étude

technique des travaux d’aménagement et de pavage de la voie de l’Eglise baptiste

d’Agbalépédogan » constitue la phase consacrée à l’étude technique détaillée de voie. Il comporte

outre cette partie introductive, les volets à savoir :

une présentation du projet,

une étude de base,

une étude de la géométrie routière,

un dimensionnement de la structure de la chaussée

une étude hydrologique,

une étude hydraulique des ouvrages d’assainissement,

un dimensionnement structural des ouvrages d’assainissement,

une étude de l’éclairage public,

une étude d’impact environnemental et social,

un avant-métré et une estimation financière du coût du projet,

Enfin, une conclusion et recommandations.

Ce rapport est soutenu en annexe par des notes de calcul et les différents plans du projet.




Page 2

I. PRESENTATION DU PROJET

1.1. Contexte et justification

Dans le souci d’améliorer la situation socio-économique des populations de la République du

Togo, plusieurs initiatives ont été prises par le Gouvernement et des efforts substantiels ont été

faits. Ces initiatives visent à améliorer le revenu par habitant et le cadre de vie des populations.

Elles ont également pour objectif d’accroître les ressources financières des municipalités et leur

capacité organisationnelle et technique afin d’améliorer la qualité des services rendus aux

populations.

En effet, pendant longtemps, la population de Lomé a eu des difficultés de circulation compte tenu

du mauvais état des voies urbaines. L’aménagement des rues contribuera à assurer la qualité de la

circulation urbaine en évitant le retard des approvisionnements, le retard des travailleurs qui se

rendent à leurs lieux de travail respectif, et aussi la sécurité routière en évitant des accidents.

L’objectif, en aménageant les rues est d’améliorer les rendements des services ou entreprises et

des populations urbaines afin de lutter contre la pauvreté.

Au titre de ces initiatives, le Gouvernement de la République du Togo a reçu un financement

auprès de l’Association Internationale de développement (IDA)] sous forme de Don en vue de

financer le coût du Projet d’Urgence de Réhabilitation d’Infrastructures et des Services Electriques

(PURISE).

Dans le cadre de l’exécution de sa mission, l’AGETUR-Togo (Agence d’Exécution des Travaux

Urbains), Maître d’Ouvrage Délégué (MOD) a confié, après un appel d’offres : la mission

d’élaboration des études techniques détaillées, surveillance et contrôle des travaux

d’aménagement et de pavage de la rue Zooti, de la bretelle de Totsi et de la voie de l’Eglise

Baptiste d’Agbalépédogan à Lomé au groupement de bureaux d’Ingénieurs Conseils AGECET-

BTP et AUXI-BTP.

La mise en œuvre de cette mission permettra à l’AGETUR-Togo de s’assurer que les études et les

travaux sont exécutés suivant les normes et règles de l’art en respect des normes

environnementales et sociales.

Par ailleurs, vu que les études techniques faites ont duré de quatre ans, il s’avère important de faire

une actualisation de l’étude étant donné que, le trafic de l’année de mise en service aurait changé




Page 3

avec un coefficient d’augmentation annuelle du trafic estimé à 5.1% en 2011. Ce qui nous amène à

envisager une actualisation des études afin de vérifier les résultats des études antérieures et

permettre aux entreprises de bien réaliser les travaux.

Le lot qui concerne notre mémoire est le lot 3 qui suppose les travaux de pavage de la voie de

l’Eglise Baptiste d’Agbalépédogan et ici il s’agit d’une étude technique neuve à faire.

1.2. Objectifs spécifiques

Ce projet vise les objectifs suivants :

réhabiliter, restaurer et étendre l’accès des populations de Lomé aux services

d’infrastructures urbaines ;

améliorer la mobilité urbaine et l’accès à des zones périphériques de Lomé ;

la participation à la lutte contre la pauvreté, en ciblant les interventions dans les quartiers

les plus défavorisés et en participant à la promotion de l’emploi par le recours à des

travaux de haute intensité de main-d’œuvre.

1.3. Localisation du projet

Le projet, dans sa globalité est localisé dans la ville de Lomé. La voie de l’Eglise Baptiste

d’Agbalépédogan est localisée dans le quartier d’Agbalépédogan non loin de la gare routière. Elle

est située entre la voie pavée de la gare routière d’Agbalépédogan et la Mission catholique

d’Agbalépédogan. Cette rue de 9m de chaussée à deux voies et 2m de trottoir de part et d’autre est

longue de 998,63 m. une partie de cette voie longe les rails et fait face au service du Laboratoire

National des Bâtiments et travaux Publics (LNBTP).




Page 4

Figure 1- localisation du site du projet.

1.4. Résultats attendus

A l’issu de cette étude et conformément aux termes de références, il est impératif de ressortir

les résultats suivants :

une étude géotechnique et structurelle de la chaussée ;

une conception géométrique de la route ;

une étude des ouvrages d’assainissement

une signalisation routière

un dimensionnement sur l’éclairage public ;

une étude d’impact environnemental ;

et un devis quantitatif et estimatif du projet.




Page 5

II. ETUDES DE BASE

2.1. Etudes topographiques

2.1.1. Reconnaissance du terrain

Une équipe dirigée par le Chef de Mission a visité les zones du projet. La reconnaissance

préliminaire a permis d’apprécier :

l’envergure du projet,

la topographie générale du terrain,

les emprises disponibles,

la nature des sols,

les différents exutoires possibles,

les tracés réels envisageables,

les contraintes du terrain et de rechercher les options d’amélioration du tracé existant.

Il a été constaté que les zones traversées par cette rue est fortement urbanisée et présente un relief

accidenté caractérisé par de fortes pente allant jusqu’à 1,3%. De façon générale les sols sont de

nature sablonneuse et deviennent argileux par endroits.

2.1.2. Topographie

Les différentes phases de cette étude sont :

La polygonation,

Les levés de détail,

Le traitement des données et l’élaboration des documents graphiques,

La précision des éléments d’implantation de l’ouvrage.

2.1.2.1. Polygonation

Une équipe dotée d’une station totale Powerset 3010 de Sokkia a procédé à la mise en place d’une

polygonale de base servant d’ossature aux levés de détails. La polygonale a été observée à la

station totale et au distance-mètre à infra-rouge. Les angles horizontaux ont été observés deux fois,

ainsi que les distances, l’une en « coup avant », et l’autre en « coup arrière ». Chaque angle

zénithal est pris quatre fois, deux fois en « coup avant » à 100 grades avec contrôle de marche sur

une somme et deux fois en « coup arrière » de la même façon.




Page 6

Des bornes parallélépipédiques en béton ont été implantées à chaque sommet de la polygonale de

manière à ce qu’elles soient bien visibles. Elles ont été nivelées à l’aide d’un niveau automatique

de précision de type NAK2.

Le système de coordonnées de la polygonale de base a été rattaché au système général de

nivellement de l’IGN.

2.1.2.2. Les levés de détails

Les levés de détails ont porté sur les levés d’études tout au long des rues et sur toute l’emprise des

voies. Les travaux ont été matérialisés par un levé tachéométrique d’ensemble au 1/5000ème

et le

nivellement des profils en travers et des points singuliers.

L’équipe topographique a réalisé les levés suivants :

2.1.2.3. Levés planimétriques

Toute l’emprise de la voie a été levée à la station totale suivant chaque 25 mètres.

Levé altimétrique

Deux équipes de nivellement direct ont fait le levé altimétrique qui a consisté au nivellement des

bornes et du terrain naturel.

Nivellement des bornes

Un nivellement direct en un aller et retour a été effectué sur toutes les bornes implantées.

Levé du terrain naturel

Le terrain naturel a été levé tous les 25 m, sur toute l’emprise. Tous les ouvrages existants et les

entrées des habitations riveraines ont été également levés.

Profil en travers

Les profils en travers ont été levés en moyenne tous les 25 m, sur une largeur transversale

suffisante. Tous les points de profils en travers ont été nivelés pour permettre un calcul assez

précis des volumes de terrassement (remblais et déblais). Il a été levé une moyenne de 5 à 10

points par profil.




Page 7

Points singuliers

Les points singuliers du tracé tels que les zones marécageuses et les ouvrages existants ont fait

l’objet d’un levé tachéométrique permettant un report du levé à l’échelle graphique du 1/5000ème

.

Précision des levés

Les levés ont été rattachés au système général de nivellement de l’IGN (repère IGN cote 3,628 m).

L’ensemble des levés topographiques a été exécuté avec une précision planimétrique de 16 dmg

pour les angles et de 1 cm/km pour les distances.

Toutes les bornes ont été levées en nivellement direct avec une précision de 1cm/km.

2.2. Le traitement des données et l’élaboration des documents graphiques

2.2.3. Traitement des données au bureau

Le traitement des données est fait à l’aide de moyens informatiques tels que le logiciel Powerset,

tandis que les plans ont été générés et traités à l’aide du logiciel AutoCAD.

2.2.4. Report sur le fond de plan

Le consultant a procédé au report de toutes les informations relevées sur le terrain sur un fond

de plan à l’échelle du 1/5000ème

, notamment :

les points d’axes de la polygonale,

les points des profils en travers perpendiculairement à l’axe de la polygonale,

les bornes de repérage,

les cotes altimétriques (bornes et points des profils en travers),

les coordonnées planimétriques,

les ouvrages existants (eau potable, électricité, téléphone, ouvrages d’assainissement, etc.)

les entrées des habitations riveraines.

les regards existants,

les rues,

les limites des parcelles du terrain (hangars, terrasses, arbres, avaloirs, garages, etc.)

autres détails permettant une bonne compréhension des levés effectués.




Page 8

2.2.5. Résultats obtenus

Au regard des TDR, l’étude topographique menée sur le terrain a permis :

la mise en place d’une polygonale de base sur laquelle a été réalisé l’ensemble des levés

topographiques ;

le report des informations recueillies sur terrain en coordonnées x, y, z (terrain naturel,

sommets de la polygonale, courbes de niveau, ouvrages existants, l’entrée des habitations

riveraines, etc.) ;

levé de détails au niveau des traversées des agglomérations, des carrefours et points

particuliers identifiés au cours de l’APS ;

recollement des réseaux existants.

L’ensemble des résultats figure sous forme de plans en annexes au rapport.

2.2.7. Contenu du dossier topographique

Le dossier topographique contient :

Plan d’ensemble à l'échelle 1/5000è,

Tracé en plan au 1/5.000è comprenant l’état des lieux,

Profil en long au 1/500è (longueur) et au 1/50è (cote) du terrain naturel.

Profil en travers au 1/500è (longueur) et au 1/50è (cote) du terrain naturel.

2.3. Etudes géotechniques

Sous la supervision de l’ingénieur géotechnicien, le Consultant a procédé aux activités

suivantes:

La reconnaissance préliminaire des sols de la plate-forme ;

Pour cette activité, la reconnaissance des sols a consisté en la réalisation d’essais de laboratoire

concernant les échantillons intacts prélevés sur les sites. Il s’agit de :

- l’analyse granulométrique ;

- l’essai Proctor;

- les essais de limites d’Atterberg ;

- l’essai CBR ;

- la teneur en matières organiques.




Page 9

A ces essais s’ajouteront ceux complémentaires réalisés par les entreprises en vue d’une meilleure

appréciation de l’état géotechnique avant la mise en place des ouvrages projetés.

Les résultats de la campagne d’essais géotechniques menée au cours de cette phase d’étude par le

LNBTP sont présentés dans le tableau suivant :

Tableau 1- Récapitulatif des résultats des essais d’identification

La recherche des gîtes de matériaux d’emprunt et des carrières de roches massives

Deux volets seront identifiés pour cette activité avec les opérations suivantes :

carrières de roche massive et agrégats

- essais Los Angeles

- essais Micro-Deval

Gîtes de matériaux pour remblais et matériaux latéritiques (pour couches de chaussée).

- prélèvement d’échantillons

- essais Proctor – CBR

- essais d’identification : analyse granulométrique complète, limites d’Atterberg (LL, IP),

densité sèche, etc…

Les brigades effectueront au minimum trois (03) prélèvements par carrière ou gîte.

Profil de

sondage

Profondeur

(cm)

Dénomination

visuelle de

l'échantillon

PROCTOR

CBR à 4

jours

d'imbibition

Limite

d'Atterberg

Analyse

granulométrique

ƔOPM WOPM

(%)

CBR

à 95% de

l’OPM

LL IP Passant 80 µm

PK0+075 0 - 80

Sable peu

argileux 2,06 8,0 50 21 7 12

PK0+250

0 - 25 Latérite 2,18 8,8 72 28 11 18

25 - 70

Sable argileux

rouge 1,78 9,0 35 19 6 25

PK0+600

0 - 45 Sable argileux 1,96 10,3 30 20 7 19

45 - 75 Sable silteux 1,93 11,50 41 16 6 19




Page 10

2.4. Estimation du trafic

Le comptage de trafic effectué dans le cadre de la présente étude a donné les résultats

prévisionnels de trafic actuel. Des calculs ont été effectués pour estimer le trafic à l’année de mise

en service des rues soit en 2015. Il a été pris en compte les taux de croissance pour chaque type de

véhicule et des effets de trafic induit.

Les classes de trafic ont été calculées à partir du trafic poids lourd estimé à la mise en service de la

voie.

Les études antérieures avaient estimé un trafic poids lourds qui est de 107 pour l’année de mise en

service en 2011.

Dans le cadre de notre étude, l’année de mise en service est fixée en 2015. Donc nous allons

calculer le Volume du Trafic poids lourds qui sera atteint en 2015 (TPL2015) par la formule

suivante :

TPL2015 = TPL2011 x (1+i)n-1

TPL2011= nombre d’essieux standards à l’année 2011

i = taux de croissance du trafic = 5,1%.

n= nombre d’année qui est de 4ans

Application numérique

TPL2015 = 107 x (1+0.051)4-1

TPL2015 = 125 poids lourds.

Donc, à l’année de mise en service en 2015, le volume du trafic Poids lourds serait de 125 poids

lourds.

Le guide de dimensionnement utilisé pour la présente étude définit comme suit les classes de

trafic :

Tableau 2- Classe de trafic suivant le guide du dimensionnement

Classe de trafic NESE

T1 < 5. 105

T2 5.105< et < 1,5. 10

6

T3 1.5.106< et < 4. 10

6

T4 4.106

< et < 2. 107

Il s’agit du volume de trafic poids lourd déterminé sur la base des trafics normaux et induits ; ce

volume est projeté sur la durée de vie de la rue (20 ans) avec un taux de croissance moyen annuel

pris égal à 5,1%. Le nombre d’essieux standards équivalents est calculé au moyen de la formule de

Liddle ci-après :




Page 11

NESE = TMJA2015 * a* 365 * [((1+i)n-1

–1)/ i ]*b

NESE= nombre d’essieux standards à l’année de mise en service en 2015

i = taux de croissance du trafic = 5,1%

a = coefficient d’équivalence (1,2); il résulte des coefficients d’agressivité des véhicules

relevés sur le réseau routier togolais.

b = coefficient de répartition transversale pris égal à 0,50


Données de base : TMJA = 125

i = 5,1%

a = 1,2

b = 0,50

n = 20 ans

On aboutit à T2035 = 911 128 essieux standards au lieu de 722 779 prévus en 2030.

Classe de trafic

Au terme des calculs, les nombres d’essieux standards équivalents de 13 tonnes est de 9,1x105

EE, ce qui est compris entre 5x105 EE et 1,5x10

6 EE, donc ce trafic appartient à la classe T2.

DESIGNATION

Trafic PL

Trafic PL

actualisé Trafic Poids Lourds à la mise en

service 107 125

Nombre d'essieux standards

équivalents 722 779 911 128

CLASSE DE TRAFIC T2 T2

Tableau 3- Classe de trafic obtenue

Conclusion : Nous constatons après analyse de ces résultats que, le trafic a augmenté mais la

classe reste la même. Ainsi, nous retiendrons pour le dimensionnement un trafic de classe T2.




Page 12

III. ÉTUDES DE LA GEOMETRIE ROUTIERE

2.2. Conception détaillée

2.2.1. Etudes géométriques et routières détaillées

Nous avons procédé à :

- à la conception de l’axe en plan et à l’amélioration du tracé ;

- à la vérification et la validation de l’axe sur terrain et par rapport aux normes du projet ;

- au traitement des données de terrain et à la création du module numérique pour la précision

des données notamment après interpolation des profils en travers courants qui seront imposés

au niveau des points levés;

- au calage de la ligne rouge et à l’établissement du profil en long ;

- à la vérification et à l’optimisation des quantités de terrassements ;

- à l’adaptation des profils en travers courants aux passages particuliers (caniveaux,

agglomérations, marché, église, etc.)

2.2.2. Catégorie de la route

Il s’agit de voies d’accès aux quartiers périphériques de la ville de Lomé destinées à

favoriser la mobilité urbaine en toutes saisons. Les voies seront conçues de manière à assurer la

sécurité quotidienne des usagers et à offrir des conditions de confort adéquat.

Au vue de ces hypothèses il a été choisi les paramètres d’une route de troisième (3ème

) catégorie

pour concevoir les rues objet de la présente mission. Les caractéristiques utilisées sont définies

dans le tableau ci-dessous :

Norme d’aménagement de la voie

Vitesse de référence Vr=60km/h

Dévers maximal 7%

Rayon horizontal

- minimal absolu 120 m




Page 13

La formule approximative qu’on utilise pour déterminer le rayon de courbure minimum est la

suivante :

R = rayon de la courbe (m)

R = )(127

2

fd

v

où v = vitesse (km/h)

d = dévers (m/m)

f= coefficient de frottement latéral des pneus : le coefficient de frottement utilisé pour les virages

des carrefours varie de 0,17 à 0,32 lorsque la vitesse passe de 60km/h à 25km/h.

En prenant f=0.17 et d=0.07 R=118,11m, valeur arrondie à 120m - minimal normal 240 m

Rayon vertical

- Chaussée bidirectionnelle en angle saillant : 4500 m

- Route à deux voies en angle rentrant (avec visibilité de freinage

garantie)

6500 m

Longueur de freinage d=V²/100=36 m

Distance de visibilité de dépassement

- Minimal 250 m

- Normal 350 m

Longueur de redressement 31,5 m

- Pour adoucir la conduite dans les virages, nous avons opté pour l’insertion des spirales entre les

courbes circulaires et les alignements droits. Ces raccordements circulaires tiennent compte de la

distance de redressement Dr, et de la longueur de transition Lt calculées par les formules :

Dr= l*dmax/(2*0,01) telle que l=largeur de chaussée et dmax=dévers maximal

En considérant la largeur de chaussée de 9 mètres, il vient : Dr=9x0.07/(2x0.01)=31.5m

Les conditions de l’ICTAAL et de l’ARP donnent la longueur de transition :

Lt= min (6R0.4

; 67m) = min (6 x 120 0.4

; 67m)= 40,72m

Tableau 4- Catégorie de la route

Les paramètres utilisés pour concevoir la route sont récapitulés dans le tableau suivant :




Page 14

Récapitulatif des paramètres de conception de la route

VR Long. de

redressement

Longueur de Transition ou

Spirale RAYON

Dévers

dmax

RIPAGE

L²/(24R)

Paramètre

de la

clothoïde

Km/h L*dmax/(2*0,01)

Longueur de

gauchissement

Condition de

confort

ARP ou

ICTAAL

min

(6R0,4;67m)

A

60 31,5

32,30 40,72 120

0,7

0,58 69,90

18,68 46,81 170 0,54 89,21

13,78 49,95 200 0,52 99,95

7,37 55,48 260 0,49 120,10

4,52 58,75 300 0,48 132,76

1,43 63,19 360 0,46 150,83

27,15 42,69 135 0,56 75,91

-4,08 67,00 560 0,33 193,70

-174,32 43,31 140 0,56 77,87

Tableau 5- Récapitulatif des paramètres de conception de la route

2.2.3. Profils en travers

Les travaux d’aménagement et de pavage de la voie seront réalisés conformément aux

caractéristiques déjà définies par les termes de référence. La voie présente les caractéristiques ci-

dessous définies :

Origine Voie pavée de la gare routière nord

Fin Mission Catholique d’Agbalépédogan

Longueur 998,63 ml

Largeur à aménager 9,00 ml

Emprise de la voie - 17 à 18 ml

- Section parallèle aux rails 49 à 63ml

Profil en travers Deux versants à 3,5%

Longueur et type de caniveau 2728 ml de caniveau rectangulaire, section variable

Autres spécificités La rue est à deux chaussées 2 x 4,50 m chacune.

Tableau 6- caractéristiques de la voie




Page 15

Désignation Largeur de

chaussée (m)

Largeur

de trottoir

(m)

Assiette de

la voie (m)

Pente

transversale

Emprise (m)

Aménagement de la

voie

9 2.5 14 3.5% 17

Tableau 7- Géométrie des aménagements

Les bandes cyclables sont disposées dans les deux sens, et ont une largeur de 1,50m. Elles sont

séparées de la chaussée par une signalisation horizontale.

Les trottoirs sont également disposés dans les deux sens, mais sont surélevés de 12 cm par rapport

aux bandes cyclables ou arrêts-taxis.

3.5%2%

PAVE 11cm

PAVE 8cm

Lit de sable 3cm

3.5%

Couche de base en sable silteux 15 cmCouche de base en

sable silteux 15 cm

Profil en travers type

4.5m4.5m2.00m6m à 8m 2.00m 6m à 8m

Couche de fondation en sable silteux 20 cm

rive

rain

s

rive

rain

s

25.00m à 28.00m

r=20

r=20

Figure 2- Profil en travers type : chaussée simple

2.3. Validation et dimensionnement des chaussées et recommandations pour la mise en

œuvre

L’étude s’est basée sur la classification des sols qui est la base de dimensionnement

habituellement retenue dans la sous-région. Cette classification provient du guide de

dimensionnement des chaussées pour les pays tropicaux créé par le CEBTP français.

.

CLASSE DE SOL PORTANCE

S1 CBR < 5

S2 5 < CBR < 10

S3 10 < CBR < 15

S4 15 < CBR < 30

S5 CBR > 30

Tableau 8- Classification des sols selon la méthode du CEBTP




Page 16

2.3.1. Dimensionnement de la structure de la chaussée

Les travaux géotechniques et d’essais de laboratoire mené dans le cadre du projet a donné des

valeurs de CBR comprise entre 30 et 72. Ce qui donne une classe de sol de plate-forme S5.

Désignation Valeur du CBR Classe de sol de plate-forme

Rue de l’église Baptiste-

Agbalépédogan 30 à 72 S5

Tableau 9- Résultat des essais de CBR

Conclusion : pour une question de sécurité et suivant les exigences du projet qui préconise une

chaussée durable, nous nous convenons de prendre la classe de portance inférieure pour assurer

une résistance suffisante à la structure. Ainsi nous allons considérer pour le dimensionnement de

la chaussée une classe de type S4.

Le catalogue de dimensionnement des chaussées en zones tropicale et équatoriale du CEBTP

prévoit les épaisseurs de corps de chaussées ci-dessous s’agissant d’un revêtement en pavé

autobloquant de 11 cm d’épaisseur pour le couple T2 et S4.

- 20 cm de couche de fondation en graveleux latéritique naturel,

- 15 cm de couche de base en graveleux latéritique naturel.

Conformément au cahier des spécifications techniques les sols d’assise du projet peuvent servir de

plate-forme de chaussée. Il faut rappeler que ce projet fait l’objet d’un revêtement pavé en béton

de 11cm d’épaisseur.

Dans ces conditions le logiciel Alizé-Lcpc basé sur les méthodes rationnelles a permis d’optimiser

les épaisseurs de la chaussée dont les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous :

Désignation Classe de

trafic

Classe de sol

de plate-

forme

Corps de chaussée Epaisseur

(cm)

Dimensionnement de

la chaussée T2 S4

Couche de

fondation 20

Couche de base 15

Tableau 10- Résultat du dimensionnement des chaussées

Les matériaux constituant la couche de fondation seront des graveleux latéritiques ou des sables

silteux de caractéristiques géotechniques minimales suivantes :

- Teneur en matière organique inférieure à 0,5 % ;




Page 17

- Indice de plasticité IP inférieur ou égal à 15 ;

- Pourcentage d’élément passant au tamis 0,08 mm inférieur ou égal à 20 ;

- Refus à 40 mm égal à 0 % à la mise en œuvre pour la couche de fondation ;

- Refus à 30 mm égal à 0 % à la mise en œuvre pour la couche de base ;

- Indice portant CBR, après 96 heures d’imbibition à 95 % de la densité sèche de l’Optimum

Proctor - Modifié, supérieur ou égal à 35 pour la couche de fondation et à 60 pour la

couche de base.

2.3.2. Vérification et optimisation de la structure de chaussée par alize –lcpc

Pour valider la structure choisie, certaines vérifications s’avèrent nécessaires. Ces vérifications

faites à l’aide du logiciel ALIZE-LCPC pour éviter les risques d’orniérage, concerne la

déformation verticale à la surface du sol support et des couches non traitées ( ) , mais également

les essais de fendage et d’absorption d’eau é partie de la norme européenne EN1338 sur les pavés.

La modélisation de la chaussée pour les calculs mécaniques selon la démarche du

dimensionnement rationnel s'appuie sur la représentation de la structure par un massif

multicouche à comportement élastique, isotrope et linéaire. Les paramètres mécaniques à entrer

dans le logiciel sont : l’épaisseur H, le module de Young E du matériau, le coefficient de poisson

υ du matériau, les conditions d’interface au sommet et la base des couches caractérisant le

type de liaison avec les couches adjacentes supérieures et supérieures.

Les données à considérer pour la vérification sont les données du trafic et les paramètres

physiques des matériaux. En rappel, de l’étude du trafic, le nombre de poids lourds par jour et par

sens de circulation est de . Le taux d’accroissement du trafic est géométrique de 5.1%.

Les paramètres physiques des matériaux sont dans le tableau ci-dessous :

Epaisseur H

en m

Module de

Young E en

Mpa

coefficient de

poisson υ

Température

équivalente en °C

Nature

des

interfaces

Pavé en béton 0.11 35000 0.25 30

Graveleux latéritique

ou sable silteux

0.15 600 0.35 30 Collée

Graveleux latéritique

ou sable silteux

0.20 600 0.35 30 Collée

Tableau 11- caractéristiques physique pour le corps de chaussée

Les résultats de calcul de la structure choisie sont récapitulés dans le tableau ci-dessous.




Page 18

Déformations

Epsilon Z(µdef)

Valeurs calculées 183,6

Valeurs admissibles 747,1

Condition vérifiée OK

Tableau 12- Résultat de la vérification de la structure par Alizé Résultat de la vérification de la structure par Alizé

Conclusion : la condition étant vérifiée, alors nous approuvons la structure choisie.

2.4. Étude du terrassement

Le terrassement a été conçu pour que la ligne rouge du projet fini soit au plus haut niveau du

terrain naturel actuel. Toutefois il est admis quelques centimètres de remblai.

De toute évidence les zones inondables qui ne seront pas des exutoires seront remblayées. Le

principe directeur est de faire en sorte que les seuils des maisons soient toujours plus hauts que la

route pour que le drainage des eaux se fasse des maisons vers la route et non le contraire. Les

matériaux extraits des zones de déblai seront réutilisés pour les zones de remblais.

Les zones qui ont reçu des ordures seront purgées jusqu’au bon sol et seront remplacées par des

sols convenables.

2.4.1. Emprunt de matériaux de construction

Les matériaux naturels de construction n’ont pas fait l’objet d’une recherche spéciale étant donné

que cela a été effectué dans le cadre des études similaires et que les gisements sont encore en

exploitation. Nous présentons ci-après les origines des différents matériaux.

Matériaux de remblai

Ces matériaux proviendront des déblais du terrassement. Au cas où les déblais avoisinants ne

seraient pas appropriés, il sera approvisionné du sable silteux.

Matériaux de chaussée

Les matériaux de chaussée, aussi bien que la couche de fondation et celle de base, seront

constitués par le sable silteux. Ils proviendront des emprunts d’Agbata, d’Akétopé et de Sanguéra.

Ils doivent avoir comme caractéristiques :

o pourcentage de fines passant au tamis 80 microns inférieur ou égal à 20,

o un CBR supérieur ou égal à 30 à 95% de l’OPM à 4 jours d’imbibition.

Les résultats d’essais géotechniques réalisés sur les rues se présentent comme suit :




Page 19




Page 20

IV. ETUDES HYDROLOGIQUES ET HYDRAULIQUES

L’étude hydrologique et hydraulique a pour objet d’assurer la protection de la voie contre les eaux

de ruissellement en préconisant des amorces de caniveaux dans la rue attenante et un bon

assainissement longitudinal.

Dans le cadre des travaux de la voie de l’Eglise baptiste d’Agbalépédogan, cette étude a consisté

à :

Faire l’inventaire des ouvrages existant et vérifier leur section hydraulique ;

identifier tous les bassins versants concernés par l’ouvrage ;

évaluer les débits de ruissellement ;

définir un plan de drainage des eaux superficielles ;

déterminer les sections de caniveaux en fonction des débits de crues adoptés.

4.1. Etudes hydrologiques

4.1.1. Documents et outils de base

En plus des informations recueillies sur le terrain, les documents et outils ci-après ont servi de

base pour l’étude hydrologique :

- Le plan de drainage de la ville de Lomé (SGI-SOTED AFRIQUE-HYDRO RD, 2003) ;

- Les images satellitaires de Google Maps ;

- Les données pluviométriques de la station de l’Aéroport de Lomé (Direction de la

Météorologie Nationale du Togo) ;

- Le progiciel Calcul Hydro.

4.1.2. Etudes des bassins versants

L’examen des plans d’ensemble et l’exploitation des renseignements collectés sur le terrain ont

permis d’identifier deux exutoires disponibles. Il s’agit de :

- Des collecteurs sur la voie pavée de la gare d’Agbalépédogan.

- Du bassin de rétention à aménager et équiper de station de pompage

Les sous-bassins sont matérialisés sur la carte du Plan Directeur d’Assainissement de Lomé en




Page 21

annexe.

Il existe plusieurs méthodes pour dimensionner les ouvrages d’un système de drainage, mais nous

utiliserons, la méthode rationnelle applicable aux petits bassins versants dont la superficie ne

dépasse pas 4km².

Le débit à l’exutoire du bassin est déterminé par la formule suivante :

Q = 0.278 CIA

C = coefficient de ruissellement qu’on suppose uniforme sur le petit

bassin considéré et pendant la durée de l’averse,

A = superficie drainée à l’amont du point de calcul en km2,

I = intensité moyenne de la pluie d’une durée égale au temps de

concentration en mm/h.

Q = débit à l’exutoire en m3/s

Le débit maximum est obtenu pour une durée égale au temps de concentration Tc.

Le temps de concentration Tc est calculé à partir de la formule de Kirpich :

Où :

- Tc est le temps de concentration en mn

- ΔH est la dénivelée en m

- L est le chemin hydraulique en m

Convenons de retenir une période de retour de 10ans, largement admissible pour les centres ville

et sans contrôle d’inondation.

Les paramètres a et b de Montana permettent de déterminer l’intensité de pluie suivant la relation

existant entre le temps de concentration Tc du bassin versant et l’intensité.




Page 22

Les coefficients a et b valables pour la ville de Lomé et les périodes de retour sont résumés

dans le tableau ci-dessous :

Paramètres Période de retour

2 ans 5 ans 10 ans

a 3 5,44 8.5

b 0,4

Tableau 13- coefficients de Montana coefficients de Montana

L’intensité de l’averse est déterminée par la formule suivante :

Où :

- I est l’intensité de l’averse en mm/mn


Sous bassins

versant SBVn°

Ai (Aire du

sous bassin)

Km²

Longueur

(m)

Dénivelée 𝜟H

(m) Tc (mn)

Intensité i

(mm/h)

Rue de l’église baptiste d’Agbalépédogan

SBV1 0,0149 150 0,45 8,28 175,1249

SBV2 0,0142 145 0,45 7,97 177,8773

SBV3 0,0172 150 1,29 5,55 205,5271

SBV4 0,0207 200 1,86 6,73 190,3503

SBV5 0,0217 200 2,6 5,92 200,292

SBV6 0,0152 150 0,6 7,43 182,9526

Tableau 14- Caractéristiques hydrauliques des sous bassins versants




Page 23

4.2. Eudes hydrauliques

Le dimensionnement des ouvrages est fait sur base de la formule de Manning–Strickler qui s’écrit

ainsi qu’il suit :

Q= KxSxR2/3

xP1/2

Avec :

K = coefficient de rugosité

S = section mouillée

R = rayon hydraulique

P = pente du caniveau

4.2.1. Coefficient de ruissellement C

Le coefficient de ruissellement dépend du type du sol, son état, sa pente et son occupation.

Les valeurs de base du coefficient de ruissellement, sont déterminées à partir des résultats

d’études précédentes concernant Lomé. Une pondération a été effectuée pour chaque cas en vue

de tenir compte du type d’occupation, couvert végétal, zones bâties, terrains vagues etc.

S’agissant d’une zone urbaine, comme Agbalépédogan, nous retiendrons C=0,60.

4.2.2. Pentes et vitesses

Les pentes des caniveaux sont pour la plupart proches de celles du terrain naturel. Elles ont

été adoptées car elles permettent d’avoir des vitesses d’écoulement nécessaires pour assurer

l’auto-curage des caniveaux et afin d’éviter la décantation.

La vitesse minimale à maintenir est fixée à Vmin = 0,5 m/s.

Des vitesses trop importantes peuvent entraîner une érosion par abrasion des ouvrages. Certaines

limites, ne doivent pas être dépassées selon les matériaux de revêtement des canaux.

Pour les caniveaux en béton armé, la vitesse maximale sera limitée à 6 m/s.

4.2.3. Revanche

Afin de permettre un meilleur fonctionnement des ouvrages tels que conçus et projetés, nous

considérerons les taux de remplissage ci–après pour garantir la réalisation d’une revanche et du

fonctionnement du système d’écoulement « à surface libre ».




Page 24

La valeur de la revanche est prise égale à 20 cm.

4.3. Étude hydraulique de la voie

4.3.1. Caractéristiques hydrauliques

4.3.1.1. Caractéristiques des bassins versants

Tous les bassins versants existant dans l’aire du projet sur la carte «schéma directeur

d’assainissement» ont été mentionnés. Les sous–bassins liés aux bassins versants identifiés à

partir d’écoulements observés sur le terrain sont représentés sur la carte.

Le coefficient de ruissellement est précédemment donné en fonction des types de sols. Pour les

bassins ayant une petite superficie et un sol relativement homogène, nous appliquons un

coefficient moyen de ruissellement. Par ailleurs, nous procédons à la pondération des coefficients

de ruissellement des sous–bassins en fonction du type de terrain traversé (terrains bâtis, zones

pavées, terrains vagues). Pour disposer d’une marge de sécurité dans l’évaluation des coefficients

de ruissellement, on considère que les voies concernées par l’étude sont pavées. Enfin les pentes

moyennes sont calculées entre le point le plus éloigné et l’exutoire du bassin.

Eu égard à ces hypothèses, les valeurs des chemins hydrauliques, des pentes sont répertoriées

avec leur superficie, par zone dans le tableau qui suit.

SOUS-

BASSINS

VERSANTS

Secteur

tributaire

SURFACES

(HA)

Pentes

moyennes

Chemins

hydrauliques


SB1 S1 0,0149 0,003 150

SB2 S2 0,0142 0,003 145

SB3 S3 0,0172 0,009 157

SB4 S4 0,0207 0,009 192

SB5 S5 0,0217 0,013 214

SB6 S6 0,0152 0,004 150

Tableau 15- Caractéristiques du bassin versant d’Agbalépédogan

4.3.1.2. Caractéristiques de la voie

Les bassins versants traversés par la voie sont la même que celle de la zone. Il en est de même

pour les sous bassins de chaque voie. Pour ce qui est de leur coefficient de ruissellement, il est

défini en fonction des principes énoncés plus haut et cette valeur est C= 0,60.




Page 25

Pour les évacuations des eaux de pluies, plusieurs dépressions naturelles existent pour recueillir

les eaux de ruissellement. L’existence de réseaux primaires de drainage dans les environs

immédiats du projet constitue une solution adéquate aux problèmes de drainage.

4.3.2. Drainage des voies

Le drainage des voies tient compte des eaux à évacuer de la chaussée et celles provenant des sous-

bassins versant délimités dans la zone. Les eaux seront captées par les caniveaux latéraux qui les

mèneront vers des collecteurs en place notamment le long de Voie pavée de la gare routière nord.

Les dimensionnements de ces ouvrages hydrauliques seront déterminés en fonction des débits

obtenus à partir des surfaces tributaires et des longueurs critiques de caniveaux. A la rencontre des

caniveaux et le collecteur le long de la voie pavée, il sera redimensionné un dalot.

4.3.3. Principes d’évacuation des eaux

Pour ce qui est du drainage de la voie, les eaux seront évacuées de la chaussée par les caniveaux

qui les mèneront vers le réseau primaire en place. Les capacités de ces ouvrages hydrauliques

seront vérifiées en fonction des débits obtenus à partir des bassins versants.

4.3.4. Dimensionnement hydraulique des caniveaux

Il s’agit d’abord de connaître les caractéristiques des bassins versants de la voie, en vue d’estimer

les débits de crue. Nous prenons comme base de calculs des ouvrages d’assainissement, le débit

décennal. Pour calculer la structure constituée par les ouvrages, nous appliquerons les règles de

calcul du béton armé aux états limites.

4.3.4.1. Caractéristiques des sous bassins versants

Les sous bassins versants sont délimités sur la carte «Plan d’assainissement de la ville de

Lomé » et leurs caractéristiques sont déterminées par la topographie. Le tableau dont le modèle

est sous mentionné permet d’établir, les paramètres entrant dans l’estimation des débits.




Page 26

Sous bassins

versant SBVn°

Ai (Aire du

sous bassin)

Km²

Longueur

(m)

Dénivelée 𝜟H

(m) Tc (mn)

Intensité i

(mm/h)


SBV1 0,0149 150 0,45 8,28 175,1249

SBV2 0,0142 145 0,45 7,97 177,8773

SBV3 0,0172 150 1,29 5,55 205,5271

SBV4 0,0207 200 1,86 6,73 190,3503

SBV5 0,0217 200 2,6 5,92 200,292

SBV6 0,0152 150 0,6 7,43 182,9526

Tableau 16- Caractéristiques hydrauliques des sous bassins versants Caractéristiques hydrauliques des sous bassins

versants

4.3.4.2. Estimation des débits

L’estimation des débits a été faite selon la formule suivante:

Q = α CIA Q = débit de pointe en m

3/s

C = coefficient de ruissellement qu’on suppose uniforme sur le petit bassin considéré et

pendant la durée de l’averse,


I = intensité moyenne de la pluie d’une durée égale au temps de concentration en mm/h.

α = coefficient qui tient compte des unités = 0.278

Le débit maximum est obtenu pour une durée égale au temps de concentration Tc. Le coefficient

de ruissellement C a été estimé, il est directement proportionnel au débit et dépend de nombreux

facteurs locaux (le couvert végétal, la nature du sol, la pente) ; une pondération a été effectuée

pour chaque cas en vue de tenir compte du type d’occupation, des zones bâties, terrains vagues

etc. En règle générale les valeurs de C obtenues tournent autour de 0,60.





Page 27

Où :





Où :



Pour illustrer les formules d’estimation de débit, nous prenons l’exemple du sous bassin versant

SBV1 de la voie avec une surface A de 0,0149 km²

La dénivelée ΔH est de 0,45 m

Le chemin hydraulique L est de 150 m

Le coefficient de ruissellement C, après pondération est de 0,6

On aboutit à :

Tc = 8,28 mn

I = 3,873 mm/mn soit 232,38mm/h

Q = 0.58 m3/s

4.3.4.3. Etude hydraulique des caniveaux

Il est basé sur la formule de Manning–Strickler. L’objectif est d’obtenir les largeurs et hauteurs

des caniveaux qui conduisent les eaux jusqu’aux exutoires.

Q= KxSxR2/3

xP1/2

Avec :

K = coefficient de rugosité




Page 28


R = rayon hydraulique

P = pente du caniveau

Les résultats sont présentés de la manière suivante:

Débit Q

calculé

(m3/s)

Pente

P (m/m)

Tirant

d’eau

y(m)

Largeur b

(m)

Hauteur

h (m)

Vitesse V

(m/s)

Débit

d’érosion

Qer (m3/s)

0,54 0,003 0,55 0,6 0,80 1,23 1,44

1,07 0,003 0,64 0,8 0,8 1,44 1,92

1,81 0,009 0,63 0,8 0,8 2,48 2.5

2,63 0,009 0,71 0,9 1,0 2,69 2,7

3,54 0,013 0,68 1,0 1,0 3,33 3,6

4,12 0,004 0,84 1,3 1,0 2,17 4,5

Tableau 17- Résultats de dimensionnement des ouvrages de drainage

Conclusion : et alors il n’y aura ni érosion, ni engorgement dans les

caniveaux pour les dimensions choisies. Toutes les conditions de vérification sont respectées.

4.3.5. Dimensionnement hydraulique du dalot

Les études hydrauliques du dalot permettent de définir ses dimensions, ouverture et hauteur libre.

Il a été retenu comme débit du projet, un débit cinquantennal. Le dalot a été étudié en sortie libre

de telle sorte que le niveau d’eau à l’exutoire immédiat soit en dessous du bord supérieur de

l’ouvrage pour des raisons de sécurité. Les calculs ont été faits suivant les prescriptions du

document « hydraulique routière »

Il s’agit d’abord de connaître les caractéristiques du bassin versant concerné par l’ouvrage, en vue

d’estimer les débits de crue. Nous prenons comme base de calculs des ouvrages d’assainissement,

le débit cinquantennal. Pour calculer la structure constituée par les ouvrages, nous appliquerons

les règles de calcul du béton armé aux états limites.




Page 29

4.3.5.1. Caractéristiques du bassin versant

Le bassin versant est délimité sur la carte «Plan d’assainissement pluvial de la ville de lomé» et

ses caractéristiques sont déterminées par la topographie. La superficie du bassin est de 0,

014Km2 soit 1,4 ha.

4.3.5.2. Estimation des débits

o Détermination du débit décennal

L’estimation du débit décennal est donnée par la formule suivante:

Q = α CIA Q = débit de pointe en m

3/s






Le débit maximum est obtenu pour une durée égale au temps de concentration Tc. Le coefficient

de ruissellement C a été estimé, il est directement proportionnel au débit et dépend de nombreux

facteurs locaux (le couvert végétal, la nature du sol, la pente) ; une pondération a été effectuée

pour chaque cas en vue de tenir compte du type d’occupation, des zones bâties, terrains vagues

etc. En règle générale les valeurs de C obtenues tournent autour de 0,60.


Où :








Page 30

Où :



Application numérique :

Surface du bassin A=0,14 Km2

La dénivelée ΔH est de 8 m

Le chemin hydraulique L est de 998.63m


On aboutit à :

o Détermination du débit cinquantennal

Le choix du débit cinquantennal se justifie par la recherche de plus de sécurité des ouvrages de

franchissement. Nous allons alors calculer le coefficient de majoration C donnée par la méthode

ORSTOM d’évaluation des débits cinquantennal.

Le rapport du plan d’assainissement de la ville de lomé stipule que le débit cinquantenaire est

donné par le rapport suivant :

Nous obtenons alors Q50 = 3,978 m3/s.

Q50 = 3,978 m3/s.

4.3.5.3. Résultats

Le tableau ci-dessous résume les différentes caractéristiques pour dalot :

Tc = 23,83 mn

I = 2,28 mm/mn soit 137,1mm/h

Q10 = 5,93 m3/s




Page 31

Débit à

évacuer

en ⁄

section

du dalot

(m²)

Base

(m)

Hauteur

H (m)

Rapport

(m)

Hauteur des

plus hautes

eaux : h (m)

Revanche

(m)

Vitesse

d'écoulement

( )

14,675 1,5 1,5 1,00 0,66 0,80 0,20 2,78

Tableau 18- résumé des différentes caractéristiques du dalot




Page 32

V. DIMENSIONNEMENT STRUCTURAL DES OUVRAGES

D’ASSAINISSEMENT

5.1. Dimensionnement structurel des caniveaux

5.1.1. Hypothèse de calcul de caniveaux

5.1.1.1. Norme et règlementation

Les actions à prendre en compte dans le calcul des caniveaux sont définies par les textes

réglementaires normatifs en particulier le titre 2 du fascicule 61 du cahier des prescriptions

communes (CPC) « Conception, calcul et épreuves des ouvrages d’art ».

Les sollicitations sont déterminées à partir de la METHODE DES TRANCHEES.

Le calcul du ferraillage se fera suivant les règles techniques de conception et de calcul des

ouvrages et constructions en béton armé de la méthode des états limites règles B.A.E.L 91

méthode modifié 99[7]

5.1.1.2. Principe de calcul des efforts et sollicitations

Pré dimensionnement

Les parois des ouvrages auront une épaisseur de 20 cm retenues après prédimensionnement. Ce

dernier tenant compte des charges à supporter par les parois. Les dimensions adoptées sont

représentées sur les plans exécutés.

De manière générale, on mènera les calculs par bande de 1 mètre linéaire de longueur de

caniveaux. Les épaisseurs de dallettes, des piédroits et du radier sont de 15cm

Etat limite de calcul considéré

La fissuration est considéré comme préjudiciable car ouvrage enterré et exposé à l’humidité, donc

les calculs se feront à l’ELS.

Schéma d’illustration du caniveau




Page 33

Figure 3- Illustration du Caniveau avec dallette

Schéma de chargement du caniveau

Figure 4- Illustration des charges sur le caniveau

5.1.2. Calcul des sections d’aciers

Les calculs des sections d’aciers sont faits pour les caniveaux longitudinaux et les amorces

de caniveaux, les dalots et les passerelles. Ces calculs se fondent sur les règles BAEL 91 modifié

99.

La fissuration est considérée comme préjudiciable à Lomé, les calculs ont été exécutés à l’état

limite ultime (ELU) et des vérifications faites à l’Etat Limite de service (ELS). La section d’aciers

retenue est donnée par l’état l’imite le plus défavorable.

5.1.2.1. Détermination des sollicitations

Elle se fait en utilisant les résultats obtenus en résistance des matériaux. Les sollicitations ainsi

déterminées permettent de calculer le ferraillage de l’ouvrage.




Page 34

5.1.2.2. Résultats

Les résultats du calcul structurel des caniveaux sont récapitulés dans le tableau ci-dessous

Dallette Piédroit Radier

Section et 80 x80

As

calculé

(cm²)

Armatures

choisies

As

réel

(cm²)

As

calculé

(cm²)

Armatures

choisies

As

réel

(cm²)

As

calculé

(cm²)

Armatures

choisies

As

réel

(cm²)

Armatures

longitudinales

9HA14

Esp=15cm

13,85

4HA8

Esp=15cm 2,01

5HA8

Esp=15cm 2,51

Armatures

transversales

4HA8

Esp=20cm 2,01

4HA8

Esp=20cm 2,01

4HA8

Esp=20cm 2,01

Section et

Armatures

longitudinales

9HA14

Esp=15cm

13,85

4HA8

Esp=15cm 2,01

5HA8

Esp=15cm 2,51

Armatures

transversales

5HA6

Esp=20cm 2,01

4HA8

Esp=20cm 2,01

4HA8

Esp=20cm 2,01

Section

Armatures

longitudinales

9HA14

Esp=15cm

13,85

4HA8

Esp=15cm 2,01

5HA8

Esp=15cm 2,51

Armatures

transversales

5HA6

Esp=20cm 2,01

5HA6

Esp=20cm 1,41

4HA8

Esp=20cm 2,01

Tableau 19- Récapitulatif du ferraillage du caniveau

5.2. Dimensionnement structurel du dalot cadre

5.2.1. Hypothèse de calcul de dalot

L’étude structurale du dalot de franchissement est basée sur le principe de cadre fermé. Ce

principe repose sur la distribution des charges horizontales et verticales sur les dalles et piédroit

suivant leur rigidité respective. Pour que cette hypothèse soit vérifiée, la continuité de la section

en béton armé doit être assurée aux jonctions mur-dalle. Ce qui pourrait être assuré en prolongeant

les armatures dans les zones de tension et en assurant une construction monolithique des dalles et

piédroits du dalot.

5.2.2. Normes et règlementations

Les actions à prendre en compte dans le calcul du dalot sont définies par les textes réglementaires

normatifs en particulier le titre 2 du fascicule 61 du cahier des prescriptions communes (CPC)

« Conception, calcul et épreuves des ouvrages d’art ».




Page 35

Les calculs de ferraillage seront menés suivant les règles techniques de conception et de calcul des

ouvrages et construction en béton armé suivant la méthode des états limites dites B.A.E.L 91

modifié 99.

La fissuration est considéré comme préjudiciable car ouvrage enterré et exposé à l’humidité, donc

les calculs se feront à l’ELS.

5.2.3. Pré-dimensionnement des épaisseurs du dalot cadre

Pour un souci d’uniformité, on adoptera la même épaisseur pour le tablier, les piédroits et le

radier.

L’épaisseur de la traverse supérieure peut être déterminée par la formule suivante :

, où l désigne l’ouverture droite de l’ouvrage.

or l’épaisseur minimale est de 0,30 m donc on prendra comme épaisseur

5.2.4. Caractéristiques générales du dalot cadre

Les caractéristiques du dalot sont inscrites dans le tableau suivant :

Dalot cadre de 1× 1,50× 1,00

Epaisseur dalle-piédroits-radier Largeur du dalot Largeur roulable Lr

30cm 16m 14

Tableau 20- caractéristiques du dalot




Page 36

Figure 5- Illustration du dalot pour le dimensionnement structurel

5.2.5. Principe de calcul des efforts et sollicitations

Les chargements considérés pour le calcul des sollicitations sont de deux types :

Les charges propres constituées de poids propre du dalot, du remblai au-dessus du dalot et

des poussées de terre sur les piédroits.

Les charges d’exploitation constituées essentiellement par l’action de surcharges routière.

Ces dernières comprennent les surcharges du système A et les surcharges du système B

(Bc, Bt et Br).

5.2.6. Résultats

Les résultats du calcul structurel du dalot sont récapitulés dans le tableau ci-dessous

PARTI

D’OUVRAGE

DALLE SUPERIEUR

(Tablier) RADIER PIEDROIT

Caractéristique

Section Section en

travée

Section sur

appui

Section en

travée

Section sur

appui

Flexion

composée




Page 37

Moment Max

( )

Aciers

nécessaires (cm²)

Acier principaux 7HA14

Esp=15cm

5HA12

Esp=15cm

8HA14

Esp=15cm

4HA12

Esp=20cm

4HA12

Esp=20cm

Acier de

répartition

4HA10

Esp=20cm

4HA10

Esp=20cm

4HA10

Esp=20cm

4HA8

Esp=20cm

3HA8

Esp=15cm

Tableau 21- Récapitulatif du ferraillage du dalot Récapitulatif du ferraillage du dalot




Page 38

VI. ETUDE DES AMENAGEMENTS SPECIFIQUES

Les espaces disponibles à la devanture des équipements sociaux tels que l’Eglise Baptiste, le

Laboratoire National des Bâtiments et travaux publics (LNBTP) et le marché Gamessou seront

aménagés en parking afin d’éviter l’encombrement des chaussées par les véhicules en

stationnement.

En vue d’offrir une belle vue paysagère, des essences forestières bien adaptées au paysage urbain

seront plantées le long de chaque rue et procureront leur ombrage aux divers usagers.

Par ailleurs l’éclairage public et les réservations éventuelles sous chaussée seront réalisés

conformément aux normes et prescriptions en vigueur.

VII. SIGNALISATION ROUTIERE

7.1. Signalisation horizontale

Elle consiste au marquage conventionnel de la chaussée de toutes prescriptions et

indications nécessaires à la circulation routière. Elle a pour but d'indiquer sans ambiguïté les

parties de la chaussée réservées aux différents sens de circulation ou à certaines catégories

d'usagers, ainsi que, dans certains cas, la conduite que doit observer les usagers.

7.1.1. Caractéristiques générales des marques

Les marques sont généralement de couleur blanche et trois types de modulation de lignes

longitudinales existent se différenciant par le rapport des pleins aux vides.

Le tableau ci-dessous donne les caractéristiques de toutes les lignes discontinues :

Tableau 22 : Caractéristiques des marques

Type de

marquage

Type de

modulation

Longueur du

trait (m)

Intervalle entre

2 traits

Rapport

plein/vide Axial longitudinal

T1 3 10 1/3 T’1 1,5 5 1/3 T3 3 1.33 3

rive T2 3 3,5 1 T’3 20 6 1 T4 39 13 3

transversal T’2 0,5 0,5 1

Tableau 22- Caractéristiques des marques

La largeur des marques quant à elle est définie par rapport à une largeur unité " u " différente selon

le type de route. On adopte les valeurs suivantes pour « u ».




Page 39

u = 7,5 cm sur les autoroutes, les routes à chaussées séparées, les routes à 4 voies de

rase campagne ;

u = 6 cm sur les routes importantes, notamment sur les routes à grande circulation

u = 5 cm sur toutes les autres routes ;

u = 3 cm pour les lignes tracées sur les pistes cyclables.

La valeur de « u » doit être homogène sur tout un itinéraire.

L’unité de u dans notre cas est prise égale u=5cm

7.1.2. Type de marques retenues pour notre projet :

La voie de l’Eglise Baptiste d’Agbalépédogan étant une voie à une chaussée l et de bordures

de type T, les marquages seront composée :

D’une signalisation axiale longitudinale de marque T1 et de largeur 2u.

De signalisations transversales comprenant les lignes complétant le panneau de

« stop », les lignes complétant le panneau « cédez le passage », les lignes d’effet des

feux de signalisation.

7.2. Signalisation verticale

Elle concerne la disposition de panneaux de signalisation notamment ceux de prescriptions

et de renseignements. Il s'agit :

des panneaux de danger de type A : indiquant les traversées piétonnes ;

des panneaux d'intersection et de priorité de passage de type AB : Arrêt obligatoire,

priorité de passage pour piéton, cédez le passage ;

des panneaux de prescription de type B : Obligations ;

panneaux d'indication ou de restriction de type C.

L'objectif essentiel de cette signalisation est de fournir conformément au code de la route et aux

normes techniques utilisées pour la conception géométrique de la voirie, une lisibilité et une

compréhension aisées pour les usagers.




Page 40

VIII. ECLAIRAGE PUBLIC

L'éclairage public doit apporter beaucoup plus aux usagers que le seul sentiment de

confort. Il faut que ses performances photométriques permettent d'accéder de nuit aux

exigences indispensables à l'accomplissement des différentes tâches visuelles de chaque

catégorie d'usagers. Il se doit de rendre aisées pour les automobilistes la perception et la

localisation des points singuliers de la route et des obstacles éventuels. Pour le piéton, il

s'agit d'assurer la visibilité distincte des bordures de trottoirs, des véhicules et des obstacles et

d'éviter les zones d'ombres.

C'est la raison pour laquelle la notion « d'éclairer juste » s'impose et se décline au travers de

valeurs d'éclairements et de luminances minimales à maintenir.

Le système d’éclairage est constitué de candélabres supportant des lampes. Les paramètres à

prendre en compte pour le choix des candélabres sont entre autres le domaine d’application pour

lequel les lampes doivent être utilisées, la largeur de la chaussée etc.

L’étude de l’éclairage public vise à analyser la réalisation d’un éclairage adéquat et suffisant du

tronçon.

L’installation se fera à partir d’une étude de dimensionnement électrique basée sur le guide

d’application de la norme européenne Eclairage public EN 13201 de l’association Française de

l’Eclairage.

Choix du luminaire et récapitulatif des éléments de l’éclairage public

Le choix de notre luminaire se porte sur une source d’énergie fournie par la compagnie Togo-

électricité

Le tableau ci-dessous récapitulera les résultats de l’éclairage public :

Tableau 23 : Récapitulatif des résultats de l’éclairage public

Lampes Vapeur de sodium haute pression 150W ;

Flux lumineux : 12000-17000 lumens

Implantation A l’extrémité bord des caniveaux sur un seul côté de la

plateforme

Inter distance Espacement entre candélabre vaut 35m

Hauteur du feu 8m

Supports

et candélabres Câble d’alimentation : Réservé pour la connection au BT

Candélabres : Fûts en tôles d’acier galvanisé

Crosse Matière : Acier galvanisé à chaud tubulaire

Nombre

de candélabres

Au total 31 :

- 4 candélabres au giratoire

- 6 candélabres sur les amorces (3 amorces)




Page 41

- 30 candélabres sur les 700m de la voie principale

Nombre d’heure

d’utilisation

avant entretien

L’entretient des lampe se fera périodique après 8000h

d’utilisation soit une année.

Tableau 23- Récapitulatif des résultats de l’éclairage public Récapitulatif des résultats de l’éclairage public

Les résultats du dimensionnement ont permis de connaitre le nombre de

candélabres à poser, puissance des lampes, la section du câble à poser et les caractéristiques

photométriques (l'éclairement moyen, la luminance moyenne, les uniformités des luminances

et l'indice de confort). Ces calculs reposent sur des normes et spécifications relatives au

dimensionnement en éclairage public




Page 42

IX. ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL

Un impact est l’effet immédiat, moyen ou long terme qu’un aménagement provoque sur

son environnement d’accueil, sa périph rie immédiate ou éloignée. Une route tant un

aménagement important dans son milieu d’accueil, elle engendre nécessairement un certain

nombre d’effets, directs ou indirects, temporaires ou permanents sur les milieux récepteurs.

Ces effets se traduisent ou non par des modifications de l’environnement allant de

simples perturbations à des modifications profondes, voire à des destructions de milieux et

d’espèces suivant la vulnérabilité de ces milieux.

L’objectif de cette étude d’impact environnemental de notre projet est donc

d’apprécier les différents impacts probables dus à l’aménagement et de proposer des mesures

d’atténuation si nécessaire.

9.1.Cadre législatif et règlementaire

L’étude s’inscrit dans le cadre légal défini par le code de l’environnement du Togo (loi n°88

/14 du 3 – 11 – 88). Conformément à cette loi, la Direction Générale des Travaux Publics (DGTP)

a établi des directives concernant les aspects environnementaux pour les projets routiers.

Cette directive vise essentiellement les mesures d’atténuation des dégâts causés aux différentes

composantes de l’environnement lors de la réalisation des activités de projets de construction ou

de réfection des routes au Togo. Ces dégâts sont identifiables en phase préparatoire de chantier, en

phase de construction, en phase d’exploitation et en phase d’entretien.

9.2.Etat actuel du site

L’analyse de l’état actuel de l’environnement montre que le tronçon concerné par le projet

travers un milieu urbain constitué d’habitations. Il longe à sa droite, le laboratoire national du

bâtiment et travaux public (LNBTP) et le marché Gamessou, et à sa gauche par les rails.




Page 43

9.3.Impact du projet sur l’environnement et atténuations préconisées

Tableau 24- impacts et atténuations préconisées

Milieux

affectés Impacts positifs Impacts négatifs Mesures d’atténuation des impacts négatifs

Milieu

biophysique

Abattage des arbres dans

la zone d’emprunt

Recenser les espèces végétales qui seront

détruites suite à l’aménagement afin de les

reboiser après

Pollution de l’air, de l’eau

et du sol due aux rejets de

carburants, fumée et à la

poussière lors de la phase

d’exécution

Réserver les surfaces pour l’entretien des

véhicules afin d’éviter de répandre les

déchets,

Arroser les zones de travaux pour éviter la

poussière

Milieu

humain

et socio-

économique

Développement du

réseau routier urbain

dans la commune de

Lomé permettant une

plus grande fluidité du

trafic

Expropriation des

parcelles dans l’emprise

du projet,

Chercher d’autres sites pour reloger les

populations expropriées notamment les bars

et restaurants au bord de la voie

Désenclavement et

développement de la

commune de Lomé

Nuisance sonore Eviter les travaux de nuit

création d’emploi par

la main d’œuvre

importante

Risque de maladies

respiratoires et

d’augmentation des

infections sexuellement

transmissibles

Sensibiliser les populations sur les maladies

respiratoires afin de permettre une prise en

charge rapide

Sensibiliser les population sur les maladies

sexuellement transmissibles et les moyens

de prévention, et distribuer des préservatifs

aux ouvriers à la fin de chaque semaine

Retombée économique

due à la consommation

des ouvriers, des

experts (logement,

restauration et autres

services).

En phase

d’exploitation,

développement des

activités socio-

économique et de

l’urbanisation de la

zone

Risques d’accidents de

travail Donner les équipements de travail adéquats

aux ouvriers pour qu’en cas d’accident

leurs vies soient protégée.

Procéder à l’installation des panneaux

temporaire pour assurer une plus grande

sécurité.




Page 44

X. ÉTABLISSEMENT DES AVANT-METRES, DES DEVIS QUANTITATIFS ET

ESTIMATIFS DES TRAVAUX

Sur la base de l’ensemble des documents établis, nous avons procédé à l’établissement des avant-

métrés, des devis quantitatifs des travaux et des aménagements ainsi que de leur estimation.

Les aménagements et travaux projetés sont quantifiés sur la base du cadre de définition des prix de

travaux à utiliser lors du DAO.

Les prix unitaires des différents postes de travaux sont déterminés à partir des derniers appels

d’offres en tenant compte des spécificités de la zone du projet. Les prix unitaires anormalement

hauts ou anormalement bas sont éliminés.

Une revue des différentes quantités a été menée en vue de vérifier leur conformité et modifier la

conception de certains éléments dont les quantités sont jugées trop élevées.

Les travaux prévus dans le cadre de l’aménagement de toutes les voies consisteront pour

l’essentiel :

au dégagement des emprises ;

au terrassement ;

à la mise en œuvre des matériaux de chaussées et trottoirs ;

à l’assainissement et aux bordures ;

à la signalisation et aux divers (éventuellement au déplacement des réseaux).

Tableau 25 : récapitulatif de l’estimation du cout du projet

REF DESIGNATION DES OUVRAGES MONTANT TOTAL

100 INSTALLATION DE CHANTIER 5 158 500

200 DEGAGEMENT DES EMPRISES 6 790 340

300 TERRASSEMENTS 5 698 900

400 CHAUSSEE ET TROTTOIRS 205 628 900

500 ASSAINISSEMENT ET DRAINAGE 338 451 040

600 SIGNALISATION HORIZONTALE

ET VERTICALE

2 610 000

700 ECLAIRAGE PUBLIC 12 728 000

800 DEPLACEMENT OU

MODIFICATION DES RESEAUX

52 000 000

900 MESURES

ENVIRONNEMENTALES

16 000 000




Page 45

TOTAL GENERAL HORS TAXE 645 065 680

TVA 18% 116 111 822

TOTAL GENERAL TTC 761 177 502

Tableau 25- récapitulatif de l’estimation du cout du projet




Page 46

CONCLUSION ET RECOMMANDATION

L’étude réalisée a concerné l’aménagement et le pavage de la voie de l’Eglise Baptiste

d’Agbalépédogan. Cette étude nous a permis d’aboutir à la vérification d’infrastructures réalisées

et répondant aux normes établies en adéquation avec les exigences de termes de référence.

L’étude géotechnique et le dimensionnement structurel de la chaussée ont abouti au trafic

T2 et à une classe de portance du sol S4. Ce qui aboutit à une structure de chaussée composée de

20cm de graveleux latéritique naturel pour la fondation, de 15cm de graveleux latéritique pour la

base et 11cm de pavés en béton de ciment pour le revêtement.

La conception géométrique s’est basée sur une vitesse de référence de 60km/h pour une

route d’une chaussée à deux voies. Le profil en long est conçu avec 37,81% d’alignement droit et

un seul profil en travers types a été adopté.

Le tronçon du projet a été assaini par des caniveaux rectangulaires des sections variables

suivant les sous bassins. Ensuite les eaux recueillies franchiront la voie pavée de la gare pour

atteindre l’exutoire par le biais d’un dalot 1x1.5x1.00.

L’éclairage public est dimensionné sur un linéaire de 998m avec un nombre total de 35

candélabres. Les lampes à vapeur de sodium à haute pression choisies, ont une puissance de 150W

avec une luminance maximale de 1700 lumens.

Après une étude l’impact environnemental, un devis quantitatif et estimatif a été élaboré. Et

l’estimation du cout du projet est de Sept cent soixante un millions cent soixante-dix-sept mille

cinq cent deux (761 177 502) de francs CFA.

Afin que ce projet réponde aux exigences pour lesquels il est destiné, il est nécessaire qu’un

certain nombre d’éléments soient respectés. Ainsi, nous recommandons les points suivants.

La mise en place effective de toutes les signalisations retenues pour ce projet afin de

diminuer les risques d’accidents ;

Les matériaux pour le corps de chaussée devront faire l’objet d’essais géotechniques afin

de vérifier que les caractéristiques correspondent à ceux ayant servi dans le

dimensionnement de la chaussée. La mise en œuvre devra se faire conformément aux

normes établies ;

Le curage régulier des caniveaux pour qu’ils fonctionnent au maximum de leur capacité et

éviter les inondations ;

Afin de permettre une bonne intégration du projet dans son paysage urbain et qu’il soit

accepté par les populations environnante, il est important que l’ensemble des mesures




Page 47

préconisées dans le chapitre relatif à l’étude d’impact environnemental soit prise en

compte. La route, elle est faite pour les populations, ainsi elle ne doit pas constituer une

contrainte pour elles.




Page 48

BIBLIOGRAPHIE

ARTICLES 2IE

1. I. GUEYE, “Cours de MECANIQUE DES SOLS 1 et 2 BACHELOR 2; 1ère Propriétés

géotechniques des sols.”.

2. Adamah MESSAN, “HYDRAULIQUE ROUTIERE PARTIE 2: OUVRAGE D’ART

CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT DES PETITS OUVRAGES DE

FRANCHISSEMENT ROUTIER.” 05-Mar-2012.

3. Angelbert Chabi BIAOU, “COURS D’HYDRAULIQUE ROUTIERE.” Sep-2010.

4. Abdramane Gouaklo KONE “MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU MASTER

EN INGENIEURIE DE L’EAU ET DE L’ENVIRONNEMENT” promotion 2012/2013

ARTICLES SCIENTIFIC

1. J. LE ROHELLEC, “Guide Pratique de Dimensionnement des Chaussées pour les

Pays Tropicaux. CEBTP,” p. 155, édition Ministère de la coopération Française 1980.

2. SETRA, “AMENAGEMENT DES ROUTES PRINCIPALES (ARP).” Août-1994.

3. UEMOA, “règlement n° 08/2009/CM/UEMOA du 25 septembre 2009.” .

4. “ICTAVRU (Instruction sur les conditions techniques d’aménagement des voies

rapides urbaines.” .

5. Jean COURBON et Jean Noël THEILLOUT “Résistance des matériaux formulaire”

6. NGUYEN VAN TUU, “HYDRAULIQUE ROUTIERE;.” 1981.

7. J. COSTET, “Surcharges routière données par le FASCICULES N°61 du CPC; TITRE II.”

8. CIEH, ORSTOM, LCT-CEMAGREF-ENGREF “Crues et apports ; Manuel pour

l’estimation des crues décennales et des apports annuel pour les petits bassins versants non

jaugés de l’Afrique sahélienne et tropicale sèche” 2 Mars 1998

9. Edmond BAGARRE (CEBTP) “Synthèses ; UTILISATION DES GRAVELEUX

LATERITIQUES EN TECHNIQUE ROUTIERE”

10. Henry THINIER “Projet de béton armé” 5ème

édition

11. Jean BERTHIER “Projet et construction de routes




Page 49

ANNEXES :

ANNEXE 1 : TRACE COMBINE DU TRACE EN PLAN ET DU PROFIL EN LONG

ANNEXE 2 : PROFILS EN TRAVERS TYPE

ANNEXE 3 : DIMENSIONNEMENT DE LA STRUCTURE DE LA CHAUSSEE

ANNEXE 4 : ETUDE HYDROLOGIQUES

ANNEXE 5 : DIMENSIONNEMENT HYDRAULIQUE DES CANIVEAUX

ANNEXE 6 : NOTE DE CALCUL DES CANIVEAUX

ANNEXE 7 : DIMENSIONNEMENT HYDRAULIQUE DU DALOT

ANNEXE 8 : NOTE DE CALCUL DU DALOT 1 X 150 X 100

ANNEXE 9 : PLAN DE COFFRAGE ET DE FERRAILLAGE DES OUVRAGES

ANNEXE 10 : ETUDE DE L’ECLAIRAGE PUBLIC

ANNEXE 11 : DEVIS ESTIMATIF DETAILLE DU PROJET







ANNEXE 7 : DIMENSIONNEMENT HYDRAULIQUE DU DALOT








Page 50





Page 51





Page 52


DETERMINATION DE LA STRUCTURE DE LA CHAUSSEE PAR LA

METHODE CEBTP

1- Données de base :

Les données du trafic

Le comptage du trafic donne un trafic de 107 poids lourds à l’année de mise en service fixé en

2011. Nous ferons une actualisation de ce trafic pour une année de mise en service en 2015.

Le nouveau trafic sera ainsi calculé :

Calcul du trafic mensuel journalier annuel (TMJA) de poids lourds à la mise service

en 2015

nous allons calculer le TMJA de poids lourds qui sera atteint en 2015 (TPL2015) par la

formule suivante :

TMJAPL2015 = TMJAPL2011 x (1+i)n-1

TPL2011= nombre de poids lourds à l’année 2011

i = taux de croissance du trafic = 5,1%.

n= nombre d’année qui est de 4ans


TPL2015 = 107 x (1+0.051)4-1

TPL2015 = 125 poids lourds.

Donc, à l’année de mise en service en 2015, le nombre de Poids lourds serait de 125 poids

lourds.

Le cumul de poids lourds à la fin de service pour une durée n=20 ans est donné par :

TPL2035 = 365TMJAPL2015 x (1+i)n-1/i =230189 poids lourds.

Calcul du nombre d’essieux standards (NESE)

Le guide de dimensionnement utilisé pour la présente étude définit comme suit les classes de

trafic :




Page 53

Classe de trafic Nombre d’essieux

standards équivalent

T1 < 5. 105

T2 5.105< et < 1,5. 10

6

T3 1.5.106< et < 4. 10

6

T4 4.106

< et < 2. 107

Tableau 2 : Classe de trafic suivant le guide du dimensionnement

Il s’agit du volume de trafic poids lourd déterminé sur la base des trafics normaux et induits ;

ce volume est projeté sur la durée de vie de la rue (20 ans) avec un taux de croissance moyen

annuel pris égal à 5,1. Le nombre d’essieux standard est calculé au moyen de la formule de

Liddle ci-après :

NESE = TMJA2015 * a* 365 x [((1+i)n-1

–1)/ i ]*b

NESE= nombre d’essieux standards à l’année de mise en service en 2015

i = taux de croissance du trafic = 5,1%

a = coefficient d’équivalence (1,2); il résulte des coefficients d’agressivité des véhicules

relevés sur le réseau routier togolais.

b = coefficient de répartition transversale pris égal à 0,50


Données de base : TMJAPL2015 = 125

i = 5,1%

a = 1,2

b = 0,50

n = 20 ans

On aboutit à T2035 = 911 128 essieux standards au lieu de 722 779 prévus en 2030.

Classe de trafic

Au terme des calculs, les nombres d’essieux standards équivalents de 13 tonnes est de

9,1x105 EE

, ce qui est compris entre 5x105 EE et 1,5x10

6 EE, donc ce trafic appartient à la

classe T2.




Page 54

DESIGNATION

Trafic PL

Trafic PL

actualisé

Trafic Poids Lourds à la mise en

service 107 125

Nombre d'essieux standards

équivalents 722 779 911 128

CLASSE DE TRAFIC T2 T2

Tableau 3 : Classe de trafic obtenue

Conclusion : Nous constatons après analyse de ces résultats que, le trafic a augmenté mais la

classe reste la même. Ainsi, nous retiendrons pour le dimensionnement un trafic de classe T2.

La portance du sol

les essais géotechniques faits par le laboratoire National du Bâtiments et Travaux Publics

(LNBTP) laissent voir les résultats suivants :

Tableau 1 : Récapitulatif des résultats des essais d’identification

Profil de

sondage

Profondeur

(cm)

Dénomination

visuelle de

l'échantillon

PROCTOR

CBR à 4

jours

d'imbibition

Limite

d'Atterberg

Analyse

granulométrique

ƔOPM WOPM

(%)

CBR

à 95% de

l’OPM

LL IP Passant 80 µm

PK0+075 0 - 80

Sable peu

argileux 2,06 8,0 50 21 7 12

PK0+250

0 - 25 Latérite 2,18 8,8 72 28 11 18

25 - 70

Sable argileux

rouge 1,78 9,0 35 19 6 25

PK0+600

0 - 45 Sable argileux 1,96 10,3 30 20 7 19

45 - 75 Sable silteux 1,93 11,50 41 16 6 19




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De ce tableau, il ressort que le CBR du sol est compris entre les valeurs 30 et 72. Donc ce sol

appartient à la classe de portance S5, conformément à a classification du guide. Cependant,

pour une question de sécurité, nous allons considérer la classe inférieure qui est S4.

2- Dimensionnement de la structure de la chaussée

L’analyse des données de base donne un couple T2S4. Ce qui nous permettra de voir les

différentes structures envisageables par la méthode de CEBTP. Ces structures sont consignées

dans le tableau suivant :

STRUCTURES COUCHES DE

STRUCTURES

EPAISSEURS

en cm

MATERIAUX

STRUCTURE1 Revêtement (R) 11 Pavés autobloquants en béton

Un lit de pose en sable

de mer

3 Sable de mer

Couche de base (B) 15 Sable silteux

Couche de Fondation

(F)

20 Sable silteux

STRUCTURE2 R 4 Bicouche ou sand asphalt

B 15 Graveleux latéritique amélioré au

ciment

F 20 Graveleux latéritique naturel


B 15 Graveleux latéritique amélioré au

ciment

F 20 Sable silteux


B 15 Grave concassée 0/31,5

F 20 Graveleux latéritique naturel




Page 56


B 30 Grave concassée 0/31,5

F

Tableau 26 : récapitulatif des structures proposées par CEBTP

3- Choix de la structure de la chaussée

Vu le trafic élevé et considérant les exigences du projet qui préconise une route durable et de

bonne qualité, nous nous convenons de retenir la structure 1.

STRUCTURES COUCHES DE

STRUCTURES

EPAISSEURS

en cm

MATERIAUX

STRUCTURE1 Revêtement (R) 11 Pavés autobloquants en béton

Un lit de pose en sable

de mer

3 Sable de mer

Couche de base (B) 15 Sable silteux

Couche de Fondation

(F)

20 Sable silteux

Tableau 27 : structure de chaussée choisie

4- Vérification de la structure par le logiciel ALIZE

ALIZE-lcpc est un programme mis au point au laboratoire central des ponts et chaussée -paris

(1975). il permet de déterminer à partir d'un modèle multicouche, élastique et linéaire fondé

sur l'hypothèse de BURIMESTER, les contraintes et les déformations aux différentes

interfaces de la structure ayant jusqu'à six couches supposées in unies en plan. Par hypothèse,

la structure d'une chaussée est déterminée par n couches d'épaisseurs finies (sauf la

dernière), infinie en plan. Les matériaux ont un comportement élastique et linéaire, les

contraintes sont des pressions ou des cisaillements. Chaque couche de chaussée est

caractérisée par quatre paramètres de base ou les données à rentrer dans le modèle pour les

différentes simulations sont :

• L'épaisseur hi;

• Le module d'Young (Ei);

• le coefficient de poisson (m);

• Les types d'interface entre les couches (conditions de collage).

Modélisation de la structure dans le logiciel.




Page 57

Dans le cadre de ce projet, les paramètres physiques des matériaux du corps de chaussée à

considérer sont les suivantes :

Epaisseur h

en m

Module de

Young en

MPa

coefficient de

poisson u

Température

équivalente

en °C

Nature des

interfaces

Pavés en béton de

ciment

0,11 35000 0,25 30 collée

Sable silteux 0.15 600 0.35 30 collée

Sable silteux 0.20 600 0.35 30 collée

Tableau 28 : Caractéristiques physiques des matériaux du corps de chaussée

Le principe du calcul consiste en priorité à modéliser les structures de manière à évaluer les

contraintes ou les déplacements provoqués par une charge type unitaire.

On cherche ensuite la contrainte susceptible d'engendrer la rupture de la structure et on la

compare à la limite admissible du matériau considéré par le trafic souhaité.

Vérification avec le logiciel ALIZE-LCPC

la structure de chaussée choisie qui était de 11 cm de pavés en béton de ciment en couche de

roulement, 15 cm de graveleux latéritique naturel ou sable silteux en couche de base et 20 cm

de graveleux naturel, et après avoir introduit les caractéristiques de ces matériaux sur le

logiciel, nous avons les résultats suivants :




Page 58

Figure 6 : illustration des calculs de déformation sur Alize

Après analyse des résultats, nous constatons que :

sigma T cal = -0.72 MPa < sigmaT admissible = 1,65 MPa

Conclusion : la structure peut résister aux charges qui lui seront soumis durant toute sa durée

de vie.




Page 59


Pour le dimensionnement des ouvrage d’assainissement et de franchissement , nous

allons utiliser les pluies maximale de 1951 à 2010 de la station de l’aéroport de Lomé.

Cette analyse fréquentielle se fera avec la loi de Gumbel car étant la plus appropriée pour

l’analyse des données maximales.

1. CRITERES DE BASE ET DE CONCEPTION

1.1.Méthodologie de calcul hydrologique

Le dimensionnement des ouvrages est fait sur base de la formule de Manning–Strickler. Les

emplacements des ouvrages sont déterminés en considérant les observations sur les sites. Les

profils en long sont définis en fonction de la topographie.

Coefficient de ruissellement

Le coefficient de ruissellement dépend du type du sol, son état, sa pente et son occupation.

Les valeurs de base du coefficient de ruissellement, sont déterminées à partir des résultats

d’études précédentes concernant Lomé.

Tableau 29 : Valeur du coefficient de ruissellement selon étude BONNENFANT et PELTIER

COEFFICIENT DE RUISSELLEMENT

Petit bassins (0 à 10 ha) avec une

pente de

Bassins moyens (10 à 400 ha) Avec

une pente de

- de

5%

5 à

10%

10 à

30%

30% &

+

- de 5% 5 à

10%

10 à

30%

30% &

+

Plates-formes et

chaussées de routes 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95




Page 60

Terrains dénudés ou à

végétation non couvrante

Terrains déjà attaqués

par l'érosion

Labours frais

0,85 0,85 0,90 0,95 0,70 0,75 0,80 0,85

Culture couvrantes,

céréales hautes

Terrains de parcours

Petites brousse

clairsemée

0,75 0,80 0,85 0,90 0,52 0,60 0,72 0,80

Prairies Brousse dense,

Savane à sous-bois 0,70 0,75 0,80 0,85 0,30 0,36 0,12 0,50

Source : Rapport BCEOM

Tableau 30 : Valeur du coefficient de ruissellement selon étude CAQUOT

TYPE D’OCCUPATION COEFFICIENT DE

RUISSELLEMENT

Rues et chemins en latérite

compactée

Pente < 5 % 0,35

Pente > 5 % 0,50

Chemin de sable, allées en

gravier

0,20

Terrains vagues, avec sous-

sol sableux :

Pente faible à très faible 0,05

Pente moyenne et forte, sous-sol argilo-

sableux

0,20

Terrains de jeux, voies

ferrées et similaires :

0,20

Source : Caquot

Tableau 31 : Valeur du coefficient de ruissellement selon étude BEROCAN

TYPE D’OCCUPATION COEFFICIENT DE

RUISSELLEMENT

50 % rue pavée Pente 0 à 1 % 0,50 – 0,70

50 % lot construit : Pente 1 à 4 % 0,60 - 0,80




Page 61

50 % rue non aménagée Pente 0 à 1 % 0,40 – 0,50

50 % lot construit : Pente 1 à 4 % 0,45 – 0,55

100 % terrain vague Pente 0 à 1 % 0,10 – 0,20

Pente 1 à 4 % 0,15 – 0,30

Source : BEROCAN : JUIN 2002

Climatologie et précipitations

- La pluviométrie

Le climat dans l’aire d’étude est du type subéquatorial. Il est soumis à l’influence directe de la

mer, avec une humidité relative entre 70% en février et 90% en juin-juillet. Il se caractérise

par l’alternance de deux saisons pluvieuses et deux saisons sèches :

la grande saison des pluies, de mars à juillet ;

la petite saison sèche, de juillet à septembre ;

la petite saison des pluies, de septembre à octobre ;

la grande saison sèche, de novembre à février.

Les précipitations annuelles présentent une irrégularité ; leurs hauteurs moyennes annuelles

varient entre 750 mm (années sèches) et 1000 mm (années humides), et fluctuent entre des

valeurs extrêmes passant de moins 450 mm à plus de 1300 mm (SGI-INGENIERIE SA,

2002).

Tableau 32 : Maxima des hauteurs mensuelles de pluies

Années JAN FEV MARS AVR MAI JUIN JLT AOUT SEPT OCT NOV DEC TOTAL

1971 30,6 148,9 54,2 33,2 97,3 454,8 94,3 41,3 46,1 5,2 2,9 42,9 1051,7

1972 0,6 27,0 50,5 94,6 48,4 254,1 5,3 7,3 36,1 10,0 0,8 1,4 536,1

1973 0,0 0,0 77,9 31,3 128,7 206,0 196,9 87,2 73,7 110,5 0,0 24,4 936,6

1974 44,7 0,0 41,1 38,8 171,8 417,8 158,7 8,2 75,6 40,6 10,3 13,8 1021,4

1975 0,0 17,5 7,5 151,0 171,1 222,9 185,8 1,9 37,0 23,6 44,6 2,4 865,3

1976 0,0 170,2 114,0 108,8 73,1 221,5 0,2 41,7 0,0 33,8 13,3 0,0 776,6

1977 34,9 0,0 6,0 75,9 79,1 54,1 6,5 0,2 52,1 105,2 26,2 0,0 440,2

1978 4,3 3,0 85,1 124,8 103,5 74,5 8,8 2,1 7,2 8,1 20,6 0,0 442,0

1979 0,0 0,0 25,5 114,1 276,7 212,6 76,5 43,0 35,0 131,3 17,1 0,0 931,8

1980 0,0 31,7 5,1 63,9 211,0 89,3 18,2 65,8 154,9 186,0 20,3 1,2 847,4

1981 4,0 7,1 3,3 54,9 151,5 208,1 106,7 38,1 26,4 66,3 2,5 0,0 668,9

1982 3,2 26,9 90,4 112,6 213,9 393,8 131,3 0,7 0,0 59,8 13,9 1,4 1047,9

1983 0,0 0,0 0,0 53,6 302,0 191,6 76,1 1,7 31,7 0,2 13,2 8,5 678,6




Page 62

1984 0,3 1,5 66,4 133,3 163,8 44,3 51,8 8,9 135,5 84,2 1,5 10,2 701,7

1985 14,1 0,0 74,7 126,1 265,7 54,8 53,8 64,4 71,0 48,1 57,1 0,0 829,8

1986 0,4 75,4 63,2 59,1 40,9 244,6 28,2 1,9 29,1 114,8 0,5 0,0 658,1

1987 0,8 10,9 33,9 0,0 25,1 91,2 41,3 148,4 407,3 115,5 0,0 6,5 880,9

1988 0,0 14,4 63,2 78,2 103,2 128,0 82,2 6,3 131,2 44,6 28,5 44,2 724,0

1989 0,0 0,0 35,4 152,7 243,2 351,7 90,1 29,5 65,4 140,1 23,0 0,0 1131,1

1990 0,0 32,6 14,5 147,7 26,8 95,9 66,6 15,1 98,2 42,9 56,5 34,0 630,8

1991 0,4 27,1 37,3 184,0 215,8 125,3 254,3 15,4 59,9 111,0 1,8 0,0 1032,3

1992 0,0 0,0 13,6 94,3 225,9 87,0 4,2 2,8 39,1 18,8 2,6 0,7 489,0

1993 0,0 17,9 96,6 87,2 165,2 136,9 30,3 5,9 34,8 44,4 31,2 25,3 675,7

1994 0,7 31,2 59,0 51,4 132,0 195,9 0,3 8,5 17,6 139,4 21,9 0,0 657,9

1995 0,0 0,2 89,4 143,5 84,3 246,2 84,7 37,6 46,8 27,5 22,2 4,3 786,7

1996 0,0 20,6 97,5 177,2 164,0 137,1 182,5 24,2 1,8 20,4 0,0 0,0 825,3

1997 0,0 0,0 154,1 36,7 102,4 276,2 80,4 8,7 38,0 171,9 23,4 18,7 910,5

1998 11,0 0,0 18,7 67,8 63,2 85,8 3,2 15,0 112,9 50,9 14,1 0,0 442,6

1999 57,8 35,5 39,2 62,1 146,5 127,2 167,3 85,6 80,1 85,6 2,4 0,0 889,3

2000 0,1 0,0 87,0 24,6 73,3 103,1 23,0 39,4 18,1 39,8 9,9 5,6 423,9

2001 0,0 0,9 39,9 202,6 196,2 127,7 29,6 3,2 60,2 39,3 0 0 699,6

2002 32,70 0,00 7,60 145,50 137,40 300,70 59,40 19,10 5,80 90,80 40,70 0,00 839,7

2003 82,50 8,00 78,70 115,50 75,40 203,60 12,30 8,0 66,1 180,6 24,8 20,9 876,4

2004 20,7 39,0 19,5 52,7 186,4 139,1 35,4 42,1 226,9 231,1 15,3 0,0 1008,2

2005 0,0 0,4 130,4 95,2 126,0 166,8 88,8 60,2 30,8 50,5 35,3 0,0 784,4

2006 39,7 1,6 136,0 44,9 263,6 80,6 81,2 51,8 128,0 99,5 3,3 1,1 931,3

2007 0,0 0,0 33,9 87,0 105,6 291,2 168,0 69,7 43,9 213,3 2,2 0,0 1014,8

2008 57,8 0,0 27,3 25,7 150,3 361,0 91,4 43,9 132,6 88,7 16,6 80,0 1075,3

2009 0,0 29,7 73,0 164,8 177,3 249,2 108,4 30,3 14,9 26,6 12,1 0,0 886,3

2010 6,1 40,7 83,8 65,9 170 365,1 120,7 119,7 205,5 133,4 105,8 0 1416,7

Moyenne

sur 40 11,185 20,498 55,86 92,08 146,44 195,43 77,618 32,62 71,933 80,858 18,46 8,6875 811,67

Poids de

chaque

mois (en

%)

1,378 2,5253 6,8821 11,345 18,042 24,078 9,5627 4,0189 8,8623 9,9619 2,2743 1,0703 100

Source: Direction de la Météorologie Nationale/Station de l’Aéroport de Lomé




Page 63

Tableau 33: Hauteurs maxima de pluies en 24 heures au cours des 60 dernières années

ANNEE TOTAL

NOMBRE

DE

JOURS

MAXIMUM/24H

ANNEE TOTAL NOMBRE

DEJOURS

MAXIMUM/24H

Hauteur Date Hauteur Date

1951 936,6 78 152,4 02-oct 1981 668,9 80 77,6 27-juin

1952 1024,7 96 112,5 15-mai 1982 1047,9 81 94,1 14-juin

1953 882,4 83 96,6 13-févr 1983 678,6 59 128,5 15-mai

1954 770,6 86 61,5 07-oct 1984 701,7 66 59,7 26-avr

1955 960,4 105 131,2 26-oct 1985 829,8 75 69,9 17-mai

1956 611,4 74 58,4 10-mars 1986 658,1 64 74,3 14-févr

1957 839,3 103 105,0 10-juin 1987 880,9 70 146,3 22-sept

1958 832,8 71 222,6 03-juin 1988 724,0 78 58,5 16-sept

1959 1045,9 104 131,6 28-avr 1989 1131,1 91 136,0 07-mai

1960 1020,0 89 68,5 14-oct 1990 630,8 76 58,3 24-avr

1961 960,7 90 77,5 02-juin 1991 1032,3 97 107,3 02-juil

1962 1540,7 105 166,0 07-juin 1992 489,0 73 60,9 22-mai

1963 980,9 113 74,4 05-juin 1993 675,7 72 52,8 14-mars

1964 647,3 66 66,9 17-juin 1994 657,9 77 66,2 28-juin

1965 1000,0 94 92,8 08-avr 1995 786,7 83 64,5 24-mai

1966 604,0 74 56,0 01-juil 1996 825,3 82 60,4 19-avr

1967 1061,9 64 260,0 06-juin 1997 910,5 96 69,5 11-juin

1968 1378,9 134 65,3 09-sept 1998 442,6 52 51,1 18-sept

1969 645,2 80 54,8 12-juil 1999 889,3 80 125,8 01-juil

1970 1304,6 92 99,2 29-juin 2000 502,2 57 58,3 01-mai

1971 1051,7 83 152,3 22-juin 2001 699,6 81 115,0 03-avr

1972 536,1 73 54,0 07-juin 2002 839,7 77 85,4 27-mai

1973 936,6 76 66,1 25-oct 2003 876,4 76 77,6 19-mars

1974 1021,4 90 91,9 15-juin 2004 1008,2 88 63,7 11-oct

1975 865,3 82 81,9 07-sept 2005 784,4 86 83,4 03-juin

1976 776,6 66 73,8 14-févr 2006 931,3 90 49,9 15-sept

1977 440,2 53 41,9 11-oct 2007 1014,8 98 139,6 02-juin

1978 442,0 62 50,1 06-mars 2008 1075,3 97 80,0 05-déc

1979 931,8 108 95,2 08-mai 2009 886,2 76 77,8 02-mai

1980 847,4 85 112,9 01-oct 2010 1416,7 121 123,3 09-juin

Les caractéristiques de la série de pluie à étuder sont les suivants :

Moyenne = 369,80

Ecart-type = 388,69

Coefficient de variatio = 1,05

Parametre d’echelle a = 0,003 avec 1/a = 0.780 x Ecart-type

Paramètre de position Xo= 194,89 avec Xo= Moyenne- 0.577/a




Page 64

Figure 6 : Maximum de hauteur de pluie par an (1951-2010)

Les études antérieures en matière de drainage d’eaux pluviales ont permis de dimensionner les

ouvrages en fonction des hauteurs de pluies enregistrées pour des périodes de retour 2 ans, 5

ans et 10 ans.

Figure 7: Distribution fréquentielle des maxima annuels des pluies journalières suivant la loi de

GUMBEL- FRECHET

Les estimations des hauteurs des pluies de récurrence se présentent comme suit :

y = 5,3636x + 62,702 R² = 0,8548

0

50

100

150

200

250

300

350

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Hau

teu

r d

e p

luie

(m

m)

Temps de retour (année)

Diagramme de Gumbel-Frechet




Page 65

Tableau 34 : Récurrence des pluies

PERIODE

DE RETOUR

HAUTEUR DE PLUIE

CORRESPONDANTE (MM)

2 ans 80.3

5 ans 118,8

10 ans 144,3

Suivant la courbe de tendance (courbe d’interpolation linéaire), la hauteur de pluie décennale

interpolée (H10) est 116,3 mm et H100 est 599 mm (H10 et H100 s’obtiennent suivant la

formule :

y = 5,363x +62,70 ; avec y = H10 et x = 10 ans) ;

- Température

La température moyenne est de 27°C, avec des écarts de 6 à 9°C entre les maxima durant les

mois secs et les minima quand la mousson envahit la zone.

- Evaporation

L’évaporation totale annuelle de Lomé est de 1 700 mm (LABORATOIRE HYDRAULIQUE

DE FRANCE, 1982). Elle est relativement élevée et reste supérieure à la pluviométrie

annuelle moyenne de la ville variant entre 750 et 1 000 mm par an ; ce qui traduit un bilan

hydrique négatif (SGI-INGENIERIE SA, 2002). L’évaporation annuelle en 1990 a atteint

2040 mm contre 633 mm de pluies (BEROCAN, 2002).

1.2.Coefficient de Manning-strickler

Ce coefficient de rugosité dépend de la hauteur d’eau, du tracé et de la pente du canal ainsi

que de l’état des berges et du fond. Le tableau suivant donne la valeur à choisir en fonction

des paramètres évoqués.

Tableau 35 : Valeurs du coefficient de rugosité K

Nature des parois Etats des berges et du fond

Parfait Bon Assez bon Mauvais

Canaux et fossés en terre,

droits et uniformes 59 50 44 40




Page 66

Canaux et fossés avec

pierres, lisses et uniformes 40 33 30 29

Canaux et fossés avec

pierres, rugueux et

irréguliers

29 25 22 -

Canaux et fossés en béton 67

Source : R.E. HORTON et M. CARLIER, Hydraulique routière, p. 157, BCEOM

2. CRITERES DE BASE DE DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES

Le dimensionnement hydraulique d’un canal repose sur la relation de Manning-Strickler.

Tous les paramètres hydrologiques seront préalablement déterminés ou calculés pour

permettre un calcul de dimensionnement ou de vérification des ouvrages hydrauliques. La

formule de Manning–Strickler qui lie le débit aux dimensions d'un canal est :

Q = KxSxP1/2

xR2/3

Q = débit du fluide (l'eau) en m3/s,

K = coefficient de rugosité de MANNING-STRICKLER,

S = section mouillée en m2,

R = rayon hydraulique en m

P = pente du lit du cours d'eau en m/m.

Le dimensionnement consiste à déterminer la largeur B du canal et la hauteur d'eau h pour une

hauteur de canal H donnée. Ne disposant que d'une équation, il faudra donc fixer B et vérifier

à posteriori que H permet d'évacuer la hauteur d'eau h avec la pente P choisie. La résolution

de l'équation s’effectue par des itérations successives (puisqu'elle est non linéaire). Nous

déterminons alors la vitesse V d'écoulement dans chaque caniveau de section d'écoulement S.

La vitesse est proportionnelle au débit par la relation :

Q = SV




Page 67

2.1.Pentes et vitesses

Les pentes des caniveaux sont pour la plupart proches de celles du terrain naturel. Elles ont

été adoptées car elles permettent d’avoir des vitesses d’écoulement nécessaires pour assurer

l’auto-curage des caniveaux et afin d’éviter la décantation.

La vitesse minimale à maintenir est fixée à Vmin = 0,5 m/s.

Des vitesses trop importantes peuvent entraîner une érosion par abrasion des ouvrages. On ne

doit pas dépasser certaines limites selon les matériaux de revêtement des canaux.

Pour les caniveaux en béton armé, la vitesse maximale sera limitée à 6 m/s.

2.2.Revanche

Afin de permettre un meilleur fonctionnement des ouvrages tels que conçus et projetés, nous

considérerons les taux de remplissage ci–après pour garantir la réalisation d’une revanche et

du fonctionnement du système d’écoulement « à surface libre ».

La valeur de la revanche nécessaire est comprise entre 10 et 20 cm et la moyenne de 15 cm a

été la plus usitée.

2.3. Modèle de calcul

Tous les modèles numériques essaient d’obtenir des résultats sur la base de la formule

fondamentale de Manning–Strickler susmentionnée. Une multitude de ces modèles existe et

est utilisée soit localement à l’échelle d’une institution de recherche (universités,

laboratoires,…) soit universellement par un organisme (FAO,…) ou un centre de diffusion. Le

modèle numérique utilisé est T-HYDRO qui simule les écoulements dans un canal à partir des

données hydrologiques du bassin.

Un premier aspect du calcul est l’évaluation des débits générés par les différents bassins

versants. Les vitesses d’écoulement doivent être supérieures à Vinf pour éviter les dépôts

solides (auto curage) et inférieures à Vsup pour éviter les affouillements. Les valeurs

introduites pour le cas de notre étude sont 0,5 m/s pour Vinf et 6 m/s pour Vsup.

Le module d’évaluation des débits repose sur la méthode rationnelle, lorsque les bassins

versants ont une superficie qui n’excède pas 4 km2, limite d’applicabilité de la méthode.

Q = 0.278 CIA

Q = débit de pointe en m3/s

C = coefficient de ruissellement qu’on suppose uniforme sur le petit

bassin considéré et





Page 68


I = intensité moyenne de la pluie d’une durée égale au temps de

concentration en mm/h.

Application numérique:

La surface de sous bassin versant SBV2 est A = 0,013500 Km²

Le coefficient de ruissellement C, après pondération, est de 0.60

L’intensité I est de 171.98 mm/h

On aboutit à un débit Q = 0.39 m3/s

On démontre ainsi que pour une averse homogène dans le temps et dans l’espace, d’intensité

I, le débit maximum Q est atteint si la durée de l’averse est au moins égale au temps de

concentration Tc du bassin.

Un modèle numérique est un outil permettant d’obtenir des résultats basés sur des lois

scientifiques rigoureuses. Son utilisation dépend du choix des paramètres de calcul. Ce choix

doit être judicieux et le plus proche que possible de la réalité de la zone d’étude, ce qui est de

l’entière appréciation du technicien.




Page 69


1- Caractéristiques des sous bassins versants

Les sous bassins versants sont délimités sur la carte «Plan d’assainissement de la ville de

Lomé » et leurs caractéristiques sont déterminées par la topographie. Le tableau dont le

modèle est sous mentionné permet d’établir, les paramètres entrant dans l’estimation des

débits.

Il s’agit de l’aire du sous bassin, de sa longueur, de sa dénivelée, du temps de concentration et

de l’intensité de pluie.


Où :





, pour une période de retour de 10 ans.

Les coefficients de Montana pour la région côtière sont , ce qui

donne :

Où :






Page 70

Tableau 36: Caractéristiques hydrauliques des sous bassins versants

Sous bassins

versant SBVn°

Ai (Aire du

sous bassin)

Km²

Longueur

(m)

Dénivelée 𝜟H

(m) Tc (mn)

Intensité i

(mm/h)


SBV1 0,0149 150 0,45 8,28 218,91

SBV2 0,0142 145 0,45 7,97 222,35

SBV3 0,0172 150 1,29 5,55 256,91

SBV4 0,0207 200 1,86 6,73 237,94

SBV5 0,0217 200 2,6 5,92 250,37

SBV6 0,0152 150 0,6 7,43 182,9526

2. Estimation des débits

L’estimation des débits a été faite selon la formule suivante:

Q = α CIA

Q = débit de pointe en m3/s






Le débit maximum est obtenu pour une durée égale au temps de concentration Tc. Le

coefficient de ruissellement C a été estimé, il est directement proportionnel au débit et dépend

de nombreux facteurs locaux (le couvert végétal, la nature du sol, la pente) ; une pondération

a été effectuée pour chaque cas en vue de tenir compte du type d’occupation, des zones bâties,

terrains vagues etc. En règle générale les valeurs de C obtenues tournent autour de 0,60.




Page 71

Pour illustrer les formules d’estimation de débit, nous prenons l’exemple du sous bassin

versant SBV1 de la voie avec une surface A de 0,0149 km²

La dénivelée ΔH est de 0,45 m

Le chemin hydraulique L est de 150 m


On aboutit à :

Les résultats de calcul des débits des six (6) sous bassin sont inscrits dans le tableau suivant :

Tableau 37 : récapitulatif de débits calculés par sous-bassin.

Sous bassins

versant SBVn°

Ai (Aire du

sous bassin)

Km²

Longueur

(m)

Dénivelée 𝜟H

(m) Tc (mn)

Intensité i

(mm/h)

Débits

(m3/s )


SBV1 0,0149 150 0,45 8,28 218,91 0,54

SBV2 0,0142 145 0,45 7,97 222,35 1,07

SBV3 0,0172 150 1,29 5,55 256,91 1,81

SBV4 0,0207 200 1,86 6,73 237,94 2,63

SBV5 0,0217 200 2,6 5,92 250,37 3,54

SBV6 0,0152 150 0,6 7,43 182,9526 4,12

3. Etude hydraulique des caniveaux

Il est basé sur la formule de Manning–Strickler. L’objectif est d’obtenir les largeurs et

hauteurs des caniveaux qui conduisent les eaux jusqu’aux exutoires.

Q= KxSxR2/3

xI1/2

Avec :

K = 67 ,le coefficient de rugosité


Tc = 8,28 mn

I = 3,649 mm/mn soit 218,95mm/h

Q = 0.54 m3/s




Page 72

I = pente du caniveau

R =S/P, le rayon hydraulique avec S= la section mouillée et P= le périmètre mouillé

Calcul du tirant d’eau normal

⁄

√ ⁄

0,55 0,6 0,33 1,7 0,194 9,66 9,93 -0,26

0,64 0,8 0,512 2,08 0,246 19,43 19,54 -0,11

0,63 0,8 0,504 2,06 0,245 18,95 19,05 -0,09

0,71 0,9 0,639 2,32 0,275 27,60 27,71 -0,10

0,68 1 0,68 2,36 0,288 30,53 31,00 -0,47

0,84 1,3 1,092 2,98 0,366 64,67 65,06 -0,39

Vérification des conditions limites

Il sera question de vérifier la condition de vitesse limite pour voir s’il aura des dépôts de

matériaux ou érosion avec la vitesse comprise entre 0,5 et 3 m/s pour des fossés en béton.

⁄ √

Et le débit d’érosion avec pour un fossé en béton et

b -

Les résultats sont présentés de la manière suivante:

Tableau 38 : Résultats de dimensionnement des ouvrages de drainage

Débit Q

calculé

(m3/s)

Pente

P (m/m)

Tirant

d’eau

y(m)

Largeur b

(m)

Hauteur

h (m)

Vitesse V

(m/s)

Débit

d’érosion

Qer (m3/s)

0,54 0,003 0,55 0,6 0,80 1,23 1,44

1,07 0,003 0,64 0,8 0,8 1,44 1,92

1,81 0,009 0,63 0,8 0,8 2,48 2,5

2,63 0,009 0,71 0,9 1,0 2,69 2,7




Page 73

3,54 0,013 0,68 1,0 1,0 3,33 3,6

4,12 0,004 0,84 1,3 1,0 2,17 4,5

Conclusion : et alors il n’y aura ni érosion, ni engorgement

dans les caniveaux pour les dimensions choisies.

Toutes les conditions de vérification sont respectées.

Calcul de l’épaisseur des caniveaux

Le calcul de l’épaisseur des caniveaux se fait à partir de la formule suivant :

A.N :

soit

Base des caniveaux 0.80 0.90 1 1.30

Epaisseurs

0.15 0.153 0.156 0.165

Ainsi pour faciliter la mise en œuvre nous convenons de prendre




Page 74


1. Hypothèse de calcul de caniveau

1.1.Normes et règlementations




Les sollicitations sont déterminées à partir de la METHODE DES TRANCHEES.

Le calcul du ferraillage se fera suivant les règles techniques de conception et de calcul des

ouvrages et constructions en béton armé de la méthode des états limites règles B.A.E.L 91

méthode modifié 99

1.2.Caractéristiques des matériaux

Béton

Fissuration préjudiciable

Dosage : ⁄ de CPA 45 ou de classe équivalente

Béton B25 de poids volumique égale

Résistance à la compression à 28 jours :

Résistance à la traction à 28 jours :

La contrainte à l’état limite du béton en compression :

Contrainte à l’état limite du béton en compression

L’enrobage : car la fissuration est préjudiciable (Ouvrage enterré)

Acier

Nuance : Acier Haute Adhérence

Limite d’élasticité

Coefficient d’adhérence : car acier haute adhérence

Coefficient de sécurité :

.Contrainte limite des aciers à ’ELS : {

( √ )}

Contrainte de calcul de l’acier : /




Page 75

Diamètres courants :

Sol

Poids volumique des terres :

Coefficient de poussée :

Surcharge de remblai :

Principe de calcul des efforts et sollicitations

De manière générale, on mènera les calculs par bande de 1 mètre linéaire de longueur

de caniveaux. Les épaisseurs de dallettes, des pieds droits et du radier sont de 15cm

Etat limite de calcul considéré

La fissuration est considéré comme préjudiciable, donc les calculs se feront à l’ELS.

Schéma d’illustration du caniveau

Figure 3 : Illustration du Caniveau avec dallette

Schéma de chargement du caniveau

Figure 4 : Illustration des charges sur le caniveau




Page 76

2. Dimensionnement de la dallette

Tel que nous l’avons énoncé plus haut, les caniveaux sont couverts par des dallettes en

béton armé d’épaisseur 20 cm sur des appuis. Donc cette dalle sera calculée comme une

poutre en flexion simple de largeur et de hauteur

Surcharge sur la dallette

La surcharge sur la dallette est une roue isolée de 10T (Titre 2 du fascicule 61) tel que le

schéma la illustré ci-dessus.

Calcul des sollicitations

Tableau 39 : Calcul des sollicitations pour le dimensionnement de la dalllette

Charges Unités Formule

Résultats pour différentes valeurs de base b

0.60 0.80 0.90 1 1.30

Poids au ml de la

dalle : kN/ml

5 6 6.5 7 8.5

Moment de flexion

dû au poids

propre de la dalle

KN.m/

ml

0.62

0.75 0.81

2

0.875 1.063

Effort tranchant dû

au poids propre kN/ml

2.5 3 3.25 3.5 4.25

Moment

dû à la roue de

KN.m/

ml

25 25 25 25 25

Effort tranchant

dû à la

roue

kN/ml

50 50 50 50 50




Page 77

Calcul des efforts aux états limites

Tableau 40 : Valeurs des efforts aux états limites pour le dimensionnement de la dallette

Résultats pour différentes valeurs de base b

Etats

Limites sollicitations Formules Unités

0.60 0.80 0.90 1 1.30

ELU

KN.m/ml 41.09 41.26 41.35 41.43 41.68

kN/ml 83.88 84.55 84.89 85.23 86.24

ELS

KN.m/ml 30.63 30.63 30.75 30.81 30.80 31.06

kN/ml 62.50 63.00 63.25 63.50 64.25

Après analyse des résultats de ce tableau, nous considérerons une dallette pour toutes les

différentes sections de caniveaux, en prenant en compte le cas le plus défavorable.

Calcul des armatures

Calcul des armatures longitudinales

Nous sommes en fissuration préjudiciable, le calcul des armatures se fera à l’ELS.

Calcul de Moment admissible :

(

)

avec

{

, alors pas besoin d’acier comprimé.

A’= 0

Calcul du bras de levier :

(

) {




Page 78

Calcul de la section d’acier :

, donc , on choisit comme section d’acier

Calcul des armatures transversales

La section des armatures transversales est donnée par

1,6 cm²

Ainsi on prend

3. Dimensionnement des piédroits

Charges appliquées sur les piédroits

Il faut remarquer que les piédroits sont soumis à leur propre, au poids de la dallette, à

l’action de la roue sur la dallette et à la poussée des terres.


Tableau 41: Calcul des charges et sollicitations pour le dimensionnement des piédroits

Charges Formule Unités Résultats

0.80 1.00 1.30

Poids propre du piédroit : kN/ml 4 5 6,5

Effort normal dû à la l’action de

la roue : KN/ml

50 50 50

Effort normal dû au poids de la

dallette :

kN/ml 3 3,25

4,25

Poussée des terres

KN/ml 2,22 2,47 5,86

Effort normal maximal dans le

piédroit

57 58,25

60,75

Moment maximum à la base du

piédroit

0,59 1,16

2,54




Page 79



- Calcul de l’excentricité : e

soit

Piedroit 0.8 1.00 1.30

Excentricité e 0,0099 0,0188 0.038

Nous remarquons pour l’ensemble des piédroits que

.Se trouve à l’intérieur du noyau

central donc la section est totalement comprimée.

Calcul de

La section d’acier à mettre est donnée par la relation suivante :

(

) avec

Piedroits avec h= 0.80 1.00

19,54 25,84

0,195 0,258

Calcul de

(

)

avec on a :

avec , soit

Piedroits avec h= 0.80 1.00

0,339 0,530




Page 80

alors nous pouvons appliquer la méthode simplifiée :

et

(

)

Piédroits avec h= 0.80 1.00

YRB 0,3816 0,477

AS en cm2 1,634 1,729

Calcul des armatures transversales


avec e l’épaisseur du piédroit.

Ainsi on prend

4. Dimensionnement du radier

Charges appliquées sur le radier

Les charges soumises au radier sont : son poids propre, le poids de l’eau au débit maximum et

la poussée des terres.


Tableau 42 : Calcul des charges et sollicitation pour le dimensionnement du radier

Charges Unités Formule

Résultats

0.60X0.80 0.80X0.80 0.90X1.0 1.0X1.0 1.30X1.0

Poids

propre du

radier :

3 4 4.5 5

6.5

Poids de

l’eau sur

le radier

12

16 22.5 30

42.25




Page 81

Poussée

des terres

sous le

radier

(

)

5,41 20 20 20

18.46

Moment

dû au

poids

propre du

radier

0,135 0,32 0,455 0,625

1,373

Moment

dû

au poids

de l’eau

0,54 1,28 2,278 3,75

8.925

Moment

dû à

la poussée

des terres

sous le

radier

0,974 6,4 8,1 10

15,59

Effort

normal

maximal

dans le

radier

4,158 5,54 6,237 6,93

9,009

Moment

maximal

0.299 4,8 5,367 5,625

5,292



Le calcul des armatures se fera en flexion composée

Calcul de l’excentricité

Radier 0.60 0.80 0.90 1.00 1.30




Page 82

h/6 0,10 0,13 0,15 0,166 0,21

Excentricité e0 0,071 0,86 0,86 0,81 0,59

Pour de valeurs de base supérieur à 0.60,

eo est à l’extérieur du noyau central donc

l’Acier partielement comprimé.

(

) Avec

Radier avec h= 0.60 0.80 0.90 1.00 1.30

0,63 5,24 5,86 6,17 6,01

0,63.10-3

5,24. 10-3

5,86. 10-3

6,17. 10-3

6,01. 10-3

(

)

avec {

Radier avec h= 0.60 0.80 0.90 1.00 1.30

0,10 0,10 0,10 0,10 0,10

{

Calcul du Bras de levier

(

) soit




Page 83

Radier 0.60 0.80 0.90 1.00 1.30

0,148 0,148 0,148 0,148 0,148

Calcul de la Section d’acier :

soit

Radier 0.60 0.80 0.90 1.00 1.30

As en m2 0,01.10

-3 0,16. 10

-3 0,179. 10

-3 0,188. 10

-3 0,177. 10

-3

As en cm2 1.1 1,6. 1,9 1,88 1,77

Calcul de la Section d’acier réel A

soit

Radier 0.60 0.80 0.90 1.00 1.30

A en m2 - 0,133. 10

-3 0,149. 10

-3 0,154. 10

-3 0,133. 10

-3

A en cm2 - 1,3 1,49 1,54 1,33

Calcul de la Section d’acier minimal

avec et et e0=0.81 pour

caniveau de 1.00m de base.




Page 84

Radier 0.60 0.80 0.90 1.00 1.30

A en cm2 - 2,04 2,04 2,04 1,58

, donc nous convenons de prendre comme section d’acier pour

toutes les sections de radier.

Calcul des armatures transversales.


avec e l’épaisseur du piédroit.

Ainsi on prend

5. Récapitulatif du ferraillage des caniveaux

Tableau 43 : Récapitulatif du ferraillage du caniveau

Dallette Piédroit Radier

Section et 80 x80

As

calculé

(cm²)

Armatures

choisies

As

réel

(cm²)

As

calculé

(cm²)

Armatures

choisies

As

réel

(cm²)

As

calculé

(cm²)

Armatures

choisies

As

réel

(cm²)

Armatures

longitudinales -

7HA12

Esp=15cm

7,92

4HA8

Esp=15cm 2,01

5HA8

Esp=15cm 2,51

Armatures

transversales

4HA8

Esp=20cm 2,01

4HA8

Esp=20cm 2,01

4HA8

Esp=20cm 2,01

Section et

Armatures

longitudinales

9HA14

Esp=15cm

13,85

4HA8

Esp=15cm 2,01

5HA10

Esp=15cm 3,91

Armatures

transversales

5HA6

Esp=20cm 2,01

4HA8

Esp=20cm 2,01

4HA8

Esp=20cm 2,01

Section

Armatures

longitudinales

9HA14

Esp=15cm

13,85

4HA8

Esp=15cm 2,01

5HA10

Esp=15cm 3,91

Armatures

transversales

4HA8

Esp=20cm 2,01

4HA8

Esp=20cm 1,41

4HA8

Esp=20cm 2,01




Page 85




Page 86

ANNEXE 7 : DILENSIONNEMENT HYDRAULIQUE DU DALOT

Nous avons constaté que toutes les eaux de la zone convergent vers un exutoire placé en aval

du site de projet. Ces eaux franchisent la voie au PK0+00 par un dalot existant 100x80. Après

analyse, ce dalot sera incapable de véhiculer le débit total après les travaux, donc un dalot sera

redimensionné afin de recueillir les eaux du bassin versant général pour les envoyer de l’autre

côté de la voie. Nous délimiterons le bassin versant tout en calculant son débit afin d’aboutir

à leur dimensionnement hydraulique.

1.1.Etude hydrologique du dalot au point bas au PK0+00

1.2.Délimitation du bassin versant

En se basant sur « le plan directeur d’assainissement pluvial de la ville de Lomé », la

délimitation du bassin versant s’est faite dans sa globalité. Suivant ce plan, nous avons pu

diriger l’écoulement des eaux dans la zone concernée. Ce dalot qui fait objet de notre étude,

constitue un franchissement de la voie au PK0+00 vers le bassin de rétention construis en aval

environ 200mètre. Ainsi la superficie du bassin versant est de 0,14 km2 soit 1.42 ha.

1.3.Calcul du débit ruisselé par ce bassin versant

La superficie de notre bassin versant est inférieur 4km² (petit bassin versant), nous

utiliserons la méthode rationnelle pour calculer le débit décennal. Le débit de projet est un

débit cinquantennal et sera calculé par projection du débit décennal

Temps de concentration par la formule de Kirpich

avec soit

est la pente du bassin versant

est la distance entre l’exutoire et le point le plus éloigné du bassin versant

est la dénivelée entre l’exutoire et le point le plus éloigné du bassin versant

:

soit




Page 87

Calcul de l’intensité de pluie décennale

L’intensité de pluie décennale est fonction du temps de concentration Tc et est donnée par

la formule :

Où :



Application numérique :

soit :

Calcul du coefficient de ruissellement

Etant donné que nous le projet se retrouve dans une zone urbaine, le coefficient de

ruissellement donné d’après [ ] est

1.3.1. Calcul du débit décennal

L’estimation du débit provenant du bassin versant se fait à partir de la formule rationnelle.

Ainsi donc :

soit avec , ⁄


soit ⁄

1.3.2. Estimation du débit cinquantennal

Le choix des fréquences à prendre en compte résulte d’un compromis entre la sécurité

offerte par l’ouvrage et son coût. Nous dimensionnerons notre ouvrage pour une période de




Page 88

retour de 50 ans. Le passage de la crue décennale à la crue cinquantennale sera fait par un

coefficient de projection.

Détermination du coefficient de projection et estimation du débit

Le choix du débit cinquantennal se justifie par la recherche de plus de sécurité des ouvrages

de franchissement. Nous allons alors calculer le coefficient de majoration C donnée par la

méthode ORSTOM d’évaluation des débits cinquantennal.

Le rapport du plan d’assainissement de la ville de lomé stipule que le débit cinquantenaire est

donné par le rapport suivant :

Nous obtenons alors Q50 = 4,41 m3/s.

Nous nous convenons de prendre pour débit dimensionnant du dalot ⁄ .

2. Etude hydraulique du dalot

Les études hydrauliques du dalot permettent de définir ses dimensions, ouverture et

hauteur libre. Il a été retenu comme débit du projet, un débit cinquantennal. Le dalot a été

étudié en sortie libre de telle sorte que le niveau d’eau à l’exutoire immédiat soit en dessous

du bord supérieur de l’ouvrage pour des raisons de sécurité. Les calculs ont été faits suivant

les prescriptions du document « hydraulique routière »

2.1.Calcul de la section minimale du dalot

Notre ouvrage de franchissement sera dimensionné en sorti libre. La vitesse maximale de

ruissellement de l’eau imposée par ces types d’ouvrages est de ⁄ (pour les

ouvrages en béton). Ainsi la section minimale du dalot est :

⁄

Adoptons une section

2.2.Détermination des dimensions du dalot

Selon VAN TUU 1981, HYDRAULIQUE ROUTIERE, BCEOM[7], le rapport de la hauteur

de l’ouvrage sur la base est compris dans l’intervalle[ ]. Ainsi nous choisissons de prendre




Page 89

Le rapport

ce qui est bien vérifié.

Etude du dalot en sorti libre

Notre ouvrage de franchissement sera dimensionné en sorti libre pour des raisons de

sécurité. Ainsi donc le niveau d’eau à l’exutoire immédiat de l’ouvrage sera en dessous du

bord supérieur de l’ouvrage.

Nous allons dimensionner sur la base d’un dalot cadre de hauteur H= 1,00m et de largeur

B= 1,50m. Donc on a un dalot cadre 1 x 1,50 x 1,00.

Nous prendrons pour nos calculs du beton

Calcul de la hauteur H à l’amont

La profondeur d’eau en amont de l’ouvrage pour le débit Q= 4 m3/s se calcul par

l’intermédiaire de :

√

A. N: ⁄

Une fois obtenu , la courbe A de la figure 77 de la page 248 du livre HYDRAULIQUE

ROUTIERE de Nguyen VANTUU donne alors :

Donc la hauteur en amont est ce qui est parfaitement acceptable.

Nous convenons alors que nous obtenons ainsi une Revanche r = 0,20m

Calcul de la cote des plus hautes eaux PHE

La cote des plus hautes eaux est obtenue en additionnant la cote TN (ZTN), à la hauteur

d’eau H en amont calculée ci-dessus. Ainsi

PHE = ZTN + H= avec ZTN = 33,99m et H= 0,80m

A.N:

Calcul de la pente critique d’écoulement de l’eau dans l’ouvrage

Pour nous assurer si la vitesse de l’eau dans les dalots reste dans les limites admissibles, il

faut passer d’abord par le calcul de la pente critique de l’ouvrage. Nous aurons ainsi :




Page 90

√ {

⁄

ce qui nous donne IC = 0,006

Calcul de la vitesse d’écoulement de l’eau dans le dalot

La procédure est la même que celle du calcul de en lisant pour déduire

⁄

⁄ √ soit ⁄

⁄ √

Nous obtenons ⁄ , après projection de Q* sur l’abaque Fig:84, page 263 du

livre HYDRAULIQUE ROUTIERE de Nguyen VANTUU

⁄ √ soit , ce qui est inférieur à la vitesse

maximale qui est de 3 m/s.

Toutes les conditions sont vérifiées pour un bon fonctionnement du dalot en sortie libre. En

effet la côte des plus hautes eaux est inférieure au niveau supérieur du tablier et sans mettre de

remblai au-dessus du dalot on a déjà une revanche . La vitesse d’écoulement de

l’eau dans le dalot est de 3m/s, la vitesse maximale.

Le tableau ci-dessous résume les différentes caractéristiques pour dalot :

Tableau 44 : Résumé de différentes caractéristiques du dalot double 1x 1,50 x 1,00

Débit à

évacuer

en ⁄

section

du dalot

(m²)

Base

(m)

Hauteur

H (m)

Rapport

(m)

Hauteur des

plus hautes

eaux : h (m)

Revanche

(m)

Vitesse

d'écoulement

( )

14,675 1,5 1,5 1,00 0,66 0,80 0,20 2,78




Page 91

2.3. Récapitulatif de l’étude hydrologique et hydraulique des ouvrages transversaux

Tableau 45 : Récapitulatif de l’étude hydrologique et hydraulique des ouvrages hydrauliques

N° Ouvrage

Hydraulique

PK

(km)

Surface BV

en (km²)

Pente

(%)

Tc

(mn)

i

(mm/h)

Q50

(m3/s)

PHE

En m

Revanche

En m

Ouvrages

retenus

Dalot cadre PK0+00 0,14 0.82 23,83 152,23, 4,5 34,79 0,20 1 x 1,5

x 1,0




Page 92


1. Hypothèse de calcul

1.1. Normes et règlements




Les calculs de ferraillage seront menés suivant les règles techniques de conception et de

calcul des ouvrages et construction en béton armé suivant la méthode des états limites dites

B.A.E.L 91 modifié 99.

Les ouvrages seront calculés par rapport au convoi de camions du type qui impose la

surcharge la plus défavorable parmi les systèmes A,B (Bc, Bt) et Br conformément aux

termes de référence de l’étude.

Nous utiliserons l’équation des trois moments pour déterminer les sollicitations internes.

1.2. Caractéristiques des matériaux

Béton

- Fissuration préjudiciable

- Dosage : ⁄ de CPA 45 ou de classe équivalente

- Poids volumique égale

- Résistance à la compression à 28 jours :

- Résistance à la traction à 28 jours :

- La contrainte à l’état limite du béton en compression :

- Contrainte à l’état limite du béton en compression

- L’enrobage : car la fissuration est préjudiciable (Ouvrage enterré)

Acier

– Nuance : Acier Haute Adhérence

– Limite d’élasticité

– Coefficient d’adhérence : car acier haute adhérence

– Coefficient de sécurité :




Page 93

– .Contrainte limite des aciers à l’ELS :

{

( √ )}

– Contrainte de calcul de l’acier : /

- Diamètres courants :

Sol

– Poids volumique des terres :

– Coefficient de poussée :

– Surcharge de remblai :

1.3.Principe de calcul des efforts et sollicitations

De manière générale, on mènera les calculs par bande de 1 mètre linéaire de longueur

du dalot.

1.4.Etat limite de calcul considéré

La fissuration est considéré comme préjudiciable car ouvrage enterré et exposé aux

intempéries donc les calculs se feront à l’ELS.

Pré-dimensionnement des épaisseurs du dalot et divers

Epaisseur du tablier et radier

L’épaisseur du tablier est voisine de

, (H < 2m) avec H,

la hauteur de remblai

Epaisseur des piédroits :

Nous nous convenons de prendre une même épaisseur de 0,30m qui est l’épaisseur

minimale pour le tablier, piédroit et le radier.




Page 94

Figure 6 : Illustration du dalot pour le dimensionnement structurel

Caractéristique du dalot

Largeur roulable des dalots est la longueur du corps de dalot hors guide roues :

Largeur chargeable

Nombre de voies (

), ce qui donne un pont à quatre voies chargeables

Pont de classe I car

Pas de remblai d’accès

a- Calcul des sollicitations sous l’action des charges permanentes




Page 95

Charge sur le tablier

Charge permanentes des

piédroits

Charge permanentes sur le radier

Poids propre du tablier

Poids du remblai :

Poids propre du piédroit :

Soit

Soit

Soit

Charge permanente sur piédroit :

Soit

Poids propre du radier :

La charge permanente g sur le

tablier vaut :

Soit

La charge permanente du radier

se calcul suivant cette formule :

Soit

b- Calcul des sollicitations sous l’action des surcharges

Système A




Page 96

{ { }

à l’ELS d’où

;

Soit

Système B

Le système B est composé de trois sous-systèmes : Bc, Bt, et Br.

Sous-système

Figure 7- Système de charges adoptées pour le calcul des surcharges

Avec

à l’ELS

, coefficient de dégressivité (1ère classe et le nombre de voies n=4)




Page 97

{

Calcul du coefficient de majoration :

avec

L : max (Lr ; longueur de la travée)

G le poids total d’une section de couverture de longueur L et de toute la

largeur relative à cette couverture et tous les éléments reposant sur elle.

S le poids total des essieux tandem du système B qu’il est possible de placer

sur L

{

Soit

Sous système

Figure 8- Système de charges adoptés pour le calcul des surcharges

avec

à l’ELS




Page 98

; vu la classe

{

Calcul du coefficient de majoration :

{

Soit

; avec

{

et

Système

Il s’agit d’une roue isolée de 10 tonnes pour un impact de à la surfaca de

la couche de roulement. Ainsi, on aura à la fibre moyenne, une surface :

La charge répartie est :

soit

Après calcul et comparaison, nous retenons comme sollicitation sous l’action des surcharges

la plus défavorable pour nos calculs le système B dont la charge vaut

c- Calcul des sollicitations dimensionnantes

Evaluation des charges total dues aux surcharges et aux charges permanentes

Sous l’action des surcharges, la nouvelle répartition des charges se fera comme suit :

Charge sur tablier : soit




Page 99

Charge sur le radier :

Piédroit :

soit

Détermination des sollicitations internes

Le calcul des moments sera fait à partir de la méthode des trois moments. Le tablier du dalot

à deux ouvertures se comporte comme une poutre continue à deux travées. Ainsi l’équation

des trois moments à un point intermédiaire est le suivant.

Figure 9- charge appliquées sur le dalot double pour le calcul des sollicitations

- Sollicitations internes sur appuis

L’équation générale des trois moments s’écrit sous la forme suivante :

( )

Application de l’équation des trois moments

- Ecrivons l’équation des 3 moments relative au nœud A




Page 100

1,0 ( ) Avec : {

1,0

- Ecrivons l’équation des 3 moments relative au nœud C

( ) Avec : {

Il faut remarquer que : ;

Ainsi nous obtenons l’équation (E)

{

Ainsi nous obtenons après résolution de l’équation (E), les sollicitations suivantes

{

Sollicitations internes en travée sur tablier et sur radier

Sur tablier :

Sur radier :

d- Calcul des armatures

Dimensionnement du tablier

- Armatures sur travée du tablier

Armatures principaux




Page 101

(

)

{

pas d’aciers comprimés

{

(

)

Nous convenons de prendre

Armatures de répartition

Nous convenons de prendre 4 correspondant 3,14 pour les armatures de

répartition avec pour espacement

Armatures sur appuis du Tablier

Dimensionnement du radier

- Armatures sur travée du radier

Armatures principaux

(

)

{




Page 102

; pas d’aciers comprimés

{

(

)

Nous convenons de prendre 8HA14 correspondant 12,31cm2 pour les armatures principaux

Armatures de répartition

Nous convenons de prendre 4 correspondant à pour les armatures de

répartition avec un espacement St=15cm.

- Armatures sur appuis du radier

pas d’aciers

comprimés

Nous convenons de prendre 4HA8 correspondant 2,01 pour les armatures principaux,

avec pour espacement St=15 cm

Calcul des armatures pour les piédroits

- Armature principaux

Le piédroit dans ce cas sera dimensionné en flexion composée

Les deux efforts à considérer sont ceux du moment




Page 103

Et de l’effort tranchant [(

)]

(

) , les aciers sont partiellement tendus

(

) Avec ,

(

)

avec {

(

)

Calcul des armatures principales :

avec

Calcul des armatures minimales :

avec et

- Armature de répartition


Espacement en zone de recouvrement

{ }

{ }




Page 104

Convenons de prendre pour espacement S=35cm

Espacement de en zone de recouvrement

{

{


e- Récapitulatif du ferraillage du dalot cadre ( )

Tableau 46 : Récapitulatif du ferraillage du Dalot 1×1,50×1,00

PARTI

D’OUVRAGE

DALLE SUPERIEUR

(Tablier) RADIER PIEDROIT

Caractéristique

Section Section en

travée

Section sur

appui

Section en

travée

Section sur

appui

Flexion

composée

Moment Max

( )

Aciers

nécessaires (cm²)

Acier principaux 7HA14

Esp=15cm

5HA12

Esp=15cm

8HA14

Esp=15cm

4HA12

Esp=20cm

4HA12

Esp=20cm

Acier de

répartition

4HA10

Esp=20cm

4HA10

Esp=20cm

4HA10

Esp=20cm

4HA8

Esp=20cm

3HA8

Esp=15cm




Page 105





Page 106


L'éclairage public est très important pour la sécurité des usagers. Il doit apporter

beaucoup plus aux usagers que le seul sentiment de confort. Il faut que ses performances

photométriques permettent d'accéder de nuit aux exigences indispensables à

l'accomplissement des différentes tâches visuelles de chaque catégorie d'usagers. Il se

doit de rendre aisées pour les automobilistes la perception et la localisation des points

singuliers de la route et des obstacles éventuels. Pour le piéton, il s'agit d'assurer la

visibilité distincte des bordures de trottoirs, des véhicules et des obstacles et d'éviter les zones

d'ombres.

C'est la raison pour laquelle la notion « d'éclairer juste » s'impose et se décline au travers de

valeurs d'éclairements et de luminances minimales à maintenir.

Le système d’éclairage est constitué de candélabres supportant des lampes. Les paramètres à

prendre en compte pour le choix des candélabres sont entre autres le domaine d’application

pour lequel les lampes doivent être utilisées, la largeur de la chaussée etc.

L’étude de l’éclairage public vise à analyser la réalisation d’un éclairage adéquat et suffisant

du tronçon.

L’installation se fera à partir d’une étude de dimensionnement électrique basée sur le guide

d’application de la norme européenne Eclairage public EN 13201 de l’association Française

de l’Eclairage.

a- Caractéristiques de la voie à éclairer

La voie à éclairer est une voie urbaine constituée d’une chaussée de 9m et 4,5 m de

trottoir de part et d’autre. La chaussée est composée de deux voies avec une vitesse de

référence de 60 km/h.

b- Classification de la route

Le tableau ci-dessous permet de classer la route suivant la norme européenne d’éclairage

NF NE 13201.




Page 107

Tableau 47: Classification des routes suivant la NF NE 13201

Les caractéristiques de la voie à éclairer avec la vitesse de référence qui est de 60 km/h en

agglomération (Zone habitée), permet de classer l’éclairage de la route au niveau de repère

N°8 du tableau 3 (voies urbaines à niveau d’éclairage moyenne minimal à maintenir en lux)

selon le guide de l’application de la norme EN 13201).




Page 108

c- Détermination de la classe d’éclairage et de ses paramètres

Tableau 48: Détermination de la classe d'éclairage et ses paramètres (VOIES URBAINES. Niveau

d’éclairage moyen minimal à maintenir (en flux)

Après analyse de ce tableau, nous retenons pour le dimensionnement, les valeurs suivantes :

Situation d’éclairage : B2

Classe d’éclairage : CE2

Niveau lumineux ambiant (lux) : 10

Eclairement à retenir pour contrainte maximale (zone de conflit) : 20 lux

Hauteur de l’installation (candélabres) : AL = 8 m

Inter-distance maximale : 4,5 x AL = 36 m . Nous convenons de prendre 35 m

Facteur d’utilisation

Avec la classe d’éclairage (CE2, B2) ; nous obtenons un facteur d’utilisation Uomin = 0,4

Ce facteur résulte du fait que l’ampoule ne fonctionne pas nécessairement à sa puissance

nominale. Donc il permet d’obtenir la puissance réellement utilisée.

Facteur de maintenance

Le facteur de maintenance permet de calculer la valeur de luminance et d’éclairement

à la mise en service




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Tableau 49 : Facteur de maintenance de l’éclairage pour la pollution faible (grands espaces, faible

trafic, rural), prendre le degré 1 pour la pollution forte (trafic intense urbain) prendre le degré 2-3

d- Caractéristiques du type de lampe :

SHP tubulaire

Vasque en verre

Nombre d’heures de fonctionnement avant entretien : 8000h

Faible degré de pollution

Efficacité lumineuse : ; Nous fixons 99

Ces caractéristiques mènent directement au facteur de maintenance [ ] . Nous

fixons

- calcul de la puissance minimale d’une lampe (P) :

, soit une luminance tous les 30m pour une demi-chaussée qui fait

4,5m

A.N:

soit




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Sur cette base de la norme européenne EN 13201 qui indique un minimum de puissance à

installer pour chaque lampe, nous allons ainsi faire le choix de notre installation.

e- Choix du luminaire et récapitulatif des éléments de l’éclairage public

Le choix de notre luminaire se porte sur une source d’énergie fournie par la compagnie Togo-

électricité

Le tableau ci-dessous récapitulera les résultats de l’éclairage public :

Tableau 50 : Récapitulatif des résultats de l’éclairage public

Lampes Vapeur de sodium haute pression 150W ;

Flux lumineux : 12000-17000 lumens

Implantation A l’extrémité bord des caniveaux sur un seul côté de la

plateforme

Inter distance Espacement entre candélabre vaut 35m

Hauteur du feu 8m

Supports

et candélabres Câble d’alimentation : Réservé pour la connection au BT

Candélabres : Fûts en tôles d’acier galvanisé

Crosse Matière : Acier galvanisé à chaud tubulaire

Nombre

de candélabres

Au total 35 :

- 7 candélabres sur les amorces (3 amorces)

- 28 candélabres sur les 700m de la voie principale

Nombre d’heure

d’utilisation

avant entretien

L’entretient des lampe se fera périodique après 8000h

d’utilisation

Les résultats du dimensionnement ont permis de connaitre le nombre de

candélabres à poser, la puissance des lampes, la section du câble à poser et les

caractéristiques photométriques (l'éclairement moyen, la luminance moyenne, les

uniformités des luminances et l'indice de confort). Ces calculs reposent sur des normes et

spécifications relatives au dimensionnement en éclairage public




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Sur la base de l’ensemble des documents établis, nous avons procédé à l’établissement des

avant-métrés, des devis quantitatifs des travaux et des aménagements ainsi que de leur

estimation.

Les aménagements et travaux projetés sont quantifiés sur la base du cadre de définition des

prix de travaux à utiliser lors du DAO.

Les prix unitaires des différents postes de travaux sont déterminés à partir des derniers appels

d’offres en tenant compte des spécificités de la zone du projet. Les prix unitaires

anormalement hauts ou anormalement bas sont éliminés.

Une revue des différentes quantités a été menée en vue de vérifier leur conformité et modifier

la conception de certains éléments dont les quantités sont jugées trop élevées.

Les travaux prévus dans le cadre de l’aménagement de toutes les voies consisteront pour

l’essentiel :

au dégagement des emprises ;

au terrassement ;

à la mise en œuvre des matériaux de chaussées et trottoirs ;

à l’assainissement et aux bordures ;

à la signalisation et aux divers (éventuellement au déplacement des réseaux).

a- Dégagement des emprises

Les opérations qui seront exécutées dans cette rubrique sont composées du nettoyage des

emprises ; de l’abattage des arbres se trouvant dans l’emprise de la chaussée et des trottoirs,

du déguerpissement des baraque.

b- Terrassement

Les travaux de terrassement comprennent les opérations de:

déblais ;

remblais.




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Il s’agit des mouvements de terre concourant à atteindre la côte projet de la plate-forme. On

parle de déblai si la côte du projet est en dessous du terrain naturel ; dans le cas contraire, il

s’agit de remblai. Pour déterminer les quantités, nous avons utilisé le logiciel de conception

de projets VRD-COVADIS, qui se base sur le principe de calcul ci-après:

calcul des sections des profils en travers types comprises entre le projet de la plate-

forme et le terrain naturel ;

le produit de la moyenne des sections par les distances séparant les profils en travers

consécutifs du terrain naturel; ce qui permet d’obtenir les quantités des déblais et

remblais par profil ;

le cumul de ces quantités pour déterminer les quantités totales à mettre en œuvre.

Toutes les quantités évaluées ont été majorées de 5% pour tenir compte des imprévus.

c- Chaussée et trottoirs

La réalisation de la chaussée nécessite les opérations suivantes :

fourniture et mise en œuvre de deux couches de sable silteux : 20 cm de couche de

fondation et 15 de couche de base;

fourniture, réglage et étalage de 3 cm de sable, pour constituer le lit de pose des pavés

;

fourniture et pose de pavés autobloquants de 11 cm d’épaisseur.

La réalisation des trottoirs engendre les opérations suivantes :

fourniture et mise en œuvre de deux couches d’assise des pavés de trottoirs : la

première en matériaux adéquats provenant des déblais ou de fouilles, aura 10 cm

d’épaisseur, et la deuxième en sable silteux de 5 cm d’épaisseur (sinon 15 cm de sable

silteux);

fourniture, réglage et étalage de 3 cm de sable pour servir de lit de pose des pavés ;

fourniture et pose de pavés autobloquants de 8 cm d’épaisseur.

Les matériaux composant les couches de fondation et de base (sable silteux) et de la couche

d’assise des pavés de trottoirs (matériaux provenant des déblais ou de fouilles et sable silteux)

sont estimés en mètre cube. Le volume nécessaire pour une surface est égal à la surface à




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couvrir multipliée par les épaisseurs indiquées. La quantité de sable pour le lit de pose des

pavés est égale à la surface à couvrir en pavés. Les quantités déterminées par ces calculs ont

été majorées de 5%.

d- Assainissement – bordures

Pour le volet assainissement, il sera réalisé la construction :

de caniveaux rectangulaires couverts de différentes sections ;

d’avaloirs et leurs raccordements aux caniveaux ;

de dalots de traversées des chaussées.

Les éléments à prendre en compte pour déterminer les quantités dans le cadre de ce volet sont :

le volume de béton de propreté ou béton de forme d’épaisseur 5 cm ;

le volume du béton de classe A 350 d’épaisseur 20 cm pour toutes les structures des

caniveaux et dalots ;

les coffrages des différentes structures des ouvrages exprimés en mètre carré ;

les aciers pour les armatures de bétons de classe A 350 ;

le nombre d’avaloirs construits et de grilles d’avaloirs fournies et posées ;

le nombre de regards en béton armé construits et le nombre de tampons de regards

fournis et posés.

Pour les bordures, c’est leur longueur qui est prise en compte pour évaluer la quantité en

fourniture et à la pose des bordures.

Toutes ces quantités déterminées sont majorées de 5%, pour tenir compte des imprévus.

e- Signalisation et divers

Les opérations à réaliser dans le cadre de ce volet se résument comme suit :

fourniture et pose des panneaux de signalisation verticale au droit des ronds-points,

des établissements publics, des rues adjacentes, etc., exprimée en unités de panneaux ;

signalisation horizontale comme marquage de chaussée exprimée en mètre linéaire ;

plantation d’arbres sur les trottoirs exprimée en unité d’arbres ;




Page 114

plantation de fleurs dans les ronds-points et ilots directionnels exprimée en mètre carré

signalisation lumineuse et éclairage public .

f- Déplacements des réseaux existants

Les travaux d’aménagement des voies dans les centres urbains entraînent le plus souvent des

déplacements de réseaux existants des sociétés concessionnaires de téléphonie, d’électricité,

d’eau potable et des chemins de fer. Les déplacements sont exécutés par les sociétés

concernées qui sont payées sur le compte du projet d’aménagement où l’on prévoit une

provision pour ces travaux.

Tableau 51 : cadre de devis estimatif

CADRE DE DEVIS ESTIMATIF DES DIFFERENTS TRAVAUX

ENTREPRISE:

CONTRÔLE: AGECET

LOT 3: AMENAGEMENT ET PAVAGE DE LA VOIE DE L'EGLISE BAPTISTE

D'AGBALEPEDOGAN

N°

ordre DESIGNATION DES OUVRAGES U

PU

(EN FCFA

HT)

MARCHE INITIAL

QTE MONTANT

(EN FCFA HT)

1 INSTALLATION DE CHANTIER

1.1 Installations propres de l'entreprise ff 3 000 000 1 3 000 000

1.2 Travaux topographiques m3 1 500 1279 1 918 500

1.3 Panneaux d'identification de chantier m3 120 000 2 240 000

TOTAL 100 5 158 500

200 DEGAGEMENT DES EMPRISES

201 Nettoyage et débrouissaillage Ff 1 227 840 1 1 227 840

202 Abattage des arbres u 35 000 6 210 000

203 Démolition d'ouvrages ou de parties

d'ouvrage

203-1 Ouvrage en béton armé m3 35 000 45 1 575 000

203-2 Ouvrage en béton non armé m3 20 000 87 1 740 000

203-3 Ouvrage en maçonnerie m3 15 000 102 1 530 000

204 Démolition ou scarification de chaussée m3 2 000 93 186 000

205 Démolition et enlèvement de pavés m3 2 000 73 146 000

206 Démolition et enlèvement de bordures ml 1 500 32 48 000

207 Curage d'ouvrage de drainage enterrés m3 3 500 13 45 500

208 Curage d'ouvrage de drainage à ciel

ouvert m3 2 000 41 82 000




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TOTAL 200 6 790 340

300 TERRASSEMENTS

301 Déblai ou décaissement en terrain

meuble, mise en dépôt

m3 1 500 726 1 089 000

302 Remblais provenant de déblai m3 1 200 247 296 400

302 Remblais provenant d'emprunts

meubles sélectionnés m3 3 500 936 3 276 000

303 Purge des terres de mauvaise tenue m2 2 500 215 537 500

304 Remise en état des carrières Ff 500 000 1 500 000

TOTAL POSTE 300 5 698 900

400 CHAUSSEE ET TROTTOIRS

401

Fourniture et mise en œuvre de

materiaux meuble pour couche de

fondation en silteux ép 20 cm

m3 5 000 2532 12 660 000

402

Fourniture et mise en œuvre de

materiaux meuble pour couche de base

en silteux ép 15cm

m3 5 000 1899 9 495 000

403

Fourniture et mise en œuvre de couche

d'assise de 15 cm de sable silteux pour

trottoirs

m3 5 000 464 2 320 000

404 Fourniture et exécution de revêtement

en pavé

404-4

Fourniture et exécution de revêtement

en pavés sinusoïdaux gris de 8cm pour

trottoir

m2 8 150 2814 22 934 100

404-5 Fourniture et exécution de revêtement

en pavés sinusoïdaux gris de 11cm m2 11 200 12662 141 814 400

404-6

Fourniture et exécution de revêtement

en pavés sinusoïdaux blancs de 11 cm

pour signalisation

m2 8 150 536 4 368 400

405 Fourniture et pose de bordure

préfabriquées ml -

405-1 Bordures lourdes de type T2 ml 5 000 350 1 750 000

405-2 Bourdures légères de type P3 ml 3 500 2942 10 297 000

TOTAL POSTE400 205 638 900

500 ASSAINISSEMENT ET

DRAINAGE

501 Fouilles pour ouvrages de drainage en

terrain meuble m3 1 500 3429 5 143 500

502 Remblais des fouilles m3 1 200 1372 1 646 400

503 Fabrication et mise en œuvre de bétons -

503-1 Béton de propreté C-150 pour ouvrages m3 35 000 24 840 000

503-2 Béton de classe B-250 pour ouvrages m3 60 000 72 4 320 000

503-3 Béton de classe A-350 pour ouvrages m3 68 000 106 7 208 000

504 Coffrages m2 3 000 139 417 000




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505 Aciers pour béton armé des ouvrages 230 -

505-1 Le kilogramme d'acier doux kg 700 1400 980 000

505-2 Le kilogramme d'acier à haute

adhérence kg 700 4980 3 486 000

506 Construction de caniveaux

rectangulaires en béton armé -

506-1 Caniveau cadre de dimensions

60cmx50cm ml 66 780 132 8 814 960


60cmx80cm ml 66 780 330 22 037 400


70cmx80cm ml 80 220 660 52 945 200


80cmx80cm ml 109 480 156 17 078 880


80cmx90cm ml 121 296 440 53 370 240

506-6 Caniveau de traversée de dimensions

80cmx100cm ml 124 698 440 54 867 120

506-7 Caniveau de traversée de dimensions

100cmx130cm ml 147 298 330 48 608 340

507 Construction d'avaloirs en béton armé y

compris cadre d'avaloirs u 113 400 105 11 907 000

508

Fourniture et pose de grilles

rectangulaires sur avaloirs en béton

armé

u 243 000 105 25 515 000

509 Fourniture et pose de tampons sur

regards de caniveaux dalots u 247 000 78 19 266 000

TOTAL POSTE 500 338451040

600 SIGNALISATION HORIZONTALE

ET VERTICALE

601 Fourniture et application de peinture

rétro réfléchissante sur bordures ml 3 000 300 900 000

602 Fourniture et pose de panneau de

signalisation triangulaire u 95 000 18 1 710 000

TOTAL POSTE 600 2 610 000

700 ECLAIRAGE PUBLIC -

701 Fourniture et pose de fourreaux en PVC Ff 828 000 1 828 000

702 Fourniture et pose de câble, de

candélabre de 10m de hauteur Ff 222 500 40 8 900 000

703 Fourniture et pose d'armoire de

comptage et de commande Ff 3 000 000 1 3 000 000

TOTAL POSTE 700 12 728 000

800 DEPLACEMENT OU

MODIFICATION DES RESEAUX

801 Déplacement du réseau téléphonique Prov 7 000 000

802 Déplacement du réseau électrique Prov 18 000 000

803 Déplacement du réseau d'eau potable Prov 27 000 000

TOTAL POSTE 800 52 000 000




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900 MESURES

ENVIRONNEMENTALES

901 Sensibilisation Ff 3 250 000 1 3 250 000

902 Reboisement compensatoire Ff 2 550 000 1 2 550 000

903 Equipement des ouvriers en EPI

adaptés Ff 2 500 000 1 2 500 000

904 Aménagement et entretien des

déviations Ff 5 400 000 1 5 400 000

904

BIS

Aménagement des passerelles pour

accès des riverains aux domiciles et aux

lieux de travail

Ff 73 125 32 2 340 000

TOTAL POSTE 900 16 040 000

TOTAL GENERAL HORS TAXE 645 115 680

TVA 18% 116 120 822

TOATAL GENERAL TTC EN FCFA 761 236 502

Actualisation de l’étude technique des travaux d ...

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