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CONVERGENCE DE SYSTEMES DE DONNEES ET INGENIERIE DES INFRASTRUCTURES

DE TRANSPORT VIA LE SIG-PROJET THEMA

Suiveur : Christophe Castaing

Suiveur : Mindjid Maizia

ACHOUR Yannis - GSU03 - rapport de stage TN09

Septembre 2007 – Février 2008

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REMERCIEMENTS 3

RESUME TECHNIQUE 4

INTRODUCTION 6

CONVERGENCE ORGANISATIONNELLE D’EGIS ROUTE 7

GROUPE EGIS : ACTIVITES, REORGANISATION 8 1.1 LE GROUPE EGIS 8 1.2 REORGANISATION 9 EGIS ROUTE 10 2.1 HISTOIRE 10 2.2 REORGANISATION SPECIFIQUE D’EGIS ROUTE 11

CONVERGENCE DE DONNEES ALPHANUMERIQUES ET GEOGRAPHIQUES 12

MODELISATION D’UN PROJET D’INFRASTRUCTURE 13 1 PLACE DU B.E. DANS LE PROJET AUTOROUTIER 13 2 OUTILS, PLANS, DESSINATEURS 16 3 HISTORIQUE ET EVOLUTIONS DE THEMA 18 STANDARDISATION : FAVORISER L’INNOVATION ? 23 1 STANDARDS, OGC 23 2 LA NECESSITE D'UNE PLATEFORME MULTI-OPERABLE 23 3 POTENTIEL D'EVOLUTIVITE DES PROJETS, NECESSITE DE LA STANDARDISATION : 24

CONVERGENCE DES MAITRISES D’ŒUVRES ET INGENIERIES 29

CONVERGENCE DES TRAVAUX D’INGENIERIE 30 1 DES « MALFAÇONS » FREQUENTES DANS LES PROJETS 30 2 DES PROJETS COMPLEXES ET « SUR-COMPARTIMENTES » 31 A65 : PLAN D’INTERVENTION DES SECOURS 35 1 UN PROJET TRANSVERSAL 35 2 THEMA ET PIS 36

CONCLUSION 38

BIBLIOGRAPHIE 39

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REMERCIEMENTS

Mon premier stage long, de 5 mois au sein d’Egis route, n’aurait pas été possible sans la bienveillance et l’accueil de ces personnes ;

Je voudrais remercier tout d’abord M. Christophe CASTAING, chargé de mission, pour sa générosité, et la chance qu’il m’a donné de me confier des responsabilités.

Je tiens aussi à exprimer ma gratitude à M. Rachid SMIDI concepteur et développeur de THEMA, pour sa disponibilité ainsi que pour son soutien en matière d’informatique.

Je n’oublierai surtout pas de remercier toute l’équipe de dessinateurs et de projeteurs que j’ai côtoyé, tout particulièrement Marie-Claude RIOCREUX et Michel ROCHE, qui m’ont accepté à leurs côtés pendant les premiers mois de mon stage, toujours prêts à m’aider malgré leur travail prenant. Merci aussi à Dominique Thepenier, Niko Mijic, Abderahim, Mario, et toutes les autres personnes rencontrée ou avec qui j’ai pu partager des collations diverses, et qui ont participé au contexte convivial de mon stage.

Je tiens enfin à remercier Chantal Guimard pour son accueil chaleureux et l’aide précieuse dont elle m’a fait bénéficier dans les démarches administratives, ainsi qu’Emanuel Legrand pour ses conseils et remarques sur l’activité d’EGIS route.

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RESUME TECHNIQUE

THEMA est un système d’information géographique développé par CADTECH, qui fut à sa création destiné à répondre à une demande du département EGIS Route (ex Scétauroute) spécialisé dans les équipements autoroutiers. Son principe reposait sur la mise en relation d’un système de bases de données relationnelles (Oracle) et des outils de CAO (Bentley Microstation) déjà utilisés par l’entreprise. Au cours des années et des utilisations, THEMA s’est développé pour s’adapter aux spécificités de chaque projet.

Dans le cadre de projets en cours d’études au sein d’Egis route, l’utilisation de Thema a ainsi été faite pour différents dossiers, sur des expertises ponctuelles (réseau de télécommunications de l’autoroute roumaine TM, dossier d’avant projet équipements de sécurité et d’exploitation, une réflexion sur l’utilisation de THEMA pour la réalisation du plan d’intervention et de secours), ces utilisations mettant en jeux l’interopérabilité des données sur des projets à dimensions globales.

Parallèlement à cette application du SIG, des contrôles de dossiers contractuels sont réalisés, notamment sur la conformité aux cahier des charges techniques

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« RAPPROCHEMENT DE TECHNIQUES, D’INDUSTRIES

OU D’ACTIVITES AUPARAVANT DISTINCTES. »

DEFINITION WIKIPEDIA (EN)

CONVERGENCE CONVERGENCE

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INTRODUCTION Les grands projets de construction font intervenir des acteurs variés à des échelles multiples. Pour un étudiant du génie des systèmes urbains, les problématiques permettant d’approcher de manière raisonnée les multiples systèmes qui composent ces différentes échelles sont familières.

C’est parce que les projets d’infrastructure de transport cristallisent cette convergence des métiers et des échelles de la construction, que j’ai choisi de travailler pour mon stage professionnel dans le bureau d’étude d’ingénierie des infrastructures de transport EGIS.

Le sujet de mon étude : THEMA, un système d’information géographique développé par CadTech, créé à l’origine pour répondre à une demande du département EGIS Route (ex Scétauroute) Installation d’Exploitations. Son principe reposait sur la mise en relation d’un système de bases de données relationnelles oracle et d’outils de CAO (Microstation) déjà utilisés par l’entreprise.

Mon arrivée en septembre 2007 s’est faite dans un contexte de réorganisation du groupe Egis, les compétences et domaines d’activités d’Egis route et de ses départements spécialisés se sont rapprochés en une entité plus globale.

La problématique d’étendre l’utilisation de THEMA à des domaines plus vastes s’est ainsi posée parallèlement à la convergence des métiers du groupe. Le SIG s’est ainsi développé pour s’adapter à de nouveaux besoins, à des études et projets transversaux.

Les projets du B.E. mettent en jeu des compétences techniques (environnement, génie civil, équipements), sur des projets complexes (partenariats publics privés, contrats d’exploitation et de concession), et ceci à l’échelle du territoire, et en partenariat avec des représentants locaux.

Ma problématique fut donc de mettre en relation cette convergence technique du système d’information géographique Thema, et celle des métiers de la conception des projets autoroutiers, pour en étudier la complexité.

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CONVERGENCE ORGANISATIONNELLE

D’EGIS ROUTE

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Groupe EGIS : activités, réorganisation Je décris succinctement l’activité du groupe EGIS , dont une réorganisation était en cours est s’est f inalisée durant mon stage.

1.1 Le groupe Egis

EGIS est une filiale de la Caisse des Dépôts et Consignations, (détenue par celle ci à 100%).

Le groupe EGIS constitue un acteur majeur de l’ingénierie et des services liés aux infrastructures de transport en France, mais l’activité de ses filiales couvre aussi l’Europe et les autres continents (VOIR ANNEXE 1.3).

Les sociétés du groupe agissent sur l’ensemble des domaines de l’ingénierie des transports, ce qui constitue une vaste étendue de domaines d’activités : aménagement du territoire, environnement, réseaux routiers, autoroutiers, ouvrages d’art, rail, portuaire, aéroport, transports aériens, urbains et suburbains ;

Cette diversité s’appuie sur une histoire riche en fusions et rachats de bureaux d’études d’ingénierie et d’architecture, l’organisation actuelle en est le résultat (VOIR ANNEXE 1.1 ET 1.2). Ainsi, EGIS se démarque par 3 « spécialités » pour lesquelles je cite un exemple récent:

1.1.1 Ingénierie des infrastructures et des systèmes

Activité principale, Egis constitue aujourd’hui une référence technique dans l’ingénierie de part l’expérience des sociétés du groupe.

Exemple de projet :

La navette de l’aéroport de Munich

Société : EGIS Rail Pays : ALLEMAGNE

Egis Rail vient de remporter son premier contrat significatif en Allemagne. La mission d’assistance à maîtrise d’ouvrage et de maîtrise d’oeuvre consiste à mettre en oeuvre un système de transport de personnes entre le terminal 2 et le satellite 1 de l'aéroport de Munich, à l'intérieur d'un ouvrage souterrain, en l'état de gros oeuvre, réalisé en 2001. Après la réalisation de cette première partie (700 m de longueur), des extensions sont prévues par étapes jusqu'à un futur terminal T3.

> Durée du contrat : 48 mois.

> Montant du contrat : 1,6 M€.

(source : e-Egis news _ septembre 2007)

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1.1.2 Montage de projet en partenariat public- privé

Les infrastructures de transport constituent des projets complexes , et l’expérience du groupe Egis (notamment sur la construction d’autoroutes, historiquement) dans ce domaine explique cette expertise dans le montage de projets en PPP.

Exemple de projet :

Assistance technique sur un projet de concession autoroutière

Société : Egis Route Pays : GRECE

Egis Route a remporté un contrat d’assistance technique au consortium Apion Kleos, mené par Vinci, pour le projet de concession autoroutière reliant Athènes-Corinthe-Patras-Pyrgos-Tsakona. Le contrat de concession a été signé le 27 juillet 2007 et devait être ratifié par le Parlement Grec. Il s’agit du plus important projet de concession autoroutière en Grèce.

> Montant du contrat : environ 3,5 M€.

1.1.3 Exploitation des infrastructures

De même que pour le montage de projets, l’exploitation des infrastructures est devenue un domaine d’expérience pour les sociétés du groupe.

Exemple de projet :

Modernisation d’installations de péage Société : Egis mobilité - Egis Route Pays : France (pour le compte de SANEF)

La Direction Régionale Nord-Est d’Egis Route a remporté, en groupement avec Egis Mobilité, un marché à bons de commande pour le compte de la SANEF pour la modernisation des installations de péage sur tout le réseau de l’exploitant.

> Montant du contrat : entre 700 K€ et 2 M€.

(source : e-Egis news _ septembre 2007)

1.2 Réorganisation

Mon stage a débuté en Septembre 2007, dans un contexte de réorganisation du groupe : à titre d’exemple, Scétauroute est devenue EGIS ROUTE officiellement en octobre 2007.

Si à première vue cette réorganisation apparait comme « cosmétique », car elle s’illustre surtout par un changement des noms des sociétés du groupe (Semaly devient Egis Rail, Isis deviens Egis Mobilité, etc.), en réalité on peut aussi y voir une réorganisation structurelle réfléchie :

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La réunion de certaines sociétés du groupe ( GIE Egis route lié à Egis aménagement par exemple) montre un souhait de porter les pôles de compétences (exploitation, montage de projets publics privés, ingénierie) sur un mode « généraliste », par grands domaines plutôt que par spécialité. Cela permet une plus grande adaptabilité des sociétés composant le groupe (par exemple un recentrage de l’activité d’Egis route tenant compte de la diminution de projets nouveaux en France), J’ai ainsi pu voir une personne ayant travaillé en tant que dessinateur-projeteur de nombreuses années pour Egis route se voir affectée à un projet d’Egis Rail en début d’année.

Dans des considérations plus économique, cette réorganisation permet d’étendre l’image de la marque aux nouveaux domaines (notamment aéroportuaire, particulièrement après le rachat de Sofréavia devenu EGIS Avia). Enfin cela permet de fluidifier les échanges entre les ingénieries spécialisées, en les réunissant sous une même entité administrative. On verra plus en détail dans la dernière partie l’importance de ces échanges et la compartimentation des projets d’infrastructures de transport.

EGIS Route Entreprise principale du groupe EGIS, Egis route, ex-Scétauroute, est à l’image du groupe EGIS ; pluridisciplinaire, et tournée vers les activités d’ingénierie liée à la réalisation, l’exploitation, et le montage de projets principalement d’autoroutes, mais aussi d’autres infrastructures de transport.

2.1 Histoire

La loi française du 18 avril 1955 définissait l’autoroute dans son article premier comme : « Voie routière à destination spéciale, sans croisement, accessible seulement en des points aménagés à cet effet, et essentiellement réservée aux véhicules à propulsion mécanique ». L’article 2 précise que les autoroutes « font partie du domaine public d’état ». L’article 3 marque les limites : « Les propriétaires limitrophes des autoroutes ne jouissent pas du droit d’accès ».

Ce n’est qu’en 1938 que la France entreprend son premier tronçon d’autoroute qui relie Orgeval à Saint Cloud (future section de l’A13).

Après la seconde guerre mondiale, durant l’ère de la grande reconstruction de la France, sous l’égide de la Société Centrale pour l’Equipement du Territoire (S.C.E.T), est créée la Société de l’autoroute Esterel - Cote d’Azur, Paris - Nord, Paris - Lyon et celle de la vallée du Rhône.

Ces sociétés d’économie mixte, créées en partenariat avec la Caisse des Dépôts et Consignations, sont chargées du financement, de la construction et de l’exploitation d’autoroutes à péages.

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En 1968, le gouvernement décide de créer un secteur privé pour la réalisation de nouvelles liaisons. C’est ainsi que furent créés :

COFIROUTE pour Paris – Le Mans

AREA pour Lyon – Chambéry – Grenoble

APEL pour Paris – Lorraine

En 1969, la SCET entreprend une collaboration avec les Ponts et Chaussées afin de se substituer à l’administration, et de continuer les études et la réalisation des sections en cours et à construire. C’est de cette collaboration que naît la société SCETAUROUTE le 1er mai 1970.

Depuis sa création en 1970, la société Scetauroute s’est diversifiée dans ses activités, passant de la maîtrise d’œuvre des opérations des SEMCA (sociétés d’économie mixte concessionnaires d’autoroutes) à péage, à un élargissement à tous les services d’ingénierie, de montage financier et d’exploitation dans les transports et l’aménagement en France et à l’étranger.

2.2 Réorganisation spécifique d’Egis Route

En septembre 2007, lors de mon arrivée dans l’entreprise qui s’appelait encore Scétauroute, un regroupement des départements était déjà en cours. Ainsi, ces départements spécialisés par type de, (installations d’exploitations, etc.) qui avaient déjà quelques années auparavant convergé en des ensembles pluridisciplinaires (Grand Projets, …) ont aujourd’hui disparus, au profit d’une organisation en pôle régionaux (VOIR ANNEXE 1.4).

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CONVERGENCE DE DONNEES

ALPHANUMERIQUES ET

GEOGRAPHIQUES

Dans cette première partie, je m’attache à décrire comment Thema, un Système d’Information Géographique « sur mesure », a pu voir le jour dans le bureau d’étude et de quelle façon il est utilisé pour aider à la réalisation des études, notamment des dossiers d’études de projets d’autoroutes concédées.

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Modélisation d’un projet d’infrastructure Comment le SIG Thema répond à un besoin pour le bureau d’étude de conceptualiser les projets autoroutiers.

1-Place du B.E. dans le projet autoroutier

Je détaille dans cette partie dans quelle contexte intervient Egis route pour les études. Si les projets d’autoroute ne sont plus favorisés aujourd’hui en raison de leur impact environnemental, il convient de comprendre dans quel contexte s’inscrit le sujet de mon stage, en plus de l’intérêt des opérations en partenariats publics-privés.

1.1 Etapes de la réalisation d’une autoroute

On a pu voir dans la première partie du rapport quelles étaient les spécificités des projets d’infrastructures de transport. Les projets d’autoroutes suivent des procédures précises précisées entre autre par des directives nationales (voir Annexe X : circulaire ministérielle).

La durée des études préliminaires (une vingtaine d’année entre les premières discussions et la mise en service réelle de l’autoroute) illustre la complexité et la quantité des études amont et de conception, que je précise ci-dessous :

1.1.1 Concession de l’autoroute

Figure 1 – étapes d’un projet autoroutier (source : M . Leyssieux - rapport PFE)

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La première phase d’étude est une procédure menée à l’échelon national, entre l’état et la direction des routes. Elle est l’occasion dans un premier temps de définir un tracé sommaire (bande d’environ 20 km), suffisant pour définir les régions concernées par le projet.

Ainsi, les discussions entre les représentants des régions et communes , en tenant compte de dossiers d’études faisant un état des lieux technique, économique et environnemental peuvent débuter : les organismes missionnaires de l’Etat, comme le ministère (anciennement Ministère de l’Equipement, aujourd’hui Ministère de l'Écologie, du Développement et de l'Aménagement durables) lancent les concertations auprès des différentes collectivités locales afin de déterminer la viabilité du projet.

A l’issue des études préliminaires dont la durée varie en fonction des spécificités du projet, un dossier appelé Avant-projet sommaire (APS) est établi sur la base d’une décision ministérielle avec recommandations sur la suite des études et le choix d’une bande plus précise (~1 km de largeur). La « circulaire ministérielle 87 » (VOIR ANNEXE 2.1) montre que l’avant projet sommaire constitue un dossier déjà complet, faisant intervenir des comités d’experts indépendants (notamment pour l’interconnexion avec le réseau existant, échangeurs, etc. et pour les études d’impact environnementales).

Parallèlement à la réalisation de ces études, le RCA (direction des routes, mission de contrôle des autoroutes) est chargé de contrôler le respect des normes applicables.

Finalement, la déclaration d’utilité publique est décrétée par le premier ministre, après avis du conseil d’état, et après une enquête publique d’évaluation des impacts environnementaux, économiques et sociaux du projet (sur la base d’un tracé précis à 300 m) et menant à la concession de l’autoroute.

On peut noter que suite au Grenelle de l’environnement, il a été décidé que les projets dont le coût environnemental est trop lourd ne seraient pas validé. Les projets devant suivre les étapes définies ci-dessous seront principalement des opérations visant à améliorer la voierie existante.

1.1.2 Avant Projet Autoroutier Les études détaillées sont ainsi déléguées aux maitrises d’œuvres principales, à l’image de l’APA : c’est dans le cadre de celui-ci que la définition géométrique de l’emprise, des échangeurs, des rétablissements (voieries, ouvrages d’arts, passages faune et hydrauliques, …) est réalisée.

C’est après validation de ce dossiers, et sur la base d’un tracé précis qu’est lancée la phase travaux, menant après inspection (sous la responsabilité des maitres d’œuvres concernés) à la mise en service de l’autoroute.

On peut noter que la concession consiste à déléguer la gestion de l’autoroute pour une durée fixée à une SEMCA (société d’économie mixte concessionnaire d’autoroutes) . Le rôle et la part privé/public de

Figure 2 : page de garde APA EFE

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celle-ci a évolué au cours des années et des événements économiques, mais l’entreprise à laquelle est concédée l’autoroute (Sanef, ASF, etc.) reste dans le principe en charge de la maîtrise d’ouvrage et c’est elle qui détermine après appels d’offres les architectes et ingénieries a qui reviendront les différents marchés d’études dont les APS et APA, et consultera les entreprises de construction (Eiffage, etc.) sous son pilotage.

1.2 Activité spécifique d'Egis route

A partir de ce que j’ai pu observer au sein du bureau d’étude, ainsi qu’a partir des descriptifs des études antérieures, j’ai pu cernier l’activité d’Egis route ainsi :

Egis Route possède une expérience sur l’ensemble des phases d’études et de direction de travaux, dans la réalisation d’études préliminaires, APS, APA… Dans les domaines suivants :

Programmation

Etudes de faisabilité technique et économique

Etudes d’environnement et d’impact

Etudes géotechniques

Etudes préliminaires, d’avant projet et de projet

Direction de projet, maîtrise des coûts et des délais

Contrôle des études d’exécution et des travaux

AMO

MOE maitrise d’œuvre complète

Ces domaines représentent donc de manière exhaustive les secteurs d’ingénierie liés à la conception d’une autoroute, et on voit à ce titre qu’ils sont (technique, contrôle, exploitation ) et caractérisent les pôles de compétence du groupe Egis sur les grands projets (conception, montage de projet, exploitation). Le détail des produits réalisés par Egis ROUTE est visible en annexe (ANNEXE 2.2).

Pour ma part, au siège social de Saint Quentin en Yvelines, en relation avec M. Castaing, chargé de mission, j’ai pu observer en particulier l’activité d’Egis route sur des domaines précis. Les chargés de missions assurent d’abord l’ordonnancement, le pilotage et la coordination de l’ensemble des études produites par les bureaux d’études spécialisés, les architectes, les filiales du groupe (ISIS, BETURE, …), et cette coordination se traduit pour ce qui concerne les équipements dans les dossiers suivants :

• Les études préliminaires : programme d’opération, dossier de consultation des architectes et des pétroliers, plan synoptique d’exploitation des aires annexes.

• Les études d’Avant Projet Autoroutier :

Les sous dossiers aires annexes (APA-AA), installations fixes d’exploitation (APA-IFE), équipements de sécurité et d’exploitation (APA-ESE).

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• Les études à l’export :

le département participe à l’élaboration d’offres pour les projets à l’export ou également des missions d’audit « Equipements » sur des projets internationaux.

• Les gares de péage en barrières définitives, provisoires et en terme d’agrandissement • Les gares de péage sur échangeurs • Les aires de repos et de service • Les aires à thème • Les centres d’entretien • Les points d’appui • Les logements • Les équipements liés aux réseaux d’appels d’urgence • Les équipements de sécurité

Bien que les départements spécialisés d’Egis route n’existent plus en tant que tel, on voit donc que son activité n’a elle pas été réduite.

2 outils, plans, dessinateurs

Après avoir précisé dans quel contexte d’études intervenait Egis route, et quels types de dossiers y étaient menés, on peut chercher dans quel contexte, technique cette foi ci, le BE travaille, pour savoir comment

2.1 Données géographiques

On a vu que l’une des activités du bureau d’étude consiste à participer à la réalisation de dossiers permettant d’estimer la faisabilité des projets, puis la conception de plans masse, de profils en longs etc. tenant compte des moyens de réalisation effectifs des autoroutes. Ces études, par essence, prennent en compte la nature des terrains et de fait les données géographiques constituent une base de travail pour EGIS Route.

Figure 3 : plan masse d’une aire de repos

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Lors de mon arrivée dans le bureau d’étude, je ne connaissais que certains outils de CAO (AutoCAD, …). Toutefois, les infrastructures linéaires demandent des techniques de dessin spécifique ; (par exemple le tracé des autoroutes se fait suivant deux types de courbes, clothoïdes ou arcs de cercle). Ainsi d’autres outils ont été choisis pour réaliser les études de conception des autoroutes.

Les outils Bentley, comme Microstation, sont particulièrement employés, et un grand nombre de logiciels ont été développés pour répondre spécialement aux besoins des dessins techniques des infrastructures linéaires, et pour créer de manière efficace des dossiers ayant la capacité de lancer les projets

Efficacité

2.2 Données alphanumériques : implantations d’équipements

Dans les dossiers d’avant projet sommaire et détaillé, on utilise pour décrire les projets des tableaux d’implantation des différents équipements, qui permettent d’évaluer rapidement les spécificités du projet par catégorie (visualisation des zones à forte concentration d’équipement, zones sensibles ou devant tenir compte )

On voit par exemple dans l’ANNEXE 3.1 que ces données d’implantations sont précieuses car elles servent de base d’étude (commentaires, etc.) à la fois dans les phases sommaires et dans les phases détaillées.

Par exemple lorsque des modifications sont apportées sur les positions d’un équipement, l’information modifiée est clairement précisée grâce à ces parties des dossiers minute.

2.3 Convergence des données :

On peut alors dire, compte tenu des activités de Scétauroute qu’une partie du travail consistait à lier les données alphanumériques et géographique.

Les collaborateurs d’Egis route peuvent par exemple êtres chargés de réaliser un synoptique / profil en long en implantant sur un axe « macao » (macao étant le nom donné à une couche logicielle Microstation adaptée au tracé d’autoroutes) des équipements dont l’implantation (abscisses curviligne par exemple, en prenant nœud de début de l’axe comme origine) a été déterminée après concertation sur des dossiers APS.

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Figure 4 : mise en relation de deux types de données

C’est dans ce contexte qu’est née l’idée d’automatiser les tâches permettant cette convergence de données géographiques et alpha numériques ;

3 Historique et évolutions de Thema

3.1 Naissance d’un SIG

Développé par la société CadTech (basée au Maroc), le logiciel Thema est un système d’information géographique spécialisé dans la gestion de patrimoine autoroutier.

On a vu qu’au sein de Scétauroute, le logiciel de CAO Microstation est très généralement employé pour les vues en plans et les synoptiques (Macao est utilisé pour les tracés des axes).

Thema est le SIG qui permet d’automatiser le lien entre les informations d’un SGBD Oracle et Microstation lors de ces opérations, il permet aussi des échanges d’informations (modifications des bases de données) directement à partir de l’environnement de travail de Bentley. Les tables (systèmes et données) sont associées à un serveur Oracle Spatial.

Typiquement, en terme de production, les collaborateurs renseignent les champs (point kilométrique, commentaires…) donnant les informations associées aux éléments (poste d’arrêts d’urgences,

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glissières, etc.), à travers des tables Access, ou plus généralement des champs vierges Excel (les fichiers sont exportés en .csv par la suite, cette étape de saisie pose d’ailleurs encore des problèmes).

La configuration des tables, leurs modifications et leurs mises à jours peuvent se faire directement sous l’environnement Microstation, via Thema. Ce dernier se charge d’importer les données .csv par exemple, et de les traduire dans la base de donnée oracle. Avec une arborescence projet adaptée, et le renseignement du .dgn de l’axe, le tracé (vues en plans et synoptiques) des informations associées à des requêtes données, repérées typiquement en abscisses curvilignes pour les projets routiers (Pk, …) est ainsi permise (de nombreuses notices d’utilisations ont ainsi été produite pour comprendre l’utilisation de Thema, notamment par les précédent stagiaires). (Cf. mémoire de Redouane Arab p13-1).

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3.2 description technique du SIG THEMA

THEMA fait donc le lien entre des données graphiques et des données alphanumériques stockées dans une base de données. Il permet de géoréférencer des données alphanumériques ; et réciproquement, il associe des données à des objets georéférencés. En ce sens, c’est un SIG adapté aux études autoroutières et traite en particulier les données suivantes (source : rapport A. Defranoux)

Figure 5 : mise en relation automatisée de systèmes de données par Thema

Ces données sont ainsi gérées dans un Système de gestion de bases de données complet et solide, oracle, et permettent grâce à un modèle conceptuel des données cohérent (VOIR ANNEXE 2.3) une intégration aisée dans des fonds de plans ou des synoptiques (VOIR ANNEXE 2.4) Les objets sont définis en base de donnée par leur abscisse curviligne, leur déport à l’axe, l’orientation par rapport à l’axe (il est aussi possible de les référencer par position X Y). On différencie les objets linéaires, ponctuels, surfaciques : les éléments linéaires sont représentés par des traits qui permettront de différencier

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le type d’objets représentés suivant leur style, leur épaisseur et leur couleur. Quand aux éléments ponctuels, ils sont représentés par des cellules. Ces cellules peuvent contenir un texte issu d’un champ de la table représentée. L’ANNEXE 2.7.2 montre ainsi les champs définis sur oracle pour un objet ponctuel (PAU dans l’exemple) et un objet linéaire.

Thema permet d’aider aux productions suivantes ; Synoptiques : Le tracé de synoptique se fait indépendamment de la géométrie de l’axe, il permet, grâce à une échelle différente en abscisse et en ordonnée de représenter la chaussée, la position (abscisse curviligne) et le déport à l’axe des éléments d’équipements ponctuels et linéaires Tracé en plan :

Le but de cet outil est de pouvoir insérer les éléments contenus dans les tables Oracle sur une vue en plan. L’objectif est donc de tracer les éléments avec leurs bonnes coordonnées (x,y) pour pouvoir les placer sur les planches au 1/100ème ou au 1/5000ème qui nous sont fournies. Contrairement au synoptique, l’objectif n’est donc pas de faire apparaître toutes les informations que l’on a récupérer, mais d’ajouter sur les vues en plans la production du bureau d’études Sur le plan pratique, on doit renseigner une table AXE_MACAO via un module spécifique de Théma pour représenter le tracé de l’autoroute, ce qui va permettre par la suite de tracer avec les bonnes coordonnées

Figure 6 : schéma de fonctionnement de Thema (source : A. Defranoux)

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(x,y) des objets ponctuels et linéaires dont les coordonnées sont renseignées en (PK, DEPORT,COTE ou PKDébut et PKfin) . Voir figure 7 pour visualiser la correspondance des Les métrés : Le but de cet outil est de pouvoir réaliser très rapidement les métrés (quantité en mètres d’un type d ‘éléments sur un projet) à partir des plans au format dgn ou dwg (Autocad). On peut, à l’aide de cette outil, gagner énormément de temps, surtout sur les grand projet, car sans lui, les dessinateurs doivent réaliser les mesures à la main. Je n’ai toutefois pas eu l’occasion d’utiliser cet outil Outil VRD :

Le but de cet outil est notamment de pouvoir contrôler les réseaux (électrique, eau potable, communication…) à partir des plans d’implantation des tranchées. Cet élément est basé sur la solidité de la gestion de bases de données relationnelles oracle, en permettant pour les ouvrages hydrauliques de connaitre les relations fonctionnelles et quantitatives entre tranchées, fourreaux et types d’ouvrages.

Figure 7 : définition des attributs liés au MCD de THEMA (source : A. Defranoux)

A la différence des SIG commercialisés comme ceux de la gamme ESRI, THEMA se base sur une base de données externe (ORACLE). On verra que cette particularité permet des évolutions importantes par la suite

D’autre part, une version de THEMA basée sur le web a été mise en place, et permet de créer des vues en plan et de synoptiques en ligne, sans que l’utilisateur n’aie conscience du tracé via Microstation des informations. De plus, les informations et plans réalisés sur Microstation sont aussi exportables vers le portail Thema web, via Thema dans l’environnement classique.

En terme de production, cet outil a été utilisé sur plusieurs grands projets (route des tamarins, A19, A28… et plus récemment sur le projet d’autoroute Est Ouest en Algérie). L’utilité de Thema est reconnue pour rendre plus efficaces les opérations sur les vues en plans et les synoptiques.

PK

Déport

Direction = Droite

PK

Déport

Direction = Gauche

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Standardisation : favoriser l’innovation ? Le déploiement de Thema dans les réflexions et études d’ingénier ie pose des problématiques récurrentes d’interopérabilité et de standardisation des méthodes.

1 standards, OGC * définition OGC

Au début de mon stage, j’ai du plusieurs fois entrer en base de donnée les implantations d’équipements. La saisie des tables est une opération obligatoire, toutefois elle fut rendue difficile par

2 la nécessité d'une plateforme multi-opérable

Outre le portail Thema WEB, en constante évolution, permettant aujourd’hui de réaliser des requêtes sur les bases de données oracle spatial, les différents centres d’intérêts du groupe Egis pourraient tirer profit des bases de données utilisées et de Thema.

En effet si Thema est le SIG qui était utilisé au sein du département Grand Projets, les autres départements du groupe EGIS possèdent d’autres environnements de travail (logiciels, mais aussi échelles usuelles de travail). Un projet d’interopérabilité entre Thema et les SIG du département Environnement a déjà été élaboré : le centre d’intérêt Environnement utilise en effet le système développé par Esri, ArcGis, (avec une utilisation d’ArcView).

Sur le projet A28, cette interopérabilité s’est matérialisée par un transfert de données, à travers des conversions de fichiers et d’objets : les bases de données d’arc view sont transférées sur des formats compatibles avec oracle spatial, avant d’être traitées pour pouvoir être exploitée sur Microstation via Thema. Cette méthode à sens unique n’est toutefois pas exempte de défauts, notamment au sujet des conversions successives qui entraînent des pertes d’informations.

L’interopérabilité s’est aussi caractérisée par un renseignement d’informations de la part des collaborateurs d’ISIS (dont l’environnement de travail principal est autoCAD). Le processus mis en place était le renseignement par isis des bases de données équipements de signalisation dynamique, sous formes de tableaux csv, qui après corrections par Scetauroute, était intégrées dans les bases de données.

D’autres modèles ont déjà été pensés, basés sur un noyau XML (langage incontournable pour l’interopérabilité, de part sa spécialisation dans les échanges de contenus, notamment sur des réseaux).

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On voit donc que jusqu’à maintenant l’interopérabilité est restée limitée, toutefois elle constitue un pas très important vers une meilleure intégration des corps de métiers EGIS, en permettant des échanges fluidifiés entre les départements. Je reprend cet aspect dans la troisième partie.

3 potentiel d'évolutivité des projets, nécessité de la standardisation :

3.1 Possibilités d’évolution

La structure de Thema autorise des améliorations pour s’adapter aux différents projets et leur spécificité. En effet, Thema reste un simple intermédiaire entre deux entités préexistantes, oracle et Microstation, et créer une nouvelle interconnexion ne demande pas de refonte générale de la structure du logiciel. J’ai pu expérimenter ce sur un exemple concret :

Sur les études en cours durant mon stage, le besoin de stocker et afficher les distances séparant deux objets (équipements, ouvrages, aires…) est souvent exprimé. De plus les dossiers d’APA, APS etc. comportent souvent des mentions concernant ces interdistances, et il peut être utile, en plus d’en obtenir une représentation (« cotation »), de conserver ces distances en base de donnée.

3.2 Première solution mise en œuvre pour inter-distances :

Pour répondre au besoin de représentation des inter-distances, j’ai dans un premier temps mis en œuvre une solution temporaire (cf annexe XX présentant le code vba) : en effet, pour une expertise ponctuelle sur le réseau de télécommunications de l’autoroute roumaine Transylvania Motorway (VOIR ANNEXE 2.5) il était utile de représenter les équipements de télécommunication ainsi que les distances séparant les échangeurs principaux, afin de mettre en évidence sur des synoptiques des points sensibles de l’axe autoroutier.

L’idée de cette première solution consistait à créer un nouvel enregistrement d’objet linéaire destiné uniquement à stocker ces informations de distance inter-objets.

Il y a alors possibilité de manipuler ces données et afficher sous microstation, grâce à Thema.

En utilisant les tables d’un objet ponctuel (glissières) et les fonctions de tracés de Thema, j’ai réalisé un programme VBA pour excel (VOIR ANNEXE

2.6) qui crée les tables de deux objets, au travers d’une boite de dialogue qui permet de choisir les objets à « coter », parmi une liste d’éléments, par exemple ici les aires de services et les accès de secours.

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L’avantage étant alors que la représentation via Thema est aussi simple que pour le tracé des objets linéaires classiques (du moins sur des synoptiques d’équipements).

Pour chaque couple d’objets correspondant à la demande, on crée : - un objet linéaire dont le PKd correspond au premier élément, le PKf au second « trouvé »

- un objet ponctuel dont le PK correspond au milieu des deux précédents éléments, et dont le nom est la longueur de l’élément linéaire associé

(On choisit aussi par cette interface le déport de la cotation)

On peut ainsi générer les informations pour plusieurs éléments avec des

déports variables, par exemple dans l’illustrations suivante :

Figure 9 - résultat affichage interdistances sur synoptiques

On a « côté » sur le synoptique les distances séparant les « interchanges » ainsi que les distances séparant les « short parking area ». Cela est rendu possible après importation des données traitées par le code VBA précité, et en recommençant toutes les procédures inhérentes à l’affichage des objets sur un synoptique Microstation.

Cette solution, réalisée pour répondre rapidement à un besoin, ne convient donc pas à une utilisation standardisée, car elle s’applique qu’à un type de tableau d’implantation.

Elle nécessite d’être adaptée à la fois au type de données traitées, au projet en cours de tracé sur le synoptique, ainsi qu’au contexte d’utilisation (pas applicable à Thema web en l’état, par exemple, et de plus force l’utilisation d’Excel ).

Figure 8 - boite de dialogue Excel

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Il s’agit donc de trouver une méthode plus « adaptable »

3.3 mises à jour automatisées :

En restant sur l’idée de créer un nouvel enregistrement d’objet linéaire destiné uniquement à stocker les informations (car ce type de données, sans même géo référencement, peut être utile à conserver en base de donnée) on peut utiliser la spécificité de thema d’utiliser un système de gestion de base de donnée Oracle, en agissant sur les bases de données elles mêmes, notamment grâce à l’utilisation de scripts SQL , et des déclencheurs :

Les déclencheurs (triggers) en PL/SQL pour oracle :

Il existe une procédure qui permet d’exécuter une commande sql lors d’un événement, modification/suppression d’un objet de la table : les triggers

Les triggers permettent ainsi de calculer des valeurs dérivées pour d’autres colonnes de la table.

Définition trigger (déclencheur) :

Bloc PL/SQL associé à une table pour déclencher une action avant ou après un insert, update ou delete sur cette table.

Ces triggers sont stockés dans la base.

L'avantage principal du déclencheur réside dans le fait que le code est centralisé dans la base de données, et se déclenchera quel que soit l'outil utilisé pour mettre à jour ces données, comme par exemple un sig tel que Thema.

THEMA et TRIGGERS

Il serait donc pertinent de s’appuyer sur le fait que Thema repose sur une base de donnée oracle et interagisse avec celle-ci, pour créer un trigger stocké dans la base de donnée d’un utilisateur-projet thema.

Ainsi il serait possible de créer de telles mises à jours automatisées adaptées à chaque projet.

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Description de la solution mise en œuvre

Pour décrire la solution, j’ai utilisé des tables simplifiées suivantes :

« PAU » :

Interdistances : table « INTERPAU » de structure objet linéaire

4 postes d’appels d’urgence (PAU) disposés sur une liaison TEST : on définit les tables PAU dont la coordonnée curviligne est contenue dans un champ PK, ainsi qu’une table spécifique pour les objets inter-distance (avec 3 objets dans ce cas) :

Le problème est alors de pouvoir tirer profit de cette méthode, en ne devant pas modifier à la main les interdistances lorsqu’on modifie la position des PAU : ainsi on récupèrerait une base de donnée des interdistances et un moyen rapide de les représenter ; les avantages principaux sont :

Les distances sont exportables/importables en même temps que les user-projets

Facilité de tracé sur Thema : choix des vues sur lesquelles on veut les interdistances, etc.

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J’ai dans un premier temps créé le trigger « PAU_ajout ». Grâce à celui ci, lorsqu’on crée une série d’enregistrements PAU , la table INTERPAU se remplit d’éléments ayant un « PK début » correspondant à l’abscisse du dernier élément de la table, et un PKF correspondant à l’abscisse du nouvel élément (l’élement :NEW. Permet d’atteindre les champs du dernier élément inséré dans un déclencheur)

Le second trigger, « PAU_MODIF » permet, lorsqu’on déplace (modification = update) la position d’un objet, de mettre à jour les tables d’interdistances associées, ainsi que leur longueur (on utilise les méthodes :OLD du sql pour atteindre les informations d’abscisses curvilignes antérieures à la modification)

Je décris plus précisément le code associé à la solutions mise en œuvre sur Théma en annexe (voir annexe 2.7.2 et 2.7.3) qui est analogue à celui montré en exemple simplifié, mais qui utilise pour indice le « MSLINK », champs spécifique aux tables des projets Thema.

Le résultat a été testé sur l’utilisateur projet A65, et la solution a été soumise à CadTech pour pouvoir être intégrée sur les prochaines versions ;

Cette méthode n’est pas idéale (pour l’ajout ou la suppression d’objet entre deux objets déjà existants, par exemple, car on utilise le mslink des objets comme index pour atteindre les enregistrements, on suppose qu’ils sont classés par ordre croissant de pk, ce qui n’est pas forcément le cas, il faudrait utiliser une méthode pour atteindre l’enregistrement précédent en pk) .

Conclusion intermédiaire :

Théma, en faisant converger les données alphanumériques et géographiques, concentre aussi les phases des études de conception des infrastructures, ne serait-ce que par sa capacité à accélérer le vas et viens entre choix technique d’implantation et réalisation précise du plan, en s’imposant comme outil d’aide à la décision puissant dès les phases de concertation.

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CONVERGENCE DES MAITRISES

D’ŒUVRES ET INGENIERIES

L’une des problématiques rencontrée de manière récurrente durant mon stage fut celle de la complexité liée à la convergence des travaux de plusieurs bureaux d’études, de plusieurs maitrises d’œuvres vers des projets communs. Je détaille cette problématique au travers de certaines tâches réalisées durant mon stage.

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Convergence des travaux d’ingénierie La collaboration d’un grand nombre d’intervenants sur des projets routiers crée une complexité menant à des diff icultés de mise en cohérence pour aboutir aux dossiers f inaux.

Comme précisé dans l’ANNEXE 2.2, l’une des activités d’EGIS Route consiste, via un chargé de mission intégré à la direction de projet, à coordonner les maitrises d’œuvres intervenant sur un projet d’autoroute, en expertisant l’ensemble des données proposées par les bureaux d’études d’ingénieries concernés, par le maitre d’ouvrage, par les bureaux d’architectes.

Ces missions se caractérisent par des rapports validant les expertises des dossiers réalisés, comprenant des remarques et corrections techniques.

L’une de mes tâches durant mon stage fut d’assister l’un de ces ingénieurs, M. Castaing, chargé de mission de coordination sur le projet d’autoroute A65 Langon-Pau.

C’est dans ce cadre que la problématique d’intégrer les différentes expertises s’est posée, notamment au travers du contrôle de dossier d’APA Equipement de Sécurité et d’Exploitation (APA ESE) et du sous dossier APS bâtiment du point d’appui de Thèze :

1 Des « malfaçons » fréquentes dans les projets

Lors de discussions entre des collaborateurs d’Egis, les erreurs constatées par le passé sont parfois évoquées. L’une d’entre elle correspondait à une incohérence dans le projet final, due à un manque de connexion entre les départements : pour résumer, le département équipement avait préconisé un type de glissière de protection haute assurant la sécurité des usagers poids lourd sur une section particulière, et sur cette même section un autre département avait réalisé le tracé d’un accès en respectant des normes de visibilité.

Les normes étaient respectées, toutefois le choix technique de glissière de sécurité bloquait la vue

Le défaut de visibilité constaté semble évident à l’issue des études des deux départements, et parait être du ressort du bon sens. Pourtant, de part une vision trop restreinte au domaine d’activité des départements spécialisés, sans échanges entre ceux-ci, malgré des cahiers des charges précis et respectés, on aboutit à une incohérence qui entraine des surcoûts importants.

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On peut schématiser cet exemple ainsi :

Figure 10 - exemple d'incohérence

J’ai par la suite pu observer sur le projet A65 cette problématique :

2. Des projets complexes et « sur-compartimentés »

2.1 APA Equipements de Sécurité et d’exploitation

Le dossier d’APA ESE détaille les dispositifs de sécurité de l’autoroute (dispositifs de retenue, barrières faune, réseaux d’appels d’urgence ) (VOIR ANNEXE 2.1.2). J’ai pu assister le chargé de mission dans la vérification de la cohérence de ce dossier avec les « entrants », les différents dossiers de spécifications techniques dont il devrait tenir compte.

Ce « contrôle » consista à comparer le dossier présenté APA ESE et les différents documents ayant permis sa réalisation, documents réalisés par les organismes suivants : A’liénor, A65 PAU-LANGON (un GIE d’Eiffage construction) , ARCADIS, COTEBA, INGEROP, pour SANEF.

Le dossier contrôlé n’était pas définitif, il correspond à un dossier « minute » fait pour être contrôlé par les différentes expertises en charge de sa validation.

Principalement, les remarques que j’ai pu formuler étaient liées à la conformité avec les documents suivants :

SANEF A65 : spécifications fonctionnelles détaillées des installations fixes d’exploitation et bâtiments - Mars 2007-11-26 (notamment les parties spécifiques aux accès de sécurité)

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Circulaire ministérielle (« 87-88 »)

APA géométrie

APA environnement

Dossier accès de secours et de service

La finalité de ce contrôle est une note de recommandations (VOIR ANNEXE

3.4), constituant le rapport au maitre d’ouvrage et maitre d’œuvre principal.

Le résultat des vérifications de conformité a mis en évidence la complexité du projet :

L’Autoroute A65 a été divisée en 6 tronçons. Or les marchés d’études ont été confiées à des ingénieries différentes pour chaque section (par exemple, EGIS Route a réalisé les synoptiques d’implantations des équipements de sécurité pour la section 6). Dans le dossier APA ESE minute, on voit certaines incohérences :

Sur les vues en plan représentant l’axe autoroutier on pouvait remarquer que, d’une section à l’autre, les équipements ne figuraient pas de la même façon : par exemple, la couleur utilisée pour représenter un rétablissement hydraulique n’est la même pour les sections 2 et 3, diffère pour les sections 4 à 6 et figurent pas sur la section 1.

Or l’ensemble de l’axe est représenté, ce qui signifie que d’une planche à l’autre un même élément est figuré différemment, ce qui n’aide pas à l’évaluation de la validité du projet.

D’autre part, la comparaison des tableaux d’implantations des équipements de l’APA ESE et leur représentation (dans le même dossier) montre aussi quelques différences.

En d’autres termes, certains équipements ayant une implantation donnée dans les tableaux, et celle constatée sur les vues en plan sont légèrement différentes. On pourrait expliquer cette différence par des sources de données moins « à jour » sur les vues en plan que sur les tableaux d’implantation, ce qui dénote une difficulté de mettre en cohérence les phases du projet.

2.2 Avant Projet Sommaire bâtiment : point d’appui de Thèze

L’une de mes tâches consista à vérifier la conformité aux entrants du dossier d’APS bâtiment du point d’appui (aire d’autoroute destinée aux employés d’exploitation). Lors de ce contrôle, j’ai pu remarquer (VOIR

ANNEXE 3.3) que, pour le calcul de surfaces fiscales, les valeurs fournies par la maitrise d’oeuvre

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Figure 11 - intégration des phases du projet

Figure 12 - intégration des secteurs de spécialités du projet

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On peut représenter ces deux sources de conflit comme sur les figures 11 et 12 : On voit donc que la complexité provient à la fois de la convergence des compétences (bureaux d’études, spécialités) et de la superposition des phases du projet.

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A65 : plan d’intervention des secours Exemple concret de production transversale, la réalisation du plan d’intervention des secours de l ’A65 fut l’occasion de me confronter directement aux problématiques de la réduction des incohérences inter -spécialités et inter-phases d’un projet

1 un projet transversal Parallèlement à d’autres tâches réalisées durant mon stage, j’ai pu mener une réflexion autour de la réalisation du Plan d’Intervention des Secours de l’autoroute A65, en partenariat avec Sanef.

Le PIS est caractérisé par une série de pièces ( vues en plan, coupes et tableaux d’implantations d’accès, objets d’exploitation etc.) permettant d’obtenir une visualisation rapide et exhaustive des éléments ayant une incidence sur l’intervention des secours, les réseaux d’appels d’urgence, ainsi que les éléments permettant d’adapter la chaussée et des circulations aux interventions des secours.

1.1 définition du dossier

Figure 13 - PIS A29

A partir de documents externes (Pièces de PIS provenant de projets antérieurs comme l’A29, documents interne à Scétauroute concernant le PIS des tunnels) j’ai pu réaliser une liste de documents pourvant convenir au dossier PIS de du projet A65, puis une méthode pour intégrer les données en utilisant le SIG-projet Théma

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2 Thema et PIS

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CONCLUSION

Aujourd’hui, l’entreprise EGIS Route, à l’image du groupe EGIS finit une réorganisation tournée vers une homogénéisation et une intégration de l’ensemble de ses corps de métiers dans les grands projets d’ingénierie des infrastructures de transports auxquels elle participe.

THEMA a suivi cette convergence en s’adaptant aux formats, et est aujourd’hui un outil précieux pour réduire le compartimentage résultant du manque de coordination entre les phases et les secteurs spécialisés mis en œuvre autour des projets autoroutiers, comme j’ai pu l’expérimenter au cours de mon stage.

Sur un plan personnel, ce stage fut pour moi l’occasion de faire le lien entre innovation technologique (SIG, CAO, bases de données) et la réalité de la maitrise d’œuvre de grands projets d’ingénierie et d’architecture. En plus de m’apporter des compétences techniques utiles, sur les bases de données, les méthodes de CAO, ainsi que des connaissances générales sur la maitrise d’œuvre, cette période passée dans l’entreprise m’a permis de mettre en pratique et développer un sens de l’autonomie, face à des problèmes techniques que je ne savais a priori pas résoudre, et m’a fait prendre conscience de l’importance de la communication avec les collaborateurs pour avancer dans les problématiques d’ingénierie.

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BIBLIOGRAPHIE

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Dossiers d’études

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SANEF/SCETAUROUTE pièces du plan d'intervention secours/sécurité A29 - sous dossier sécurité Sanef, octobre 2004

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Bases de données

Stéphane Crozat polycopié de Cours NF17 : bases de données, Université de Technologie de Compiègne,

Cyril Gruau Conception d'une base de donnée - cours ENSMP - 17 Octobre 2005

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http://perso.orange.fr/math.15873/Clothoide.html définition clothoide

http://www.grenellorama.fr/2008/01/28/grenelle-de-lenvironnement-et-autoroute-a65-continuite-ou-rupture/ « écologie et A65 »