Rapport PFE Siliana
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7/23/2019 Rapport PFE Siliana
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Université de Tunis El Manar
Département de Génie Civil
P r o j e t d e F i n d’ E t u d e s
Présenté par
Wajdi KHALFAOUI
Pour obtenir le
Diplôme National d’Ingénieur
en
Génie Civil
Etude de la rocade de la ville de Siliana
Sujet proposé par : INGECOTEC
Soutenu le : 11 Juin 2014
Devant le Jury :
Président : Mr. Ridha MAHJOUB
Rapporteur : Mr. Jamel NEJI
Membre permanent : Mr. Zied SAADA
Encadreur ENIT : Mr. Amara Loulizi
Encadreur INGECOTEC : Mme.Yasmine Mansouri
Invité : Mr. Mahran Ben Marzouk
Année Universitaire : 2013 - 2014
7/23/2019 Rapport PFE Siliana
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édicaces
Toutes les lettres ne sauraient trouver les mots qu’il faut…
Tous les mots ne sauraient exprimer la gratitude, l’amour, le respect, la reconnaissance…
Aussi, c’est tout simplement que je dédie ce projet de fin d’étude…
A mes chers parents : Mustapha et Nazek
Autant de phrases et d’expressions aussi éloquentes soient-elles ne sauraient exprimer magratitude et ma reconnaissance. Vous avez su m’inculquer le sens de la responsabilité, de
l’optimisme et de la confiance en soi face aux difficultés de la vie. Vos conseils ont toujours
guidé mes pas vers la réussite. Votre patience sans fin, votre compréhension et votre
encouragement sont pour moi le soutien indispensable que vous avez toujours su m’apporter.
Je vous dois ce que je suis aujourd’hui et ce que je serai demain et je ferai toujours de mon
mieux pour rester votre fierté et ne jamais vous décevoir.
Que Dieu, le tout puissant, vous préserve, vous accorde santé, bonheur, quiétude de l’esprit et
vous protège de tout mal.
A mes adorables sœurs : Awatef et Wejdène
Merci d’être toujours à mes côtés, par votre présence, par votre amour dévoué et votre
tendresse, pour donner du goût et du sens à ma vie. En témoignage de mon amour et de ma
grande affection, je vous prie de trouver dans ce travail l’expression de mon estime et mon
sincère attachement. Je prie Dieu, le tout puissant, pour qu’il vous donne bonheur et
prospérité.
A mes chères amis : Salem, Hamza, Walid, Issam et Med Amine
Votre aide et votre encouragement m’ont donné l’espoir et la persévérance d’achever ce
travail. Que Dieu le tout glorieux vos donne santé, joie et réussite.
Wajdi
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ii
Remerciements
Mes plus vifs remerciements vont à tous ceux qui ont participé à m’ encadrer durant ce
projet de fin d’études et en particulier à :
Monsieur Amara Loulizi pour sa contribution bénéfique et efficace à ma formation,
pour sa patience et sérieux, sa rigueur et son conseil ainsi que pour son
encouragement.
Monsieur Mahran Ben Marzouk, chef service à la direction des études techniques au
ministère de l’équipement, à qui je suis particulièrement redevable du grand honneur
qu’il m’ a fait en m’affectant à ce projet.
Madame Yasmine Mansouri, ingénieur routier au Bureau d’Etudes (INGECOTEC),
pour son aide appréciable et ses directives judicieuses. Mon profond respect est dirigé
à ses qualités morales et scientifiques qui resteront un modèle à suivre et susciteront
toujours ma grande admiration.
Finalement et avec beaucoup d'égard, je ne manquerai pas de remercier toute
personne qui a participé de près ou de loin à l'élaboration de ce travail en particulier
Monsieur Lotfi Ben Amor le directeur des travaux de la commune de la Goulette.
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Sommaire
Introduction .............................................................................................................................. 1
Chapitre I : Présentation du projet ........................................................................................ 2I.1 Situation ................................................................................................................................ 3
I.2 Infrastructures de transport ................................................................................................... 3
I.3 milieu physique ..................................................................................................................... 4
I.3.1 Relief .......................................................................................................................... 4
I.3.2 Conditions climatiques ............................................................................................... 4
I.3.3 Sol et conditions édaphiques ...................................................................................... 5
I.4 Données et objectif du projet ................................................................................................ 6Chapitre II : Etude de trafic .................................................................................................... 7
II.1 Introduction ......................................................................................................................... 8
II.2 Les données de trafic existantes ...................................................................................... 8
II.3 Les comptages du MEH .................................................................................................. 9
II.4 L’enquête O/D ............................................................................................................... 11
II.4.1.Résultats des comptages en section courante .......................................................... 11
II.5 Prévisions du trafic sur la rocade de Siliana ................................................................. 14II.6 Niveau d’aménagement ................................................................................................. 15
Chapitre III : Conception géométrique de la route ............................................................ 17
III.1 Introduction ...................................................................................................................... 18
III.2 Normes géométriques ....................................................................................................... 18
III.2.1 Tracé en plan .......................................................................................................... 19
III.2.2 Profil en long .......................................................................................................... 20
III.2.3 Profil en travers type .............................................................................................. 22
Chapitre IV : Dimensionnement de la structure de chaussée ............................................ 24
IV.1 Introduction ...................................................................................................................... 25
IV.2 Trafic de dimensionnement .............................................................................................. 25
IV.3 Etude géotechnique .......................................................................................................... 27
IV.3.1 Programme d’investigation .................................................................................... 27
IV.3.2 Classe du sol support ............................................................................................. 27
IV.4 Structure de la chaussée ................................................................................................... 29
Vérification de la structure de chaussée (Alizé) ............................................................... 30
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iv
Chapitre V : Etude hydrologique et hydraulique ............................................................... 35
V.1 Introduction ....................................................................................................................... 36
V.2 Données climatiques de base ............................................................................................. 36
V.2.1 Les températures ..................................................................................................... 37
V.2.2 La pluviométrie ....................................................................................................... 37
V.2.3 Intensité de la pluie ................................................................................................. 38
V.3 Caractéristiques physiques des bassins versants étudiés ................................................... 39
V.3.1 Délimitation et superficies des bassins versants ..................................................... 39
V.3.2 Bassin versant de l’Oued Massouj .......................................................................... 40
V.4 Evaluation des débits de crues ........................................................................................... 41
V.4.1 Méthode rationnelle ................................................................................................ 41
V.4.2 Méthode Ghorbel .................................................................................................... 42
V.4.3 Méthode de Francou – Rodier ................................................................................. 43
V.4.4 Les débits retenus .................................................................................................... 44
V.5 Dimensionnement des ouvrages hydrauliques .................................................................. 45
V.5.1 Méthodologie de calcul ........................................................................................... 45
V.5.2 Débit de projet ......................................................................................................... 45
V.5.3 Dimensionnement des ouvrages transversaux ........................................................ 45
V.5.4 Dimensionnement des ouvrages longitudinaux ...................................................... 46
Chapitre VI : Carrefour et signalisation .............................................................................. 49
VI.1 Carrefour (Intersection de la RN4 avec la RR73) ............................................................ 50
VI.1.1 Introduction ............................................................................................................ 50
VI.1.2 Structure du carrefour giratoire.............................................................................. 50
VI.2 Signalisation ..................................................................................................................... 55
VI.2.1 Introduction ............................................................................................................ 55
VI.2.2 Signalisation horizontale ....................................................................................... 56
VI.2.3 Signalisation verticale ............................................................................................ 56
VI.2.4 Signalisation du carrefour giratoire ....................................................................... 58
Chapitre VII : Estimation des coûts ..................................................................................... 60
VII.1 Introduction ..................................................................................................................... 61
VII.2 Estimation des coûts ....................................................................................................... 61
CONCLUSION ....................................................................................................................... 63
REFERENCES ....................................................................................................................... 64
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v
Liste des figures
Figure 1. Emplacement du gouvernorat de Siliana et la situation actuelle du site .......................... 4
Figure 2. Température moyenne mensuelle .................................................................................... 5
Figure 3. Localisation des postes de comptage ............................................................................... 8
Figure 4. Comparaison du trafic entre les deux sections ............................................................... 10
Figure 5. Découpage en zones de l’aire d’étude ........................................................................... 13
Figure 6. Evolution de trafic TJMA .............................................................................................. 16
Figure 7. Statistiques du tracé en plan ........................................................................................... 20
Figure 8. Statistiques du profil en long ......................................................................................... 22
Figure 9. Profil en travers type ..................................................................................................... 23
Figure 10. Structure de chaussée pour S1 et T3 ............................................................................ 30
Figure 11. Introduction de la structure de chaussée adoptée ........................................................ 32
Figure 12. Contraintes et déformations dans les différentes couches ........................................... 33
Figure 13. Déformations admissibles ............................................................................................ 34
Figure 14. Températures mensuelles ............................................................................................. 37
Figure 15. Pluviométries mensuelles ............................................................................................. 37
Figure 16. Courbe IDF (Station de Bouarada) .............................................................................. 39
Figure 17. Délimitation des bassins versants ................................................................................ 40
Figure 18. Fossé triangulaire non revêtu ....................................................................................... 48
Figure 19. Composantes d’un carrefour giratoire ........................................................................ 51
Figure 20. Construction des ilots séparateurs sur les branches des giratoires (Rg) ≥ 15 m .......... 53
Figure 21. Les éléments géométriques d’un carrefour giratoire ................................................... 54
Figure 22. Carrefour giratoire reliant Kairouan, Bargou et Siliana............................................... 55
Figure 23. Panneaux de signalisation ............................................................................................ 56
Figure 24. Balise directionnelle lumineuse et balise de virage ..................................................... 57
Figure 25. Borne kilométrique ...................................................................................................... 58
Figure 26. Signalisation au niveau du giratoire ............................................................................. 59
Figure 27. Les pourcentages des coûts .......................................................................................... 62
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vi
Liste des tableaux
Tableau 1:Trafic Moyen Journalier Annuel (TJMA) 2007............................................................. 9
Tableau 2 : Comptage sur la RN4 (entre 7h-19h) - jour ouvrable (J.O) Février 2013 ................. 11
Tableau 3 : Trafic journalier sur la RN4 (J.O Février 2013) ........................................................ 12
Tableau 4 : Matrice O/D sur la RN4 (J.O – Février 2013) ........................................................... 13
Tableau 5 : Evolution du trafic sur la rocade de Siliana(en uvp/jour) .......................................... 15
Tableau 6 : Caractéristiques géométriques à satisfaire pour le tracé en plan [1] .......................... 18
Tableau 7 : Caractéristiques géométriques à satisfaire pour le profil en long [1] ........................ 18
Tableau 8 : Caractéristiques de l'axe ............................................................................................. 19
Tableau 9 : Caractéristiques des éléments de la ligne rouge ........................................................ 21
Tableau 10 : Définition de Classe de Trafic [3] ............................................................................ 27
Tableau 11 : Coefficients de pondération en fonction des régions climatiques [4] ...................... 28
Tableau 12 : Classes de sol en fonction de CBR [4] ..................................................................... 28
Tableau 13 : Classe de Sol ............................................................................................................ 29
Tableau 14 : ε6 en fonction de matériaux [6] ............................................................................... 31
Tableau 15 : Les modules en fonction des matériaux [6] ............................................................. 32
Tableau 16 : Coefficients d’ajustement ........................................................................................ 38
Tableau 17 : Valeurs de Kr [7] ..................................................................................................... 41
Tableau 18 : Valeurs de Ka [7] ..................................................................................................... 41
Tableau 19 : Valeurs de R(T) [7] .................................................................................................. 42
Tableau 20 : Valeurs de K ............................................................................................................ 43
Tableau 21 : Caractéristiques des bassins versants et débits retenus ............................................ 44
Tableau 22 : Caractéristiques des ouvrages hydrauliques ............................................................ 46
Tableau 23 : Calcul des débits longitudinaux ............................................................................... 47
Tableau 24 : Caractéristiques du fossé triangulaire ...................................................................... 48
Tableau 25 : Paramètres de construction des voies d'entrée et de sortie [9] ................................. 52
Tableau 26 : Récapitulatif des différents paramètres de construction des îlots séparateurs [9] ... 53
Tableau 27 : Dimensions des Panneaux les plus courants (en mm) ............................................. 57
Tableau 28 : Estimation des coûts par poste ................................................................................. 61
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1
INTRODUCTION
Le présent travail s’inscrit dans le cadre d’un projet de fin d’études, proposé par le bureau
d’étude INGECOTEC, consacré à l’étude de déviation de la route nationale 4 autour de la
ville de Siliana.
Dans le but d’améliorer le réseau routier de cette région et la décongestion du trafic routier le
long de la traversé de la ville, la réalisation d’une rocade s’avère un périphérique
indispensable : en effet, celle-ci permettra une meilleure desserte de la ville et développera
des échanges inter et intra urbains.
Le présent rapport concerne la première étape de l’étude du projet. Il a pour objet de
concevoir et étudier l’aménagement choisi.
Ce rapport comporte sept chapitres principaux :
Le premier et le deuxième seront consacrés à la présentation générale du projet et à l’étude du
trafic. Le troisième, le quatrième et le cinquième traiteront respectivement la conception
géométrique, le dimensionnement de la structure de chaussée et l’étude hydrologique et
hydraulique. Le sixième est consacré à la conception d’un carrefour giratoire ainsi que sa
signalisation. Dans le septième chapitre, le coût total du projet est présenté.
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2
Chapitre I : Présentation du projet
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3
I.1 Situation
Le gouvernorat de Siliana se situe en plein cœur de la Tunisie, dans la ré gion du Tell
supérieur du Nord-Ouest de la Tunisie et jouit d’un emplacement géographique spécifique. En
effet, la région est une zone de passage entre les gouvernorats du Nord-Ouest et le centre du pays. De plus, elle occupe une position centrale limitrophe à sept gouvernorats : Kairouan à
l’Est, Béja et Jendouba au Nord, le Kef et Kasserine à l’Ouest et Sidi Bouzid au Sud. La ville
de Siliana est située à 127 km au Sud de Tunis, la liaison de la ville avec son environnement
régional et national est assurée par :
- Au Nord-Ouest par RR73 vers Gaâfour et Tebersouk
- Au Sud-Est par la RN4 vers Tunis passant par le pont du Fahs
- Au Sud-Ouest par RR73 vers El Oueslatia
- Au Nord-Est la RN4 vers Makthar et RR80 vers Sers (rejoignant RN 12)
I.2 Infrastructures de transport
L’infrastructure de transport du gouvernorat de Siliana se caractérise par deux réseaux
Réseau ferroviaire :
Le réseau ferroviaire du gouvernorat est constitué de 95 km.
- La ligne 6 : Tunis – Kasserine par Bouarada, Gaâfour et Sidi Bourouis
Réseau routier :
Le réseau routier du gouvernorat est constitué de 1483 km dont 711 km de pistes agricoles,
221 km de routes locales et 354 km de routes régionales et 197 km de routes nationales.
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4
La Figure 1 montre l’emplacement du gouvernorat de Siliana et la situation actuelle du site.
I.3 milieu physique
I.3.1 Relief
Le site de la ville appartient au bassin de l'oued Siliana prolongement de l'Oued Oussafa et
affluent de la Medjerbah. La plaine de Siliana est composée principalement d'alluvions du
quaternaire (argilles, caillots, calcaires et argiles sableux). Cette plaine est caractérisée par un
relief, assez plat (600 mètres d'altitude) dominé par la présence des jbels de la dorsale
(bargou, essarj) et les hauts plateaux de Makthar.
I.3.2 Conditions climatiques
Le climat de la plaine de Siliana est de type continental caractérisé , selon l’Institut National
de la Météorologie, par :
- Une pluviométrie moyenne annuelle de 426 mm
- Une température moyenne annuelle évaluée à 18°C
- Des vents dominants de direction Nord-Ouest.
Figure 1. Emplacement du gouvernorat de Siliana et la situation actuelle du site
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La figure 2 montre l’évolution de la température moyenne mensuelle pour la ville de Siliana.
Figure 2. Température moyenne mensuelle
Cette figure montre que la moyenne annuelle des températures est de 18°C, la moyenne des
minima du mois le plus froid est de 9°C et celle des maxima du mois le plus chaud est de
28°C.
I.3.3 Sol et conditions édaphiques
Tous les sols du site de Siliana, de texture fine, ce sont des sols lourds avec la présence de
charge caillouteuse. Sols à haut rendement des céréales et très aptes à l'arboriculture.
Le profit de ces sols se présente comme suit :
0-20 cm : argilo-Iimoneux structure polyédrique subangulaire à grenu, sec cohérent poreux et présence de racine.
20-30 cm : Argilo-limoneux structure polyédrique subangulaire sec cohérent et peu de racine.
30cm : Marco-calcaire altéré
0
5
10
15
20
25
30
T e m p é r a t u r e ( ° C )
Mois
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6
I.4 Données et objectif du projet
Le présent projet consiste à faire une déviation autour de la ville de Siliana afin de fluidifier le
trafic routier le long de la traversée de l’agglomération urbaine de la ville et pour éviter la
congestion du trafic au niveau du centre-ville de Siliana.
L’étude de ce projet a été r éalisée sur la base des documents disponibles chez le bureau
d’étude INGECOTEC.
Les principaux documents consultés et exploités sont :
- Les cartes d’Etat-Major à l’échelle du 1/25000éme
- Les levés topographiques à l’échelle 1/1000éme
- Les résultats de la campagne géotechnique
- Les recensements généraux de la circulation.
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Chapitre II : Etude de trafic
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8
II.1 Introduction
L’étude de trafic présente une étape préliminaire et importante dans la conception d’un projet
routier.
Pour le présent projet, l’étude de trafic consiste à analyser le trafic antérieur issu des
statistiques officielles de la Ministre de l'Equipement et de l'Habitat (MEH) sur la RN4 (de
part et d’autre de la ville de Siliana) et de faire des prévisions du trafic sur la rocade afin de
déterminer le niveau d’aménagement et la structure de chaussée de la déviation de Siliana.
II.2 Les données de trafic existantes
Les données de trafic qui ont été recueillies ont concerné :
Toutes les statistiques disponibles du MEH relatives aux différentes campagnes de
comptages réalisées sur le tronçon routier suivant :
La RN4 de part et d’autre de la ville de Siliana
Une enquête O/D, faite par le bureau d’étude INGECOTEC Février 2013, par relevé
des numéros des plaques minéralogiques des véhicules, doublée de comptages
manuels en section courante, au niveau des deux principaux postes d’accès à la ville
situés sur la RN4 (de part et d’autre de la ville de Siliana). L’emplacement de ces postes a été choisi de manière à intercepter tout le trafic de transit par la ville passant
par la route nationale numéro 4 et susceptible d’emprunter la nouvelle route de
déviation.
La localisation de ces postes est donnée par la Figure 3.
Figure 3. Localisation des postes de comptage
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9
II.3 Les comptages du MEH
Les comptages réalisés régulièrement par le MEH, concernent la RN4 (PK62 et PK70).
Le Trafic Moyen Journalier Annuel observé au niveau de ces postes concernés, se présente,
par type de véhicules, dans le tableau 1.
La dernière colonne présente le total par unité de voiture particulière (uvp) qui a été obtenue
moyennant les taux de conversion suivants :
1 véhicule léger : 1 uvp
1 poids lourd : 2 uvp
1 deux roues (2R) = 0,5 uvp
Tableau 1:Trafic Moyen Journalier Annuel (TJMA) 2007
Type de véhicules
Total véhicules Total
uvpPoste
Type de
véhicules
VL PL 2 Roues
Axe PKSans 2R Avec 2R
RN4 PK62
Nombre
Sans 2 R
Avec 2 R
6945
93.6 %
92.4 %
471
6.4 %
6.3 %
103
1.4 %
7416
100 %
98.6 %
7519
100 %
7924
RN4 PK70
Nombre
Sans 2 R
Avec 2 R
4377
95.7 %
93.6 %
196
4.3 %
4.2 %
101
2.2 %
4573
100 %
97.8 %
4674
100 %
4808
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10
La figure 4 montre la variation du trafic des véhicules légers et lourds au niveau des deux
sections 1 et 2.
Figure 4. Comparaison du trafic entre les deux sections
Il ressort des résultats présentés dans le tableau 1 et la figure 4 les renseignements suivants :
- Le trafic au niveau du 1er tronçon (accès à Siliana coté Est) est nettement plus élevé
que celui du côté Ouest (respectivement 7416 et 4573 véhicules par jour) ;
- Le trafic journalier (en uvp) varie, en conséquence, de 4808 au niveau de la 2éme
section à 7924 au niveau de la 1ére section ;
- Ces résultats montrent l’importance de la ville de Siliana en tant que pôle d’émission
et d’attraction des échanges de trafic et aussi du trafic de transit par celle -ci en
direction de l’ouest (vers Mak ther, Sers, Kef, Dahmani, Djerissa, etc.) ;
- La structure du trafic est pratiquement homogène pour les deux tronçons : la part des
véhicules légers dans le trafic total est de 94% à 96% et celle des véhicules lourds est
par conséquent de 4% à 6% ;
- Le trafic des deux roues est très faible au niveau des 2 sections considérées (1.4% à
2.2% du trafic total y compris 2R).
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
VL PL total TMJA UVP/J
t r a f i c j o u r n a l i e r ( N o / J )
Type
S1 S2
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II.4 L’enquête O/D
On présentera, dans ce qui suit, tout d’abord les résultats des comptages manuels en section
courante, puis ceux de l’enquête O/D.
II.4.1.Résultats des comptages en section courante
Les résultats des comptages manuels en section courante réalisés pendant la période d’enquête
O/D (7h-19h) d’une journée ouvrable du mois de février de l’année 2013, au niveau des deux
sections de la RN4 concernées par le présent projet, sont récapitulés dans le tableau 2.
Tableau 2 : Comptage sur la RN4 (entre 7h-19h) - jour ouvrable (J.O) Février 2013
Type de véhicules
Total
VL
Total
PL
Total
Poste
Type de
véhicules
VP VL PL
Axe PK
RN4 (coté
Est) PK62
Nombre
Part
2744
44.3 %
2975
48.1 %
471
7.6 %
5719
92.4 %
471
7.6 %
6191
100 %
RN4 (coté
Ouest) PK70
Nombre
Part
2217
54.8 %
1574
38.2 %
282
7 %
3765
93 %
282
7 %
4046
100 %
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En majorant ce trafic d’environ 30% pour tenir compte du trafic de nuit (de 19h à 7h), le trafic
à la journée sera comme indiqué dans le tableau 3.
Tableau 3 : Trafic journalier sur la RN4 (J.O Février 2013)
Type de véhicules
Total
VL
Total
PL
TotalPoste
Type de
véhicules
VP VL PL
Axe PK
RN4 (cotéEst) PK62
Nombre
Part
3920
44.3 %
4250
48.1 %
673
7.6 %
8170
92.4 %
673
7.6 %
8844
100 %
RN4 (coté
Ouest) PK70
Nombre
Part
3168
54.8 %
2210
38.2 %
403
7 %
5378
93 %
403
7 %
5781
100 %
Taux d’échantillonnage
L’enquete O/D a touché un échantillon de 2189 véhicules sur 10237 véhicules comptés
pendant la période s’étalant entre 7h et 19h, ce qui correspond à un taux d’échtillonnage
moyen de 21.4%.
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Echanges de flux
Figure 5. Découpage en zones de l’aire d’étude
Les échanges de flux à l’HPM qui découlent de l’enquête O/D faite par le bureau d’étude
INGECOTEC, se présentent (sous forme de matrice O/D), comme suit.
Tableau 4 : Matrice O/D sur la RN4 (J.O – Février 2013)
O/D 1 2 3 4 5 6 7 Total
1 561 1250 387 452 321 691 3662
2 561 337 187 337 187 262 1871
3 1250 337 104 417 260 521 2889
4 387 187 104 108 108 215 1109
5 452 337 417 108 125 200 1639
6 321 187 260 108 125 20 1021
7 691 262 521 215 200 20 1909
Total 3662 1871 2889 1109 1639 1021 1909 14100
Vers Gaâfour
et Tebersouk Tunis
passant parle pont du Fahs
Vers El Oueslatia
Vers
Bouaradah
Vers Sers
Vers
Makthar
7/23/2019 Rapport PFE Siliana
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14
L’enquête O/D par relevé des numéros des plaques minéralogiques, a permis de déterminer la
typologie du trafic qui est considérée comme la principale information à obtenir pour les
besoins de la phase diagnostic de la présente étude.
En effet, deux types de trafic doivent être considérés :
Le trafic de transit, qui traverse actuellement la ville de Siliana et qui est un trafic gênant
pour la circulation (trafic parasite), concerne :
le trafic d’échange entre l’Est et l’Ouest (à travers la RN4)
Le trafic d’échange entre la ville de Siliana et l’extérieur, qui est au fait le trafic utile à la
ville, puisqu’il l’intéresse directement.
II.5 Prévisions du trafic sur la rocade de Siliana
Les résultats issus des enquêtes de trafic, militent donc en faveur de l’accélération de la
réalisation de la déviation de la ville de Siliana afin de réduire au strict minimum le trafic de
transit. L’estimation du trafic sur la future route de déviation a été réalisée sur la base des
hypothèses suivantes :
l’année de mise en service du projet serait 2016 le trafic dévié sur la rocade projetée serait donc équivalent au trafic de transit dont la
valeur ressort des résultats de l’enquête, extrapolée à l’année 2016 moyennant un taux
d’évolution moyen de 5% par an
le trafic induit par le développement de l’urbanisation dans la zone d’influence du
projet, représenterait environ 30% du trafic de transit
le trafic total sur la rocade projetée évoluerait globalement de 4,7% par an au cours de
la période 2016-2021, de 6.2% par an entre 2021 et 2026 et de 4.2% par an entre 2026-
2031.
7/23/2019 Rapport PFE Siliana
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Sur la base de ces hypothèses, le trafic estimé en TJMA sur la rocade projetée se présente
dans le tableau 5 :
Tableau 5 : Evolution du trafic sur la rocade de Siliana (en uvp/jour)
Tronçon
Année Taux d’accroissement
annuel
2016 2021 2026 2031 2016-
2021
2021-
2026
2026-
2031
Trafic TJMA (2 sens)uvp/j
5496 6907 9349 11485
4.7 % 6.2 % 4.2 %
Trafic PL (2 sens) 412 539 758 932
II.6 Niveau d’aménagement
Le niveau d’aménagement de cette nouvelle infrastructure devrait s’apparenter à celui des
routes ayant de bonnes caractéristiques géométriques afin d’assurer la fluidité continue et
sécurisée du trafic.
A l’horizon de l’année 2016, le trafic moyen journalier est de 5496 uvp/jour.
Selon les valeurs du seuil de gène et de saturation de Michel Faure l’aménagement sera en 2
voies [1].
7/23/2019 Rapport PFE Siliana
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La figure 6 montre le seuil de gène et le seuil de saturation de cette route ainsi que l’ évolution
de trafic TJMA à l’horizon de l’année 2016 et après 15 ans de sa mise en service.
Figure 6. Evolution de trafic TJMA
D’après la figure 6, la route atteindra le seuil de gène en 2024 et n’atteindra jamais le seuil de
saturation de 15000 uvp/j, ce qui montre que l’aménagement en route bidirectionnelle en
section courante de la déviation est justifié et suffisant.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
2015 2020 2025 2030 2035
T J M A u v p / j
Année
TJMA
seuil de saturation
seuil de gène
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Chapitre III : Conception géométrique de
la route
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18
III.1 Introduction
Ce chapitre a pour objectif d’examiner la variante retenue de déviation de la route RN4 et de
définir les dispositions techniques pour réaliser les solutions proposées et les limites de leur
application.
III.2 Normes géométriques
Le choix des caractéristiques géométriques tant pour le tracé en plan et le profil en long est
basé sur des normes géométriques afin d’assurer les conditions de sécurité et de confort.
Les règles techniques se référent à un type de route qui définit les dispositions minimales à
respecter [2]. Les tableaux 6 et 7 présentent les caractéristiques du tracé en plan et du profil en
long, associés à la catégorie de route R80 pour l’ensemble de l’itinéraire.
Tableau 6 : Caractéristiques géométriques à satisfaire pour le tracé en plan [2]
Tableau 7 : Caractéristiques géométriques à satisfaire pour le profil en long [2]
Désignation R80
Déclivité maximale en rampe (%) 6
Rayon minimal absolu en angle rentrant (m) 2200
Rayon minimal normal en angle rentrant (m) 3000
Rayon minimal absolu en angle saillant (m) 4500
Rayon minimal normal en angle saillant (m) 10000
Rayon en plan RH(m) R80
Rayon Minimal absolu RHM (Dévers associé 7%) 240 m
Rayon Minimal Normal RHN (Dévers associé 5%) 425 m
Rayon au dévers minimal RH’’ (Dévers associé 2,5%) 625 mRayon non déversé RH’ (Dévers en toit de ±2.5 %) 900 m
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III.2.1 Tracé en plan
Le tracé en plan est une projection de la route sur un plan horizontal, il est constitué d'une
succession de courbes et d'alignements droits séparés ou pas par des raccordements
progressifs. Il vise à assurer de bonnes conditions de sécurité et de confort tout en s'intégrantau mieux dans la topographie du site [3].
La conception du tracé en plan est faite à l’aide du module conception plane du logiciel piste
[4], ce tracé est la succession des droites, des clothoïdes et des cercles dont les caractéristiques
sont présentées dans le tableau 8.
Tableau 8 : Caractéristiques de l'axe
ELEMENT CARACTERISTIQUES LONGUEUR ABSCISSE X Y
0.000 8364.452 46096.533
D1 ANG = 49.155° 340.217
340.217 8586.961 46353.899
L100 A = 162.652
Rf= 400.000
L = 66.139
406.356 8628.810 46405.089
XC= 8305.649
YC= 46640.816
R = 400.000
L = 446.748
853.104 8659.210 46827.885
Rd= 400.000
A = 162.652
L = 66.139 579.026
919.243 8625.115 46884.536
D2 ANG = 122.620° 1362.571
2281.814 7890.597 48032.178
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L’axe en plan est définit par des alignements droits et des virages dont les pourcentages sont
indiqués dans la figure 7.
Figure 7. Statistiques du tracé en plan
Les caractéristiques de tous les éléments de l’axe complet sont mentionnées dans l’annexe
(A.1).
III.2.2 Profil en long
Le profil en long est profondément marqué par la valeur très faible des pentes et des rampes,
qu’on peut donner à la route pour assurer des vitesses de circulations convenables et par des
problèmes de visibilité nécessaire à une conduite non dangereuse.
Etant donné que la catégorie de la route est R80, les valeurs des pentes et des rampes des
droites ne peuvent pas dépasser un certain maximum fixé à 6%. D’autre part, on n’emploie
normalement jamais de pente nulle de façon à ce que l’écoulement des eaux s’effectue
facilement [3].
Le profil en long doit être conçue de façon à :
Assurer la mise hors d’eau de la chaussée.
Respecter les côtes de chaussée existante de la RN4 au début et à la fin de projet.
Garantir le bon calage des ouvrages hydrauliques.
Respecter les normes correspondantes à la catégorie de route R80 de façon à assurer la
sécurité ainsi que le confort des usagers.
79%
21%
Alignement droit
Virage
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La conception du profil en long est faite à l’aide du module conception longitudinale du
logiciel piste.
Le tableau 9 présente les caractéristiques des éléments d’un tronçon de la ligne du projet.
Tableau 9 : Caractéristiques des éléments de la ligne rouge
ELEMENT CARACTERISTIQUES
DES ELEMENTS
LONGUEUR ABSCISSE Z
0.000 419.341
D1 PENTE= 2.000 % 124.970
124.970 421.840
PA1 S= 324.9700 Z= 423.8403R = -10000.00 279.460
404.430 423.525
PA2 S= 483.8906 Z= 423.2089
R = 10000.00 179.460
583.891 423.709
D31 PENTE= 1.000 % 118.109
702.000 424.890PA3 S= 602.0000 Z= 424.3900
R = 10000.00 100.000
802.000 426.390
D38 PENTE= 2.000 % 15.692
817.692 426.704
PA4 S= 1017.6923 Z= 428.7038
R = -10000.00 130.000947.692 428.459
D46 PENTE= 0.700 % 52.308
1000.000 428.825
PA5 S= 930.0000 Z= 428.5800
R = 10000.00 130.000
1130.000 430.580
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La pente minimale adoptée dans la conception du profil en long est 0.2 % alors que la pente
maximale est de 2 %.
Le profil en long est définit par des alignements et des raccordements dont les pourcentages
sont donnés dans la figure 8.
Figure 8. Statistiques du profil en long
Le profil en long et le tracé en plan de ce projet sont présentés dans le dossier des plans.
Les caractéristiques des éléments du profil en long ainsi que la tabulation sont présentées dans
l’annexe (A.2 et A.3)
III.2.3 Profil en travers type
Le profil en travers d’une route est représenté par une coupe perpendiculaire à l’axe de la
route, il permet de définir les caractéristiques de la chaussée, les accotements, les fossés et
l’emplacement des équipements [3].
La plate-forme du profil en travers type de la déviation projetée est de 13.10 m de largeur
totale, composée par une chaussée bidirectionnelle de 7.6 m de largeur roulable avec deux
accotements de 2.75 m de largeur chacun.
La figure 9 montre le profil en travers type adopté pour ce projet ainsi que les différents
éléments et leurs détails. Un exemple de profils en travers courants est mentionné dans
l’annexe(A.4).
10%
90%
Alignement
Raccordement
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Figure 9. Profil en travers type
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Chapitre IV : Dimensionnement de la
structure de chaussée
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25
IV.1 Introduction
La chaussée de la route se compose de différentes couches de matériaux disposés pour
supporter la circulation des véhicules. Elle est généralement constituée de trois couches qui
sont de bas en haut la couche de fondation, la couche de base et la couche de roulement.Afin de déterminer la structure de la chaussée, autrement sa composition ainsi que l’épaisseur
de chacune de ces couches selon l’approche pratique Tunisienne [5], on a besoin de deux
caractéristiques qui sont la classe du trafic (T) et la classe du sol (S).
IV.2 Trafic de dimensionnement
Afin de déterminer le trafic cumulé équivalent Neq, qui correspond au nombre de répétitions
de la charge de l’essieu de référence (13 tonnes) qu’aura supporté la chaussée durant toute sa
vie, on prendra en considération les hypothèses suivantes :
Année de mise en service : 2016
Durée de vie de la chaussée : 15 ans
Trafic des PL en 2016-2021 (2 sens) : 412
Trafic des PL en 2021-2026 (2 sens) : 539
Trafic des PL en 2026-2031 (2 sens) : 758
Taux d'accroissement annuel PL : 4.7 % entre 2016-2021
6.2 % entre 2021-2026
4.2 % entre 2026-2031
Neq est donné par a formule suivante [1] :
q
D
eq A MJA N
1)1(365
Avec :
MJA : Moyenne Journalière Annuelle en poids lourds.
(Cette moyenne doit être divisée par 2 puisque la route est en 2 voies)
τ : taux de croissance annuel du trafic poids lourds.
D : durée de vie souhaitée en années.
Aq : coefficient d’équivalence globale des poids lourds, pris égal 0.36 dans cette étude.
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Le trafic cumulé calculé sur 15 ans est : 321 eqeqeqeq N N N N
Neq1 est le trafic cumulé équivalent sur les 5 premières années, Neq2 est celui des 5 années
suivantes et Neq3 est celui des 5 années restantes.
Entre 2016 et 2021 :
36.0047.0
1)047.01(
2
412365
5
1
eq N
→ Neq1 = 0.14×106 d’essieu de 13T
Entre 2021-2026 :
36.0062.0
1)062.01(
2
539365
5
1
eq N
→ Neq1 = 0.2×106 d’essieu de 13T
Entre 2026-2031 :
36.0042.0
1)042.01(
2
758365
5
1
eq N
→ Neq1 = 0.27×106 d’essieu de 13T
Le trafic cumulé calculé sur 15 ans est : 321 eqeqeqeq N N N N = 0.61×106 d’essieu de 13 t.
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Le Tableau 10 extrait du Catalogue 1984 donne la classe de trafic en fonction de nombre de
passage cumulés de l’essieu de référence.
Tableau 10 : Définition de Classe de Trafic [3]
Classes de
trafic
Nombre de passage cumulés de l’essieu de
référence 13 t (x 106) sens le plus chargé
T0 > 4
T1 4 - 2
T2 2 - 1
T3 1 - 0.5
T4 0.5 - 0.18
T5 0.18 - 0.09
→ La valeur du trafic cumulé équivalent est égale à 0.62 (×106), la classe du trafic est donc
T3.
IV.3 Etude géotechnique
IV.3.1 Programme d’investigation
La campagne géotechnique réalisée dans le cadre du projet comporte :
Dix fouilles à ciel ouvert de profondeur 1.8m avec prélèvement d’un échantillon de sol
support par fouille. Ces échantillons font l’objet d’essais et analyses de laboratoire en
vue de l’identification complète et la détermination de la portance de ces matériaux.
IV.3.2 Classe du sol support
On commence par la détermination du CBR pondéré du sol support qui est définie par la
formule suivante [3] :
imbimm CBRCBR
pCBR
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Avec :
CBR p : indice portant pondéré.
CBR imm : indice portant immédiat.
CBR imb : indice portant après imbibition de 4 jours.
et : coefficients de pondération régionale qui dépendent du nombre de mois secs
et de mois humide de l’année.
Le choix de α et β dépend des régions climatiques (A, B et C), le tableau 11 présente les
différentes valeurs de α et β.
Tableau 11 : Coefficients de pondération en fonction des régions climatiques [3]
Région climatiques Nombre de mois Coefficient de pondération
Humides Secs Α Β
A 6 6 0.5 0.5
B 4 8 0.67 0.33
C 2 10 0.83 0.17
On note que la zone d’étude se situe dans la région A (voir annexe B.1).A partir de la valeur du CBR, on détermine la classe du sol selon le tableau 12 :
Tableau 12 : Classes de sol en fonction de CBR [3]
Classes de sol CBR
S 1 5 - 8
S 2 8 - 10
S 3 12 - 20
S 4 >20
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Les résultats de calcul sont regroupés dans le tableau 13 :
Tableau 13 : Classe de Sol
Désignation CBR imm CBR imb CBR p Classe du
sol
F1 15 5 8,66 S2
F2 13 5 8 S1
F3 14 6 9,17 S2
F4 13 4 7,21 S1
F5 14 6 9,17 S2
F6 16 4 8 S1
F7 12 5 7,75 S1F8 9 2 5 S1
F9 8 3 5 S1
F10 9 2 5 S1
Les résultats de la campagne géotechnique montrent que la classe du sol en place est S1,
hormis les fouilles N° 1, 3 et 5, dont la classe du sol est S2.
→ On considère que le sol support est de classe S1.
IV.4 Structure de la chaussée
D’après le catalogue Tunisien [5], pour une classe du sol S1 et une classe du trafic T3, la
structure de chaussé est composée de :
6 cm Béton Bitumineux (BB) : Couche de roulement
16 cm Grave Bitume 0/20 (GV) : Couche de base
40 cm Grave Concassé 0/31.5 (GC) : Couche de fondation
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Figure 10. Structure de chaussée pour S1 et T3
Vérification de la structure de chaussée (Alizé)
Le logiciel Alizé III est un programme qui a été mis au point par le laboratoire central des
ponts et chaussées (LCPC) français [6].
Il permet de dimensionner les structures de chaussée par des données du trafic bien précises et
d’optimiser les épaisseurs de chaussée au maximum selon une méthode rationnelle de calcul
et de comparer les contraintes σ et les déformations ε obtenues aux contraintes et
déformations admissibles par les matériaux utilisés.
La déformation verticale (εz
) admissible doit vérifier la relation suivante [6] :
adm Z Z
Elle est déterminée en fonction de nombre d’essieux de dimensionnement, selon la formule
suivante [6] :
b aN
adm Z (μm/m)
Avec :
b = 0.222
a = 16000 pour un faible trafic
a = 12000 pour un fort trafic
16 cm GB
6 cm BB
40 cm GC
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La déformation tangentielle (εT) admissible doit vérifier la relation suivante [6] :
admT T
Elle est calculée selon la formule suivante [6] :
621 sk ck r k k k
T
Avec :
• ε6 est la déformation limite à 106 cycles à 10°C et 25Hz.
Les valeurs de ε6 pour le GB et le BB sont présentées dans le tableau 14 :
Tableau 14 : ε6 en fonction de matériaux [6]
Matériaux ε6 à10°C et 25 Hz (µm/m)
Béton bitumineux 150
Grave bitume 90
• K 1 est un coefficient lié au nombre de cycles supporté par la chaussée.
Il est donné par l’équation suivante [6] :
1.1
610
1
b
eq N k
b = pente de la courbe de fatigue ; b = 0.2
• K 2 est un coefficient lié à la température de dimensionnement (θ). Il est donné par l’équation suivante [6] :
2 = √ E0Eθ =1.4
E10 = module à 10°C
Eθ = module à θ°C
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Ces valeurs sont présentées dans le tableau 15 :
Tableau 15 : Les modules en fonction des matériaux [6]
Modules en MPa à 10 Hz et θ°C
0 °C 10°C 20°C 30°C 40°C
BB 12000 7200 3600 1300 1000
GB 18800 12300 6300 2700 1000
• k r est lié au risque supporté par la chaussée : k r = 0.8
• k c est le coefficient de calage : k c = 1.1• k s est le coefficient de défaut de portance : k s = 0.9
Pour déterminer les déformations dans la structure, on commence par introduire la structure
de chaussée choisie selon le catalogue Tunisien [5].
La Figure 11 montre les propriétés de chaque couche de la structure.
Figure 11. Introduction de la structure de chaussée adoptée
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33
En générant le calcul, le logiciel renvoie un tableau illustrant les différentes contraintes
et déformations au niveau des couches.
Vu qu’on a adopté une structure bitumineuse, on s’intéresse aux valeurs de la déformation
transversale dans la couche bitumineuse et celles de la déformation verticale dans le sol et la
couche de fondation.
D’après la Figure 12 qui illustre les différents résultats renvoyés par le logiciel, on retient les
valeurs suivantes:
t = 102.8 µm/m : déformation transversale dans la couche bitumineuse.
z = 214.6 µm/m : déformation verticale dans la couche de fondation.
Figure 12. Contraintes et déformations dans les différentes couches
L’étape suivante consiste à déterminer les déformations admissibles dans la couche
bitumineuse et dans la couche du sol et de fondation.
Déformation
Transversale
Déformation
Verticale
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Figure 13. Déformations admissibles
Pour la couche bitumineuse, on trouve une déformation admissible : t adm = 103.1 µm/m.La déformation admissible est bien supérieure à la déformation dans la couche
bitumineuse donc la structure de chaussée est vérifié.
Pour la couche de fondation, on trouve une déformation admissible : εz adm = 831.8.6 µm/m.
La déformation admissible et bien supérieur à la déformation dans le sol de fondation
donc le sol support résiste aux efforts transmis.
Conclusion : La structure de chaussée da la rocade est bien la structure déterminée
auparavant qui corresponde à une classe T3, S1 comprendra :
6 cm BB : Couche de roulement
16 cm GB 0/20 : Couche de base
40 cm GC 0/31.5 : Couche de fondation
Déformations
Admissibles
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Chapitre V : Etude hydrologique et
hydraulique
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36
V.1 Introduction
Le présent chapitre porte sur l’étude hydrologique et hydraulique relative à la rocade de
Siliana.
Cette étude consiste à définir et étudier les caractéristiques hydrologiques des différentsécoulements traversés par la route ainsi que de concevoir et dimensionner les ouvrages
hydrauliques de franchissement et de drainage nécessaires pour sa mise hors d’eau et sa
protection.
V.2 Données climatiques de base
Le gouvernorat de Siliana occupe une position charnière entre les régions naturelles des Telles
au nord et des Steppes au sud. Du fait de son éloignement de la mer d’une part et de son
étalement selon la direction nord / sud d’autre part.
Nous distinguons les étages bioclimatiques suivants :
- Le subhumide à hiver frais qui occupe des micro-zones des hautes altitudes telles que Djebel
Bargou, Djebel Serj et Djebel Ghazwen.
- Le semi-aride à hivers frais supérieur (48 %), moyen (34,6 %) et inférieur (11 %) sont les
plus répandus dans le gouvernorat.
- L’aride supérieur et moyen couvre 3,8 %, il affecte l’extrémité Sud-Est de la délégation de
Rouhia du coté d’El Hbabsa
La pluviométrie au niveau du gouvernorat de Siliana est de moyenne annuelle compris entre
380mm et 480mm. Elle se caractérise par une variabilité spatiale très importante. Il existe
deux gradients pluviométriques de direction Ouest/Est pour le premier et Sud/Nord pour le
second. En effet, la pluviométrie moyenne annuelle augmente lorsqu’on se déplace du sud
vers le nord du gouvernorat et de même lorsqu’on se déplace de l’ouest vers l’est du
gouvernorat.
Les vents les plus fréquents et les plus dominants soufflent généralement du Nord-Ouest
pendant 10 mois. Les journées de siroccos sont plus fréquentes au sud de la dorsale.
Nous rappelons ici, les principales caractéristiques climatiques de la région, en se référant aux
données d’observations effectuées à la station météorologique de Bouarada.
7/23/2019 Rapport PFE Siliana
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37
V.2.1 Les températures
La figure 14 présente les moyennes mensuelles de températures journalières et extrêmes
données par la Météorologie Nationale et enregistrées sur la période 1980 – 1990.
Figure 14. Températures mensuelles
V.2.2 La pluviométrie
Les pluviométries mensuelles, enregistrées sur la période 1968 – 1990 dans la station de
référence de Bouarada sont présentées dans la Figure 15 :
Figure 15. Pluviométries mensuelles
0
5
10
15
20
25
30
35
40
T e m p e r a t u r e m o y e n n e ( ° C )
TEMP MOY MIN °C TEMP MOY MAX°C TEMP MOY°C
0
10
20
30
40
50
60
J F M A M J J A S O N D
P l u v i o m é t r i e ( m m
)
Mois
7/23/2019 Rapport PFE Siliana
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38
V.2.3 Intensité de la pluie
L’analyse des intensités pluviométriques observées à la station, météorologique de Bouarada,
a été effectuée en 1991 par l’Institut Nationale de la Météorologie.
L’intensité de la pluie est déterminée à l’aide des courbes intensité-durée-fréquence (IDF).Elle est exprimée par la relation suivante [7] :
btca
I(t)
Avec
I : Intensité moyenne en mm/h.
T : période de retour (ans)
tc : Durée de l’averse (en mn)
Les valeurs des coefficients a et b pour la station la plus proche de la zone d’étud e de
Bouarada sont présentées dans le tableau 16 :
Tableau 16 : Coefficients d’ajustement
T(ans) a(T) b(T)
10 367,9 0,673
20 451,9 0,668
50 582,6 0,662
100 692,6 0,656
La courbe Intensité-Durée-Fréquence permet de déterminer l’intensité de pluie (en mm/h) en
fonction de temps (en h).
Elle est représentée par des droites affines décroissantes dans un repère logarithmique.
7/23/2019 Rapport PFE Siliana
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39
La Figure 16 présente les courbes IDF pour la zone d’étude.
Figure 16. Courbe IDF (Station de Bouarada)
V.3 Caractéristiques physiques des bassins versants étudiés
V.3.1 Délimitation et superficies des bassins versants
Un bassin versant est un espace géographique et topographique recevant des précipitations
dont les excès des eaux sont drainés vers un unique point caractéristique qui est son exutoire.
La délimitation des bassins versants est effectuée sur la base des cartes topographiques au
1/25000ème et des levés au 1/1000ème.
La délimitation de la surface totale de ruissèlement a consisté à :
- Repérer l’exutoire ;
- Repérer sur les cartes topographiques, les points hauts puis les courbes de niveau
autour de ces points hauts ;
- Tracer les lignes de partage des eaux en suivant les lignes de crête jusqu’à l’exutoire
final en tenant compte des contraintes réelles du terrain.
1
10
100
1000
0.01 0.1 1 10
i n t e n s i t é ( m m / h )
durée (h)
T=10ans T=20ans
T=50ans T=100ans
7/23/2019 Rapport PFE Siliana
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40
La configuration générale des différents bassins versants et réseaux hydrographiques est
donnée dans la Figure 17.
Les caractéristiques des bassins versants étudiés sont consignées dans le tableau 21.
Figure 17. Délimitation des bassins versants
V.3.2 Bassin versant de l’Oued Massouj
L’Oued Massouj est le principal écoulement traversant la route étudiée. Issus des petites
collines au Sud-Ouest de la ville de Siliana, l’Oued Massouj se dirige vers l’Est, et passe à la
limite Sud-Est de la ville, où il traverse la RR80 puis la RN4.
Le bassin versant de l’Oued Massouj est relativement étalé et compacte et son amont est
présenté par le sommet du Djebel Massouj, cet Oued est caractérisé aussi par une pente
moyenne relativement faible.
BV2
BV3
BV1
7/23/2019 Rapport PFE Siliana
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41
V.4 Evaluation des débits de crues
Dans la zone étudiée, les bassins versants traversés par la route sont de taille réduite et à
caractère rurale, sauf l’Oued Massouj, qui draine un bassin de superficie notable.
Nous avons recours à différentes méthodes hydro-pluviométriques et régionales, déjà utiliséesen Tunisie, pour l’évaluation des débits maximaux des crues, ayant une période de retour très
longue.
Nous utilisons trois méthodes : rationnelle, Ghorbel pour les bassins courants et Francou
Rodier particulièrement pour le bassin de l'Oued Massouj.
Une analyse critique des résultats, permet de retenir les valeurs les plus vraisemblables sans
prendre des marges de sécurité trop importantes ni sous évaluer les risques encourus.
V.4.1 Méthode rationnelle
Le débit maximum de crue de période de retour T est donné par la relation suivante [7] :
s
3ar m 3,6
S(T)IK K =(T) Q
Avec :
K r : coefficient de ruissellement qui est en fonction du période de retour (tableau 17).
K a : coefficient d’abattement, en fonction de la surface du bassin (tableau 18).
I (T) : intensité en mm/heure de la pluie de durée tc en heure et de période de retour T
S : superficie du bassin versant (km²).
Tableau 17 : Valeurs de Kr [7]
T (en an) 5 10 20 50 100
K r 0.2 - 0.4 0.4 - 0.6 0.5 - 0.7 0.6 - 0.8 0.7 - 0.9
Tableau 18 : Valeurs de Ka [7]
S (en km²) < 25 25 - 50 50-100
K a 1 0.95 0.9
7/23/2019 Rapport PFE Siliana
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Le temps de concentration est déterminé par la formule de PASSINI [7] :
I
L*S 1.1=tc
3
Avec : S : Superficie du bassin versant en km².
l : Longueur de l’oued en km
I: Pente du thalweg principale en cm/m
tc : exprimé en heures
V.4.2 Méthode Ghorbel
A partir d’une analyse statistique des débits maximas observés dans la région du centre, du
Sud Tunisien et du Sahel de Sfax, l’auteur a établi la relation régionale donnant le débit de
crue, qui s’écrit comme suit [7] :
/s)(mQ(T)R =(T)Q 3
(moy)max
Avec :
R(T) : est un paramètre régional.
Pour la région de Siliana qui fait partie de la zone 3 (Zone 3: le Méliane, le Merguellil, la
branche nord du Zéroud), nous retenons les valeurs de R(T) données dans le tableau 19 :
Tableau 19 : Valeurs de R(T) [7]
T en ans 10 20 50 100
R(T) Zone 3 2.34 3.52 5.68 7.93
(moy)maxQ: Le débit maximum moyen en m3/s, peut être exprimé par la relation suivante [7] :
0.232-Kc/H/LP1.0750.8S(moy)max
Q
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Avec :
P : pluviométrie moyenne annuelle sur le bassin, en m.
∆H : différence entre l’altitude de la médiane et l’altitude de l’exutoire, en m.
L : longueur du cours d’eau principal, en km.
K c : Coefficient de compacité.
Le coefficient de compacité K c caractérise la forme d’un bassin versant, il est déterminé par la
formule suivante [7] :
S
P K
c 28,0
Avec :
P : périmètre du bassin versant, en km.
S : superficie du bassin versant en km².
V.4.3 Méthode de Francou – Rodier
Elle est établie sur la base des observations des crues maximales dans le monde.
Elle ne s’applique qu’à des bassins versants importants de superficie supérieure à 100km²
et à des périodes de retour supérieures à 10 ans.
Ainsi, cette méthode sera appliquée pour l’Oued Massouj.Le débit maximal de crue est donné par la formule suivante [7] :
)SS(=QQ 10
k -1
oo
T
Avec :
Q : débit maximal en m3/s
Qo : coefficient pris égal à 106
S : superficie du bassin versant
So : coefficient égal à 108
K : coefficient régional
Pour la Tunisie, K prend les valeurs suivantes du tableau 20.
Tableau 20 : Valeurs de K
T (ans) 10 20 50 100
K 3.80 3.85 3.98 4.15
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44
V.4.4 Les débits retenus
Les débits sont calculés en utilisant une période de retour de 100 ans pour tous les bassins.
Les résultats obtenus appellent à faire les remarques suivantes :
Pour les bassins versants 1 et 2, les débits calculés par la méthode rationnelle conduit à
des valeurs qui apparaît plus appropriée pour la zone d'étude ;
La méthode Ghorbel conduit à des débits de crue largement sous estimés. Ce qui peut
s'expliquer par la mauvaise adaptation des coefficients R(T,Q) pour l’Oued de
Massouj ;
Pour l'oued de Massouj, le débit retenu est celui obtenu par la méthode de Francou –
Rodier qui restent en cohérence avec les valeurs observées dans la région.Le tableau 21 récapitule, pour les différents bassins versants étudiés, les débits de crue
évalués par les différentes méthodes.
Tableau 21 : Caractéristiques des bassins versants et débits retenus
BV Caractéristiques physiques Méthode rationnelle Méthode Ghorbel
Méthode
Francou-
RodierS (km2) P (km) Pente
moyenne(%)
tc (min) i (mm/h) Q (m3/s) R(T) Qmax Q (m3/s) Q (m3/s)
BV1 15.73 19.26 3.87 173.3 24 83.9 7.93 7.2 57 113.26
BV2 25.9 32.9 3.85 171.8 23 125.75 7.93 8.5 67.4 151.25
BV3 100.9 45.72 2.48 510.3 14 282.52 7.93 27.8 220.45 332.85
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V.5 Dimensionnement des ouvrages hydrauliques
V.5.1 Méthodologie de calcul
Le calcul hydraulique et le choix de l’ouvrage convenable dépendent des caractéristiques
hydrauliques et géométriques des cours d’eau (conditions amont et aval et situation vis -à-vis
de l’écoulement au niveau de l’ouvrage), mais aussi des caractéristiques de la route projetée.
V.5.2 Débit de projet
Le choix de la période de retour des débits de projet, servant pour le dimensionnement des
ouvrages hydrauliques nécessaires pour la mise hors d'eau de la route, est fixé en tenant
compte du niveau d'aménagement préconisé pour la route étudiée, mais aussi de l’importance
des écoulements et des considérations économiques.Ainsi, pour la route étudiée et pour tous les bassins versants nous retenons la période de retour
suivante :
- Grand dalot et pont : T = 100 ans
V.5.3 Dimensionnement des ouvrages transversaux
Régime d’écoulement uniforme
Le débit de l’ouvrage vérifie la formule de Manning Strickler suivante [7] :
Q = K × S × R23 × I2 (m3/s )
Avec :
K : coefficient de rugosité (K = 70 pour ouvrages en béton ; K = 30 pour ouvrages en
terre)
S : section d’écoulement, en m²
R : rayon hydraulique, R = section mouillée / périmètre mouillé
I : pente du fil d’eau en m/m
Régime d’écoulement sur seuil
Le débit peut être exprimé par la formule du seuil suivante [7] :
/s)(mHb1,6=Q 33/2
Avec :
b : largeur du seuil, en m
H : charge à l’amont du seuil, en m
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Cette formule est applicable pour les conditions suivantes :
- la pente du fil d’eau est supérieure à la pente critique
- le seuil est dénoyé à l’aval, si H1 / H < 0,75 (H1 est la charge à l’aval, en m)
- L'écoulement est noyé et contrôlé à l'aval si H1/H>0,75.
Les caractéristiques des différents ouvrages hydrauliques sont consignées dans le tableau 22.
Tableau 22 : Caractéristiques des ouvrages hydrauliques
N° OH PK de
l’ouvrage
N° BV Débit (m3/s) Ouvrages
retenus
OH1 0+125 BV1 83.9 5(2×1)OH2 2+050 BV2 125.75 2(4×4)
Ouvrage d’art 4+200 BV3 332.85 Pont à poutres
en BA
V.5.4 Dimensionnement des ouvrages longitudinaux
Les ouvrages de drainage superficiel ont pour rôle principal la collecte et le transit jusqu’à
l’exutoire des eaux de ruissellement et doivent présenter une sécurité suffisante aux usagers
de la route.
Le drainage longitudinal consiste à faire évacuer les eaux de ruissellement recueillis de la
plate-forme et ses abords immédiats.
Calcul des débits
Les débits des eaux de ruissellement de la plate-forme sont calculés en utilisant la formule
rationnelle suivante [8] :
/s)(mAiC360
1=Q 3
Avec :
A : Surface en ha
i : intensité maximal sera déterminée graphiquement d’après les courbes IDF, en
prenant une durée d’averse (tc) égale à une demi-heure (tc = 30min).
7/23/2019 Rapport PFE Siliana
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47
C : Coefficient de ruissellement pris égal à :
0.9 pour les partis revêtus.
0.7 pour les accotements non revêtus.
0.6 pour les talus des remblais.
Le coefficient de ruissellement équivalent est calculé par la formule suivante [8] :
A3A2A1
A3C3A2C2A1C1
Ai
CiAiCeq
Où
A1 : surface des talus
A2 : surface des accotements
A3 : surface de la partie revêtue
En prenant une durée d’averse tc = 30 mn.
D’après les courbes IDF de la zone d’étude et pour une période de retour de 100 ans,
l’intensité maximale de pluie i = 74.38 mm/h.
Les résultats de calcul sont donnés par le tableau 23 :
Tableau 23 : Calcul des débits longitudinaux
N° Du PK au PK Longueur
(m)
A1 (ha) A2 (ha) A3 (ha) A =∑
(ha)
Céq Q (m3/s)
1 0+194 à 0+273 79 0,01659 0,021725 0,03002 0,068335 0,76 0,01
2 2+515 à 2+575 60 0,0126 0,0165 0,0228 0,0519 0,76 0,0083 5+209 à 5+7232 23 0,00483 0,006325 0,00874 0,019895 0,76 0,003
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On choisit des fossés triangulaires non revêtus dont les caractéristiques sont représentées dans
le tableau 24 et la figure 18 :
Tableau 24 : Caractéristiques du fossé triangulaire
Caractéristiques
H L S P
0.5 1.25 0.3 1.67
Figure 18. Fossé triangulaire non revêtu
On a : K Q = 3.05 K V = 9.8 [3]
Vitesse d'écoulement V = Q / S = 0.01/0.3 = 0.03 m/s
05.3K 06.0025.0
01.0Q
i
Q Vérifié
8.9K 19.0025.0
03.0V
i
V Vérifié
La section du fossé triangulaire non revêtue choisie est capable d’évacuer les eaux
ruisselées.
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Chapitre VI : Carrefour et signalisation
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50
VI.1 Carrefour (Intersection de la RN4 avec la RR73)
VI.1.1 Introduction
Le but principal de l’aménagement des carrefours est de permettre l’écoulement des débits de
circulation dans des conditions normales de sécurité, de commodité et d’améliorer au mieux
la fluidité de la circulation dans les différentes directions par des dispositions convenables de
la chaussée et de ses abords.
Les données essentielles de base à considérer, en vue de l’aménagement d’un carrefour, sont
les suivantes :
- L’importance des itinéraires et la nature des trafics qui les empruntent.
- Les vitesses d’a pproche pratiquées par les véhicules sur les différentes voies.
- Les conditions topographiques, notamment la visibilité en plan et en profil en long.
La conception du carrefour N°1 situé au PK 64+800 de la RN4, l’intersection de la RN4 avec
la RR73 et reliant Kairouan, Bargou et Siliana, a été faite en respectant les normes pour les
différents paramètres de construction d’un carrefour giratoire.
VI.1.2 Structure du carrefour giratoire
Un giratoire se compose essentiellement de quatre éléments :
- Ilot central : caractérisé par un diamètre nommé diamètre intérieur.
- Anneau de circulation : caractérisé par son nombre de voie.
- Branches : ce sont les voies de circulation convergeant vers l’ilot central.
- Ilot séparateur : ilot aménagé sur une branche d’approche, entre les voies d’entrée et
de sortie.
Un giratoire est caractérisé essentiellement par son diamètre extérieur, on utilise aussi la
notation R g qui représente le rayon extérieur du giratoire.
7/23/2019 Rapport PFE Siliana
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La figure 19 indique d’une manière générale les composantes d’un giratoire.
Les composantes d’un carrefour giratoire doivent obéir à des règles et des principes de
conception pour obtenir simultanément un bon niveau de sécurité et l'adéquation aux
caractéristiques des trafics.
Les tableaux 25 et 26 récapitulent les paramètres de construction des giratoires [9].
Figure 19. Composantes d’un carrefour giratoire
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Tableau 25 : Paramètres de construction des voies d'entrée et de sortie [9]
Notations Paramétrage Valeurs courantes (en m)
Rayon du
giratoire
R g 1 2 m ≤ R g ≤ 25 m R g = 12 R g = 15 R g = 20 R g = 25
Largeur de
l’anneau
la 6 m ≤ l a≤ 9 m 7 7 7 8
Surlargeur
franchissable
slf 1,5 m si R g ≤ 15 m 1.5 1.5 - -
Rayon
intérieur
R i R g - la - slf 3.5 6.5 13 18
Rayon
d’entrée
R e 10 m ≤ R e ≤ 15 m et
≤ Rg
12 15 15 15
Largeur de la
voie entrante
le le = 4 m 4 4 4 4
Rayon de
sortie
R s 15 m ≤ Rs ≤ 30 m et
≥ R i
15 20 20 20
Largeur de la
voie sortante
ls 4 m ≤ ls ≤ 5 m 4 4 4.5 5
Rayon de
raccordement
R r R r = 4 R g 48 60 80 100
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Tableau 26 : Récapitulatif des différents paramètres de construction des ilots séparateurs [9]
Paramétrage Valeurs courantes en (m)
Rayon giratoire R g R g R g<15 R g=15 R g=20 R g=25
Hauteur du trianglede construction
H H = R g 12 à 15 15 20 25
Base du triangle de
construction
B B = R g /4 3 à 3.75 3.75 5 6.25
Rayon de
raccordement des
bordures
r R = R g/50 0.25 0.3 0.4 0.5
Départ de l’ilot sur
l’axe
d
2
)50
Rg
+(0.5 =d
ou
0
0 0.4 0.45 0.5
La figure 20 montre les composantes géométriques des îlots séparateurs dans un carrefour
giratoire [9].
Figure 20. Construction des ilots séparateurs sur les branches des giratoires (Rg) ≥ 15 m
7/23/2019 Rapport PFE Siliana
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54
La figure 21 est une image d’un giratoire réel qui montre les différents éléments géométriques
composant ensemble la structure géométrique d’un giratoire.
Les caractéristiques du carrefour giratoire adopté sont celui de rayon 20 m.
Figure 21. Les éléments géométriques d’un carrefour giratoire
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55
Figure 22. Carrefour giratoire reliant Kairouan, Bargou et Siliana
VI.2 Signalisation
VI.2.1 Introduction
La signalisation de la route est un moyen essentiel à la sécurité de tous les usagers.
L’importance du rôle de la signalisation routière s’accroît avec le développement de la
circulation. Bien conçue et réalisée, elle réduit les causes d’accident et facilite la circulation.
On distingue traditionnellement la signalisation horizontale, qui regroupe tous marquages sur
chaussée, et la signalisation verticale comprenant tous les panneaux, bornes et balises.
Dans cette partie, on commence par définir les différents types de signalisation puis on
choisit la signalisation obligatoire pour le carrefour giratoire situé au début de projet afin
d’assurer la sécurité à tous les usagers.
7/23/2019 Rapport PFE Siliana
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56
VI.2.2 Signalisation horizontale
D’après la norme européenne, les différents types de marquages sont :
Les lignes longitudinales : continues infranchissables, discontinues axiales ou de
délimitation des voies, discontinues d’annonce d’une ligne continue, discontinues de
bord de chaussée.
Les lignes transversales continues (STOP) ou discontinues (CEDEZ LE PASSAGE).
Les autres marques pour passages piétons, pour stationnement.
Les flèches de rabattement ou les flèches directionnelles
Les inscriptions : STOP, BUS,…
La largeur des lignes est définie par rapport à une largeur unité « u » qui est égal à 6 cm pour
le type de la route étudiée.
VI.2.3 Signalisation verticale
D’après la norme NF ASCQUER, les panneaux de signalisation sont classés par catégories :
Panneau de police.
Panneau de danger de forme triangulaire.
Panneau d’intersection et de priorité de forme triangulaire, carré ou rectangulaire.
Panneau de prescription de forme circulaire.
Panneau directionnels et panneau d’indication utile aux usagers.
Figure 23. Panneaux de signalisation
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57
Les dimensions des panneaux les plus courants sont données dans le tableau 27.
Tableau 27 : Dimensions des Panneaux les plus courants (en mm)
Gamme Triangle Disque Octogone Carré
Très grande 1500 1250 1200 1050Grande 1250 1050 1000 900
Normale 1000 850 800 700
Petite 700 650 600 500
Miniature 500 450 400 350
Remarque : Nous utiliserons les panneaux de la gamme normale.
Les supports des panneaux sont des tubes en acier galvanisés de 8 cm de diamètre et de 4 mmd’épaisseur.
Balises de virage et d’ouvrage
Elles ont pour rôle de matérialiser le tracé extérieur des virages les plus dangereux et de
signaler les ouvrages hydrauliques non muni de dispositifs de retenue ou de glissières de
sécurité.
Elles sont à section circulaire de 150 mm de diamètre et sont équipées d’un dispositif rétro
réfléchissant sous la forme d’une bande d’hauteur 20 cm sous la tête.
Figure 24. Balise directionnelle lumineuse et balise de virage
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58
Bornes kilométriques
Les bornes servent à la fois de repérer pour les besoins des services d’entretien et d’indication
pour les usagers, Elles sont en béton.
Leurs mises en place doivent respecter certaines règles d’implantation en fonction des
objectifs de sécurité visés et des obstacles à isolé.
VI.2.4 Signalisation du carrefour giratoire
La figure 26 indique la signalisation adoptée au niveau du carrefour giratoire reliant Kairouan,
Bargou et Siliana et l’intersection de la RN4 avec la RR73.
Figure 25. Borne kilométrique
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Figure 26. Signalisation au niveau du giratoire
X=8635.1215
Y=46868.8243
Centre carrefour 1
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Chapitre VII : Estimation des coûts
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VII.1 Introduction
L’estimation du coût des travaux de la rocade est évaluée sur la base d’un avant métré des
quantités à exécuter et des prix unitaires moyens en Dinar Tunisien (DT) de l’année 2013,
pratiqués par les entreprises des travaux publics, pour des pr ojets semblables. L’estimation du
coût de projet routier a été faite sans tenir compte des ouvrages d’arts et de soutènement.
VII.2 Estimation des coûts
L’estimation des coûts de la rocade de Siliana est résumée dans le tableau 28.
Tableau 28 : Estimation des coûts par poste
Poste Désignation des travaux Cout total (DT)
000 Installation de chantier 430 000,000
100 Dégagement des emprises 133 295,000
200 Terrassements 601 151,000
300 Travaux de chaussées et dépendances 2 001 004,000
400 Travaux de drainage 81 405,000
500 Ouvrages hydrauliques 72 800,000
600 Signalisation et équipements de sécurité 303 050,000
700 Eclairage public 1 100 000,000
coût total du projet 4 722 705,000
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La figure 27 montre le pourcentage de coût de chaque tache par rapport au coût total du
projet.
Figure 27. Les pourcentages des coûts
Pour une idée plus détaillée sur l’estimation des coûts des sous postes
Voir annexe (C.2).
9%3%
13%
42%
2%
2%
6%
23%
Installation de chantier
Dégagement des emprises
Terrassements
Travaux de chaussées et
dépendances
Travaux de drainage
Ouvrages hydrauliques
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CONCLUSION
Ce projet a été l’occasion d’étudier et de concevoir la rocade de la ville de Siliana reliant la
RN4 et la RN4 Sud.
Premièrement, je me suis particulièrement intéressé à la présentation du projet, ensuite j’ai fait
une étude détaillée du trafic afin de choisir le type d’aménagement approprié, j’ai notamment
par la suite conçu le tracé en plan et le profil en long de la déviation sur une longueur de 5 km
grâce au logiciel Piste et avant de faire une vérification de la structure de chaussée avec le
logiciel ALIZE, j’ai la dimensionnée grâce au catalogue tunisien de dimensionnement des
chaussées neuves.
Puis, j’ai calculé les débits retenus pour chaque bassin versant en utilisant la méthode
rationnelle, Ghorbel et Francou-Rodier afin de dimensionner les ouvrages hydrauliques
associés. En outre, j’ai fait le calcul des débits des eaux de ruissellement pour bien
dimensionner les ouvrages de drainage longitudinal. Après, j’ai réalisé la conception du
carrefour giratoire, l’intersection de la route nationale 4 et la route régionale 73, ainsi que sa
signalisation.
Finalement, j’ai fait une estimation du coût de projet.
Les volets coût des accidents et impact environnemental n'ont pas été pris en compte dans
cette étude. Il serait donc également intéressant de penser à inclure cet aspect dans les
prochaines études, afin de s'inscrire dans un processus de développement durable.
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REFERENCES
[1] Faure, M., Cours de route : Tome 1, Aléas Editeur, France, 1998.
[2] Recommandations techniques pour la conception générale et la géométrie de la route,
Aménagement des routes principales, France, 1992.
[3] Neji, J., Le projet routier, Centre de publication universitaire, Tunis, 2005.
[4] Service d'Études techniques des routes et autoroutes, Manuel de référence, Piste 5 version
5.05, Conception d’infrastructures linéaires, France, 2004.
[5] Ministère de l’Equipement, de l’Habitat et de l’Aménagement du Territoire, Catalogue de
dimensionnement des chaussées neuves et renforcement, Tunis, 1984.
[6] Manuel du logiciel ALIZE-LCPC version 1.3.0, France, 1998.
[7] Hosni S., L’assainissement des routes, Direction Générale des Ponts et Chaussées,
Tunisie.
[8] Bahlous S., Ouvrages Hydrauliques, Centre de publication universitaire, Tunis, 2002.
[9] SETRA, Aménagement des carrefours interurbains, 1998.
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