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Etude de mise en 2x2 voies de la RN3 entre Djbel Oust & El Fahs 2012/2013 FLISS

Etude de mise en 2x2 voies de la RN3 entre Djbel Oust & El Fahs 2012/2013 FLISS Meher Page 1 Etude de mise en 2x2 voies de la RN3 entre Djbel Oust & El Fahs 2012/2013 I. Introduction : Le drainage longitudinal de la chaussée consiste à évacuer les eaux de ruissellement provenant de la plate-forme routière et de ses abords immédiats. il est assuré par des fossés latéraux. L’eau recueillie par les fossés s’évacue soit : Par infiltration dans le fond du fossé. Par évaporation dans l’atmosphère. Par écoulement vers les ouvrages hydraulique qui constituent les exutoires naturels. II. Dimensionnement:  choix de la section: Les fossés de drainage peuvent être d’une forme triangulaire, rectangulaire ou trapézoïdale; leur forme doit être telle qu’elle ne constitue aucun danger pour la circulation et il convient de s’assurer soigneusement que les eaux dont ils assurent l’évacuation ne provoquent pas d’érosion. Comme il est de coutume en Tunisie pour ce genre d’étude, nous appliquerons des fossés triangulaires en terre « galets », en nous appuyant sur les données du tableau suivant: Matériaux Vitesse limite VL (m/s) Coefficient de rugosité Sable fin 0,3 50 Sable moyen 5 45 Gros sable 0,6 40 Gravier fin 0,7 40 Argiles compactes 0,9 40 Gravier grossier 1 35 Galets 1,2 30 Cailloux moyens 1,5 25 Gros cailloux 3 20 Schistes et roches > 4 20 Tableau: Vitesse limite et coefficient de rugosité de quelques matériaux La vitesse limite d’écoulement et d’entrainement des galets à 1.20 m/s avec un coefficient de rugosité de 30. Le schéma d’une section usuelle de fossé se présente ci-après: FLISS Meher Page 2 Etude de mise en 2x2 voies de la RN3 entre Djbel Oust & El Fahs 2012/2013 Figure : section triangulaire de fossé en terre III. Calcul des débits: Pour le calcul du débit on choisit la formule rationnelle: Qt= K a×Cr×I (t)× Aeq 3.6 Avec: Ka : coefficient d’abattement. Cr : coefficient de ruissellement. Aeq : superficie de la section (en km²). I(t) : Intensité de pluie (en mm/h). Qt exprimé en (m3/s). A1: surface de la chaussée (km²). A2: surface de l’accotement (km²). Ls: longueur de la section (km) 1. Calcul des surfaces: A1= 7.75 x 155 10-6 A2= 3.05 x 155 10-6 Aeq= (7.75+3.05) 10-6 A1= 0.0012 A2= 0.0005 Aeq= 0.0017 2. Calcul des coefficients de ruissellement équivalent: FLISS Meher Page 3 Etude de mise en 2x2 voies de la RN3 entre Djbel Oust & El Fahs 2012/2013 C1= surface revêtue (chaussée)= 0.9 C2= surface non revêtue (accotement)= 0.8 Ceq=∑Ck× Ak Aeq = (0.9×0.0012)+(0.8×0.0005 ) 0.0017 D’où: Ceq = 0.872 3. Calcul de la pente équivalente: I eq= ( ∑Lk ∑( Lk √Ik )) 2 =( 7.75+3.05 7.75 √0.025+ 3.05 √0.04) 2 D’où: Ieq= 2.8 % 4. Calcul de l’intensité (i): L’intensité de la pluie, par mesure de sécurité, est déterminée pour une période de retour égale à 50 ans. Tc=7.6×√ Aeq I eq =7.6×√ 1.7×10 −3 2.8×10 −2 D’où: Tc= 1.852 h soit 1.852 x 60= 111.12 min Pour la Station de Zaghouan: i= 41,3 x (Tc)-0,67 exprimé en (mm/h) D’où: i= 27.33 mm/h 5. Coefficient d’abattement: Pour tous les tronçons du projet Aeq< 25 Km² donc Ka=1. D’où on sort le tableau suivant qui récapitule l’ensemble des tronçons du projet: Profils Ls (m) A1 A2 Aeq Ceq Ieq Tc (h) I (mm/h) Ka Q (m3/s) FLISS Meher Page 4 Etude de mise en 2x2 voies de la RN3 entre Djbel Oust & El Fahs 2012/2013 du 26 au 33 D 155 0,0012 0,0005 0,0017 0,872 0,028 1,852 27,333 1 0,011 du 40 au 43 D 75 0,0006 0,0002 0,0008 0,872 0,028 1,288 34,857 1 0,007 du 40 au 47 G 145 0,0011 0,0004 0,0016 0,872 0,028 1,791 27,950 1 0,011 du 52 au 73 D 400 0,0031 0,0012 0,0043 0,872 0,028 2,975 19,895 1 0,021 du 51 au 73 G 448 0,0035 0,0014 0,0048 0,872 0,028 3,148 19,154 1 0,022 du 100 au 123 G 442 0,0034 0,0013 0,0048 0,872 0,028 3,127 19,241 1 0,022 du 132 au 139 G 132 0,0010 0,0004 0,0014 0,872 0,028 1,709 28,844 1 0,010 du 133 au 139 D 96 0,0007 0,0003 0,0010 0,872 0,028 1,457 32,091 1 0,008 du 148 au 153 G 115 0,0009 0,0004 0,0012 0,872 0,028 1,595 30,207 1 0,009 du 155 au 170 G 253 0,0020 0,0008 0,0027 0,872 0,028 2,366 23,195 1 0,015 du 169 au 200 D 555 0,0043 0,0017 0,0060 0,872 0,028 3,504 17,828 1 0,026 du 208 au 235 G 465 0,0036 0,0014 0,0050 0,872 0,028 3,207 18,917 1 0,023 du 221 au 241 D 350 0,0027 0,0011 0,0038 0,872 0,028 2,782 20,806 1 0,019 du 242 au 258 D 337 0,0026 0,0010 0,0036 0,872 0,028 2,730 21,071 1 0,019 du 279 au 283 D 84 0,0007 0,0003 0,0009 0,872 0,028 1,363 33,559 1 0,007 du 278 au 283 G 85 0,0007 0,0003 0,0009 0,872 0,028 1,371 33,426 1 0,007 du 463 au 484 D 360 0,0028 0,0011 0,0039 0,872 0,028 2,822 20,610 1 0,019 du 473 au 478 G 124 0,0010 0,0004 0,0013 0,872 0,028 1,656 29,454 1 0,010 du 499 au 512 D 265 0,0021 0,0008 0,0029 0,872 0,028 2,421 22,838 1 0,016 du 499 au 509 G 201 0,0016 0,0006 0,0022 0,872 0,028 2,109 25,054 1 0,013 du 516 au 537 G 385 0,0030 0,0012 0,0042 0,872 0,028 2,918 20,152 1 0,020 du 516 au 522 D 100 0,0008 0,0003 0,0011 0,872 0,028 1,487 31,655 1 0,008 du 566 au 591 G 458 0,0035 0,0014 0,0049 0,872 0,028 3,183 19,013 1 0,023 du 580 au 632 D 877 0,0068 0,0027 0,0095 0,872 0,028 4,405 15,295 1 0,035 du 643 au 653 D 182 0,0014 0,0006 0,0020 0,872 0,028 2,006 25,901 1 0,012 du 655 au 682 D 522 0,0040 0,0016 0,0056 0,872 0,028 3,398 18,198 1 0,025 Tableau: Débit longitudinale pour chaque section IV. Dimensionnement des fossés: Pour le dimensionnement du fossé, on applique la formule générale de l’écoulement à surface libre. QT=C×Sm×√(Rh× I) Avec: QT : débit (m3/s). C : Coefficient hydraulique (m). Rh : rayon hydraulique. I : pente longitudinale du fossé. Sm : section mouillée (m). FLISS Meher Page 5 Etude de mise en 2x2 voies de la RN3 entre Djbel Oust & El Fahs 2012/2013 D’après la formule de Manning-Strinkler on a: Q = K x Rh 2/3 x Sm x I1/2 Avec: K: coefficient de rugosité (galets) = 30. I : pente longitudinale du fossé. Le tableau suivant nous aide à dimensionner les fossés des deux types fréquemment utilisé: Types Caractéristiques H L Sm Pm II-1 0,5 1,25 0,31 1,68 II-2 0,75 1,87 0,7 2,52 Tableau: Caractéristiques des fossés non revêtus de type II Sm=( h× h 2 2 + h×2h 2 )=h 2 4 +h 2=5h 2 4 =1.25h 2 Pm= √( h 2 4 +h 2 )+√(4 h 2+h 2)=√( 5h 2 4 )+√5h 2=h×(√ 5 4 +√5)=3.35h Rh=( Sm Pm)= 1.25h 2 3.35h =0.373h D’où: Q = K x (0.373 h)2/3 x 1.25 h² x I1/2 Donc: h=( Q I 1/2×K ×1.25×0.373 2/3) 3/8 Prenons l’exemple de calcul du tronçon-4: (du Profil 52 au Profil 73 D). h=( 0.021 0.0123 1/2×30×1.25×0.373 2/3) 3/8 =0.176m FLISS Meher Page 6 Etude de mise en 2x2 voies de la RN3 entre Djbel Oust & El Fahs 2012/2013  Donc, d’après le tableau de dimensionnement des fossés, le drainage de cette section sera effectué par un fossé de type II-1. Donc, Sm = 1.25 h2 = 1.25 x 0.5 = 0.625 m² Pm = 3.35 h = 3.35 x 0.5 = 1.675 m Rh = 0.373 h = 0.1865 m Pour le calcul du débit de cette section: Q = 30 x (0.373 x 0.5)2/3 x 1.25 x 0.5² x 0.01231/2 Q = 0.3395 m 3 /s Après avoir déterminé le débit de la section choisi du tableau de dimensionnement des fossés, on doit vérifier la vitesse de l’écoulement par la formule de Chézy: V= K x Rh 2/3 x I1/2 V= 30 x (0.1865)2/3 x (0.0123)1/2 D’ou V= 1.086 m/s  Condition sur la vitesse: D’après les caractéristiques des galets et les conditions d’écoulements requises pour les fossés, il faut vérifier cette condition 0.5 m/s < V < 1.2 m/s ; on remarque que: 0.5 m/s < V = 1.086 m/s < 1.2 m/s Condition vérifiée, le dimensionnement à garder. Dans les cas ou la condition est non vérifié, il faut soit changer la pente soit changer le matériau, et ça influe sur I ou bien K. Autre condition à vérifier : Q adopté > Q réelle 0.3395 m3/s> 0.021m3/s Condition vérifiée. FLISS Meher Page 7 Etude de mise en 2x2 voies de la RN3 entre Djbel Oust & El Fahs 2012/2013 Profils Ls (m) A1 A2 Aeq Ceq Ieq Tc (h) I (mm/h) Ka Q (m3/s) I % H (m) calculé H (m) adopté V (m/s) calculé Commentaire I % modifié V (m/s) rectifié du 26 au 33 D 155 0,0012 0,0005 0,0017 0,872 0,028 1,852 27,333 1 0,011 0,0021 0,193 0,5 0,449 uploads/s3/ drainage-longitudinal-de-la-chaussee.pdf