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Exposé sur les échangeurs autoroutiers 21 janvier 2014 Présenté par GOKA Edoh,

Exposé sur les échangeurs autoroutiers 21 janvier 2014 Présenté par GOKA Edoh, élève ingénieur en 5ième année de Génie Civil Page 1 SOMMAIRE INTRODUCTION………….……………………………………………………3 I- Description d’un échangeur……………………………………………...4 II- Rôles d’un échangeur……………………………………………….........4 III- Les différents types d’échangeurs………………………………………..5 3.1- Echangeur en trèfle…………………………………………………….5 3.2- Echangeur en turbine…………………………………………………..5 3.3- Echangeur annulaire…………………………………………………....7 3.4- Echangeur Turcot………………………………………………………7 3.5- Echangeur de type Spaghetti…………………………………………...7 3.6-Echangeur Trompette…………………………………………………...8 3.7- Echangeur à niveaux……………………………………………………8 3.7.1- Echangeur 4-niveaux……………………………………………….8 3.7.2- Echangeur 5-niveaux……………………………………………….9 IV- Conception d’un échangeur…………………………………………….....9 4.1- Eléments de conception d’un échangeur…………………………….10 4.2- Emplacement et espacement des échangeurs………………………..11 4.3- Coordination des échangeurs………………………………………...11 4.4 Emplacement des sorties………………………………………………12 4.5- Conception géométrique d’un échangeur…………………………….12 4.5.1- Le tracé en plan…………………………………………………..12 4.5.2- Le profil en long………………………………………………….13 Exposé sur les échangeurs autoroutiers 21 janvier 2014 Présenté par GOKA Edoh, élève ingénieur en 5ième année de Génie Civil Page 2 4.5.3- Le profil en travers……………………………………………….13 4.6- Construction des différents éléments d’un échangeur………………….15 4.6.1- Les ponts………………………………………………………….15 4.6.1.1- Le tablier…………………………………………………….15 4.6.1.2- Les appuis…………………………………………………...18 4.6.1.2.1- Les piles…………………………………………………19 4.6.1.2.2- Les culées………………………………………………..20 4.6.1.2.3- Les piles – culées………………………………………..20 4.6.2- Bretelles…………………………………………………………..21 4.6.2.1- Conception des bretelles…………………………………...21 4.6.2.2- Fonctionnement d’une bretelle……………………………22 4.6.2.3- Tracé en plan d’une bretelle……………………………….23 4.6.2.4- Profil en long d’une bretelle……………………………….23 4.6.2.5- Profil en travers d’une bretelle…………………………….23 4.6.2.6- Raccordement avec l’autoroute : voie de changement de vitesse……………………………...24 4.6.2.7- Vitesse de base……………………………………………...27 4.6.2.8- Aire du musoir………………………………………………28 V- Les impacts environnementaux de la construction d’un échangeur………29 CONCLUSION……………………………………………………………………...31 ANNEXE……………………………………………………………………………32 Bibliographie………………………………………………………………………...41 Exposé sur les échangeurs autoroutiers 21 janvier 2014 Présenté par GOKA Edoh, élève ingénieur en 5ième année de Génie Civil Page 3 INTRODUCTION L’homme de par sa nature a toujours cherché à se simplifier sa vie ou à rechercher des solutions auxquels il fait face. Dans le domaine routier, domaine s’occupant du transport et de l’évacuation des personnes et marchandises de tous ordres, l’homme a toujours inventé des moyens pour résoudre les soucis qu’il rencontre compte tenu de son évolution galopante. Donc, pour faciliter la circulation, éviter les collisions et congestions aux carrefours situés dans le même plan, il a été créé les échangeurs autoroutiers. Ces derniers avec leurs formes architecturales souvent spectaculaires, jouent des rôles non moins importants dans les trafics routiers. Pour mieux saisir cette partie de la route qui permet chaque jour le déplacement des millions usagers de par le monde, il nous a été proposé de faire des recherches sur les échangeurs qui sont en train de voir le jour dans nos pays du sud. Exposé sur les échangeurs autoroutiers 21 janvier 2014 Présenté par GOKA Edoh, élève ingénieur en 5ième année de Génie Civil Page 4 I- DESCRIPTION D’UN ECHANGEUR Un échangeur est un croisement dénivelé sur lequel les transferts de trafic sont séparés les uns des autres et sont assurés par des bretelles autoroutières affectées à cet effet. Ou encore un échangeur autoroutier est un système de bretelles routières permettant de s’engager sur une voie rapide ou sur une autoroute pour prendre une autre autoroute ou une route du réseau routier ordinaire. Les échangeurs se trouvent donc aux intersections entre autoroutes, ou entre une autoroute et un autre type de route. Un échangeur autoroutier est donc un dispositif de raccordement entre plusieurs routes et autoroutes sans croisement à niveau. Un échangeur autoroutier compte au minimum un pont permettant à une autoroute d’enjamber l’autre et d’un système de bretelles. Dans les cas les plus complexes, les chaussées peuvent s’étager sur quatre niveaux différents (échangeur dit “Four- stack”). Un échangeur peut être complet (bidirectionnel) ou partiel (donnant accès à une seule direction de l’autoroute). Les échangeurs sont munis de bretelles. Ces dernières qui seront décrites plus amplement par la suite, sont une connexion d’un échangeur ou, d’une façon plus générale, une chaussée qui relie deux routes à niveaux différents ou deux routes parallèles et par laquelle les véhicules peuvent entrer sur une chaussée déterminée ou la quitter. Définition de quelques termes au niveau des échangeurs :  Diffuseur : Croisement dénivelé entre une autoroute et une route ordinaire.  Nœud : sont des points d’échanges dénivelés, qui assurent les échanges entre deux voies rapides sans cisaillement sur les chaussées principales de ces deux voies, ni sur les bretelles.  Bifurcation : Échangeur entre autoroutes de forme "Y" ou de "T".  Croix (ou croisement) : Échangeur entre autoroutes de forme "X", similaire au croisement en trèfle.  Bretelle : voie qui raccorde un échangeur à une autoroute ou à une route. II- LES ROLES D’UN ECHANGEUR Un échangeur fait donc partie d’un réseau routier et permet de résoudre des problèmes aux carrefours plans. Il assure, au moyen d’un ou plusieurs étages, les mouvements de circulation entre les routes. L’échangeur permet donc un écoulement libre et en sécurité de grands débits de circulation, en plus, de raccorder toutes les routes qui se Exposé sur les échangeurs autoroutiers 21 janvier 2014 Présenté par GOKA Edoh, élève ingénieur en 5ième année de Génie Civil Page 5 croisent. Il permet donc d’éviter tout croisement à niveau pour limiter le ralentissement des voies. Il est un facteur puissant du développement économique et urbain. Son rôle est donc de décongestionner le trafic dans les centres villes, de sécuriser les usagers de la route et des citoyens en général et mettre en place des ouvrages modernes permettant l’amélioration du cadre de vie des citoyens (surtout dans nos pays africains) III- LES DIFFERENTS TYPES D’ECHANGEURS Pour choisir l’échangeur qui convient le mieux, il faut tenir compte en premier lieu de la classification des routes qui se croisent. On trouve plusieurs types d’échangeurs : les échangeurs à trois ou quatre branches qui relient des autoroutes, les échangeurs qui relient les autoroutes et d’autres routes, les échangeurs qui relient des routent autres que les autoroutes et les échangeurs qui croisent une artère et une route locale (qu’on trouve rarement). Voici donc quelques types : 3.1- Échangeur en trèfle C'est l'un des tout premiers types d'échangeurs, apparu dans les années 1930 aux Etats- Unis. Il est très utilisé également en Allemagne. C'est un échangeur massif, demandant une très grande emprise, et qui est généralement justifié par un trafic important. Les modèles ci-dessous comprennent également des collectrices latérales, destinées à éviter les croisements de flux de circulation. Photo 3.1 : Echangeurs autoroutiers complet en trèfle 3.2- Échangeur "en turbine" Ce type d'échangeur occupe la même superficie qu'un échangeur en trèfle mais en corrige l'un des inconvénient : les bretelles en boucles du trèfle ont un rayon assez serré pour éviter de trop s'étendre, induisant l'obligation de réduire fortement sa vitesse (parfois jusqu'à 30 Km/h), donc une capacité limitée et un risque accru de sortie de route, alors que la turbine met en œuvre des courbes à plus grand rayon. Exposé sur les échangeurs autoroutiers 21 janvier 2014 Présenté par GOKA Edoh, élève ingénieur en 5ième année de Génie Civil Page 6 Echangeur à turbine complète Chaque chaussée convergente dispose de deux sorties, une pour chaque sens de l'autoroute croissante. Les voies en provenance des deux directions de la route croissante convergent avant de constituer une bande de lancement unique. Inconvénient principal : au niveau des dédoublements et des convergences, les pentes sont assez importantes afin de permettre aux flux confluents et divergents de se croiser à des niveaux différents. Photo 3.2.1 : Exemple d’échangeur en Turbine complète Echangeur à turbine simplifiée Equipé d'une sortie dans chaque direction, dont la chaussée se dédouble pour desservir les deux sens de l'autoroute croissante. Les voies en provenance des deux directions de la route croissante convergent avant de constituer une bande de lancement unique. Inconvénient principal : au niveau des dédoublements et des convergences, les pentes sont assez importantes afin de permettre aux flux confluents et divergents de se croiser à des niveaux différents. Photo 3.2.2 : Turbine simplifiée Exposé sur les échangeurs autoroutiers 21 janvier 2014 Présenté par GOKA Edoh, élève ingénieur en 5ième année de Génie Civil Page 7 3.3- Echangeur annulaire La simplification est poussée un cran plus loin, les bretelles sont rassemblée dans un énorme anneau faisant penser à un rond-point sur lequel se branchent et se débranchent les bretelles vers les deux autoroutes qui se croisent. Photo 3.3 : Turbine annulaire 3.4- Echangeur Turcot L'échangeur Turcot est un échangeur autoroutier construit sur trois étages, en 19661, au sud-ouest de l'île de Montréal, au Québec. Il fut ouvert à la circulation le mardi 25 avril 1967 à 6 h 00, soit trois jours avant l'ouverture de l'Expo 67. Il est nommé en l'honneur du marchand Philippe Turcot (1791-1861), qui donna son nom au village Turcot et à la rue Philippe-Turcot. Photo 3.4 : échangeur de type Turcot 3.5- Echangeur de type Spaghetti Photo 3.5 : exemple d’échangeur de type spaghetti Exposé sur les échangeurs autoroutiers 21 janvier 2014 Présenté par GOKA Edoh, élève ingénieur en 5ième année de Génie Civil Page 8 3.6- Echangeur Trompette C’est un diffuseur correspondant au raccordement de deux voies (la voie rapide, une autre voie) dont l’une des deux constitue l’extrémité de l’autre. On doit prendre un soin particulier au traitement de la zone située à l’amont de la boucle (cas de système « boucle en entrée ») ou de la bretelle semi- directionnelle uploads/Ingenierie_Lourd/ les-echangeurs-de-goka.pdf