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, ) RËPUElLIOUE DU SËNËGAL ÉCOLE POLYTECHNIOUE DE THIÈS \ \...... \, , :/ ; . " ,. i , "\ , PRO JET o E F 1 ~I D'ETUDES : "/" -' , \ EN VUE DE L'OBTEi'ITION DU DIPLl:ME D'INGÉNIEUR DE CCNCEPTION T 1 T RE',: ETUDE GEQ1ETRIQUE DES ROUTES ,ASSISTEE PAR ORDINATEUR. -, /\ /, , ' (, \ .) , ! DATE J1JIN 1990 AUTEUR DIRECTEUR CO-DIRECTEUR Abdoulaye SENE El Hadj Moustaph MBAYE Massamba SalI SAMB · 1 ; 1;, v ' ,. i D E DIe ACE A mon père A ma mère A mes frères et soeurs A tous ceux qui me sont chers pour : ,Il -*- les sacrifices consentis, -*- les encouragements promulgués, -*- l'affection qu'ils ont toujours portée; à mon égard i ~; REM E R CIE MEN T S ce projet m'a permis de travailler avec des personnes dont leur assistance m'a été d'un grand profit. Et je désire ici les remercier sincèrement de leur disponibilité et de leur soutien. Je voudrais exprimer d'abord toute ma gratitude à mon directeur de projet, monsieur Moustaph MBAYE, pour l'assistance permanente qu'il m'a toujours accordée. Je remercie également monsieur Jean Charles SISI, professeur d'informatique et madame Elisa Lopez NDIAYE, technicienne en informatique, pour leur disponibilité et l'assistance précieuse qu'ils ont bien voulu m'offrir. Mes remerciements vont également à tous mes collègues qui m'ont apporté contribution dans l'élaboration de ce projet, et surtout à l'élève ingénieur GAGA simplice pour sa précieuse colaboration. ii s o M M A l R E Ce travail est une continuation du proj et intitulé Il Informatisation de l'étude géométrique des route Il entamé durant l'année scolaire 1988-1989 et contenant un certain nombre de programmes de calcul de caractéristiques géométriques des routes .. Nous nous proposons ici, de concevoir un logiciel en Turbo Pascal 4.0 en améliorant les programmes déjà établis dans le projet précédent et en ajoutant d'autres qui nous permettront: - le calcul des caractéristiques géométriques des routes en offrant la possibilité de modifier les données, de faire des corrections en cas d'erreur lors de la saisie; et ceci de manière interactive. - de faire le graphisme nécessaire à l'élaboration d'un projet routier - de faire l'évaluation des cubatures. iii T A BLE DES MAT 1ER E S DEDICACE i REMERCIEMENTS i i SOMMAIRE i i i CHAPITRE 1: INTRODUCTION•••••...•.•••••••.•••.••••...••••••••.• 1 1.1 1.2 La planification 1 Etude de la zone du projet.............••...••............ 2 Etude des alternatives de tracés routiers .••••••..••••••.• 2 1.4 conception . ........... • • .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. • • • .. .. .. • .. .. .. • • .. • ..3 1.5 La construction et l lentretien.....•.•....••.....••.....•• 3 CHAPITRE 2: ETUDE DES BESOINS CARTOGRAPHIOUES •..••••...•••••••• 5 2.1 Les types d'informations. ................ • .. • • .. .. • • • • • • • • • • • • . .. .. .. • 5 2.1.1 La topographie ••• • • • • .. • • .. • • • • .. • • • • • .. .. .. • • • • • • 5 2.1. 2 2.1. 3 2.1. 4 Etat de la circulation 6 La nature du sol ~ ;. 6 La vitesse de base ...•.....••................•...• 7 Types de support. • •••••••••••••••••••••••••••••••••••• 7 2.2 2.3 Les seuils de précision. ..... ••••••••••••••••••••••••• 8 2.4 Besoins cartographiques aux différentes phases d'une étude de route...•......••.....••.....•••••... 9 iV CHAPITRE 3: ETUDE DES ELEMENTS DE TRACE D'UNE ROUTE ••••••••••• 11 3.1 Les aliqnements horizontaux.....•..••...••••....•........ 12 3.1.1 Données Cie base 12 3.1.1.1 La vitesse Cie base...•....•..•.......... 12 3.1.1.2 Rayon de courbure 12 3.1.1.3 Devers maximal 13 3.1.2 Courbe de raccordement 14 3.1.2.1 Courbe circulaire 14 3.1.2.1.1 Relation entre les élèments géométriques ,. 16 3.1.2.1.2 Coordonnées rectangulaires ••••.•. 16 3.1.2.2 Courbe de transition •..•.•....•....•.••• 16 3.1.3 Raccordement spirale-cercle-spirale••••.••••.•.•.. 18 3.1.3.1 Eléments de raccordement....••.•.••••... 19 3.1.3.2 Eléments d'implantation....•••...•••.... 22 3.2 Les alignements verticaux..•......••..•....••..••.•...••• 19 3.2.1 Le choix des pentes•....•..••....•...••...••..... 23 3.2.2 Les courbes verticales •.••....................... 23 CHAPITRE 4: ETUDE DES METHODES D'ACQUISITION ET DE TRAITEMENT DES DONNEES DANS UNE ETUDE ROUTIERE ••••••••••••• 26 4.1 Méthode d'acquisition des données par levés topographiques 26 Méthodes de mesurage des angles •..•••...•••••••••• 26 Méthodes de mesurage des distances •••.•••..•.••••• 27 v 4.1.3 Besoins en précision pour les mesurages d'angles et de distances ..••....••••...•....... 28 4.2 Méthodes de traitement des données ...........••...•••••.. 29 4.2.1 La polygonation 30 4.2.2 Les courbes horizontales 32 4.2.3 La transformation des coordonnées •••••••••••••.••• 32 4.2.4 Les courbes verticales 34 4.2.4.1 Courbes convexes ou saillantes ••••••••••• 34 4.2.4.2 Courbes concaves ou rentrantes •••.••••••• 36 4.2.5 Profil en long 37 4.2.5.1 4.2.5.2 Profil en long du terrain ••••••••••.•••• 37 Profil en long du projet •••••••••••••••• 37 4.2.6 Eléments du profil en travers ••••••••••••••••••••• 38 4.2.6.1 Calcul des profils en travers ••••••••••• 41 4.2.7 Cubature des terres 42 4.2.7.1 Méthode des sections en travers •..•••••• 42 CHAPITRE 5: INFORMATISATION DES CALCULS DES ELEMENTS GEOMETRIOUES - GRAPHISME •..•••••••••.••.•• 45 5.1 Programme du tracé de la polygonale •••••••••••••••••••••• 45 5.1.1 But du programme 45 5.1.2 Présentation du programme 46 5.1.3 structure des opérations.....•.........•..•....... 47 5.2 Programme du tracé en plan 48 5.2.1 But du programme 48 VI 5.2.2 Présentation du programme..............•........•• 48 5.2.3 structure des opérations •.•......••.....•......••• 49 5.3 Programme du profil en long du terrain ...•••••••.•••••••• 50 5.3 • 1 But du programme 50 5.3.2 Présentation du programme.......•.........••...... 51 5.3.3 structures des opérations ............•...........• 51 5.4 Programme du profil en long de la route •••.....••...••••• 52 5.4.1 But du prograln.Dle 52 5.4.2 Présentation du programme..........•.............. 52 5.4.3 structure des opérations •..•••••.•...••.•••....••• 53 5.5 Programme du profil en travers .•.....••.•.....••••....•.• 53 5.5.1 But du programme 53 5.5.2 Présentation du programme...••.•......••••...••••• 54 5.5.3 structure des opérations•.•....••.....•.•.•.••.••• 54 5.6 Programme du calcul des cubatures...•••••....••••••..•••• 54 5.6.1 5.6.2 5.6.3 But du programme 54 Présentation du programme.........•.••••...••••... 55 structure des opérations .....•••....•••.•......••• 55 CHAPITRE 6: PRESENTATION DES RESULTATS ...•.••...•••••.•.••.•.• 56 CHAPITRE 7: CONCLUSION•••.....••••......••..•..•••••....•••••• 68 vii REFERENCES BIBLIOGRAPHIOUES •••••••••••••••••••••••••••••••••••• 71 ANNEXE 1 ANNEXE 2 PROGRAMMES DU LOGICIEL •••••••••••••••••••••••••••••• 72 DESCRIPTION DES IDENTIFICATEURS •••••••••••••••••••• 107 viii L l STE DES FIG URE S FIGURE 3.1: FIGURE 3.2: FIGURE 3.3: FIGURE 4.1: FIGURE 4.2: Courbe circulaire simple .•.................• 15 Mathématique de la spirale....•............. 19 Eléments de raccordement ..............•..••. 20 Profil en long type 38 Profil en travers type 40 LIS T E DES T A BLE A U X TABLEAU 4.1: Relation entre erreurs angulaire et linéaire 29 IX CHAPITRE 1: l N T R 0 DUC T ION L'étude d'un projet routier comporte différentes phases qui sont: la planification, l'étude de la zone du projet, l'étude des alternatives de tracé routiers, la conception, la construction et l'entretien de la route. 1.1 La planification Un projet de route devrait s'inscrit dans le cadre d'une planification qui évalue les besoins en fonction de la demande de trafic. Elle permet de décider de la nécessité de réaliser un projet donné en considérant les contraintes économiques sociales et technologiques. Des études du trafic actuel et de projection de trafic, à la fin de la durée de vie admise au design devront être effectuées. Elles permettront,entre autre, de déterminer la classe de la route à construire, sa vitesse de base, ainsi que ses points de départ et d'arrivée. l 1.2 Etude de la zone du projet Cette phase consiste en la reconnaissance d'un large corridor susceptible de contenir toutes les alternatives du projet. Cette reconnaissance doit fournir des informations qualitatives et quantitatives sur les facteurs déterminant la localisation du tracé de la route: l'environnement avant et aprés la réalisation de la route; - l'utilisation actuelle et potentielle des terrains; - la topographie, le drainage, et la végétation; - la classification et la description des sols; - les zones propices à l'érosion ou aux innondations. 1.3 Etude des alternatives de tracés routiers La première partie consiste à déterminer toutes les alternatives possibles de la route. Ces alternatives sont ensuite comparées pour le choix de celle qui aura le moindre coût de construction et d'utilisation tout en restant conforme aux exigences de qualité. Chaque alternative est étudiée comme si elle constituait le projet retenu, en tenant compte des facteurs prépondérants pour la localisation du tracé: - les pentes et les cubatures; - le nombre de voies et leur largeur; - les facteurs limitant la capacité de la route; - les coûts d'expropriation, d'étude, de construction, de maintenance, et d'utilisation. 2 1.4 La conception La conception de la route nécessite des études géométriques et structurales basées sur les caractéristiques propres du site du projet. Les études structurales dépendent des caractéristiques du sol et du type de chaussée à réaliser. Les études géométriques, tant pour les éléments d'implantation des alignements horizontaux et verticaux, et des profils transversaux, que pour la mise en place du tracé et les mouvements de terre, sont fortement tributaires des caratéristiques topographiques de la zone. Ainsi, le choix des pentes de projet, des rayons de courbure, des zones d'emprunt, et tant d'autres paramètres, ne saurait se faire sans études topographiques préalables. 1.5 La construction et l'entretien uploads/Ingenierie_Lourd/ pfe-gc-0220-pdf.pdf