Guide de protection routière contre l`inondation à

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Guide de protection routière contre l`inondation à
REPOBLIKAN’I MADAGASIKARA
Fitiavana – Tanindrazana – Fandrosoana
------------------
PRIMATURE
CELLULE DE PREVENTION ET GESTION DES URGENCES (CPGU)
ASSISTANCE TECHNIQUE POUR L’INTEGRATION DE LA GESTION DES RISQUES
CLIMATIQUES ET DES CATASTROPHES DANS LE DEVELOPPEMENT ECONOMIQUE
A MADAGASCAR
Projet Assistance Technique GFDRR – TRACK II
(TF091567-MAG)
ELABORATION DES NORMES CONTRE L’INONDATION
POUR LA CONSTRUCTION DES INFRASTRUCTURES
ROUTIERES A MADAGASCAR
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A
MADAGASCAR (GPRCIM)
GEO&ECO Consult
Quality Controls
AVB 189 Avarabohitra Itaosy
Tél. 22 006 71
E-mail: [email protected]
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
TABLE DE MATIERE
TABLE DE MATIERE ............................................................................................................ 1
LISTE DES TABLEAUX ........................................................................................................ 3
LISTE DES FIGURES............................................................................................................. 3
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A
MADAGASCAR (GPRCIM) .................................................................................................. 5
SUR LES INONDATIONS : ................................................................................................... 5
SUR LE CHANGEMENT CLIMATIQUE, .......................................................................... 9
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A
MADAGASCAR (GPRCIM) ................................................................................................ 10
PRESCRIPTIONS ET RECOMMANDATIONS POUR LA CONCEPTION ET
CONSTRUCTION DES INFRASTRUCTURES ROUTIERES CONTRE LES DEGATS
CAUSES PAR LES INONDATIONS : ................................................................................ 10
1.
STADES D’APPLICATION DU GPRCIM ........................................................................ 10
2.
DOMAINE D’APPLICATION DU GPRCIM .................................................................... 10
3.
PRESCRIPTIONS ....................................................................................................... 10
3.1. PRESCRIPTIONS APPLICABLES AU STADE DU PROJET ................................................... 10
3.1.1. ROUTES EN AVANT PROJET SOMMAIRE (APS) ........................................................... 11
3.1.2. ROUTES EN AVANT PROJET DETAILLE (APD) .............................................................. 12
3.1.3. ROUTES EN PROJET D’EXECUTION : ........................................................................... 12
3.1.4. OUVRAGES DE FRANCHISSEMENT EN AVANT PROJET SOMMAIRE : ......................... 12
3.1.5. OUVRAGES DE FRANCHISSEMENT EN AVANT PROJET DETAILLE : ............................. 14
3.1.6. OUVRAGES DE FRANCHISSEMENT PROJET D’EXECUTION ........................................ 15
3.2. PRESCRIPTIONS APPLICABLES A L’EXECUTION DES TRAVAUX ...................................... 15
3.3. PRESCRIPTIONS POUR L’ENTRETIEN............................................................................. 16
3.3.1. Objectif Spécifique : ................................................................................................... 16
3.3.2. Prescriptions : ............................................................................................................. 16
3.4. PRESCRIPTIONS POUR LE SUIVI ................................................................................... 16
3.4.1. Objectif : ..................................................................................................................... 16
3.4.2. Prescriptions : ............................................................................................................. 16
3.5. PRESCRIPTIONS CONCERNANT LES PARAMETRES DE REFERENCEPOUR LE CHOIX DE LA
PERIODE DE RETOUR DE CRUES DE DIMENSIONNEMENT ................................................... 16
3.5.1. Objectif : ..................................................................................................................... 16
3.5.2. Prescriptions : ............................................................................................................. 16
4.
RECOMMANDATIONS.............................................................................................. 19
4.1. RECOMMANDATIONS GENERALES ............................................................................... 19
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
4.2. RECOMMANDATIONS POUR LA DIRECTION GENERALE CHARGEE DE LA
METEOROLOGIE ET DE L’HYDROLOGIE : .............................................................................. 19
4.3. RECOMMANDATIONS POUR LES INFRASTRUCTURES ROUTIERES ................................ 20
4.3.1. Principes généraux de conception technique, pour la construction, la réhabilitation
et le renforcement des infrastructures routières résistant aux inondations ...................... 20
4.3.2. Routes nationales primaires, secondaires, temporaires............................................ 20
4.3.2.1. Caractéristiques géométriques ........................................................................... 20
4.3.2.2. Elévation de la ligne rouge de la route. .............................................................. 20
4.3.2.3. Résistance de la structure de la route à l'érosion. .............................................. 21
4.3.2.4. Tronçon de route en profil en remblai expose aux risques d’inondations ........ 22
4.3.2.5. Tronçon de route en profil en remblai de grande hauteur (h>15m) : .............. 24
4.3.2.5.1. Conception du remblai : ............................................................................... 24
4.3.2.5.2. Le choix des matériaux de remblai : ............................................................ 25
4.3.2.6. Tronçon de route en profil mixte : ...................................................................... 25
4.3.2.7. Tronçon de route en profil en déblai : ................................................................ 26
4.3.2.8. Tronçon de route longeant le littoral : .............................................................. 26
4.3.2.9. Tronçon de route digue : ..................................................................................... 27
4.3.3. Réseau d’assainissement :.......................................................................................... 28
4.3.3.1. Généralités .......................................................................................................... 28
4.3.3.2. Rétablissement des écoulements naturels (bassin versant < 50 km²) ............... 28
4.3.3.3. Conception des ouvrages hydrauliques : ............................................................ 29
4.3.3.4.Assainissement de la plate-forme ........................................................................ 32
4.3.3.5. Choix des ouvrages d’assainissement : ............................................................... 36
4.3.3.6. Calcul hydraulique des ouvrages :....................................................................... 36
4.3.3.7. Entretien et exploitation des ouvrages : ............................................................. 37
4.3.3.8. Hauteur d’eau amont* (HAM) et vitesse d’écoulement (Ve) dans les ouvrages
hydrauliques : ................................................................................................................... 37
4.3.3.9. Impact de l’ouvrage hydraulique : ...................................................................... 38
4.3.3.10. Implantation de l’ouvrage hydraulique :........................................................... 38
4.3.3.11. Ouvrages d’assainissement transversal (ponceau) ........................................... 38
4.3.4. Ouvrage de franchissement : ..................................................................................... 39
4.3.4.1. Pont : ................................................................................................................... 39
4.3.4.1.1. Protection des ouvrages de franchissement : ............................................ 39
4.3.4.1.2. La conception du remblai : ........................................................................... 40
4.3.4.1.3. Choix des matériaux et du matériel : ........................................................... 40
4.3.4.1.4.Mise en œuvre : ............................................................................................ 40
4.3.4.1.5. Entretiens et suivi des ouvrages de franchissement :................................. 40
4.3.4.2. Radiers : ............................................................................................................... 41
4.3.4.3. Appontement de bac :......................................................................................... 42
OBSERVATIONS .................................................................................................................. 48
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
LISTE DES TABLEAUX
Tableau T. 1 : Principaux documents à élaborer en APS......................................................11
Tableau T. 2 : Principaux documents à élaborer en APD .....................................................12
Tableau T. 3 : Principaux documents à élaborer pour chaque ouvrage de franchissement en
APS ......................................................................................................................................12
Tableau T. 4 : Principaux documents à élaborer pour chaque ouvrage de franchissement en
APD......................................................................................................................................14
Tableau T. 5 : Valeurs minimales des périodes de retour des inondations à prendre en
compte pour le dimensionnement de chaque type d’ouvrage : .............................................18
Tableau T. 6 : Protections dégâts liés aux inondations -Talus de déblai- ..............................43
Tableau T. 7 : Protections des dégâts liés aux inondations – Talus de remblai ....................44
Tableau T. 8 : Protections dégâts liés aux inondations – Plate-forme ...................................45
Tableau T. 9 : Protections dégâts liés aux inondations «l’érosion des fossés » ....................46
Tableau T. 10 : Protections dégâts liés aux inondations «l’érosion des descentes d’eau,
buse et dalot » ......................................................................................................................47
Tableau T. 11 : Raisons fréquentes ayant participé à l’écroulement des infrastructures .......49
LISTE DES FIGURES
Figure F- 1 : Ecoulement ......................................................................................................31
Figure F- 2 : Dispositif dissipateur d’énergie .........................................................................31
Figure F- 3 : Ancrage sur assise ...........................................................................................31
Figure F- 4 : Approfondissement ..........................................................................................32
Figure F- 5 : Radiers consolidés par des gabions placés en aval (Megahan, 1977) .............41
Figure F- 6 : Les ouvrages de franchissement en remblai consolidé sont particulièrement
bien adaptés aux cours d’eau enclins à se transformer en torrents ou en coulées de débris 42
LISTE DES ABREVIATIONS
ABA
APD
APS
ARMP
ARP
BDEA
BRGM
BVN
CBR
CCAG
CCTG
CPC
CPS
CPT
DR
ETP
ETR
FER
Adhérence Béton Armature
Avant projet Détaillé
Avant Projet Sommaire
Autorité de Régulation des Marchés Publics
Aménagement des Routes Principales
Base de Données du secteur Eau et Assainissement
Bureau de Recherches Géologiques et Minières
Bassin Versant Naturel
Californian Bearing Ratio
Cahier des Clauses Administratives Générales
Cahier des Clauses Techniques Générales
Cahier de Prescriptions Communes
Cahier de Prescriptions Spéciales
Cahier de Prescriptions Techniques
Densité Relative
Evapotranspiration potentielle
Evapotranspiration réelle
Fond d'Entretien Routier
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
FTM
GES
GIEC
GPRCIM
HSV
MECIE
MNA
OPM
PCG
PHE
PST
RSSE
SETRA
SIG
VCPC
ZCIT
Foiben-Taosarintanin'iMadagasikara
Gaz à Effet de Serre
Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution des climats
Guide de Protection Routière Contre l'Inondation à Madagascar
Hauteur au Sable Vraie
Mise en Compatibilité des Investissements avec l'Environnement
Modèle Numérique des Altitudes
Optimum Proctor Modifié
Presse à Cisaillement Giratoire
Plus Hautes Eaux
Partie supérieure de Terrassement
Rapport Spécial du GIEC sur les Scénarios d'Emission
Service d'Etudes sur les Transports, les Routes et leurs
Aménagements
Système d'Informations Géographiques
Vibrocompression à paramètres contrôlés
Zone de Convergence Intertropicale
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
(GPRCIM)
Sur les inondations :
Les risques hydrologiques, constituent une préoccupation majeure en matière
d’aménagement et de gestion du territoire. A Madagascar, ils sont liés aux occurrences de
pluie de très forte intensité et de durée parfois longue. Les désastres environnementaux
causés sont, entre autres, des glissements de terrain et des inondations qui ont des
conséquences très graves sur les activités socio-économiques, sur les infrastructures de
développement et sur les populations concernées.
On entend par le terme " inondation ", la submersion d'une zone par suite du débordement
des eaux d'un cours d'eau.
Si tels sont les critères de la formation de l’inondation et les risques de dégâts causés, la
présente étude considère qu’il serait nécessaire de procéder à l’identification des zones à
risque d’inondation.
La méthodologie d’approche adoptée, pour ce faire sera basée sur l’analyse spatiale
multicritère.
En résumé, la démarche suivie pour l’identification des zones à risque d’inondation consiste
à:
1) La délimitation des zones à caractéristiques physiques similaires comme montrée à la
carte n° A présentée un peu plus bas ;
2) L’identification des paramètres géomorphologiques les plus influents sur la formation
des crues importantes et de l’inondation, comme illustrée aux cartes B et C ;
3) La considération du réseau hydrographique, comme illustrée à la carte n° D
4) La caractérisation des aléas hydroclimatiques;
5) Les perturbations atmosphériques, les apports pluviométriques et les crues
extrêmes (Cartes n° E, F et G);
6) La structure bathymétrique de la portion du cours d’eau au niveau duquel l’inondation
pourrait se manifester.
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(A) Zones physiques
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(B) Relief
© Répartition des pentes en
%
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(D) Hydrographie
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(E) Aléas perturbations
météorologiques
(F) Aléas apports pluviométriques
extrêmes
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(G) Aléas crues extrêmes
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(H)
Bathymétries des cours d’eau et des
zones à risque d’inondation ;
identification des débits limites (ainsi
que le niveau correspondant) de
déversement d’eau vers les zones à
risque d’inondation ;
Carte : Différentes étapes pour
l’identification des zones à risque
d’inondation
(I)
Identification et délimitation des
zones d’inondation et identification
des paramètres y afférents.
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A l’analyse de la structure géomorphologique, il apparait que les inondations pourraient se manifester à
partir de la rupture des pentes qui se succèdent à des zones de basse plaine, comme il est montré à la
carte n° I.
A la compilation des cartes des aléas mentionnées auparavant, on aboutit à la carte des zones à risque
d’inondation.
Les résultats présentés dans l’étude montrent d’une manière globale, à l’échelle nationale, les zones à
risque d’inondation compte tenu de la disponibilité et de la qualité des informations nécessaire pour son
élaboration.
Carte : Zones vulnérables à l’inondation
Sur le changement climatique,
Quant au changement climatique, les projections des effets s’y rapportant 1 se résument comme suit :
• Vers 2055, la température annuelle à Madagascar augmenterait de 1,1°C à 2,6°C par rapport à
la moyenne de la période 1961-1990. Cette augmentation ne serait pas uniforme pour
l'ensemble du pays.
1
•
Une grande partie de Madagascar deviendrait plus humide, à l’exception de la partie Est où les
précipitations diminueraient du mois de Juillet à Septembre.
•
Le nombre moyen de cyclones tropicaux touchant Madagascar annuellement ne devrait pas
changer mais on s’attend à l’augmentation du nombre de cyclones intenses vers 2100.
« LE CHANGEMENT CLIMATIQUE A MADAGASCAR » Direction Générale de la Météorologie Mars 2008
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR (GPRCIM)
PRESCRIPTIONS ET RECOMMANDATIONS POUR LA CONCEPTION ET CONSTRUCTION DES
INFRASTRUCTURES ROUTIERES CONTRE LES DEGATS CAUSES PAR LES INONDATIONS :
La conception et la construction d’un réseau routier de qualité, résistant aux aléas climatiques et
aux inondations, impliquent des travaux exécutés suivant des règles approuvées et des projets
adaptés aux données géologiques, hydrologiques et climatiques de la zone d’implantation.
Tous les acteurs concernés par la conception, la construction et/ou la réhabilitation des
infrastructures routières doivent ainsi tenir compte des caractéristiques spécifiques des zones
considérées par le projet routier.
Il n’existe pas de recettes standards visant à résoudre les problèmes de protection contre les
crues et les inondations sur les infrastructures routières.
Le guide GPRCIM fournit des prescriptions et propose des recommandations (lignes
directrices générales), ne fournit pas de détails parce que les situations locales à Madagascar varient
beaucoup et demandent des solutions sur mesure.
Le guide GPRCIM impose, à tous les acteurs qui interviennent dans le processus de construction
des infrastructures routières (gestionnaires des réseaux routiers, maître d’ouvrage, maître d’œuvre,
bureaux d’études, entreprises, etc.), des prescriptions qui doivent être appliquées et propose des
recommandations pour le choix et le dimensionnement des infrastructures routières afin d’en assurer
la durée de vie et la résistance aux phénomènes d’inondations.
1. STADES D’APPLICATION DU GPRCIM
La protection des infrastructures routières, contre les dégâts liés aux inondations, sera prise en
compte pendant les diverses phases : Projet (APS, APD, Projet d’Exécution), Travaux, Entretien et
Suivi.
Les prescriptions du GPRCIM seront à appliquer et les recommandations seront à suivre afin
d’atteindre les objectifs de protection contre les crues dans des conditions économiques favorables.
GPRCIM a pour objectifs :
• Accroitre la sécurité des infrastructures routières contre les dégâts lies aux inondations ;
• Sécuriser les investissements réalisés dans les infrastructures routières.
GPRCIM s’applique à :
• Toutes nouvelles constructions des routes et ouvrages routiers ;
• Toutes réhabilitations des infrastructures routières du réseau national;
Afin d’atteindre ces objectifs les prescriptions et les recommandations du GPRCIM seront prises en
compte pendant toutes les phases :
• Projets.
• Travaux.
• Entretien.
• Suivi.
2. DOMAINE D’APPLICATION DU GPRCIM
Les prescriptions et les recommandations du GPRCIM sont spécifiques selonle type
d’infrastructure et selon la zone géographique.
3. PRESCRIPTIONS
3.1. PRESCRIPTIONS APPLICABLES AU STADE DU PROJET
Les prescriptions du GPRCIM sont applicables à toutes les infrastructures suivantes :
• Routes (terrassement, structure chaussée,…);
• Ouvrages d’assainissement;
• Ouvrages de franchissement;
• Les appontements des bacs;
• Les routes côtières longeant le littoral;
• Les routes digues.
[CPGU – GEO & ECO Consult-HYDROARCH
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
Comme pour tous les processus naturels, d’importantes incertitudes existent lors de la
détermination des probabilités qu’un certain événement météorologique (exemple : crue due à un
cyclone) puisse se produire. Même de longues séries de mesures offrent, statistiquement parlant,
une grande marge d’interprétations.
Les changements climatiques rendent encore plus aléatoire la détermination de ces probabilités.
Cet état de fait sera pris en compte lors du choix des valeurs de dimensionnement d’une
infrastructure.
• Les incertitudes existantes seront évaluées lors de l’élaboration des bases
hydrologiques.
• Pendant les diverses phases du projet à savoir APS, APD, Projet d’exécution, les
compétences de différentes disciplines sont nécessaires (géologie, hydrologie,
hydraulique, géotechnique). En raison de la spécificité des tâches, des experts dans les
disciplines sous citées seront obligatoirement consultés.
Notons que ce sont les Ingénieurs des Travaux Publics qui effectueront la conception et la
réalisation du projet, en pleine connaissance de la problématique.
3.1.1. ROUTES EN AVANT PROJET SOMMAIRE (APS)
Objectif Spécifique: Evaluation des risques et des vulnérabilités liés à l’inondation, prédimensionnement des ouvrages routiers, mesures de protection contre les dégâts liés aux
inondations.
Principaux documents à élaborer :
Pour chaque bassin versant traversé par le tracé de la route les tâches suivantes seront effectuées :
Tableau T. 1 : Principaux documents à élaborer en APS
Etudes Hydrogéologiques et Hydrologiques
Etudes sommaires hydrologiques et environnementales relatives à l’eau de surface et souterraines de
chaque bassin versant traversé par le tracé.
Documentation sur la situation initiale: cette étude doit comprendre une documentation sur la situation des
dangers liés aux eaux et doit aussi mettre en évidence les conséquences d’une crue extrême définie
Etudes historiques des inondations et des dégâts correspondants.
Identification des parties vulnérables par rapport aux inondations (1, 10, 50, 100 Ans)
Choix de la période de retour à considérer pour le dimensionnement de chaque ouvrage ou partie d’ouvrage °
(Crue du projet). Tableau T.5
Calculs du débit de projet de chaque bassin versant.
Experts exigés: Ingénieur Hydrologue, Ingénieur Hydrogéologue (selon importance du problème)
Etudes Géotechniques
Choix du profil en travers type.
Identification de matériaux utilisables pour l’exécution de terrassement
Expert exigé: Ingénieur Géotechnicien
Etudes Hydrauliques
Principe du réseau d’assainissement et les ouvrages types de petites dimensions.
Définition de la typologie et mesures de protection contre les inondations.
Pour chaque ouvrage, évaluation des dommages potentiels et détermination des conséquences prévisibles,
matérielles et financières d’une crue plus importante par rapport à la crue de dimensionnement. (crue du projet).
Expert exigé: Ingénieur Hydraulicien
.
Etudes Climatologiques
Identification des paramètres du régime climatique ayant trait aux comportements hydrologiques de la zone
d’étude
Expert exigé: Ingénieur Météorologue
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3.1.2. ROUTES EN AVANT PROJET DETAILLE (APD)
Objectif Spécifique: Dimensionnement des ouvrages et des mesures de protection contre
l’inondation
Principaux documents à élaborer :
Pour chaque bassin versant traversé par le tracé de la route les tâches suivantes seront effectuées :
Tableau T. 2 : Principaux documents à élaborer en APD
Etudes Hydrogéologiques et Hydrologiques
Etudes détaillées hydrologiques et environnementales relatives à l’eau de surface et souterraines de chaque
bassin versant traversé par le tracé. Des travaux topographiques (levés, métrés) seront alors indispensables.
Experts exigés: Ingénieur Hydrologue, Ingénieur Hydrogéologue.(selon importance du problème)
Etudes Géotechniques
Etude géotechnique des remblais (définition des pentes des talus) par rapport aux matériaux disponibles et
leur résistance à l’érosion
Etude géotechnique de détails de la plateforme
Dimensionnement des chaussées
Etude de stabilité de berges, des talus et de remblais.
Evaluation des différents types et options de protection contre les inondations (10, 20, 50, 100, 300 ans) sera
effectuée avec une estimation des coûts de maintenance et une estimation des coûts des éventuels dégâts liés à
une crue probable.
Expert exigé: Ingénieur Géotechnicien.
Etudes Hydrauliques
Etudes hydrauliques et dimensionnement des ouvrages de drainage et des ouvrages d’assainissement pour
chaque bassin versant.
Tableau récapitulatif, par tronçon, des ouvrages d’art et de drainage et de leurs paramètres de
dimensionnement.
Expert exigé: Ingénieur Hydraulicien.
Plan-type
3.1.3. ROUTES EN PROJET D’EXECUTION :
Objectif : Vérifier et implanter les solutions retenues.
Principaux documents :
- Etude géotechnique de détails des matériaux de remblai et vérification stabilité des talus déblais
et remblais. (définition des pentes des talus).
- Etude géotechnique de chaque gite et emprunts.
- Etude hydrologique par bassin versant traversé par le tracé de la route et confirmations calculs
APD.
- Etudes hydrauliques et confirmation de calculs de dimensionnement des ouvrages de drainages
et des ouvrages d’assainissement par bassin versant et confirmations calculs APD.
- Plan d’exécution
3.1.4. OUVRAGES DE FRANCHISSEMENT EN AVANT PROJET
SOMMAIRE :
Objectif Spécifique: Pré dimensionnement des ouvrages de franchissement et des mesures de
protection contre l’inondation.
Principaux documents à élaborer :
Pour chaque ouvrage de franchissement les tâches suivantes seront effectuées :
Tableau T. 3 : Principaux documents à élaborer pour chaque ouvrage de franchissement en
APS
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.
Etudes Climatologiques
Identification des paramètres du régime climatique ayant trait aux comportements hydrologiques de la zone
d’étude
Expert exigé: Ingénieur Météorologue
Etude Hydrogéologique et Hydrologique
Géométrie du chenal d’écoulement:
• à partir de levés bathymétriques (lit mineur) et topographiques (lit majeur) ;
• vérifications au niveau de sections de contrôle : ponts, barrages, verrous topographiques, seuils, ...
Le linéaire de chenal de transit des crues, objet des levés topographiques nécessaires à la construction des
modèles permettant les simulations ultérieures, sera défini par l’hydraulicien, conseiller du maitre d’œuvre
Pour une étude d’écoulement général, il s’agit couramment d’une longueur assez importante, en aval et
surtout en amont de l’ouvrage (> 1 km). Ce secteur d’étude doit se rattacher, en amont comme en aval, à des
points où la ligne d’eau est connue en débits et en cotes.
Analyse de la stabilité du lit en tracé en plan et en profil en long
(modification des méandres, érosion du fond et des berges, fosses) :
à partir des levés topographiques (et bathymétriques) successifs obtenus ou photographies aériennes.
Deux cas se présentent :
• le lit est stabilisé et a atteint son état d’équilibre, avec un tracé bien fixe depuis plusieurs décennies : l’analyse
est achevée ;
• des évolutions se sont manifestées récemment : il y aura lieu de faire des études spécifiques pour évaluer les
risques d’évolutions futures et mettre au point des dispositifs de protection des berges.
Experts exigés: Ingénieur Hydrologue, Ingénieur Hydrogéologue (selon importance du problème)
Etudes Géotechniques
Géologie du sol : par sondage carotte
La nature du fond du lit peut avoir une incidence sur le transport solide.
Expert exigé : Ingénieur géotechnicien
Etudes Hydrauliques
Niveaux d’eau caractéristiques, pour des occurrences annuelles, décennales, centennales :
• Phec (Plus Hautes Eaux Connues) ;
• Phen (Plus Hautes Eaux Navigables) (s’il y a lieu) ;
• Pbec (Plus Basses Eaux Connues) ou niveau d’étiage;
• niveaux d’étiage d’occurrence annuelle, décennale...
Niveaux moyens du cours d’eau, sur une centaine de mètres de part et d’autre du futur ouvrage
Cette donnée est utile pour des problèmes d’intégration dans le site, pour des problèmes d’accès...
Expert exigé : Ingénieur Hydraulicien
Etudes de risques d’embâcles/débâcles
Caractéristiques des crues (et débâcles éventuelles):
• périodes, fréquence moyenne ;
• débits, vitesse et direction des courants ;
• charriage : existence et nature le cas échéant (troncs d’arbre, plantes etc…).
Régime des marées (s’il y a lieu), pour les ouvrages implantés sur les fleuves soumis à l’effet de la
marée :
• Phmve (Plus Hautes Marées de Vives Eaux) ;
• Pbmve (Plus Basses Marées de Vives Eaux) ;
• Phmme (Plus Hautes Marées de Mortes Eaux) ;
• Pbmme (Plus Basses Marées de Mortes Eaux) ;
• courants de marée.
Implantation des stations hydrologiques dans le site
Données recueillies par les stations hydrologiques :
• niveaux d’eau journaliers mesurés aux stations ;
• débits maximaux instantanés (journaliers, mensuels, annuels, décennaux, centennaux non connus aux stations);
• courbe de tarage, appelée aussi loi hauteur-débit ou loi Q(z), aux stations.
Inventaire des échelles de mesure de ligne d’eau ou de débit
[CPGU – GEO & ECO Consult-HYDROARCH
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
Experts exigés: Ingénieur Hydrologue, Ingénieur Hydrogéologue (selon importance du problème)
3.1.5. OUVRAGES DE FRANCHISSEMENT EN AVANT PROJET
DETAILLE :
Objectif Spécifique: Dimensionnement des ouvrages de franchissement et des mesures de
protection contre l’inondation.
Principaux documents à élaborer :
Pour chaque ouvrage de franchissement les tâches suivantes seront effectuées :
Tableau T. 4 : Principaux documents à élaborer pour chaque ouvrage de franchissement en APD
Etudes Hydrogéologiques et Hydrologiques
Transport solide
Cette information est capitale pour l’implantation de l’ouvrage et pour le niveau de ses fondations et la nature
de leurs protections.
Description des lits mineur et majeur :
• profil en long du terrain naturel selon l’axe du tracé (lit compris) ;
• pentes longitudinales du fond des lits majeur et mineur (lM, lm) d’un profil en long de la rivière ;
• lit simple ou composé ? lit majeur capacitif ou actif ? ;
• coefficients de Strickler (Km, KM) des lits mineur et majeur ;
• vitesses d’écoulement (Vm, VM) ;
• pentes des lignes de charge J ;
• surfaces mouillées des lits majeur et mineur (SM, Sm) ; la surface mouillée du lit actif vaut alors : S = Sm + SM ;
• périmètres mouillés des lits majeur, mineur et actif (PM, Pm, P) ;
• rayon hydraulique des lits majeur, mineur et actif (RM, Rm, R) ;
• débits des lits majeur, mineur et actif (QM, Qm, Q = QM + Qm) ;
• largeur au miroir des lits majeur et mineur (LM, Lm).
Experts exigés: Ingénieur Hydrologue, Ingénieur Hydrogéologue (selon importance du problème)
Etudes Géotechniques
Perméabilité des sols
Granulométrie et blocométrie du sol, en lits mineur et moyen
Etat de la surface du lit majeur (champs, bois, cultures, zones urbanisées...)
Expert exigé: Ingénieur Géotechnicien
Niveaux d’eau caractéristiques, pour des occurrences annuelles, décennales, centennales :
• Phec (Plus Hautes Eaux Connues) ;
• Phen (Plus Hautes Eaux Navigables) (s’il y a lieu) ;
• Pbec (Plus Basses Eaux Connues) ou niveau d’étiage;
• niveaux d’étiage d’occurrence annuelle, décennale...
Niveaux moyens du cours d’eau, sur une centaine de mètres de part et d’autre du futur ouvrage
Cette donnée est utile pour des problèmes d’intégration dans le site, pour des problèmes d’accès...
Caractéristiques des crues (et débâcles éventuelles):
• périodes, fréquence moyenne ;
• débits, vitesse et direction des courants ;
• charriage : existence et nature le cas échéant (troncs d’arbre, plantes etc...).
Modifications des écoulements dues au projet, notamment en période de crue
L’hydraulicien déterminera notamment :
• les lignes d’eau en crue (débit et cotes) : pour au moins deux crues avant débordement dans le lit majeur, et
pour deux crues largement débordantes ;
• la loi d’écoulement au droit des ouvrages (cote amont et cote aval), de type seuil ou déversoir.
Il fixera le débit de projet devant passer sous l’ouvrage sans danger.
Ce débit devra être suffisamment élevé pour en diminuer le risque de dépassement, tout en restantraisonnable,
pour ne pas induire un coût prohibitif .Ce choix d’un débit de projet sera bien sûr empreint d’incertitudes
(échantillonnage établi sur une période de temps plus ou moins limitée et comprenant des valeurs parfois
imprécises voire erronées, méthodes de calcul basées sur des modèles mathématiques théoriques plus ou moins
bien adaptés...) et soumises à des aléas (modification possible de ’environnementau cours des années...),
inhérents à toute approche probabiliste de la sécurité.
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
Plan-type
Experts exigés:, Ingénieur Hydraulicien, Ingénieur Hydrologue, Ingénieur Hydrogéologue (selon l’importance du
problème)
-
3.1.6. OUVRAGES DE FRANCHISSEMENT PROJET D’EXECUTION
Objectif : Vérifier et implanter les solutions retenues.
Principaux documents :
Etude géotechnique de détails des fondations des appuis.
Etude géotechnique de détails des matériaux de remblais (définition des pentes des talus).
Etudes hydrauliques et dimensionnement des ouvrages de drainages et confirmations calculs APD.
Plan d’exécution.
3.2. PRESCRIPTIONS APPLICABLES A L’EXECUTION DES TRAVAUX
Madagascar ne dispose pas encore de Normes nationales en matière de construction
routière, (géotechnique, terrassement, granulats, béton, acier, étude de fondation, enduit superficiel
etc.) ;
En attendant les normatives spécifiques malgaches, GPRCIM prescrit de suivre, à titre
transitoire, en complément des textes en vigueur,les dispositions du CCTG Français (entrée en
vigueur le 1 juillet 2012) qui intègre les plus récents textes normatifs européens et les Eurocodes.
(voir détail en Annexe)
● Fascicule 2
● Fascicule 4, titre II
● Fascicule 3
● Fascicule 7
● Fascicule 23
Terrassements généraux
Fourniture d’acier et autres métaux. – Armatures à haute résistance pour
les constructions en béton précontraint par pré ou post-tension
Fournitures de liants hydrauliques
Reconnaissance des sols
Fournitures de granulats employés à la construction et à l’entretien des
chaussées
● Fascicule 24
Fourniture de liants bitumineux pour la construction et l’entretien des
chaussées
● Fascicule 25
● Fascicule 26
● Fascicule 27
● Fascicule 28
● Fascicule 29
Exécution des corps de chaussées
Exécution des enduits superficiels d’usure
Fabrication et mise en œuvre des enrobés hydrocarbonés
Exécution des chaussées en béton
Exécution des revêtements de voiries et espaces publics en produits
modulaires
Bordures et caniveaux en pierre naturelle ou en béton et dispositif de
retenue en béton
● Fascicule 31
● Fascicule 32
● Fascicule 56
● Fascicule 61, titre II
● Fascicule 62, titre V
● Fascicule 63
● Fascicule 64
● Fascicule 65A
● Fascicule 66
● Fascicule 67
● Fascicule 68
● Fascicule 70
Construction de trottoirs
Protection des ouvrages métalliques contre la corrosion
Conception, Calcul et Epreuve des ouvrages d’art
Règles techniques de conception et de calcul des fondations d’ouvrages
de génie civil
Exécution et mis en œuvre des bétons non armés. Confection des mortiers
Travaux de maçonnerie d’ouvrages de génie civil
Exécution des ouvrages de génie civil en béton armé ou précontraint
Exécution des ouvrages de génie civil à ossature en acier
Etanchéité des ouvrages d’art
Exécution des travaux de fondation des ouvrages de génie civil
Ouvrages d’assainissement Titre Ier. – Réseaux Titre II. – Ouvrages de
recueil, de restitution et de stockage des eaux pluviales
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
3.3. PRESCRIPTIONS POUR L’ENTRETIEN
3.3.1. Objectif Spécifique :
Pérennité des ouvrages et résistance aux événements cycloniques.
3.3.2. Prescriptions :
Le concept d’entretien est un élément essentiel de protection contre les crues.
• Le maitre d’Oeuvre rédigera un « Manuel d’entretien » de chaque ouvrage réalisé.
• Le manuel d’entretien sera établi, pour chaque ouvrage suivant son exposition aux risques
de dégâts lies aux inondations.
• Le gestionnaire doit se référer aux consignes du « Manuel d’Entretien » pour la
programmation et les réalisations des entretiens.
• Le non-respect des consignes engage la responsabilité civile du gestionnaire.
3.4. PRESCRIPTIONS POUR LE SUIVI
3.4.1. Objectif :
Création d’une «mémoire historique» pour chaque infrastructure routière et identification
statistique des zones d’incidence des dangers naturels.
•
•
•
•
•
3.4.2. Prescriptions :
Les gestionnaires de chaque route sont chargés de l’expertise des dégâts liés aux cyclones
et aux inondations.
Les expertises seront effectuées avant l’exécution des travaux de réhabilitation.
Un département responsable de la tenue de toutes ces informations sera créé au Ministère
des Travaux Publics.
Les résultats de l’expertise seront consignés et enregistrés dans une fiche adéquate et
répertoriée dans une banque de données spécifique comprenant : Date, Localisation,
Intensité Pluviométrique 1h, 12h, 24h, date dernier entretiens, Type de dégâts, cause des
dégâts
Les informations seront classifiées par route et par linéaire kilométrique.
3.5. PRESCRIPTIONS CONCERNANT LES PARAMETRES DE REFERENCEPOUR LE
CHOIX DE LA PERIODE DE RETOUR DE CRUES DE DIMENSIONNEMENT
3.5.1. Objectif :
Standardiser le dimensionnement des ouvrages par rapport aux risques d’inondation.
3.5.2. Prescriptions :
Les valeurs des périodes de retour minimales des inondations spécifiques, pour chaque
zone géographique et pour chaque type d’ouvrage, à utiliser pendant le dimensionnement des
infrastructures routières et leurs ouvrages, sont présentées, à titre indicatif, dans le tableau
T.5 suivant :
1) Les infrastructures routières y compris leurs systèmes de drainage seront conçues selon les
critères de longévité maximum suivant la valeur de période de retour par zone indiquée dans le
tableau T.5.
2) Les ouvrages de franchissement seront désormais conçus selon les critères de longévité
maximum suivant la valeur de période de retour par zone indiquée dans le tableau T.5.
3) Les ouvrages d’assainissement des infrastructures routières seront désormais conçus selon les
critères de longévité maximum suivant la valeur de période de retour par zone indiquée dans le
tableau T.5.
4) Les appontements des bacs seront désormais conçus selon les critères de longévité maximum
suivant la valeur de période de retour par zone indiquée dans le tableau T.5.
5) Les routes et les ouvrages longeant le littoral seront désormais conçus selon les critères de
longévité maximum suivant la valeur de période de retour par zone indiquée dans le tableau T.5.
6) Les radiers et les ponts radiers seront désormais conçus selon les critères de longévité maximum
suivant la valeur de période de retour par zone indiquée dans le tableau T.5.
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
7) Les critères de longévité (valeurs de période de retour par zone) peuvent être modifiés dans des
cas exceptionnels suite à des études géotechnique et hydraulique approfondies des zones
concernées effectuées par des experts reconnus. (minimum 10 ans d’expériences).
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
Tableau T. 5 : Valeurs minimales des périodes de retour des inondations à prendre en compte pour le dimensionnement de chaque type d’ouvrage :
Routes nationales primaires et routes nationales secondaires
Assainissement
Terrassement
Zones
Zone : 70
(Les bassins
sédimentaires
du Nord).
Zones : 40-5060
(Les bassins
sédimentaires
de l’Ouest).
Zone : 20
(Zone des Hauts
Plateaux à faible
pluviométrie).
Zone : 10
(Zone des Hauts
Plateaux à
pluviométrie
élevée).
ZONE :30
(Les bassins
sédimentaires
de l’extrême
Sud)
Zone : 80
(Les bassins
sédimentaires
de l’Est).
Spécificités
Ponts et ponceaux
Ligne
rouge et
Niveau
PST
Pente
talus
Protectio
n Talus
Drain
longitudinal
Assainissementlo
ngitudinal
Fosse de
crête
Descente
d’eau
Assainissementtra
ns-versal
Tablier
Piles
100 ans
100 ans
100 ans
50 ans
50 ans
50 ans
50 ans
100 ans
300 ans
150 ans
150 ans
150 ans
50 ans
50 ans
50 ans
50 ans
150 ans
Zone assez basse présentant des risques
d’inondation temporaires de type oued.
50 ans
50 ans
50 ans
50 ans
50 ans
50 ans
50 ans
Zone présentant une vulnérabilité d’érosion,
d’éboulement intrinsèquement élevée.
150 ans
150 ans
150 ans
50 ans
50 ans
50 ans
75 ans
75 ans
75 ans
50 ans
50 ans
100 ans
100 ans
100 ans
50 ans
50 ans
L’effet des pentes y est assez conséquent et
les
plaines
présentent
des
risques
conséquents d’inondation.
Zones marquées par l’existence de huit (08)
grands bassins fluviaux et présentant des
risques d’inondation intrinsèquement élevés
ainsi que des ensablements récurrents.
Les crues sont très brutales (système d’oued),
avec des variations extrêmement rapides des
plans d’eau. Dans la partie extrême sud,
risque d’ensablements par le déplacement
des dunes vives.
Elle regroupe des cours d'eau avec des
bassins fluviaux dont la plupart ont des cours
supérieurs se trouvant en amont des falaises.
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Radier
Appont.
bacs
Routes
digues
Culée
Fond
100 ans
100 ans
100 ans
50 ans
50 ans
100 ans
300 ans
200 ans
200 ans
200 ans
50 ans
50 ans
100 ans
50 ans
300 ans
100 ans
100 ans
100 ans
50 ans
50 ans
100 ans
50 ans
150 ans
300 ans
150 ans
150 ans
150 ans
50 ans
50 ans
100 ans
50 ans
50 ans
75 ans
300 ans
150 ans
150 ans
150 ans
50 ans
50 ans
100 ans
50 ans
50 ans
100 ans
300 ans
100 ans
100 ans
100 ans
50 ans
50 ans
100 ans
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
4. RECOMMANDATIONS
4.1. RECOMMANDATIONS GENERALES
Toutes les entités compétentes ayant trait aux travaux liés à l’utilisation et à la maîtrise des
ressources en eau doivent élaborer un programme national intégré de mise à jour des
différentes cartes thématiques.
Les organismes responsables de la mise en œuvre du programme et du projet
d’aménagement liés aux ressources en eau feront impérativement des études
supplémentaires et détaillées (tant hydrologiques qu’océanographiques liées au
changement climatique) à l’échelle nationale et de la zone d’implantation.
ll est nécessaire de mettre en place des ouvrages de protection contre les affouillements.
Les infrastructures existantes et celles qui sont prévues doivent être renforcées et
adaptées au changement climatique (hausse des températures, multiplication et
intensification des phénomènes météorologiques extrêmes, élévation du niveau de la mer
et aggravation des déplacements de sable et de sédiments).
La création de nouvelles infrastructures ou l’aménagement des infrastructures anciennes,
devraient permettre d’assurer que ces infrastructures seront suffisamment robustes pour
faire face aux conditions climatiques futures, notamment le changement des précipitations
ainsi que l’avènement de catastrophes naturelles comme les inondations et la gravité de
celles-ci.
Un système d’archivage fiable des données détaillées sur les dégâts cycloniques à
Madagascar doit être instauré dans les Services Techniques à l’échelon national.
La protection de l’environnement est recommandée pour réduire les risques d’érosion et de
sédimentation.
Une mémoire historique des études doit exister pour créer une base des données.
Il est nécessaire d’avoir une norme adaptable au contexte actuel par rapport à
l’importance des chantiers.
L’examen des taux de salinité doit être fait dans les études (Etudes physico-chimiques).
L’étude environnementale doit être comprise dans l’APS et l’APD.
GPRCIM doit être dynamique et non statique c’est-à-dire évoluer avec les avancées
technologiques et techniques.
L’utilisation des matériaux locaux trouvés sur place (notamment les roches) est laissée à
l’appréciation de l’Ingénieur responsable qui est sensé utiliser son « Genus »(ses
compétences d’ingénieur).
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
4.2. RECOMMANDATIONS POUR LA DIRECTION GENERALE CHARGEE DE LA
METEOROLOGIE ET DE L’HYDROLOGIE :
•
Renforcement des stations de mesure pluviométriques et des réseaux hydrométriques
pour permettre la continuité et la précision :
-
des données météorologiques,
-
des données hydrométriques.
•
Préparation d’un rapport spécifique pour chaque crue importante qui s'est produite dans
chacun des principaux cours d'eau du pays.
•
Elaboration de cartes des zones inondées pour chaque projet.
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
4.3. RECOMMANDATIONS POUR LES INFRASTRUCTURES ROUTIERES
Ces recommandations s’adressent aux concepteurs dans l’objectif de préciser certains
documents, hypothèses et donnent des conseils sur la façon d'utiliser les options de conception
technique pour la protection des infrastructures routières contre les inondations.
•
4.3.1. Principes généraux de conception technique, pour la
construction, la réhabilitation et le renforcement des infrastructures
routières résistant aux inondations
Elévation de la ligne rouge de la route (par exemple augmenter ou diminuer la hauteur
de routes).
•
Résistance de la structure de la route à l'érosion. (Géométrie, Type de la chaussée,
protection des talus, etc…).
•
Type et dimensionnement des ouvrages d’assainissement.
•
Type et dimensionnement des ouvrages de franchissement.
•
Le tracé de la route (Distance entre la route et la rivière ou la mer).
4.3.2. Routes nationales primaires, secondaires, temporaires
4.3.2.1. Caractéristiques géométriques
Références générales :
• Guide de l’aménagement des routes principales (ARP) (Guide technique du SETRA
Août 1994).
• Comprendre les principaux paramètres de conception géométriques des routes (SETRA
Janvier 2006).
• Conception et réalisation des terrassements - études et exécution des travaux (Guide
technique du SETRA mars 2007).
La lutte contre les dégâts causés par l’inondation consiste selon le cas à :
• Diminuer le ruissellement par captage des eaux et d’écoulement dans un réseau de
drainage superficiel ;
• Augmenter la résistance du sol (végétation, stabilisation du sol, etc.) ;
• Améliorer la planéité des surfaces (à faire au cours des campagnes d’entretien). Ce
procédé diffuse le ruissellement et par conséquent, diminue sa vitesse.
Le choix des protections doit être adapté à l’environnement (pluviométrie, végétation,
topographie, nature des sols) et faire appel, dans la mesure du possible, aux ressources
locales, afin de freiner le phénomène d’érosion et favoriser la prise de la végétation (couverture
végétale).
4.3.2.2. Elévation de la ligne rouge de la route.
1. La portance au niveau de l’arase doit être évaluée compte tenu des conditions de teneurs
en eau les plus défavorables. Méthode CBR.
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
2. Le niveau d’eau de référence ne doit pas atteindre la P.S.T.
4.3.2.3. Résistance de la structure de la route à l'érosion.
La hauteur de la protection des talus sera conçue par rapport à la crue projet plus 0,5m
liée aux effets érosifs des vagues créées par le vent.
Inondations
intarissables V
Précipitations, I
Différencede niveau
d'eau H
Surface de la route
Q
Surpassement
des ondes
V
V
Forme de la route
Couverture du
talus
Eau interstitielle
H
Matériaux (type de sol, taille des grains,
poids unitaire, effort de cisaillements)
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Page 21
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
Les pentes des talus des chaussées dans des zones inondables seront 1:3, le choix
d’une autre pente pourra être autorisé après étude géotechnique et approbation par le Maitre
d’Ouvrage.
Les accotements seront protégés par un enduit monocouche.
La protection systématique contre les affouillements des remblais routiers, par des
gabions ou enrochements (CUR/CIRIA/CETMEF, 2007), sera prévue quand les études
hydrauliques montrent des vélocités d’écoulement d’eau supérieures à 0,7 m/s.
La protection systématique, par engazonnement, de la partie supérieure des talus
contre l’érosion causée par le ruissellement superficiel ou par l’action de vagues dues au vent
si en zone inondable.
La lutte contre les dégâts causée par l’inondation consiste selon le cas à :
o Diminuer le ruissellement par captage des eaux et d’écoulement dans un réseau
de drainage superficiel ;
o Augmenter la résistance du sol (végétation, stabilisation du sol, etc.) ;
o Améliorer la planéité des surfaces (à faire au cours des campagnes d’entretien).
Le choix des protections doit être adapté à l’environnement (pluviométrie, végétation,
topographie, nature des sols) et faire appel, dans la mesure du possible, aux ressources
locales, afin de freiner le phénomène d’érosion et favoriser la prise de la végétation (couverture
végétale).
La protection systématique, par engazonnement, de la partie supérieure des talus
contre l’érosion causée par le ruissellement superficiel ou par l’action de vagues dues au vent
si en zone inondable.
4.3.2.4. Tronçon de route en profil en remblai expose aux
risques d’inondations
Un remblai immergé est exposé aux risques suivants :
o
o
o
o
Départs des fines du matériau constituant le remblai ;
Les mouvements de retrait-gonflement des matériaux de remblai ;
L’évolution des caractéristiques mécaniques des sols immergés qui peut entraîner
l’instabilité du remblai à la rupture ;
Les effondrements du remblai.
Les départs des fines sont constatés lorsque le remblai est traversé par un gradient
hydraulique et aussi pendant les mouvements de baisse du niveau d’eau. En effet, l’eau peut
entraîner les éléments les plus fins lorsque le sol est peu cohérent et aussi lorsque la fraction
fine est peu abondante dans le sol. Le matériau de remblai doit donc :
• être insensible à l’eau,
• présenter une courbe granulométrique continue et squelettique avec des éléments
fins moyennement à peu plastiques.
Le matériau de remblai, ne doit pas présenter un indice de plasticité supérieur à 25.
En zone inondable, il faut distinguer les deux cas suivants :
1er cas : la hauteur d’eau est faible, voire négligeable (hauteur d’eau de référence
inférieure à 1m avec absence de gradient hydraulique).
hauteur d’eau faible (< 1m)
Le relief est en général plat et l’eau est difficile à évacuer. Il n’y a pas de problème de
stabilité globale du remblai. Il est cependant nécessaire d’assurer une portance suffisante
d’une part, à court terme, pendant l’exécution des travaux et d’autre part, à long terme, pendant
l’exploitation de l’ouvrage. Les dispositions constructives à adopter sont donc les suivantes :
Pendant la réalisation du chantier :
a- La réalisation d’un fossé de pied de remblai est exécutée avant la
réalisation du remblai. La profondeur du fossé doit dépasser 1 m.
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Page 22
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
b- Afin d’assurer une portance acceptable au niveau de l’arase, adopter
pour le remblai une hauteur minimale :
e min = 1,20 m avec les sols argileux acceptables
e min = 0,80 m avec les matériaux rocheux insensibles à l’eau.
Ces épaisseurs sont à adopter si le niveau de l’eau ne peut monter au-dessus du terrain
naturel. Dans le cas contraire ces épaisseurs sont à adopter au-dessus des PHE.
Dans le cas d’un risque de contamination du matériau de remblai par le terrain naturel
en place et/ou de remontée capillaire, un géotextile anti-contaminant et drainant peut être prévu
pour éviter ce risque. Ce géotextile est à placer entre le terrain naturel et la première couche du
remblai.
Les sols utilisables au niveau de la partie inondable :
9
Sont utilisables sans restriction :
- les sols rocheux pouzzolaniques,
- les sols grenus : sable et graves propres,
- les sols fins moyennement plastiques (limons argileux) avec 12<IP<25.
Sont utilisables après traitement ou protection à définir par une étude spéciale de
laboratoire :
- les sols fins : limons peu plastiques avec IP<12, limons plastiques avec
12<IP<40
- les sables peu argileux : tamisât à 2 mm > 70% et tamisât à 80 µm < 12% ;
- les sols grenus : sable propre Dmax< 50 mm et passant à 2 mm > 70%
2ème cas : la hauteur d’eau est importante, ou cette hauteur est faible avec existence
de gradient hydraulique.
hauteur d’eau importante(> 1m)
Le remblai peut être réalisé de deux manières différentes, à savoir :
-
Remblai en matériau insensible à l’eau
Les matériaux utilisables en remblai au niveau de la partie inondable sont :
 les sols graveleux, sables alluvionnaires et autres tout-venants
grossiers, graves peu argileuses ;
 les matériaux pouzzolaniques ;
 après traitement à la chaux des sols suivants : limons argileux, limons
plastiques avec 12<IP<25 ;
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Page 23
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR

-
après protection contre l’érosion par un géotextile ou un filtre, des
sols suivants : sables alluvionnaires Dmax< 50 mm et passant à 2
mm > 70%, sables peu argileux avec tamisat à 2 mm > 70% et
tamisat à 80 µm < 12 %
Remblai spécifique pour Route Digue (Réf. Routes digues)
4.3.2.5. Tronçon de route en profil en remblai de grande
hauteur (h>15m) :
Les remblais de grande hauteur sont les remblais dont la hauteur dépasse 15 m. Ces
remblais sont considérés comme des ouvrages d’art et doivent faire l’objet pour chaque cas
d’une étude spéciale. Les objectifs essentiels à satisfaire par ces remblais sont :
- La limitation, voire, l’absence des tassements dans le corps de remblai durant son
exploitation.
- La stabilité d’ensemble du remblai avec son assiette.
L’importance de ces remblais nécessite de les traiter comme des ouvrages d’art.
La satisfaction des objectifs cités ci-dessus impose le respect de certaines règles
concernant
- la conception du remblai,
- le choix des matériaux de remblai,
- les conditions de mise en œuvre.
4.3.2.5.1. Conception du remblai :
Pour un remblai de grande hauteur, la cause essentielle des désordres est liée aux
écoulements des eaux. En effet, ces eaux provoquent :
- de l’érosion au niveau des talus
- des effondrements dans le corps de remblai et une instabilité d’ensemble quand ces
eaux pénètrent dans le corps de remblai.
Les eaux proviennent :
- des écoulements de surface qui s’infiltrent à travers la chaussée et ses annexes,
ainsi qu’à travers les talus du remblai ;
- des remontées par succion dans les zones humides ou inondables.
En matière de conception, les dispositions constructives suivantes sont donc à
respecter :
a- Evaluation de la stabilité du remblai au glissement en mesurant C’ et j’ sur les sols
remaniés prévisibles en remblai à l’état saturé et dans leur niveau de compactage prévu
b- Au niveau de la chaussée et de ses annexes :
- prévoir un drainage transversal de la chaussée ;
- prévoir une arase peu perméable ou insensible à l’eau sur une épaisseur d’au moins
50 cm ;
- adopter des pentes transversales de 4 à 6 % au niveau de la couche de forme et
des drains transversaux et récupérer les eaux par cunettes bétonnées longitudinales
pour éviter les infiltrations dans les talus.
c- Au niveau du corps de remblai :
- Les discontinuités et les hétérogénéités dans le corps de remblai entraînent des
concentrations des écoulements. Il est donc nécessaire de bien considérer ces
aspects pour maîtriser les mouvements d’eau possibles.
- Eviter, le plus possible, d’utiliser des matériaux hétérogènes en remblai.
- Moduler le compactage avec la hauteur du remblai, en adoptant dans tous les cas,
une énergie proche du Proctor Modifié, de 0 à 15 m. Cette énergie est à adopter
éventuellement jusqu’à la côte –15 m par rapport à la crête supérieure du remblai si
celui-ci est de très grande hauteur (h = 30 m).
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
-
Réaliser éventuellement au laboratoire, sur les matériaux de remblai de très grande
hauteur, des essais de sensibilité œdométriques. Ces essais auront pour objectif de
fixer la densité de référence à atteindre en tenant compte de la position du matériau.
Le compactage se fera dans tous les cas à une teneur en eau proche de l’OPM. Il
est en effet très important de ne pas compacter les matériaux à l’état sec.
- Au niveau des transitions déblai/remblai, évacuer l’eau rapidement et
transversalement pour éviter les arrivées d’eau au niveau des remblais.
d- Au niveau des talus :
Afin d’éviter l’érosion sous l’action de ruissellement des eaux et l’infiltration des eaux
dans le corps de remblai, il est nécessaire de :
- éviter, autant que possible, le recours aux risbermes, et dans le cas contraire
adopter de très bonnes pentes pour assainir ces risbermes( > 6%).
- réduire les pentes de talus pour diminuer les effets de l’érosion.
- éventuellement stabiliser les talus.
e- Au niveau de la base du remblai s’il présente des risques de remontées par succion :
- soit réaliser une couche drainante en matériaux granulaires non évolutifs ou en
géotextile drainant,
- soit mettre en place un matériau traité à la base du remblai sur une hauteur égale à
celle des plus hautes eaux ou celle de la remontée capillaire prévue.
4.3.2.5.2. Le choix des matériaux de remblai :
Dans le cas de remblai de grande hauteur, un compactage des sols à l’état sec
augmenterait le risque d’effondrement après imbibition dans le corps de remblai. Les matériaux
à utiliser doivent être alors à l’état « m » en matière de teneur en eau. Les sols utilisables et les
conditions d’utilisation sont les suivants :
Sont utilisables à l’état naturel :
• Les sols pouzzolaniques ;
• Les sols grenus : graves propres avec Dmax< 50 mm et passant à 2 mm < 70% ;
• Les sols fins : limons argileux avec IP < 15.
Sont utilisables après traitement ou protection à définir par une étude spéciale de
laboratoire
• Les sols fins et les sols grenus dont l’indice de plasticité est supérieur à 25.
• Les roches évolutives.
Sont utilisables, moyennant une protection spéciale au niveau des talus ou un
traitement avec liant au niveau des talus, les sols suivants :
• Limons peu plastiques (IP < 12),
• Sables peu argileux (tamisat à 2mm > 70%, tamisat à 80µm < 12%,).
4.3.2.6. Tronçon de route en profil mixte :
Les recommandations suivantes seront à suivre pour le choix et le dimensionnement
des infrastructures routières et leur protection par rapport aux inondations :
La géométrie et la pente du talus seront définies par rapport aux propriétés
géotechniques du sol en place par :
• Etude géotechnique du terrain naturel et choix de la pente admissible, (stabilité) en
condition drainée et saturée.
• Etude Hydrogéologique des eaux souterraines qui pourront être interceptées par’ les
talus.
• Etude d’érodabilité du terrain de talus. (cohésion).
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
La protection de l’effet érosif des eaux de ruissellement qui descendent sauvagement par
le talus est assurée par une :
• Conception d’un système de collecte des eaux sauvages sur des points précis, pour
chaque micro sous-bassin versant. Le système sera dimensionné par rapport aux
crues de projet relatives à chaque bassin et sous bassin versant. (réf Crues de projet)
• Délimitation de chaque micro sous-bassin versant, en fonction de la topographie et des
tendances des écoulements.
• Conception de fossés de garde pour la collecte des eaux de ruissellement et leur
canalisation vers une descente d’eau naturelle ou artificielle ; le fossé de garde sera
implanté au moins à 5 m du talus. Dans le cas des sols peu érodables, (cohésifs), le
fossé de crête pourra être en terre ; dans le cas de sols érodables (peu cohésifs) le
fossé de crête sera maçonné ou bétonné.
• Conception des descentes d’eau : Les eaux captées par les fossés de crête seront
drainées dans un ouvrage vertical (descente d’eau) ; cet ouvrage sera conçu et
dimensionné par rapport aux crues de projet du bassin versant correspondant.
• Conception de système de prévention et protection contre les éboulements : Dans le
cas de talus d’une hauteur supérieure à 4 m, des études géotechnique et hydraulique
de détail seront effectuées afin d’étudier la stabilité du talus et le risque d’éboulement
pour des conditions de saturation en eau des sols. Le dimensionnement et le choix du
système de protection et de prévention feront l’objet d’une étude spécifique
appropriée. (redans, gabions, mur de soutènement, terre renforcée, autres…).
• Dans le cas de terrain très érodable (peu cohésif), prévoir de piège à sable aux pieds de
talus (gabions, géotextiles cf. Annexe), pour la protection du système
d’assainissement.
Conception d’un système d’assainissement longitudinal de la chaussée et des eaux de
ruissellement en provenance du talus :
Le dimensionnement du réseau d’assainissement, sera effectué par un ingénieur
hydraulique par rapport aux crues du projet relatives à chaque bassin ou sous-bassin versant
(réf. Crues de projet).
• Dans le cas où l’étude hydrogéologique prévoit l’interception de nappe phréatique
permanente ou temporaire par le talus, un ouvrage de drainage sera obligatoirement
installé ainsi que dans le cas où l’assainissement longitudinal aura aussi fonction de
draine.
• Dans le cas des sols peu érodables, (cohésifs), l’assainissement longitudinal pourra être
un fossé en terre.
• Dans le cas de sols érodables (peu cohésifs) l’assainissement longitudinal sera
obligatoirement un fossé (caniveau) maçonné ou bétonné.
• Dans le cas de pentes longitudinales > 4% l’assainissement sera obligatoirement un
fossé (caniveau) maçonné ou bétonné.
• Dans le cas de pente de terrain en aval de l’ouvrage élevée, pour éviter tout
phénomène d’érosion régressive, concevoir une parafouille.
4.3.2.7. Tronçon de route en profil en déblai :
Pratiquement les mêmes recommandations que celles du tronçon de route en profil
mixte sont de mise.
4.3.2.8. Tronçon de route longeant le littoral :
Les cyclones tropicaux menacent davantage les régions côtières et les îles et en raison des
risques maritimes engendrés, les routes côtières sont exposées aussi aux phénomènes
suivants :
• L’onde de tempête quiest la montée rapide du niveau de la mer lorsqu’une tempête
s’approche de la côte. Le niveau de la mer monte près des côtes, à cause des forts
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vents du large qui « poussent » l’eau vers elles. De plus, l’eau est « aspirée » vers le
haut par la pression très basse régnant près de l’œil du cyclone (phénomène
d’intumescence). Les régions basses sont les plus vulnérables, alors que celles où le
relief s’élève rapidement ne sont pas touchées. L’onde de tempête peut se superposer
à la marée astronomique (liée à la Lune) pour constituer la marée de tempête.
L’amplitude de cette dernière varie de 1 à 2 m pour les cyclones peu intenses, mais
peut dépasser 5 m pour les phénomènes plus puissants et être particulièrement
dévastatrice. La mer « monte » sur la gauche dans l’hémisphère sud, elle « baisse » de
l’autre côté.
•
Les dégâts dus à la mer sont également liés aux vagues. Pour les cyclones les plus
importants, la hauteur de celles-ci peut atteindre 30 m. Leur déferlement répétitif sur la
côte peut provoquer des érosions et menacer d’effondrement les constructions du
littoral. Leur dangerosité est d’autant plus importante qu’elles se conjuguent avec la
marée de tempête. Le vent génère des vagues très différentes par leur direction, leur
hauteur et leur fréquence, créant un état de mer particulièrement « démonté ». La houle
cyclonique peut parfois être observée jusqu’à 1 000 km en avant du cyclone et ses
effets peuvent continuer à se faire sentir après son passage.
Ces routes sont soumises à la poussée de l’eau. Elles doivent être conçues pour
résister par leur géométrie et leur poids à un certain nombre de dégâts (brèches, érosion des
rives). Elles sont construites en remblai particulier (cf. paragraphe remblai)
Si les routes ne peuvent résister ni à la submersion ni à la traversée de leur corps par
l'eau, l'eau doit être captée par des drains à l'intérieur de l'ouvrage. Par ailleurs, des ouvrages
de protection doivent être installés sur les parties vulnérables de la berge comme les épis.
Éviter de construire en bordure du littoral, de façon à s’affranchir du risque lié à la houle
cyclonique et à la marée de tempête.
Eviter les sites dont les caractéristiques topographiques leur confèrent une trop grande
exposition aux vents.
Prévoir la protection systématique contre l’érosion due aux vagues des terrassements
routiers longeant le littoral par des gabions ou enrochements.
4.3.2.9. Tronçon de route digue :
Le corps de la route digue est conçu en tenant compte de la stabilité du remblai :
- en régime statique, pour le cas des plus hautes eaux connues,
- en régime dynamique, pour le cas d’une vidange rapide.
La structure habituelle de la route digue est constituée :
- d’un noyau argileux étanche ;
- d’un masque en matériaux perméables et adhérents, de 3 à 5 m de largeur pour
protéger les flancs du noyau étanche. Ce masque doit respecter les conditions
de filtre ou présenter un géotextile filtrant et anti-contaminant vis à vis du noyau
argileux ;
- les pentes des talus des routes digues seront de 1/3, le choix d’une autre pente
pourra être autorisé après étude géotechnique et approbation par le Maitre
d’ouvrage.
Mesures de protection contre les dégâts liés aux inondations des routes digues :
- protection systématique contre les affouillements des routes digues par des
gabions ou enrochements (CUR/CIRIA/CETMEF, 2007) quand les études
hydrauliques montrent des vélocités d’écoulement d’eau supérieures à 0,7 m/s ;
- protection systématique de la partie supérieure des talus contre l’érosion causée
par les vagues, par engazonnement ;
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4.3.3. Réseau d’assainissement :
4.3.3.1. Généralités
Les routes influent sur la configuration naturelle du drainage superficiel et souterrain des
bassins versants dans leur ensemble ou de chaque bassin versant en particulier.
Le réseau d’assainissement pour la collecte et l’évacuation des eaux superficielles dans
l’emprise de la route constitue l’ensemble des ouvrages longitudinaux et transversaux qui
assure :
• le captage et l’évacuation d’eau de la chaussée
• la collecte et l’évacuation des eaux superficielles dans l’emprise de la route.
La conception et le dimensionnement d’un réseau d’assainissement routier a comme
objectif de réduire ou d’éliminer l’énergie engendrée par l’écoulement des eaux aussi pendant
des événements météorologiques exceptionnelles (Inondations).
La puissance destructrice de l’eau en mouvement augmente de façon exponentielle
avec sa vitesse. En conséquence, il ne faut pas permettre à l’eau de parvenir à un volume ou à
une vitesse suffisante pour provoquer une érosion excessive le long des fossés, sous les
ponceaux ou sur les surfaces de roulement ou sur les déblais ou les remblais.
La mise en place d’un réseau de drainage adéquat est un élément capital de la
conception des routes.
Les ruptures de talus de déblai et de remblai, l’érosion de la surface de roulement et
l’affaiblissement du sol de fondation donnant lieu à des ruptures de masse résultent tous d’un
drainage mal conçu et mal dimensionné.
Pour être efficace pendant toute sa durée de vie prévue, un réseau de drainage routier
doit répondre à deux critères principaux :
- Il doit perturber le moins possible le réseau de drainage naturel
-
Il doit drainer les eaux superficielles et souterraines hors de la chaussée et les
évacuer de manière à empêcher leur accumulation dans des zones instables et
l’érosion d’aval qui en résulterait.
Les ouvrages d’assainissement seront conçus et construits avec soin afin d’ assurer le
passage du volume maximal d'eau qui peut être prévu pendant une crue déterminée (Crue de
projet).
La plupart des détériorations affectant les routes sont dues à une conception
inadéquate et à un mauvais emplacement des ouvrages assurant le passage des eaux et de
leurs remblais ainsi qu'à des techniques de construction inadaptées.
Pour ce faire l’assainissement routier considère les volets suivants :
- Le rétablissement des écoulements naturels pour bassin versant < 50 km².
-
La collecte et l’évacuation des eaux superficielles dans l’emprise de la route.
-
La collecte et l’évacuation des eaux internes (drainage).
Les deux derniers volets peuvent être associés pour faire l’objet d’étude de
l’assainissement de la plate-forme.
4.3.3.2. Rétablissement des écoulements naturels (bassin
versant < 50 km²)
Le rétablissement des écoulements naturels consiste à assurer la continuité des
écoulements superficiels des bassins versants interceptés par la route.
Ce rétablissement doit être adapté aux enjeux (inondation, érosions, pérennité de
l’infrastructure, sécurité des usagers) qu’il convient d’identifier.
La route peut constituer un obstacle préjudiciable à l’écoulement naturel et
réciproquement, celui-ci peut générer des dommages à la route. (selon Schéma ci-dessous)
Les ouvrages hydrauliques de rétablissement des écoulements naturels devront donc
être correctement dimensionnés pour limiter les risques :
• d’inondation et de submersion ou de dégradation de la route,
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• d’inondation en amont de la voie,
• de rupture de l’ouvrage routier.
On peut distinguer 2 principaux cas d’interaction entre un cours d’eau et la route :
• l’empiètement du tracé dans le champ d’inondation (lit majeur) d’un cours d’eau
Important,
• le franchissement de cours d’eau dont la superficie du bassin versant n’excède
pas une cinquantaine de kilomètres carrés, sans enjeu particulier. (Au-delà de ce seuil,
seront considérés en tant qu’ouvrages de franchissement.
.
Ouvrage Hydraulique
de rétablissement
des écoulements
t l
Schéma – Obstacle préjudiciable à l’écoulement naturel et réciproquement
4.3.3.3. Conception des ouvrages hydrauliques :
On distingue généralement 5 familles d’ouvrages :
• les buses circulaires,
• les dalots,
• les buses arches,
• les ouvrages à voûte cintrée,
• les ouvrages d’art.
Les ouvrages en béton armé, sous réserve de dispositions constructives soignées,
présentent d’excellentes garanties de solidité et de longévité. L’étude structurelle des ouvrages
projetés relève d’un ingénieur d’études spécialisé en ouvrages d’art.
a- Facteurs influençant le choix des ouvrages hydrauliques :
Le choix des ouvrages sera guidé par le souci permanent de la pérennité de la route, de
la sécurité des usagers, du coût d’investissement et des modalités d’entretien ultérieur de
l’ouvrage. Les facteurs influençant le choix sont :
• l’importance du débit à évacuer qui fixe la section d’écoulement et le type de l’ouvrage
;
• les caractéristiques hydrauliques de l’ouvrage :
- coefficient de rugosité (K),
- coefficient d’entonnement (Ke) créant une perte de charge à l’entrée,
- forme de la section d’écoulement ;
• la largeur du lit : un ouvrage unique adapté au débit à évacuer et à la largeur du lit du
cours d’eau est généralement préférable à des ouvrages multiples qui augmentent les
pertes de charge et rendent plus difficile le passage des corps flottants ;
• la hauteur disponible entre la cote du projet et le fond du talweg* ;
• les charges statiques et dynamiques qui sollicitent l’ouvrage hydraulique ;
• les conditions de fondation des ouvrages ;
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• la rapidité et la facilité de mise en œuvre : les produits préfabriqués (buses) peuvent
constituer une solution intéressante pour réduire les délais d’exécution et dans le cas où
l’accès au chantier est difficile ;
• la résistance au choc : les ouvrages massifs résistent mieux aux chocs et à l’abrasion
par le charriage des matériaux solides.
b- Protections des ouvrages hydrauliques :
La surélévation du niveau amont des écoulements et l’accroissement des vitesses en
sortie d’ouvrage nécessitent le plus souvent des protections en amont et en aval des ouvrages.
Toute rectification du tracé nécessitera :
• la continuité de l’écoulement hydraulique,
• la protection efficace des berges.
Les techniques de renforcement par enrochements et gabions* devront être
réservées aux sections fortement sollicitées par la vitesse de l’écoulement;
• les écoulements en pente importante p = 4% posent des problèmes spécifiques
(détermination de la hauteur d’eau amont, vitesse dans les ouvrages…)
Par ailleurs, comme protection il existe celles que l’on dispose à l’entrée et à la sortie de
l’ouvrage.
La tête amont sera protégée par unparafouille et un mur de tête, le talus par des murs
en aile et un mur de tête jusqu’à la hauteur d’eau amont précédemment déterminée (prise en
compte de la crue exceptionnelle).
La tête aval est également protégée par unparafouille et un mur de tête.
En outre, le lit et les berges seront protégés, par une protection végétale en priorité et le
cas échéant, par un revêtement ou des enrochements, lorsque la vitesse de l’eau à la sortie est
telle que des érosions sont à craindre (V> 2 à 4 m/s suivant les sols), ou lorsque le tracé du
cours d’eau forme un coude à l’aval de l’ouvrage.
Le remblai routier traversé par l’ouvrage hydraulique doit impérativement être protégé
jusqu’à la hauteur d’eau amont pendant la crue de projet ou crue exceptionnelle.
c- Tracé :
L’implantation d’un ouvrage se ferait en priorité dans le lit du cours d’eau. Si cela n’est
pas possible (tracé sinueux, biais prononcé) il faudra assurer :
• la conservation d’un bon écoulement hydraulique à l’amont et à l’aval de l’ouvrage
(une rectification du lit peut s’avérer nécessaire) ;
• la protection des coudes du nouveau lit et zones remblayées de l’ancien.
Si l’écoulement est pérenne, il faut également tenir compte dans le projet de la mise en
place d’une déviation provisoire du cours d’eau ou éventuellement de la construction de
l’ouvrage à côté du lit. Le calage de l’ouvrage est lié à la pente du lit et aux contraintes
éventuelles liées au niveau du profil en long de la voie.
Si la pente du lit est peu élevée (0,5 % à 6 %) et s’il n’y a pas de contraintes de profil en
long de la voie, l’ouvrage sera calé suivant le profil en long du cours d’eau (radier à -0,20 m
environ par rapport à ce profil en long théorique).
Si la pente du lit est trop élevée, d’autres types de solutions sont possibles :
• aménager des dispositifs de ralentissement de l’eau (dissipateurs d’énergie) en
conservant le profil en long du lit. Cette solution, valable uniquement dans le cas de
dalots peut nécessiter la réalisation d’ancrages de l’ouvrage;
• caler l’ouvrage avec une pente plus faible que celle du cours d’eau en faisant
déboucher l’ouvrage à flanc de talus ou en creusant la tête amont par rapport au terrain
naturel
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.
Figure F- 1 : Ecoulement
Figure F- 2 : Dispositif dissipateur d’énergie
Figure F- 3 :Ancrage sur assise
Le choix entre ces solutions dépend du débit et de la nature du terrain :
Si la pente est faible ou nulle, l’ouvrage sera implanté avec la pente maximale que
permet l’approfondissement du lit par curage (cf. figure n° 31) ;
Si le profil en long de la voie nécessite un approfondissement de l’ouvrage, on peut
prévoir :
•
des ouvrages surbaissés : buses-arches ou dalots * ;
•
plusieurs ouvrages de plus faible capacité (solution moins bonne hydrauliquement) ;
•
un approfondissement du lit si un curage à l’aval permet d’évacuer l’eau ;
•
dans les cas extrêmes, un siphon ou un pont-canal après avoir étudié toutes les autres
solutions,
y compris une
adaptation
du profil en long
de
l’infrastructure.
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Figure F- 4 : Approfondissement
d- Entretien et exploitation des ouvrages hydrauliques :
L’accès aux ouvrages hydrauliques doit tenir compte des contraintes d’exploitation.
Une visite annuelle et une visite après une crue sont nécessaires pour prévoir, le cas
échéant des travaux d’entretien de l’ouvrage et l’évacuation des différents atterrissements. Le
diamètre minimal des ouvrages hydrauliques pour les routes nationales est de 800 mm. Cette
dimension devra, dans tous les cas de figure, être compatible avec les capacités d’entretien du
gestionnaire.
4.3.3.4.Assainissement de la plate-forme
Composante essentielle du projet routier, l’assainissement de la plate-forme vise deux
objectifs :
• la sécurité des usagers, en évacuant l’eau des chaussées et des talus ;
• la pérennité de l’infrastructure, en collectant les eaux et en les évacuant de la
route.
**Un réseau mal conçu induira des désordres de surface (débordements des ouvrages,
inondations…), des désordres structurels importants de la chaussée sur le moyen terme. Ces
situations sont des facteurs dangereux pour la sécurité des usagers et l’intégrité de la route.
Les contraintes environnementales (exutoires, vulnérabilité des milieux),
l’hydrogéologie, la géotechnique (nature des sols) ainsi que la géométrie du projet (points hauts
et bas, chaussées déversées), et la sécurité des usagers, interviennent dans la conception
globale des réseaux.
Il est préconisé d’adopter les principes suivants :
a- En matière de conception routière :
• en profil rasant, le profil en long de la plate-forme doit être calé telles que les
structures de chaussée et de couche de forme soient en remblai et que les rejets de
plate-forme puissent être évacués gravitairement dans l’ouvrage d’assainissement ;
• éviter les pentes inférieures à 0,5 % car elles entraînent des risques de
stagnation d’eau au changement de dévers ;
• éviter les zones en déblais profonds (tranchées). Il s’agit souvent de point
critique à assainir et de secteur parfois soumis aux rabattements des nappes ;
• proscrire les points bas en déblai.
b- En matière d’assainissement :
• respecter les critères d’implantation des ouvrages au regard des règles de
sécurité des usagers.
• équiper les crêtes de talus de déblai d’ouvrages longitudinaux dans le cas de
ruissellement de bassin versant naturel (érosion de talus et surcharge hydraulique du
réseau de pied de talus) ;
• rechercher toujours à faire circuler l’eau gravitairement et superficiellement ;
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• multiplier les points de rejets si possible, pour éviter les concentrations des
débits ;
• étudier les possibilités d’écrêtement d’infiltrations ;(
• dimensionner les réseaux au moins suivant le tableau du Chapitre 4;
• vérifier que la chaussée ne soit pas submergée pour une période de retour de
25 ans ; a contrario, on pourra admettre celle de l’accotement pour T = 25 ans ;
• éviter de déverser dans les réseaux de la plate-forme routière, les eaux issues
des bassins versants naturels ou des nappes ;
• prévoir un ouvrage revêtu si la pente est supérieure à 1 % ou si la vitesse de
l’écoulement est susceptible d’entraîner une érosion (la pente critique est souvent de
l’ordre de 3,5 %) ;
c- Nature et fonction des réseaux :
Le réseau d’assainissement doit collecter les eaux de ruissellement provenant des
bassins versants routiers et des talus pour les évacuer vers des exutoires. Son architecture se
développe principalement tout le long de l’infrastructure suivant une logique hydraulique
gravitaire (entre un point haut et un point bas) par assemblage d’ouvrages élémentaires
(linéaires ou ponctuels, enterrés ou superficiels).
Les réseaux de plate-forme ont la spécificité d’être principalement des réseaux linéaires
parallèles à l’axe de la route, (distinguer cependant les réseaux hors plate-forme des réseaux
situés sur la plate-forme). Le schéma n° 5 rappelle la situation de ces réseaux sur le profil en
travers d’une route nationale primaire RNP.
L’architecture
d’un
réseau
d’assainissement
peut
être
décomposée
conventionnellement en 5 grandes parties :
• les réseaux de collecte longitudinaux,
• les ouvrages transversaux,
• les ouvrages de raccordement,
• les ouvrages de contenance,
• les exutoires.
d- Réseaux de collecte longitudinaux :
Fossés :
Les fossés creusés dans des sols très érodables peuvent nécessiter un enrochement,
un revêtement de blocaille, un paillassonnage de jute ou un semis de gazon.
Les fossés empierrés ou revêtus de blocaille ont tendance, pendant les périodes de
faible débit, à ralentir suffisamment l’écoulement pour provoquer le dépôt de la charge solide.
Le fait de revêtir les fossés permet de réduire les érosions dans des proportions pouvant
atteindre 50 pour cent et, à condition que les matériaux ne coûtent pas trop cher, et de faire
des économies substantielles en diminuant le nombre de drains transversaux nécessaires.
La pente des fossés suit normalement celle de la route. Dans le cas d’un fossé non
revêtu, elle ne doit cependant pas être inférieure à 1 pour cent. Les valeurs de l’intensité ou du
débit de ruissellement nécessaires au calcul des dimensions des fossés peuvent être
déterminées au moyen des formules de dimensionnement des ponceaux indiquées ci-dessous.
Il faut néanmoins tenir compte de la sédimentation et de prévoir au moins 0,3 m entre la base
de la couche de la fondation de la chaussée et la surface de l’eau à plein débit.
Cas d’exemple courant :
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
La vitesse de l’eau s’écoulant dans les fossés dépend de la section transversale, de la
rugosité de la pente. Dans le cas d’une section triangulaire type, cette vitesse peut être
calculée à l’aide de l’équation de Manning :
V= n-1 x R 2/3 xS1/2
oùV est la vitesse en mètres par seconde. Pour un fossé de section rectangulaire dont
les talus ont une pente de 1/1 et 2/1 avec une hauteur d’écoulement de 0,3m, le rayon
hydraulique R est égal à 0,12 m, n coefficient de rugosité, S pente de la ligne d’eau. Dans la
plupart des cas, il est indispensable de protéger les fossés contre l’érosion. Lorsque leur pente
est inférieure à 10 pour cent, il est parfois nécessaire de combiner un élargissement de la
section, une protection de la surface et une augmentation de la rugosité.
e- Réseau de crête de talus de déblai :
Le rôle du réseau de crête de talus de déblai (cf. schéma°6) est d’éviter l’érosion du
talus et d’alimenter en écoulement le réseau de pied de talus. Il intercepte les eaux de
ruissellement du bassin versant naturel modifié par le tracé routier.
Recommandations spécifiques :
• Cet ouvrage est revêtu pour éviter son érosion et les infiltrations susceptibles
de compromettre la stabilité du talus.
• Il sera implanté en retrait (1 à 2 m) par rapport à la crête du talus.
• Il sera dimensionné en capacité suffi sante par tronçon homogène.
• Les aménagements nécessaires à son entretien seront aussi prévus.
f- Réseau de pied de talus de déblai :
Ce réseau a pour fonction de collecter les eaux issues du ruissellement du talus de
déblai, de la chaussée, de la bande d’arrêt d’urgence et de la berme. En règle générale et en
section courante, une cunette de faible profondeur est réalisée enherbée ou revêtue en
fonction des contraintes (pente). De par sa conception, la cunette* ne doit pas remettre en
cause la sécurité des usagers. Son degré d’étanchéité doit être compatible avec le niveau de
protection de la ressource en eau. A intervalle régulier, la cunette doit être raccordée à un
collecteur enterré. Ce dernier pourra servir à récupérer, via les regards, les eaux claires de
drainage.
Un dimensionnement hydraulique s’avère indispensable.
Suivant l’importance de l’impluvium* constitué par le talus un double réseau peut être
envisagé :
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• un réseau récupérant uniquement les eaux de talus avec rejet direct dans
l’exutoire ;
• un réseau regroupant les écoulements de chaussée.
g- Réseau de crête de talus de remblai :
Cette partie du réseau longitudinal a pour fonction de canaliser l’eau issue du ruissellement
de la chaussée pour éviter son déversement en rive sur le talus de remblai.
Il protège donc le talus routier contre toute altération (ravinement, érosion et en état
limite, la rupture). En règle générale, ce type d’ouvrage est à prévoir :
• dès que la hauteur du talus de remblai est > 4 m.
• ce seuil est ramené à 2 m pour les régions exposées à une intensité pluvieuse
importante
• pour évacuer les écoulements de la plate-forme en un point privilégié du tracé.
En section courante, l’ouvrage peut être constitué de bourrelets (béton bitumeux, béton
hydraulique) ou de bordures béton de types T1 et T2. Les profils doivent être compatibles avec
les règles de sécurité.
Il faut créer des descentes d’eau pour décharger l’écoulement vers le pied de talus
(réseau de pied de talus de remblai). Sauf cas spécifique, le pas de ces descentes est
généralement de :
• 50 m en région Zone 10 ;
• 30 m en région de Zone 20/30/40/ ;
• 30 m lorsque la pente du profil en long est <0,5 % ou >3,5 %.
Il conviendra dans tous les cas de tenir compte du point suivant :
• la saturation hydraulique de cet ouvrage pour une pluie d’occurrence
décennale ne devra pas provoquer une submersion de la chaussée.
h- Réseau de pied de talus de remblai :
Situé au niveau du terrain naturel, ce réseau doit collecter toutes les eaux de
l’impluvium routier, gravitairement, pour les diriger vers l’exutoire* sans préjudice pour les fonds
inférieurs. Sur certains tracés, ce réseau intercepte également les eaux de ruissellement d’un
bassin versant naturel pour les diriger vers des ouvrages de traversée.
Cette branche du réseau permet également de protéger le pied de talus du remblai
contre l’érosion. L’ouvrage est généralement un fossé trapézoïdal enherbé à forte capacité
hydraulique, ou un fossé revêtu lorsque des risques d’érosion sont à craindre (la pente critique
est souvent de l’ordre de 3,5 %).
i- Ouvrages transversaux :
On classe sous cette rubrique les ouvrages assurant un transfert des écoulements d’un
réseau longitudinal vers un autre. Classiquement cette famille d’ouvrages intègre les ouvrages
superficiels comme les descentes d’eau tuilées et les traversées sous-chaussée (collecteurs
enterrés). L’implantation est subordonnée à l’examen des points suivants :
• la géométrie de la route,
• le sens des écoulements (de la plate-forme et des bassins versants naturels
associés),
• les débits transportés,
• la position des exutoires
Prescriptions spécifiques :
• les eaux d’un talus de déblai doivent, dès que possible, être rejetées hors
plate-forme via une traversée sous la chaussée ;
• préférer les descentes d’eau tuilées à une canalisation (risques importants
d’obstruction) ;
• le pied des descentes d’eau tuilées sera aménagé au raccordement avec le
fossé pour éviter l’érosion (forme de béton).
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
j- Ouvrages de raccordement :
Il s’agit des regards et des différents raccordements des liaisons transversales avec le
réseau longitudinal ; de leur bonne exécution dépend le bon fonctionnement du système
d’assainissement et de sa pérennité.
ll s’agit des :
• regards de visite : nécessaires pour l’entretien et le contrôle des collecteurs
enterrés ;
• regards avaloirs : servant à l’engouffrement des eaux ;
• têtes de buse pour l’entonnement des eaux et le maintien des terres ;
• divers raccordements (bourrelets*/descentes, descentes/fossés, ...) ;
Prescriptions spécifiques :
Un regard devra être impérativement prévu à :
• chaque changement de direction du tracé du collecteur,
• à une rupture de pente dans le profil en long,
• à une modification du diamètre du collecteur ;
Ces ouvrages seront munis de cunettes de décantation (mini : 30 cm de
profondeur) qui piègeront les fines et les graviers.
k- Exutoires :
Les exutoires pouvant recevoir les rejets en termes de quantité sont à identifier en
amont de la conception du réseau
4.3.3.5. Choix des ouvrages d’assainissement :
Il n’existe a priori aucune solution toute faite et reproductible à tous les projets
routiers. Toutefois, le choix d’un ouvrage d’assainissement doit principalement reposer
sur 4 critères :
• sa capacité hydraulique ;
• son insertion dans le profil en long et le profil en travers du projet routier, donc
sa géométrie qui prend en compte l’aspect sécurité de l’usager également ;
• son niveau de protection;
• sa facilité d’entretien et d’exploitation des ouvrages.
Remarque sur la détermination du débit de projet :
Quelle que soit la méthode retenue, les résultats de calcul des débits de projet de
Bassin Versant Naturel (BVN) sont entachés d’incertitudes (valeur des précipitations,
complexité des phénomènes…). Une enquête sur le terrain doit être effectuée pour s’assurer
de la cohérence des résultats de calcul.
4.3.3.6. Calcul hydraulique des ouvrages :
La méthode de dimensionnement des ouvrages d’assainissement est fondée sur
l’application de la formule rationnelle.
Q=2,78 x C x i x A
Avec :
Q = débit en l/s produit pour le bassin versant routier pour une fréquence identique à la
fréquence de i
C = coefficient de ruissellement de la plate-forme sans dimension
i = intensité en mm/h pour une fréquence déterminée
A = surface en ha de la plate-forme
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
Le principe de calcul est donc de déterminer l’ouvrage d’assainissement qui possède la
capacité d’évacuer ce débit. Pour cela, le débit évacuable de l’ouvrage Qc (écoulement à
pleine section) est donné par la formule de Manning Strickler :
Qc=1000 K x Rh x 2/3 p1/2 x Sm
Avec :
Q : débit en m3/s
K : coefficient de rugosité
Rh : rayon hydraulique en mètres
Sm : section mouillée* en m2
Pm : périmètre mouillé* en m
p : pente en m/m
QC est comparé au débit de ruissellement Q ci-dessus.
4.3.3.7. Entretien et exploitation des ouvrages :
Les recommandations suivantes sont à prendre en compte au niveau de la conception
du projet :
• les ouvrages superficiels sont préférables aux ouvrages enterrés ;
• réduire autant que possible les différentes typologies des ouvrages ;
• ne pas descendre en dessous d’un diamètre de 600 mm pour les traversées
sous chaussée pour des raisons d’entretien et de décantation des eaux mais également
pour répondre à des problèmes de tassement. En effet, ces ouvrages qui reposent
généralement sur le terrain naturel, subissent des charges importantes (remblai, trafic,
...) et peuvent prendre des flèches ;
• en cas de débouché sur un talus enherbé, accompagner la chute par une
descente tuilée ;
• les traversées sous chaussées étant fortement sollicitées (charges statiques et
dynamiques) prévoir des tuyaux adaptés ;
• des regards visitables devront impérativement être posés sur le tracé ;
• l’implantation des ouvrages doit se faire avec le souci permanent de la sécurité
du personnel exploitant et en minimisant la gêne de l’usager.
4.3.3.8. Hauteur d’eau amont* (HAM) et vitesse d’écoulement
(Ve) dans les ouvrages hydrauliques :
Le niveau de la hauteur d’eau amont* doit être compatible avec le calage altimétrique
de l’infrastructure et l’aléa inondation. Dans tous les cas, la hauteur d’eau amont ne doit pas
excéder 1,2 fois la hauteur de l’ouvrage pour le débit de projet, pour les ouvrages d’ouverture
< 2 m.
Les vitesses doivent respecter les critères suivants vis-à-vis de la durabilité des
ouvrages :
• ouvrages en béton : >4 m/s ;
• ouvrages métalliques : >2,5 m/s ;
En cas d’impossibilité de satisfaire à ces conditions, il conviendra de prévoir des
dispositifs de protection.
Le tirant d’air correspond, en toute rigueur, à la hauteur libre entre la ligne d’eau et la
génératrice supérieure de l’ouvrage. Dans notre cas, il est mesuré par rapport à la hauteur
d’eau fictive
Pour une ouverture < 2,00 m : à apprécier en fonction de la nature du bassin versant.
Pour une ouverture > 2,00 m : TA de 0,50 à 1,50 m.
Le taux de remplissage de l’ouvrage hydraulique pour le débit de projet* ne doit
pas excéder 0,75.
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Page 37
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
TA
HAM
(Ye+HAM)/2
Où Ye – Niveau d’eau à l’ouverture et TA – Tirant d’air
4.3.3.9. Impact de l’ouvrage hydraulique :
L’exhaussement de la ligne d’eau en amont de l’ouvrage hydraulique par rapport à la
situation existante et la vitesse d’écoulement en sortie d’ouvrage sont à apprécier en fonction
des enjeux locaux. L’écoulement à surface libre dans l’ouvrage hydraulique doit être assuré
pour le débit de projet.
4.3.3.10. Implantation de l’ouvrage hydraulique :
En plan, l’ouvrage hydraulique est généralement implanté dans l’axe du lit mineur du
cours d’eau ; son ouverture doit être égale au moins à celle du lit mineur. Il peut néanmoins
être nécessaire de rectifier le tracé naturel de l’écoulement sous l’infrastructure pour réaliser
une traversée plus directe. Il s’agit de s’assurer de sa faisabilité tant sur le plan
environnemental que réglementaire. La continuité de l’écoulement hydraulique doit être
respectée et les zones sensibles à l’érosion doivent faire l’objet de protection.
En profil en long, le calage de l’ouvrage hydraulique de traversée est fortement
conditionné par la topographie du terrain naturel et des conditions d’écoulement (pente du lit).
Dans la mesure du possible, l’ouvrage hydraulique devra être calé suivant la pente du lit naturel
du cours d’eau
4.3.3.11. Ouvrages d’assainissement transversal (ponceau)
Quel que soit le type employé, les ponceaux doivent se conformer aux normes prévues
quant à l’alignement par rapport au cours d'eau, à la capacité, à la maîtrise des débris et à la
dissipation de l'énergie. Ils doivent tous remplir les fonctions suivantes:
- Le ponceau, doté de ses dispositifs d'entrée et de sortie particuliers, doit
efficacement assurer l'écoulement de l'eau, de la charge de fond et des débris
flottants, et cela quel que soit le débit.
- Il ne doit pas causer de dommages directs ou indirects aux biens.
- Il doit assurer un transport adéquat de l'eau, des débris et des sédiments sans
modifier de façon radicale le régime d'écoulement en amont ou en aval.
- Il doit être conçu de sorte qu’il soit possible d’apporter sans trop de difficultés
des améliorations au lit du cours d’eau et à la route.
- Il doit être conçu de manière à remplir sa fonction convenablement une fois le
remblai stabilisé.
- Il doit être conçu de manière à éviter l'accumulation d'eaux stagnantes à l’entrée,
qui peuvent provoquer des dommages aux biens, l'accumulation de sédiments,
l’engorgement des ponceaux, la saturation des remblais ou le dépôt
préjudiciable de débris en amont.
- Les ouvrages d'entrée doivent être conçus de manière à retenir les objets trop
gros pour passer à travers le ponceau, à réduire au minimum la perte de charge
à l’entrée, à utiliser au mieux la vitesse d'approche et à comporter aux besoins
des zones de transition et des rampes destinées à faciliter l’entrée dans le
ponceau.
[CPGU – GEO & ECO Consult-HYDROARCH
Page 38
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
-
La sortie doit être conçue de manière à rétablir un débit non érosif tolérable à
l’intérieur de l'emprise ou à une distance relativement courte du ponceau et à
résister à l’affouillement et au lessivage.
- Les dissipateurs d'énergie doivent être relativement auto nettoyables, faciles à
construire, économiques pendant les simples périodes de faible débit.
- L’alignement doit permettre à l’eau d'entrer et de sortir directement du ponceau.
Tout changement brutal de direction à l’une des extrémités retarde l'écoulement
et entraîne la formation de mares, une érosion plus ou moins intense ou
l'accumulation de débris à l’entrée du ponceau, Tous ces phénomènes peuvent
provoquer une défaillance. En pratique, le niveau d'un ponceau se confond
généralement avec celui du lit moyen du cours d'eau en amont et en aval de
l'ouvrage.
S’il existe déjà des routes dans le bassin versant, l'examen de l'état des ponceaux
existants fournit souvent les meilleurs indices en vue de déterminer le type et la dimension des
ouvrages de franchissement envisagés ainsi que les améliorations à apporter aux entrées et
aux sorties de ces ouvrages. Les ponceaux existants peuvent servir de "sections témoins" pour
l'évaluation du débit des cours d'eau dans de nombreux bassins.
Protections de l'entrée et de la sortie d'un ponceau par enrochement. Les roches
utilisées doivent d'ordinaire peser 20 kg ou plus et environ 50 pour cent d'entre elles doivent
avoir un volume supérieur à 0,1 m3. On peut aussi remplacer les roches par une couche de
sable cimenté (à raison d'une part de ciment pour quatre parts de sable).
Dans le cas de remblais élevés, les entrées peuvent être protégées en amont par un
enrochement jusqu'à la laisse des hautes eaux.
4.3.4. Ouvrage de franchissement :
4.3.4.1. Pont :
• Le nombre et les dimensionnements des ouvertures des ponts et d’autres ouvrages de
franchissement seront choisis en considération du minimum d’interférence par rapport à
l’écoulement naturel de la rivière.
• Les ponts et les autres ouvrages de franchissement et d’assainissement seront conçus
pour faciliter l’écoulement de l’eau et des sédiments
• Protection systématique contre les affouillements des culées des ponts et des autres
ouvrages de franchissement, fera partie intégrante du projet même des ouvrages.
Les dégâts constatés sur ce type d’ouvrage résultent le plus souvent d’un
environnement agressif au niveau des fondations et des appuis du fait des affouillements dans
le lit et l’érosion des berges. L’action de l’eau est donc fondamentale et il convient de prendre
les mesures nécessaires pour la prévenir :
• Procéder à une étude hydrologique détaillée du site, avec mesures de vitesse du
courant pour différents niveaux d’eau et différents points du profil en travers de la
rivière. Il faut rassembler et exploiter les données permettant d‘évaluer pour un cours
d’eau et pour diverses périodes de récurrence (5, 10, 20, 50, 100, 300 ans), les
caractéristiques des crues (cote du plan d’eau, vitesses du courant, débit)
Surélever le tirant d’air du pont par rapport aux PHEC ‘(Plus hautes eaux connues) lors
de la conception du pont. A titre indicatif, pour les petits ponts, il est recommandé de prévoir un
tirant d’air d’au moins égal à 1m. Mais ce procédé fait naturellement appel à la considération
des périodes de retour, objet de notre étude La recommandation sur le niveau de sécurité pour
une inondation de 1 sur 100 ans pour le pont dans son ensemble et 1 sur 300 ans pour le
tablier est raisonnable. Il en serait de même pour la surélévation d’environ 3 mètres avec des
routes d’approche appropriées et l’ajout d’un autre pont sur le côté droit, ou sa travée devrait
être élargie par la construction d’une nouvelle butée.
4.3.4.1.1. Protection des ouvrages de
franchissement :
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Page 39
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
L’affouillement est la principale sollicitation qui s’exerce sur les ouvrages de
franchissement. Il convient de ce fait d’assurer aux piles et aux culées, des protections
contre les affouillements. La meilleure solution consiste à réduire ceux-ci. Différentes
méthodes sont adoptées à cet effet et les recommandations suivantes sont à suivre :
- la limitation de la vitesse d’écoulement en faisant en sorte que les accès coupent le
moins possible le lit du cours d’eau à franchir et que les piles soient en petit nombre, de
dimensions réduites et de forme appropriée ;
- le choix d’une bonne disposition des piles en les mettant dans la direction du courant
(cas des ponts en biais) et en leur donnant des formes appropriées (avant-becs en
arcades ou en ogive, fûts circulaires…)
- L’utilisation du tapis d’enrochement pour remplir la fosse d’affouillement par des blocs
d’enrochement. Cette mesure réduit énormément les affouillements, voire
les
supprime.
Les risques potentiels que présente un remblai contigu à un ouvrage d’art sont
les suivants :
- Le tassement différentiel qui peut être important.
- La fissuration au niveau de la jonction du remblai et de l’ouvrage d’art.
Afin d’éviter ces risques il est nécessaire de respecter certaines dispositions
constructives concernant :
- la conception du remblai,
- le choix des matériaux,
- la mise en œuvre
4.3.4.1.2. La conception du remblai :
 prévoir une dalle de transition entre le remblai contigu et l’ouvrage d’art pour éviter la
fissuration au niveau de la jonction.
 assurer un bon assainissement au niveau de la jonction du remblai et de l’ouvrage pour
éviter la chute de portance et l’érosion du remblai, et sous la dalle de transition. Cet
assainissement peut être effectué en matériaux granulaires qui respectent la règle des
filtres vis à vis du matériau de remblai ou en matériaux géotextiles drainants et filtrants.
4.3.4.1.3. Choix des matériaux et du matériel :
Les remblais contigus doivent être soigneusement compactés. Il est donc nécessaire
d’assurer un bon compactage du remblai sans endommager l’ouvrage d’art. Ceci impose :
 d’éviter l’utilisation des compacteurs lourds.
 l’utilisation de matériaux qui se compactent facilement, qui soient peu ou pas plastiques pour
éviter les tassements par fluage et qui ne soient pas facilement érodables.
-
4.3.4.1.4.Mise en œuvre :
Le compactage des matériaux de remblais doit se faire :
en couches minces
à des teneurs en eau proches de l’optimum Proctor
On rappelle la recommandation sur le niveau de sécurité pour une inondation de 1 sur
100 ans pour le pont dans son ensemble et 1 sur 300 ans pour le tablier est raisonnable. Il en
serait de même pour la surélévation d’environ 3 mètres avec des routes d’approche
appropriées et l’ajout d’un autre pont sur le côté droit, ou sa travée devrait être élargie par la
construction d’une nouvelle butée.
4.3.4.1.5. Entretiens et suivi des ouvrages de
franchissement :
Le maintien du débouché hydraulique est une exigence impérative au voisinage de
l’ouvrage. Il consiste à éliminer la végétation arbustive qui se développerait dans le lit mineur
du cours d’eau et éventuellement dans le lit majeur ; si cette colonisation était de nature à
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Page 40
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
-
modifier significativement l’écoulement des crues, curer le lit du cours d’eau pour en éliminer
les atterrissements susceptibles de modifier l’équilibre des flux en débit normal.
Ces travaux d’entretien à fréquence au moins annuelle, doivent viser à éviter les
désordres tels que :
La formation d’atterrissements pérennes ;
-
L’apparition de dépôts de vases, sables ;
-
L’augmentation du débit sous certaines travées, par réduction sous d’autres.
Toute modification de la structure d’un pont qui conduirait à une modification temporaire
ou pérenne des conditions d’écoulement du cours d’eau, à quelque régime que ce soit, doit
faire l’objet d’une étude complète de l’impact de ces modifications.
Surveillance continue des fondations :
• Observation superficielle, mais régulière, qui doit être intensifiée au moment des crues
pour en relever les paramètres (cotes des lignes d’eau de part et d’autre de l’ouvrage,
étendue du plan d’eau, direction des courants, etc.),
• Visite annuelle de l’ouvrage à organiser en période de basses eaux pour en faciliter
autant que possible l’accès aux fondations,
• Inspection détaillée périodique (en principe quinquennale) qui relève de la compétence
d’une équipe spécialisée en fondations et ouvrages d’art, avec recours éventuel à une
visite subaquatique.
4.3.4.2. Radiers :
Les radiers seront construits le long de sections relativement stables où le fond et les
berges des cours d'eau présentent peu de signes d'érosion ou de dépôt excessif.
Si l’on est contraint d’utiliser un emplacement médiocre, il faut alors prêter une grande
attention au choix et au type de mesures de stabilisation et de protection des berges.
En général pour radiers RNT vitesse eau maximale inferieure à 7m/s
Figure F- 5 : Radiers consolidés par des gabions placés en aval (Megahan, 1977)
Le radier décrit ci-dessus peut être aussi remplacé par un remblai "consolidé" pourvu
d'un ponceau. Cette solution convient bien au franchissement des cours l'eau enclins à se
transformer en torrents. Le faible débit qui prévaut la plupart du temps s'accommode d'un dalot
de petit diamètre, alors que les crues éclairs occasionnelles ou les coulées de débris passent
simplement par-dessus la route. La surface du remblai doit être consolidée au moyen de béton
ou de grosses pierres susceptibles de résister à l'énorme énergie cinétique engendrée par les
crues ou les torrents. Le tracé du profil en long de l'ouvrage, tout comme celui d'un radier
ordinaire, doit inclure une pente en sens inverse.
[CPGU – GEO & ECO Consult-HYDROARCH
Page 41
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
Figure F- 6 : Les ouvrages de franchissement en remblai consolidé sont particulièrement bien
adaptés aux cours d’eau enclins à se transformer en torrents ou en coulées de débris
(Amimoto, 1978)
4.3.4.3. Appontement de bac :
A Madagascar, jusqu’à maintenant, l’utilisation des bacs peut durer plusieurs dizaines
d’années avant la décision de construire un pont. C’est pourquoi les appontements de bacs doit
être conçus comme un ouvrage définitif.
Ce type d’ouvrage doit permettre l’accostage du bac. On ne peut pas le rehausser pour
éviter la submersion, sinon cet accostage n’est pas possible
L’étude hydraulique donne l’amplitude des variations de la hauteur d’eau selon les
saisons et avec les études géotechniques des rives, le projeteur fixera le dimensionnement de
l’ouvrage. Suivant la hauteur d’eau pendant une inondation, l’ouvrage pourra être submergé
sans subir d’importants dommages
Suivant les variations de la hauteur d’eau, prévoir deux, ou plus, appontements sur
chaque rive pour pouvoir faire fonctionner les bacs toute l’année.
La conception des appontements en tant qu’ouvrages doit tenir compte de tous les
éléments indispensables : études hydrauliques du cours d’eau, études géotechniques des
rives, zone d’appartenance des bassins versants traversés par le cours d’eau.
La période de retour des inondations à considérer est celle de 50 ans.
Ils seront implantés dans un alignement droit du cours d’eau, suffisamment loin d’une
courbe et des obstacles tels que les bancs de sable, les seuils rocheux et les rapides.
Il faut éviter que l’appontement soit un obstacle pour l’écoulement des eaux
Les appontements seront construits le long de sections relativement stables où le fond
et les berges des cours d'eau présentent peu de signes d'érosion ou de dépôt excessif.
Si l’on est contraint d’utiliser un emplacement médiocre, il faut alors prêter une grande
attention au choix et au type de mesures de stabilisation et de protection des berges.
Prévoir la protection contre les affouillements en réalisant un tapis d’enrochements.
Prévoir une plate-forme pour la mise en place d’une pelle mécanique servant pour le
dragage, périodique en fonction de la vitesse de sédimentation et celle de l’ensablement, pour
éviter tout problème de bouchage éventuel de l’embouchure.
[CPGU – GEO & ECO Consult-HYDROARCH
Page 42
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
Remarque : Ci-dessous des tableaux indiquant les protections contre les dégâts liés aux
inondations.
Tableau T. 6 : Protections dégâts liés aux inondations -Talus de déblaiType de
N°
protectio Observations
Croquis
Procède de protection
n
Action sur le
ruissellement
- Pour le
dimensionnement
Si les sols de surface sont
Fossé de
minimal se référer
peu érodables et peu
crête en
1
au tableau 4.1
perméables
terre
-
2
Fossé de
crête
revêtu
Sols de surface érodables
et perméables
3
4
5
Talus à
redans
Fossés
longitudinaux
Descente
d’eau
-Talus de grande hauteur
-Dans certains cas on est
amené à donner une
pente transversale à
redans qui peut être
dirigée soit vers l’intérieur,
soit vers l’extérieur suivant
les sols. Si la pente est
dirigée vers l’intérieur, il
convient d’assurer
l’écoulement longitudinal
des eaux
-Talus de grande hauteur
à pente relativement
douce, entretien difficile.
-Emploi assez
exceptionnel
Voir procédé
[CPGU – GEO & ECO Consult-HYDROARCH
Profil en
deblai et
profil mixte
Utilisation de
géotextile
Action sur le
ruissellement
- Pour le
dimensionnement
minimal se référer
au tableau 4.1
-
Profil en
deblai et
profil mixte
Utilisation de
géotextile
Action sur le
ruissellement
- Pour le
dimensionnement
minimal se référer
au tableau 4.1
-
Profil en
deblai et
profil mixte
Utilisation de
géotextile
Action sur le
ruissellement
- Pour le
dimensionnement
minimal se référer
au tableau 4.1
-
Profil en
deblai et
profil mixte
Utilisation de
géotextile
Action sur le
ruissellement
- Pour le
dimensionnement
minimal se référer
au tableau 4.1
-
Profils
type
Profil en
deblai et
profil mixte
Utilisation de
Page 43
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
géotextile
6
Talus très
raides
Déblai n’excédant pas 5m.
Sols suffisamment
cohésifs.
Action sur le
ruissellement
- Pour le
dimensionnement
minimal se référer
au tableau 4.1
-
Profil en
deblai et
profil mixte
Utilisation de
géotextile
Nota : Les procédés 1 à 4 sont valables si les éboulements ne sont pas à craindre.
Recommandations : Prévoir en tout état de cause la protection des exutoires pour éviter l’érosion
régressive.
Tableau T. 7 : Protections des dégâts liés aux inondations – Talus de remblai
Type de
N° protectio
Observations
Croquis
Procède de protection
n
Action sur le
ruissellement
- Pour le
Banquette en latérite,
Banquette
dimensionnement
matériaux graveleux,
en
minimal se référer
argileux ou enrobés pour
7
matériaux
au tableau 4.1
chaussée de première
cohérents
catégorie.
- Utilisation de
géotextile
8
9
10
Descente
d’eau
Si le remblai est long,
prévoir des descentes
d’eau tous les 50m en
moyenne (voir procédé
24).
Le remblai hors profil
permet un meilleur
Remblai
compactage de sols qui se
excédentai
trouvent en surface de
re
talus après enlèvement de
ce remblai excédentaire
Terre
végétale
plantation
Herbes en touffes
Plaques de gazon
[CPGU – GEO & ECO Consult-HYDROARCH
Action sur le
ruissellement
- Pour le
dimensionnement
minimal se référer
au tableau 4.1
-
Profil en
remblai
et
profil
mixte
Profil en
remblai
et
profil
mixte
Utilisation de
géotextile
Action surla résistance du
sol
- Pour le
dimensionnement
minimal se référer
au tableau 4.1
-
Profils
type
Profil en
remblai
et
profil
mixte
Utilisation de
géotextile
Action sur le
ruissellement
Pour le dimensionnement
minimal se référer au
tableau 4.1
Profil en
remblai
et
profil
mixte
Page 44
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
11
12
13
14
Fascinage
Engazonnement
accéléré
Film protecteur
généralement émulsion de
bitume
Utilisation
des grilles
plastiques
Structure en nid d’abeilles
Les alvéoles sont remplies
de terre, sable ou graviers
et peuvent être
engazonnées
Perrés ou
maçonnés
Protection de points
localisés particulièrement
vulnérables. Exemple :
accès aux ouvrages d’art
ou aux déblais dans roche
très altérables. On utilise
quelquefois un matériau
graveleux
Action sur le
ruissellement
Pour le dimensionnement
minimal se référer au
tableau 4.1
Action sur le
ruissellement
Pour le dimensionnement
minimal se référer au
tableau 4.1
Profil en
remblai
et
profil
mixte
Profil en
remblai
et
profil
mixte
Action sur le
ruissellement
Pour le dimensionnement
minimal se référer au
tableau 4.1
Profil en
remblai
et
profil
mixte
Action sur le
ruissellement
Pour le dimensionnement
minimal se référer au
tableau 4.1
Tableau T. 8 : Protections dégâts liés aux inondations – Plate-forme
Type de
N°
protectio
Observations
Croquis
Procède de protection
n
Fossés
En général triangulaire
Action sur le
longitudin
pour entretien à la
ruissellement
niveleuse, si sol érodable
15 aux
Utilisation de géotextile
Voir procédé 19 à 22
16
17
18
Saignée
latérale
A déconseiller
Dangereux et difficile pour
l’entretien
Accoteme
ntscouche
de
matériaux
non
érodables.
La couche doit être
étendue et compactée sur
toute la largeur de
l’accotement. Si les
matériaux conviennent,
prolonger le corps de
chaussée sur tout
l’accotement
On choisira la solution
selon les risques d’érosion
et la classe de la route
Imprégnati
on
+sablage
ou
monocouc
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Action sur le
ruissellement
Action sur la résistance
du sol
Action sur le
ruissellement
Profil en
remblai
et
profil
mixte
Profils
type
Profil en
deblai et
profil
mixte
Profil en
deblai et
profil
mixte
Profil en
deblai et
profil
mixte
Profil en
remblai,
deblai et
profil
mixte
Page 45
GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
he
Tableau T. 9 : Protections dégâts liés aux inondations «l’érosion des fossés »
Type de
N°
Observations
Croquis
Procède de protection
protection
Exutoires
L’espacement maximal
recommandé est de 200m,
mais peut descendre à
30m si conditions très
difficiles.
Côté déblai faire des
traversées sous
chaussées.
Action sur le
ruissellement
20
Fascinage
-Barrages en pierres
-Barrage en
rondins…diminuant la
vitesse d’écoulement.
Action sur le
ruissellement
21
Fossés
gazonnés
Fossés larges et plats
avec herbe rase
Action sur la résistancedu
sol
Fossés
empierrés
Sol-ciment, béton, blocs
préfabriqués. A utiliser
dans les zones très
érodables et pour des
fortes pentes.
Action sur le
ruissellement
Fossés
revêtus
A utiliser dans les zones
très érodables et pour des
fortes pentes.
19
22
23
[CPGU – GEO & ECO Consult-HYDROARCH
Profils
type
Action sur le
ruissellement
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GUIDE DE PROTECTION ROUTIERE CONTRE L’INONDATION A MADAGASCAR
Tableau T. 10 : Protections dégâts liés aux inondations«l’érosion des descentes d’eau, buse et
dalot »
DESCENTE D’EAU
N°
Type de
protection
Observations
24
-Plaque de
gazons
-Demi-fûts
-Demibuses
-Blocs
préfabriqué
s
-Béton
En remblai prévoir un
emboîtement des
éléments pour encaisser
les tassements de celuici
Croquis
Profils
type
Procède de protection
Action sur le
ruissellement
BUSES ET DALOTS
N°
Type
de
Observations
protection
2
Parafouille
amont et
aval
26
Protection
de la sortie
aval
(bétonnage,
gabions ou
blocages)
Croquis
Si la pente du
terrain naturel en
aval de l’ouvrage
est élevée pour
éviter les
phénomènes
d’érosion
régressive
[CPGU – GEO & ECO Consult-HYDROARCH
Procède
protection
de
Profils type
Action sur le
ruissellement
Action sur le
ruissellement
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OBSERVATIONS
-
Si la pratique habituelle à Madagascar a été de concevoir des infrastructures sur la base d’une durée de vie de 50 ans pour résister à une
inondation, de par le processus d’une évaluation JDLNA de la Banque Mondiale qui a permis l’intégration progressive de solutions pour la
réduction des risques dans les stratégies sectorielles de réhabilitation et de relèvement après passage des cyclones, en particulier, par rapport aux
caractéristiques physiques des zones de Madagascar, le choix de la période de retour de 100 ans, recommandée par la Banque Mondiale,
conforme également aux Eurocodes, se justifie.
-
Pour déterminer les niveaux de sécurité, les données de suivi doivent être analysées à l’aide de concepts statistiques et probabilistes.
•
Selon le tableau 74 du rapport JDLNA de la Banque Mondiale sus cité,
•
Vu les prescriptions ˝ SUIVI ˝ du GPRCIM, avec une expertise et un archivage des bases de données sur les dégâts liés à l’inondation,
nous avons des Indicateurs Objectivement Vérifiables (IOV) en considérant
les différents paramètres dans cette étude tels que le choix des pentes par
rapport à la vitesse de l’eau, les types de protection respectifs pour chaque
ouvrage, le respect de la période de retour, la surélévation du tirant d’air du
pont par rapport aux PHEC et par rapport aux voies d’accès appropriées, …
A ces IOV s’ajoutent :

la réduction du nombre d’éboulements et d’érosions par rapport à ceux d’avant l’application des recommandations normatives

la suppression ou la réduction du nombre de ponts qui s’écroulent

la réduction des buses et dalots emportés

l’augmentation des temps d’intervention en matière de réhabilitation
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
diminution des coûts d’entretien suite à la résistance de l’infrastructure à l’inondation
Pour évaluer l’efficience des mesures préconisées il est nécessaire de mettre en place un système permanent de suivi et
évaluation.
Tableau T. 11 : Raisons fréquentes ayant participé à l’écroulement des infrastructures
Infrastructure
Mauvaise
Manque
Sédimentation
conception
d entretien
%
%
%
Ponts
0 à 10
20 à 40
Digues
0
0 à 20
25 à 60
Barrages et
0
20 à 80
80 à 20
déversoir
Radiers
0
100
0
Source : Rapport JDLNA de la Banque Mondiale 2008
-
Cyclones
%
90 à 50
75 à 20
0
0
Aussi, avec une réduction presque totale des risques en considérant les recommandations au niveau de la conception, des différentes phases du
projet, de l’exécution, de l’entretien et du suivi, développées dans GPRCIM, mais compte tenu de l’évolution des phénomènes extrêmes dus aux
cyclones et au changement climatique, l’application de cette norme avec la responsabilité civile du Bureau d’études, on peut estimer une
amélioration, à long terme, de l’ordre de 75% sur le risque apporté par l’application du GPRCIM. Cette valeur a été obtenue par une méthode
d’évaluation statistique et semi-probabiliste. Dans les calculs on introduit, d’une part, des valeurs caractéristiques des degâts-types liés aux
inondations dus à divers évènements possibles (tels cyclones, changement climatique, fortes précipitations, mal entretien, . . .), valeurs obtenues
en utilisant des méthodes probabilistes, d’autre part, des coefficients partiels de sécurité appliqués à ces valeurs. Les coefficients dépendent de la
combinaison des évènements, de l’ouvrage étudié et d’un état limite de résistance comme pour l’Eurocode.
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L’évaluation du gain prendra alors en compte l’investissement correspondant à l’application du Guide et l’amortissement provenant de la
réduction des coûts de réparation des dégâts, pertes et dommages générés par les catastrophes, sans compter les gains induits par les activités
économiques non interrompues.
Avec : - p(Σ γFiFji ) : coût de l’ouvrage i.e. capital investi,
- pr( f/ γk ) : réduction des coûts de réparation,
le gain s’exprimera par :
G=100*pr/p tels que :

Fi : évènement provoquant l’inondation,

γFi : coefficient de majoration affecté à Fi,

i : nombre d’évènements,

j : type d’évènement (courant ou extra),

f : résistance de l’ouvrage ou de l’élément considéré,

γk
(>1) :
coefficient
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partiel
de
sécurité
vis-à-vis
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des
matériaux
ou
des
éléments
considérés.
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