OFPPT ROYAUME DU MAROC RESUME THEORIQUE & GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES TRAVAUX PUBLICS PROJET ROUTIER MODULE N 16 SECTEUR :

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1 OFPPT ROYAUME DU MAROC Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail DIRECTION RECHERCHE ET INGENIERIE DE FORMATION RESUME THEORIQUE & GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES MODULE N 16 TRAVAUX PUBLICS PROJET ROUTIER SECTEUR : BTP SPECIALITE : TECHNICIEN SPECIALISE GEOMETRE TOPOGRAPHE NIVEAU : TECHNICIEN SPECIALISE Juin 2005

2 REMERCIEMENTS La DRIF remercie les personnes qui ont contribué à l élaboration du présent document. Pour la supervision : M. Khalid BAROUTI Chef projet BTP Mme Najat IGGOUT Directeur du CDC BTP M. Abdelaziz EL ADAOUI Chef de Pôle Bâtiment Pour la conception : M. Pavel Tsvetanov Formateur animateur CDC/BTP Pour la validation : M. Pavel Tsvetanov Formateur animateur CDC/BTP Les utilisateurs de ce document sont invités à communiquer à la DRIF toutes les remarques et suggestions afin de les prendre en considération pour l enrichissement et l amélioration de ce programme. DRIF

3 SOMMAIRE PRESENTATION DU MODULE RESUME DE THEORIE I. TRACÉ DE ROUTE 1. TERMINOLOGIE ROUTIÉR 1.1. PH SES SUCCESIVES DE L ÉTUDE D UN TRACÉ DE ROUTE 2. RACCORDEMENTS CIRCULAIRES 2.1. RACCORDEMENTS SIMPLE 2.2. RACCORDEMENTS COMPOSÉS 2.3. RACCORDEMENTS A INFLECTION 2.4. PIQUETAGE DES RACCORDEMENTS CIRCULAIRES 2.5. CONTRÔLE DES IMPLANTATIONS 3. RACCORDEMENTS ROUTIERS 3.1. CARACTÉRISTIQUES GÉNÉRALES DES RACCORDEMENTS ROUTIERS 3.2. RACCORDEMENTS PROGRESSIF 3.3. RACCORDEMENT EN PROFIL EN LONG 4. TERRASSEMENT D UN PROJET ROUTIER 4.1. LEVER DU TERRAIN NATUREL 4.2. IMPLANTATION DES TERRASSEMENT II. PROFILS ET CUBATURES 1. COURBES DE NIVEAU 1.1. DÉFINITIONS 1.2. PRINCIPE DE L IMPLANTATION 1.3. LEVER DE COURBES DE NIVEAU 1.4. REPORT DE COURBES DE NIVEAU 1.5. APPLICATIONS AU TRACÉ DE PROFILS EN LONG ET EN TRAVERS 1.6. DEGITALISATION DE COURBES DE NIVEAU 2. PROFIL EN LONG ET EN TRAVERS 2.1. DÉFINITIONS 2.2. LE PROFIL EN LONG 2.3. LE PROFIL EN TRAVERS 2.4. APPLICATION 2.5. CALCUL DE CUBATURES GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUE EVALUATION DE FIN DE MODULE III. LISTE BIBLIOGRAPHIQUE 3

4 Durée : 120 H OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT COMPORTEMENT ATTENDU Pour démontrer sa compétence, le stagiaire doit appliquer ses connaissances en Topographie pour les mesures sur terrain des profils en long et en travers,pour l implantation et pour les calculs et dessin,selon les conditions,les critères et les précisions qui suivent. CONDITIONS D EVALUATION Manière de travailler individuel et en groupe sur le terrain Connaissances et exactitude de travail dans le bureau Analyse et évaluation de projet CRITERES GENERAUX DE PERFORMANCE Organisation des travaux Planning pour le développement de chaque travail Besoin des instruments et appareils topographiques pour chaque opération Carnets et croquis pour le travail sur terrain Travaux pour les mesures des profils en long et en travers sur le terrain Calculs et dessin Note explicative pour les diverses opérations Présentation de projet,évaluation et analyse 4

5 PRECISIONS SUR LE COMPORTEMENT ATTENDU 1. Organisation des travaux CRITERES PARTICULAIRS DE PERFORMANCE Planning pour les diverses opérations Liste avec les instruments et les appareils topographiques Carnets,piquets e t c. Schéma préliminaire pour le projet 2. Travaux sur le terrain 3. Travaux dans le bureau 4. Analyse et soutenance de projet Implantation des points pour le profil en long et les profils en travers Recherche d une borne N G M Mesures topographiques pour les profils Carnet eléctronique pour les mesures Contrôle pour les mesures Travail sur l ordinateur pour les données de carnet eléctronique Travaux avec des programmes pour les divers solutions de la route Calcul des profils et dessin sur l ordinateur Calculs pour les volumes terrestres en deblai et en remblai necessaires pour réalisation de la route Préparation des dessins et la documentation Note explicative pour les divers opérations Présentation du projet Explication pour les divers phases Méthode d implantation du projet Questions et reponses 5

6 OBJECTIFS OPERATIONNELS DE SECOND NIVEAU Le stagiaire doit maîtriser les savoirs, savoir faire, savoir percevoir ou savoir être jugés préalables aux apprentissages directement requis pour l atteinte de l objectif de premier niveau, tels que : Avant d apprendre à 1 : 1. Savoir maîtriser «Techniques d organisation et de gestion» 2. Savoir choisir le meilleur équipement pour les travaux sur le terrain 3. Savoir travailler avec les divers appareils Avant d apprendre à 2 : 1. Connaissances pour réalisation d un profil en long et des profils en travers sur le terrain 2. Savoir déterminer le point du départ pour les profils 3. Savoir faire un croquis et de remplir le carnet 4. Savoir organiser un travail effectif sur le terrain 5. Savoir contrôler les diverses étapes de travail Avant d apprendre à 3 : 1. Savoir travailler avec le carnet électronique sur l ordinateur 2. Savoir effectuer un programme pour les routes 3. Savoir choisir la meilleure solution pour les volumes terrestres 4. Savoir dessiner sur l ordinateur 5. Savoir composer une note explicative pour les travaux du projet Avant d apprendre à 4 : 1. Savoir exprimer les méthodes topographiques pour un projet routier 2. Savoir exprimer les travaux sur l ordinateur 3. Savoir démontrer les compétences techniques 6

7 PRESENTATION DU MODULE Le module :«TRAVAUX PUBLICS PROJET ROUTIER» s apprend pendant la quatrième semestre de formation, donc dans la deuxième année de formation. Il est dispensé en 120 heures. Le module 16 consiste à doter le géomètre topographe avec des connaissances pour les mesures sur terrain destinés pour élaboration d une projet routier et son implantation sur terrain dans la réalisation des travaux en construction sur le chantier ou bien dans élaboration des études dans un bureau d étude. Le module a été élaboré en deux parties : Résumé de théorie et Guide de travaux avec des beaucoup d exemples pour les travaux pratique. 7

8 TRAVAUX PUBLICS PROJET ROUTIER RESUMÉ DE THEORIE 8

9 I. TRACÉ DE ROUTE 1. TERMINOLOGIE ROUTIÈRE 9

10 1.1. PHASES SUCCESIVES DE L ÉTUDE D UN TRACÉ DE ROUTE 10

11 2. RACCORDEMENTS CIRCULAIRES 11

12 Les raccordements circulaires se trouvent principalement dans les projets routiers mais également dans les bâtiments courants, pour l implantation de voiles courbes par exemple ; les exemples choisis sont toutefois essentiellement issus des raccordements routiers Raccordements circulaires simples Un raccordement circulaire simple est un arc de cercle TT tangent à deux alignements droits ST et ST (fig ). Le point S est le sommet du raccordement ; il est l intersection des deux alignements droits. Les alignements étant connus, le point S ainsi que l angle g sont connus. T et T sont les points de tangence. Deux cas de figure peuvent se présenter : soit le rayon R de raccordement est connu : il est choisi lors du projet et dépend de la catégorie de la route soit on impose un point de passage P pour ce raccordement, le franchissement d un obstacle, rivière ou chemin de fer par exemple. Le rayon R est alors calculé de sorte que le raccordement passe par P. Dans le cas le plus courant, R est connu. Les alignements ST et ST étant aussi connus, on construit le point S d intersection et l on reporte les distances horizontales calculées ST et ST ; on procède ensuite au piquetage de plusieurs points de l arc. ST = ST = R x cotan (γ/2) SO = R / sin(γ/2) Si le centre O du cercle est accessible, on peut, le stationner et piqueter l arc de cercle. 12

13 13

14 2.2. Raccordements circulaires composés R 1 et R 2, ST 1,(ou ST 2 ) et γ sont connus 14

15 R 1 (ou R 2 ), ST 1, ST 2 et γ sont connus 15

16 Exercice 16

17 2.3. Raccordements circulaires à inflexion On utilise aussi le terme de raccordement circulaire renversé Raccordement entre deux alignements parallèles Raccordement entre deux alignements quelconques 17

18 Raccordements circulaires renversés 18

19 Application Calculez les éléments d implantation du raccordement (fig ) ayant les caractéristiques suivantes : ST 1 = 480 m, ST 2 = 1000 m et g = 70,000 gon. Le rayon du premier raccordement est R 1 = 200 m. Solution En appliquant les formules des paragraphes et 2.3.2, on trouve a 2 = 92,5307 gon ; d où α 1 = 162,5307 gon (car dans cet exemple α 2 = α 1 - γ) ; donc R 2 = 408,064 m. Si l on arrondit le rayon R 2 à 408,00 m, on calcule de nouveau ST 2 = 999,94 m Piquetage des raccordements circulaires Pour effectuer ce type de piquetage, différentes techniques sont possibles suivant la visibilité, l accessibilité des points, suivant le matériel disponible et la précision recherchée. Toutes les méthodes ne sont pas abordées car, actuellement, au regard du prix des premières stations totales, l implantation en coordonnées cartésiennes se généralise Implantation au ruban et à l équerre optique Ces implantations peuvent être réalisées uniquement avec un ruban, donc en terrain régulier, à peu près horizontal, et éventuellement avec une équerre optique. Triangles semblables 19

20 Exemple de piquetage Abscisses et ordonnées sur la tangent 20

21 Exemple de piquetage 21

22 Abscisses et ordonnées sur la corde Exemple de piquetage Piquetage par cordes et flèches 22

23 Exemple Implantations au théodolite Les méthodes décrites ci-après sont adaptées au théodolite mécanique ou électronique (avec ou sans IMEL) Piquetage par intersection (biangulation) 23

24 Implantation en coordonnées polaires 24

25 Exemple de piquetage Implantation de proche en proche 25

26 Implantation en coordonnées rectangulaires Piquetage de courbes par coordonnées calculées 26

27 2.5. Contrôle des implantations 27

28 3. RACCORDEUMENTS ROUTIERS 3.1. Caractéristiques générales des raccordements routiers Terminologie routière 28

29 La convention de notion des pentes de talus est la suivante : une pente de1/3 signifie 1m en horizontal pour 3 m en vertical Paramètres fondamentaux des projets routiers Différentes catégories 29

30 Paramètres cinématiques Tracé en plan 30

31 Profil en long Raccordements progressifs : clothoïdes 31

32 3.2. Raccordements progressif Propriétés de la clothoïdes 32

33 Équation paramétrique d une clothoïdes 33

34 Coordonnées d un point d une clothoïdes 34

35 Coordonnées polaires d un pont d une clothoïdes 35

36 Clotoïde symétrique 36

37 Raccordement entre deux arcs circulaires Cercle osculateur d une clothoïdes 37

38 Distance entre les centres C et C Calcul de la différence d abscisses curvilignes t entre C et C 38

39 Paramètre A et longueur L de la clothoïdes de raccordement Détermination et piquetage de la clothoïdes Raccordement entre un alignement et un arc de cercle 39

40 40

41 Raccordement entre deux cercles 41

42 Applications Raccordement entre deux alignements 42

43 43

44 44

45 45

46 Raccordement entre deux cercles 46

47 47

48 48

49 Variation progressive du dévers 49

50 3.3. Raccordement en profil en long Raccordement théorique 50

51 Propriétés de la parabole 51

52 52

53 Implantation du raccordement en profil en long 53

54 Piquetage de pentes 54

55 55

56 Application 56

57 57

58 58

59 4. TERRASSEMENT D UN PROJET ROUTIER 4.1. Lever du terrain naturel 59

60 4.2. Implantation des terrassements Implantation des points d entrée en terre réels 60

61 61

62 Pose des gabarits de talutage 62

63 63

64 II. PROFILS, CUBATURES 1. COURBES DE NIVEAU 1.1. Définitions 64

65 65

66 1.2. Principe de l implantation 66

67 1.3. Lever de courbes de niveau 1.4. Report de courbes de niveau Report manuel 67

68 68

69 Report automatique 69

70 1.5. Applications au tracé de profils en long et en travers 70

71 71

72 1.6. Digitalisation de courbes de niveau 72

73 Utilisation de la digitalisation Digitalisation des courbes de niveau 73

74 2. PROFIL EN LONG ET EN TRAVERS 2.1. Définitions 74

75 2.2. Le profil en long 75

76 76

77 2.3. Le profil en travers 77

78 78

79 2.4. Application 79

80 Préparation du dessin Dessin du profil en long du terrain naturel 80

81 Choix du tracé du profil en long du projet 81

82 Positionnement du profil du projet sur le terrain naturel et lecture des points caractéristiques 82

83 Dessin du profil complet en espace papier 83

84 Dessin d un profil en travers 84

85 85

86 86

87 2.5. Calcul de cubatures calcul des volumes couchés Calcul approché par moyenne des aires 87

88 88

89 Cas particuliers des virages à forte courbure 89

90 90

91 TRAVAUX PUBLICS PROJET ROUTIER GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES 91

92 1. Travail pratique n 1 92

93 2. Travail pratique n 2 93

94 3.Travail pratique n 3 94

95 4.Travail pratique n 4 Selon la densité des points à implanter sur la courbe circulaire, on choisit un angle γ arbitraire, généralement 10gr, et ses multiples 2γ, 3γ,etc. Fig

96 5.Travail pratique n 5 96

97 6. Travail pratique n 6 97

98 7. Travail pratique n 7 98

99 8. Travail pratique n 8 9. Travail pratique n 9 Interpolation des courbes de niveau. 99

100 100

101 10. Travail pratique n 10 Interpolation des courbes de niveau. Méthode graphique 101

102 102

103 TRAVAUX PUBLICS PROJET ROUTIER EVALUATION DE FIN DE MODULE 103

104 Filière : Géomètre topographe TP (APC) Niveau : Technicien Spécialisé Durée : 4 h Epreuve : Théorique Barème : /40 1. Soit à calculer le volume de l excavation pour la construction d une auto route selon le schéma ci-dessous : /25 On vous donne les profils P 1, P 2 et P 3, que vous devez compléter, par le calcul de la hauteur de terrassement de chaque point. /5 104

105 . /5 /5 Total : /40 105

106 III. LISTE BIBLIOGRAPHIQUE AUTEUR TITLE EDITION SERGE MILLES et JEAN LAGOFUN MICHEL BRABANT TOPOGRAPHIE ET TOPOMETRIE 1999 MODERNES MAÎTRISER LA TOPOGRAPHIE DES OBSERVATION AU PLAN