CONCEPTION GEOMETRIQUE ET STRUCTURELLE DES ROUTES Côte d’Ivoire

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1 XVIE ASSISE DE l’ASSOCIATION DES GESTIONNAIRES ET PARTENAIRES AFRICAINS DE LA ROUTE (AGEPAR)
CONCEPTION GEOMETRIQUE ET STRUCTURELLE DES ROUTES Côte d’Ivoire Yamoussoukro, du 28 août au 01 septembre 2016 Par Dr KOUASSI Paulin Conseiller Technique, LBTP Côte d’Ivoire 18/09/2018

2 PLAN DE LA PRESENTATION
INTRODUCTION CONCEPTION GÉOMÉTRIQUE DES ROUTES CONCEPTION DES STRUCTURES DE CHAUSSÉES CONCLUSION 18/09/2018

3 INTRODUCTION La conception des infrastructures routières repose sur des référentiels consensuels conçus avec l’appui des différents acteurs du secteur. L’environnement de la conception routière en Côte d’Ivoire est caractérisé par une absence de référentiels propres pour la conception géométrique des chaussées. Concernant la conception structurelle par contre, des efforts ont été faits par le LBTP pour produire des référentiels. Ceux-ci sont quelquefois peu connus de certains acteurs. La présente communication vise à présenter les principales orientations de la conception routière en Côte d’Ivoire et à suggérer des pistes pour améliorer la durabilité des chaussées. 18/09/2018

4 INTRODUCTION La figure ci-après qui donne des statistiques sur les victimes des accidents de la Route devra permettre une prise de conscience des africains, surtout des ingénieurs africains sur l’importance de la conception géométrique et de l’état structural des routes. 18/09/2018 18/09/2018 Source : 4

5 1 Conception géométrique des routes
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Le patrimoine routier de la Côte d’Ivoire Le réseau routier ivoirien estimé à km en 2016 et comprend 6618 km de routes bitumées dont 244 km d’autoroute (y compris l’autoroute d’Abidjan à Grand-Bassam), 75 400 km de routes en terre. Ce réseau demeure l’épine dorsale du développement et de l’ensemble des secteurs économiques. L’Etat ivoirien a consenti des efforts considérables pour accroître son réseau routier, faisant de celui-ci le plus important de la sous-région Ouest africaine. Si la répartition du réseau de routes en terre est relativement homogène sur l’ensemble du territoire national, le réseau bitumé est, par contre, essentiellement dirigé Sud-Nord et très peu développé dans le sens Est-Ouest. Il est relativement dense au Sud du Pays et de faible densité au Nord. Du point de vue de la conception géométrique, la plupart des routes en terre présente des caractéristiques définitives et leur aménagement ne nécessite pas d’importantes modifications. 18/09/2018

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Règle de conception géométrique La règle de conception géométrique adoptée à ce jour en Côte d’Ivoire consiste à appliquer dans les instructions techniques françaises suivantes : pour les routes interurbaines : ARP (anciennement ICTARN) pour les autoroutes : ICTAAL 2000 pour les voies rapides urbaines : ICTAVRU Pour les pentes des talus, un guide a été élaboré par le LBTP. LBTP [1983] : recommandation pour le choix des pentes de déblais routiers et des systèmes de lutte contre l’érosion 18/09/2018

8 ASPECTS REGLEMENTAIRES DE LA CONCEPTION DANS L’UEMOA
1 Conception géométrique des routes ASPECTS REGLEMENTAIRES DE LA CONCEPTION DANS L’UEMOA Les normes sont disparates dans l’espace UEMOA pour la conception des chaussées et cette organisation s’efforce à produire des règlements et directives pour orienter, au plan technique, les Etats. Celles-ci ne sont pas toujours connus par les projeteurs routiers. On peut citer, entre autres : Le règlement n°08/2009/cm/UEMOA portant adoption du statut du réseau routier communautaire de l’UEMOA et de ses modalités de gestion la Directive n°12/2009/cm/UEMOA portant institution d’un schéma harmoniser de gestion de la sécurité routière dans les états membres de L’UEMOA, etc. 18/09/2018

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Règles de conception géométrique appliqués La géométrie routière concerne aussi bien le tracé en plan que le profil en long et le profil en travers. L’application des règles sur les deux premiers points ne pose aucun problème majeur d’autant plus que les caractéristiques retenues dépendent de la vitesse de référence choisie. 18/09/2018

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Règle de conception géométrique En profil en travers : le principe est d’adopter une chaussée de 2x1 voie de largeur totale 7,4 m, et un accotement de 1,8 m en rase campagne et 2,30 m en section urbaine. L’expérience montre que l’adoption de ces profils est bénéfique à moyen et long terme, surtout que les travaux de renforcement ne nécessitent aucun élargissement de la chaussée en place et peuvent s’avérer plus économiques. La tendance actuelle est de réduire la chaussée à 7 m avec un accotement de 1,5 m. 18/09/2018

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Règle de conception géométrique Exemple de profil en travers type 18/09/2018

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Règle de conception géométrique Bitumage des routes en terre à caractéristiques définitives Les routes en terre à caractéristiques définitives sont des routes pour lesquelles les paramètres de conception respectent la vitesse de référence généralement admise pour cette catégorie de routes (60 km/h). Les ouvrages sur ces routes sont généralement conçus et réalisés selon les mêmes règles de durabilité que les projets neufs. 18/09/2018

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Défis de la conception géométrique La principale difficulté rencontrée sur les routes en terre à caractéristiques définitives réside dans le calage de l’axe en plan. En effet, les problèmes d’archivage des documents physiques et l’évolution des logiciels de conception ne permettent toujours pas de retrouver l’axe en plan retenu lors du projet initial. Dans ces conditions, des propositions sont faites en bureau d’études et affinées par le projeteur à partir de visites sur site. 18/09/2018

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Défis de la conception géométrique Cas des renforcements de chaussées Cette même difficulté apparaît également lors des travaux de renforcement de chaussée. Dans ce cas de figure, un écart peut se présenter entre l’axe de la route existante et l’axe résultant du levé topographique effectué lors de l’étude du renforcement de chaussée. Les problèmes liés au modèle numérique de terrain généré à l’issue du levé topographique peuvent mettre en exergue des écarts quelquefois importants entre la configuration observable in situ et celle donnée par le modèle numérique de terrain. Ces écarts peuvent être accentués si les lignes de rupture de pentes ne sont pas levés. Au regard de la qualité des modèles, certains ingénieurs sont tentés de considérer le levé topographique effectué lors d’un renforcement de chaussée inutile. 18/09/2018

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Défis de la conception géométrique En tracé en plan : l’administration routière se trouve en partie confrontée à la question de traverser ou non les agglomérations. La léthargie dans laquelle se trouvait la ville d’Adzopé, avant l’année 2007, lorsque le tracé de la voie de l’Est la contournait, laisse transparaître l’intérêt, pour les élus locaux, de voir la route traverser effectivement leur agglomération. 18/09/2018

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Défis de la conception géométrique Pour cette ville, les autorités locales ont opté pour la fermeture de la voie de contournement au profit de la voie qui la traverse. Il conviendrait, dans cette configuration, de prendre des dispositions pour obliger les usagers de la route en transit à ralentir. Notons que les ralentisseurs de type dos-d’âne ont longtemps été récusés en Côte d’Ivoire sur les axes structurants du réseau routier. Leur mise en place vient de commencer, à l’initiative des élus locaux, notamment au niveau de la traversée de la ville de Bouaflé qui dispose d’une voie de contournement récemment réhabilitée et proche de la ville. Le renforcement de la signalisation à l’approche de ces points singuliers est indispensable pour les usagers de la route. 18/09/2018

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Défis de la conception géométrique Ville d’Adzopé Voie de contournement actuellement fermée 18/09/2018

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Défis de la conception géométrique Ville de Bouaflé Voie de contournement 18/09/2018

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RECOMMANDATIONS Conception géométrique et Infrastructures routières plus sûrEs Les accidents peuvent être dus à un disfonctionnement du système routier. Ils sont en partie causés par le sentiment de priorité affirmé du conducteur. (AIPCR 2011) Avec l’introduction de plus en plus croissante de carrefours giratoires dans les zones urbaines en Côte d’Ivoire, Il convient de mieux gérer l’approche des intersections pour attirer l’attention du conducteur et l’amener à réduire sa vitesse (ex : modification de la couleur du revêtement, bordure surélevée dans la zone de giration permettant de voir l’obstacle, bandes vibrantes, signaux lumineux, etc.). Il est important de veiller à l’homogénéité du tracé de sorte à éviter l’alternance entre les carrefours giratoires percés et non percés. 18/09/2018

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RECOMMANDATIONS Pour les routes interurbaines, des études menées sur la sécurité routière révèlent que les virages à droite sont plus difficiles et peuvent causer de nombreux accidents (AIPCR, 2011). Des dispositions devront donc être prises pour assurer une meilleure visibilité des usagers de la route dans ces virages. Il est recommandé pour les routes interurbaines  (routes et autoroutes), de prévoir des aires de repos à chaque (100 km au minimum, ou à  150 km au maximum). Par ailleurs, pour obtenir de meilleurs résultats, il convient de procéder à un audit de la sécurité routière (évaluation systématique de la sécurité routière). La véritable émergence des pays Africains passe par des routes plus sûres conçues pour améliorer la sécurité des usagers. 18/09/2018

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Sur ce point, d’importantes publications et rapports de recherche ont été édités par le LBTP. Il convient de citer, entre autres : le catalogue de dimensionnement des chaussées neuves élaboré en 1977, le guide pour le renforcement des chaussées paru en 1980, les recommandations pour l’utilisation de divers types de matériaux en couches de fondation, de base ou de revêtement, et les rapports de recherche. Ces différents référentiels servent encore pour la conception des structures de chaussée, même si leur actualisation apparaît indispensable au regard de l’évolution des outils et méthodes de calculs, des procédés de construction et des retours d’expérience de terrain. 18/09/2018

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La règle principale en la matière est d’utiliser les matériaux dans l’environnement immédiat du projet. La classification des sols prend toute son importance dans ce contexte. Rappelons qu’en géotechnique routière, pour être rationnelle, toute utilisation de matériaux en corps de chaussée doit normalement s’appuyer sur un système de classification qui permet à la fois : de distinguer ou de différencier les matériaux, de fixer certains critères quant à leur mode de sélection et de mise en œuvre. 18/09/2018

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Une actualisation de la classification des sols a été faite par le LBTP en Cette dernière complète celle de 1978 qui ne prenait en compte qu’un critère de classification génétique (selon l’origine). Elle intègre, en plus, les critères de classification selon les essais d’identification en laboratoire, en attendant que des essais mieux adaptés aux sols résiduels soient mis au point [LBTP, 1989]. LBTP [1989] : Terminologie; description et classification des sols et des roches de Côte d’Ivoire, annexe B, Bulletin du LBTP N°13, 1989 18/09/2018

25 Matériaux routiers en Côte d’Ivoire
2. CONCEPTION DES STRUCTURES DE CHAUSSÉES Matériaux routiers en Côte d’Ivoire 18/09/2018

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2. CONCEPTION DES STRUCTURES DE CHAUSSÉES Matériaux routiers en Côte d’Ivoire Dans la pratique, les familles de structures de chaussées que l’on rencontre actuellement en Côte d’Ivoire se présentent comme suit : Couche de base Tout-venant de concassage Graveleux - ciment Sable argileux - ciment Couche de fondation Graveleux ciment ou Sable argileux ciment Graveleux naturels Couche de base Tout-venant de concassage Grave-bitume Couche de fondation Graveleux -ciment Sable argileux -ciment 1er revêtement Grave-bitume Couche de base Tout-venant de concassage Grave-ciment Couche de fondation Graveleux ciment ou Sable argileux ciment 18/09/2018

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2. CONCEPTION DES STRUCTURES DE CHAUSSÉES Matériaux routiers en Côte d’Ivoire En côte d’Ivoire, au plan géotechnique, il convient de distinguer le continental terminal avec le bassin sédimentaire et le vieux socle. Les sols de couverture sur le continental terminal sont essentiellement des sables. Sur le vieux socle, l’on retrouve le graveleux latéritique. Dans la pratique, pour les couches d’assise au niveau du continental terminal, l’on procède à une double stabilisation. Les couches de fondation et de base en sable argileux sont généralement traitée respectivement à 3% et 4% de ciment. Avec la stabilisation systématique de la couche de base en particulier, l’objectif recherché est d’améliorer le CBR et de rendre les matériaux moins sensibles à l’eau, pour se prémunir d’une perte de portance liée à l’activité des particules argileuses. 18/09/2018

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2. CONCEPTION DES STRUCTURES DE CHAUSSÉES Matériaux routiers en Côte d’Ivoire Pour des chaussées de faible trafic, l’arase des terrassements peut être traitée directement et celle-ci reçoit alors la couche de base traitée au ciment. Depuis les années 1980, les épaisseurs de matériaux mis en œuvre se présentent comme suit : Couche de revêtement en béton bitumineux : 4 à 5 cm Couche de revêtement en sand-asphalt : 2 à 4 cm Couche de base en matériaux traités au ciment 15 à 20 cm Couche de fondation en matériaux naturels (sable argileux ou graveleux naturel) : 15 à 25 cm 18/09/2018

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2. CONCEPTION DES STRUCTURES DE CHAUSSÉES Matériaux routiers en Côte d’Ivoire En voirie urbaine, pour le tout-venant de concassage (TVC), les épaisseurs retenues varient généralement entre 12 et 18 cm). Sur la section Gesco-N’zi de l’autoroute du Nord l’épaisseur de la couche de fondation est 25 cm (TVC 0/31,5) et 20 cm (TVC 0/20). Pour la plupart des projets routiers réalisés sous la supervision de la DCGTx puis du Bnetd, une couche de forme de 60 cm est recommandée. Cette disposition permet d’asseoir la chaussée sur une plateforme de meilleure qualité. Revêtements routiers : concernant les revêtements routiers, les états généraux de la route d’avril 2010 qui se sont tenus à Bingerville ont préconisé l’abandon du sand-asphalt au profil du béton bitumineux. 18/09/2018

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2. CONCEPTION DES STRUCTURES DE CHAUSSÉES Matériaux routiers en Côte d’Ivoire Le sand-asphalt : Il convient de souligner que telle décision d’abandonner le sand-asphalt au profit du béton bitumineux ne devrait pas être prise de façon unilatérale, sans tenir compte des conditions de trafic et d’une analyse technico-économique. Rappelons que la mise en œuvre d’une revêtement en sand-asphalt sur l’axe Bouaké-Béoumi depuis 1994 permet de disposer, actuellement encore, d’une route ayant un bon niveau de service, malgré l’absence d’entretien depuis sa mise en service. Notons que ce revêtement commence à être utilisé dans des pays comme le Bénin. 18/09/2018

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2. CONCEPTION DES STRUCTURES DE CHAUSSÉES Matériaux routiers en Côte d’Ivoire Les enduits superficiels : Un autre revêtement rarement utilisé est l’enduit superficiel. En dehors de la route Toumodi-Dimbokro sur laquelle les résultats obtenus apparaissent satisfaisant, une expérimentation est actuellement en cours sur la route Yamoussoukro – Attiégouakro où la couche de base recyclée a été revêtu avec un enduit superficiel bicouche en 2014. 18/09/2018

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Longtemps considérées comme des structures de chaussées uniquement adaptées à de faibles trafics, le sable argileux a été utilisé sur les voies d’accès au troisième pont d’Abidjan. La grave-bitume sur ce projet a servi de couche de liaison. Il convient de noter qu’à la mise en œuvre de cette structure de chaussée, une couche de transition a été utilisée pour limiter la propagation des fissures dans la couche de liaison. Il s’agit d’un bicouche. 18/09/2018

33 Quelques structures retenues (source dossier d’exécution) :
2. CONCEPTION DES STRUCTURES DE CHAUSSÉES Quelques structures retenues (source dossier d’exécution) : A1 : 6 BBSG /8 GB3/33 SC assise (4,5%) +33 assise (3,5%) /50 Mpa NPL Type 1 A2 : 6 BBSG / 8 GB3 / 42 SC assise / 50 Mpa NPL Type 6 A3 : 6 BBSG / 8 GB3 / 47 SC assise / 50 Mpa NPL Type 2 AS: 6 BBSG /8 GB3/44 SC assise /50 Mpa NPL Type 3 V1 : 6 BBSG / 8 GB3 / 43 SC assise / 50 Mpa NPL Type 5 V2 : 6 BBSG / 8 GB3/ 39 SC assise / 50 Mpa NPL Type 4 18/09/2018

34 Observations sur les structures de chaussées
2. CONCEPTION DES STRUCTURES DE CHAUSSÉES Observations sur les structures de chaussées 3ième pont (BOUYGUES) Température de référence de 25°C pour mener les calculs analytiques La durée de dimensionnement retenue est de 30 ans. Certains bureaux utilisent une température de référence de 26°C pour mener les calculs analytiques. Notons que le module retenu dans le manuel de conception des chaussées du LBTP (LBTP, 1977) est 3000 MPa avec une température d’équilibre eq estimée à 30°C à 33 Hz. Le module des matériaux bitumineux ne dépend pas seulement de la température, mais aussi de la fréquence à la quelle le matériau est sollicité. Il conviendrait de poursuivre les travaux de recherche pour clarifier ce point. Les familles de chaussées contenues dans le catalogue français de 1998 sont rappeler ci-après : 18/09/2018

35 Souple Rigide Inverse Mixte
2. CONCEPTION DES STRUCTURES DE CHAUSSÉES 6 FAMILLES DE STRUCTURES SELON LE CATALOGUE FRANÇAIS DE 1998 Souple Semi-rigide Rigide BB ou enduit BBSG Béton de ciment MTLH GNT ou TVC Béton maigre MTLH Sol Sol Sol Inverse Mixte Bitumineuse épaisse BBSG BBSG BBSG GB GB GNT MTLH GB MTLH Sol Sol Sol 18/09/2018 18/09/2018 35

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CRITERES D’ACCEPTATION DES MATERIAUX DANS LE CORPS DE CHAUSSEE Le CBR demeure le critère privilégié. Ainsi, les critères suivants sont retenus : * Graveleux latéritique : Matériaux naturels % Fines ≤20; IP ≤20, CBR≥30 Sol ciment à 3%, CBR ≥120 Sol ciment à 4%, CBR ≥160 * Graves 0/31,5 mm entièrement concassées de granite ou Tout-venant de concassage Après compactage, La densité sèche en place ne devra pas être inférieure à 2,30 pour un matériau de poids spécifique de 2,65 environ. 18/09/2018

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DEFIS AU NIVEAU DE LA CONCEPTION STRUCTURELLE Les défis au niveau de la conception structurelle de chaussées se situent à plusieurs niveaux : du fait des épaisseurs des matériaux mis en œuvre, certaines d’entre elles sont difficiles à classer, c’est le cas des structures de chaussées comportant une couche en grave bitume. Les différences de modules observés avec les référentiels français nécessitent que la question de la caractérisation des matériaux soit traitée avec diligence. Des études de formulations s’avèrent indispensables. Celles-ci devront permettre, entre autres, d’étudier : l’homogénéité du gisement, l’aptitude d’un sol au traitement les performances mécaniques (Rc, Rt, modules, …), Etc. 18/09/2018

38 2. CONCEPTION DES STRUCTURES DE CHAUSSÉES
RECOMMANDATIONS La conception structurale des chaussées devra impérativement prendre en compte la stratégie d’entretien. Il conviendrait alors de veiller à une bonne coordination au niveau des équipes de sorte à avoir une meilleure synergie entre les experts proposant la structure de chaussée et les économistes des transports qui travaillent sur les scenarii d’entretien pour la détermination du taux de rentabilité interne du projet. Compte tenu du niveau de trafic sur les autoroutes, il est nécessaire de prévoir, au stade de leur conception une durée de dimensionnement initiale plus élevée (30 ans au lieu des 15 ans utilisés pour le prolongement de l’autoroute du nord à Yamoussoukro). 18/09/2018

39 2. CONCEPTION DES STRUCTURES DE CHAUSSÉES
RECOMMANDATIONS Cette disposition conduira à mettre en place des couches de fondation et de base d’épaisseurs suffisantes de sorte que les interventions futures ne consisteront uniquement à faire du pontage, du fraisage et des rechargements en surface avec des couches bitumineuses lorsque le revêtement en place présentera des signes de fatigue. Pour limiter les tassements au droit des dalots, une des dispositions prise en Côte d’Ivoire consiste à prévoir sur ces ouvrages la structure de chaussées retenues. Cette disposition devra être maintenue. Il est aujourd’hui bien connu que l’absence de contrôle de la qualité des matériaux (contrôle avant, pendant et après la mise en œuvre) est un facteur de non durabilité des infrastructures routières. 18/09/2018

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RECOMMANDATIONS En plus des mesures de déflexion à exécuter pour la réception des couches d’assises de la chaussée, il conviendrait de veiller à disposer d’un bon uni à la livraison des travaux. L’importance de l’uni sur la durée de vie des chaussées n’est plus à démontrer. Des spécifications d’uni sont donc à prévoir dans les marchés de travaux. 18/09/2018

41 2. CONCEPTION DES STRUCTURES DE CHAUSSÉES
RECOMMANDATIONS Défaut apparent d’Uni sur une voie express en fin de travaux NB : Ce défaut a fait l’objet d’une correction à la réception provisoire des travaux

42 CONCLUSION La question de la sécurité des usagers des routes devra être au cœur de leur conception géométrique. Les projeteurs routiers devront veiller à une homogénéité du tracé et prévoir des dispositions permettant d’éveiller l’attention des usagers à l’approche des intersections ou des points singuliers du tracé. A ce niveau l’institution d’un audit de sécurité routière s’avère indispensable. La conception des structures de chaussées en Côte d’Ivoire a fait l’objet de plusieurs publications de la part du LBTP et certaines nécessitent une actualisation au regard des évolutions observées depuis leur parution. En dehors de la conception, nous recommandons, pour garantir la durée de vie des chaussées, d’introduire, au moment de la livraison des routes à la circulation, le critère de l’IRI pour la réception des travaux. 18/09/2018

43 de votre aimable attention
Merci de votre aimable attention 18/09/2018