Études de cas pratique

EGC

Étude de faisabilité pour le trace dune route

Étude de Faisabilité pour le Tracé d’une Route

Étude de Faisabilité pour le Tracé d’une Route

Comprendre l'Étude de Faisabilité d'un Tracé Routier

L'étude de faisabilité d'un projet routier est une étape préliminaire cruciale qui vise à évaluer la viabilité technique, économique, environnementale et sociale de différentes options de tracé avant d'engager des études de conception détaillées et des investissements importants. Elle implique la collecte de données, l'identification des contraintes (topographiques, géologiques, foncières, environnementales), la proposition de plusieurs variantes de tracé, et leur comparaison sur la base de critères multiples. Les aspects quantitatifs, tels que la longueur du tracé, les volumes de terrassement (déblais et remblais), et les coûts de construction estimés, jouent un rôle majeur dans cette évaluation comparative.

Données de l'étude

Une nouvelle route doit relier un Point A à un Point B. Deux tracés alternatifs sont envisagés. Le terrain est modélisé par des segments de droite entre des points dont les coordonnées (X, Y) sont connues.

Coordonnées des points (en mètres) :

  • Point A : \(X_A = 100.00\), \(Y_A = 100.00\)
  • Point B : \(X_B = 900.00\), \(Y_B = 500.00\)

Tracé 1 (plus direct, traversant une zone potentiellement difficile) :

  • Composé de deux segments : A-P1 et P1-B
  • Point P1 : \(X_{P1} = 500.00\), \(Y_{P1} = 300.00\)
  • Coût de construction linéaire (hors terrassement majeur) : \(1.2 \, \text{M€/km}\)
  • Volume de déblai estimé : \(150\,000 \, \text{m}^3\)
  • Volume de remblai estimé : \(50\,000 \, \text{m}^3\)

Tracé 2 (de contournement) :

  • Composé de trois segments : A-Q1, Q1-Q2, et Q2-B
  • Point Q1 : \(X_{Q1} = 300.00\), \(Y_{Q1} = 400.00\)
  • Point Q2 : \(X_{Q2} = 700.00\), \(Y_{Q2} = 600.00\)
  • Coût de construction linéaire (hors terrassement majeur) : \(1.0 \, \text{M€/km}\)
  • Volume de déblai estimé : \(80\,000 \, \text{m}^3\)
  • Volume de remblai estimé : \(120\,000 \, \text{m}^3\)

Coûts unitaires de terrassement :

  • Coût du déblai (excavation et transport) : \(15 \, \text{€/m}^3\)
  • Coût du remblai (apport et mise en œuvre de matériaux) : \(25 \, \text{€/m}^3\)
Schéma : Tracés Routiers Alternatifs
A B P1 Tracé 1 Q1 Q2 Tracé 2 Zone Difficile Étude de Faisabilité de Tracés Routiers

Schéma illustrant deux tracés alternatifs pour relier les points A et B.

Questions à traiter

  1. Définir ce qu'est une étude de faisabilité pour un projet routier et lister trois de ses objectifs principaux.
  2. Calculer la longueur de chaque segment du Tracé 1 (A-P1 et P1-B) et la longueur totale du Tracé 1.
  3. Calculer la longueur de chaque segment du Tracé 2 (A-Q1, Q1-Q2, Q2-B) et la longueur totale du Tracé 2.
  4. Calculer le coût total de terrassement (déblais + remblais) pour le Tracé 1.
  5. Calculer le coût total de terrassement (déblais + remblais) pour le Tracé 2.
  6. Calculer le coût de construction total (coût linéaire + coût de terrassement) pour le Tracé 1.
  7. Calculer le coût de construction total (coût linéaire + coût de terrassement) pour le Tracé 2.
  8. Comparer les deux tracés sur la base des longueurs et des coûts totaux de construction. Quels autres facteurs qualitatifs ou quantitatifs (non calculés ici) seraient importants à considérer dans une étude de faisabilité complète pour choisir entre ces deux tracés ?

Correction : Étude de Faisabilité pour le Tracé d’une Route

Question 1 : Définition et objectifs d'une étude de faisabilité routière

Définition :

Une étude de faisabilité pour un projet routier est une analyse préliminaire approfondie visant à déterminer si le projet est viable et justifié avant d'engager des ressources significatives dans sa conception détaillée et sa réalisation. Elle examine la praticabilité du projet sous divers angles : technique, économique, environnemental, social et légal.

Objectifs principaux :
  • Vérifier la viabilité technique : Évaluer si le projet peut être construit avec les technologies existantes, en tenant compte des contraintes du site (topographie, géologie, hydrologie). Cela inclut l'étude de plusieurs variantes de tracé.
  • Évaluer la rentabilité économique et financière : Comparer les coûts estimés du projet (construction, entretien, exploitation) aux bénéfices attendus (gains de temps, réduction des accidents, développement économique) pour déterminer si l'investissement est justifié (par exemple, via une Analyse Coûts-Bénéfices).
  • Identifier et évaluer les impacts : Analyser les impacts potentiels du projet sur l'environnement (faune, flore, qualité de l'air et de l'eau, bruit), sur le tissu social (déplacements de populations, coupures urbaines), et sur le patrimoine.
  • Proposer des recommandations : Sur la base des analyses, recommander la poursuite ou non du projet, le choix d'une variante de tracé, et les mesures d'accompagnement ou de mitigation nécessaires.
  • Informer la prise de décision : Fournir aux décideurs (maîtres d'ouvrage, autorités publiques) les éléments nécessaires pour prendre une décision éclairée concernant le projet.
Résultat Question 1 : Une étude de faisabilité évalue la viabilité globale d'un projet routier. Ses objectifs incluent la vérification technique, l'évaluation économique, l'identification des impacts, et l'aide à la décision.

Question 2 : Longueur du Tracé 1

Principe :

La longueur de chaque segment est calculée par la formule de la distance euclidienne : \(d = \sqrt{(\Delta X)^2 + (\Delta Y)^2}\). La longueur totale est la somme des longueurs des segments.

Données spécifiques pour Tracé 1 :
  • A: (\(100.00, 100.00\))
  • P1: (\(500.00, 300.00\))
  • B: (\(900.00, 500.00\))
Calcul du segment A-P1 :
\[ \begin{aligned} \Delta X_{\text{AP1}} &= 500.00 - 100.00 = 400.00 \, \text{m} \\ \Delta Y_{\text{AP1}} &= 300.00 - 100.00 = 200.00 \, \text{m} \\ L_{\text{AP1}} &= \sqrt{(400.00)^2 + (200.00)^2} \\ &= \sqrt{160000 + 40000} = \sqrt{200000} \\ &\approx 447.214 \, \text{m} \end{aligned} \]
Calcul du segment P1-B :
\[ \begin{aligned} \Delta X_{\text{P1B}} &= 900.00 - 500.00 = 400.00 \, \text{m} \\ \Delta Y_{\text{P1B}} &= 500.00 - 300.00 = 200.00 \, \text{m} \\ L_{\text{P1B}} &= \sqrt{(400.00)^2 + (200.00)^2} \\ &= \sqrt{160000 + 40000} = \sqrt{200000} \\ &\approx 447.214 \, \text{m} \end{aligned} \]
Longueur totale du Tracé 1 :
\[ \begin{aligned} L_{\text{Tracé1}} &= L_{\text{AP1}} + L_{\text{P1B}} \\ &\approx 447.214 \, \text{m} + 447.214 \, \text{m} \\ &\approx 894.428 \, \text{m} \approx 0.894 \, \text{km} \end{aligned} \]
Résultat Question 2 : \(L_{\text{AP1}} \approx 447.214 \, \text{m}\), \(L_{\text{P1B}} \approx 447.214 \, \text{m}\). Longueur totale du Tracé 1 \(\approx 894.428 \, \text{m}\) (soit \(0.8944 \, \text{km}\)).

Question 3 : Longueur du Tracé 2

Principe :

Similaire à la Q2, on calcule la longueur de chaque segment puis on les somme.

Données spécifiques pour Tracé 2 :
  • A: (\(100.00, 100.00\))
  • Q1: (\(300.00, 400.00\))
  • Q2: (\(700.00, 600.00\))
  • B: (\(900.00, 500.00\))
Calcul du segment A-Q1 :
\[ \begin{aligned} \Delta X_{\text{AQ1}} &= 300.00 - 100.00 = 200.00 \, \text{m} \\ \Delta Y_{\text{AQ1}} &= 400.00 - 100.00 = 300.00 \, \text{m} \\ L_{\text{AQ1}} &= \sqrt{(200.00)^2 + (300.00)^2} = \sqrt{40000 + 90000} = \sqrt{130000} \approx 360.555 \, \text{m} \end{aligned} \]
Calcul du segment Q1-Q2 :
\[ \begin{aligned} \Delta X_{\text{Q1Q2}} &= 700.00 - 300.00 = 400.00 \, \text{m} \\ \Delta Y_{\text{Q1Q2}} &= 600.00 - 400.00 = 200.00 \, \text{m} \\ L_{\text{Q1Q2}} &= \sqrt{(400.00)^2 + (200.00)^2} = \sqrt{160000 + 40000} = \sqrt{200000} \approx 447.214 \, \text{m} \end{aligned} \]
Calcul du segment Q2-B :
\[ \begin{aligned} \Delta X_{\text{Q2B}} &= 900.00 - 700.00 = 200.00 \, \text{m} \\ \Delta Y_{\text{Q2B}} &= 500.00 - 600.00 = -100.00 \, \text{m} \\ L_{\text{Q2B}} &= \sqrt{(200.00)^2 + (-100.00)^2} = \sqrt{40000 + 10000} = \sqrt{50000} \approx 223.607 \, \text{m} \end{aligned} \]
Longueur totale du Tracé 2 :
\[ \begin{aligned} L_{\text{Tracé2}} &= L_{\text{AQ1}} + L_{\text{Q1Q2}} + L_{\text{Q2B}} \\ &\approx 360.555 + 447.214 + 223.607 \\ &\approx 1031.376 \, \text{m} \approx 1.031 \, \text{km} \end{aligned} \]
Résultat Question 3 : \(L_{\text{AQ1}} \approx 360.555 \, \text{m}\), \(L_{\text{Q1Q2}} \approx 447.214 \, \text{m}\), \(L_{\text{Q2B}} \approx 223.607 \, \text{m}\). Longueur totale du Tracé 2 \(\approx 1031.376 \, \text{m}\) (soit \(1.0314 \, \text{km}\)).

Question 4 : Coût total de terrassement pour le Tracé 1

Principe :

Le coût total de terrassement est la somme du coût des déblais et du coût des remblais.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ \text{Coût Terrassement} = (\text{Volume Déblai} \times \text{Coût Déblai}) + (\text{Volume Remblai} \times \text{Coût Remblai}) \]
Données spécifiques pour Tracé 1 :
  • Volume Déblai = \(150\,000 \, \text{m}^3\)
  • Volume Remblai = \(50\,000 \, \text{m}^3\)
  • Coût Déblai = \(15 \, \text{€/m}^3\)
  • Coût Remblai = \(25 \, \text{€/m}^3\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} \text{Coût Déblai Tracé 1} &= 150\,000 \times 15 = 2\,250\,000 \, \text{€} \\ \text{Coût Remblai Tracé 1} &= 50\,000 \times 25 = 1\,250\,000 \, \text{€} \\ \text{Coût Terrassement Tracé 1} &= 2\,250\,000 + 1\,250\,000 \\ &= 3\,500\,000 \, \text{€} \end{aligned} \]
Résultat Question 4 : Le coût total de terrassement pour le Tracé 1 est de \(3\,500\,000 \, \text{€}\).

Question 5 : Coût total de terrassement pour le Tracé 2

Principe :

Identique à la Q4.

Données spécifiques pour Tracé 2 :
  • Volume Déblai = \(80\,000 \, \text{m}^3\)
  • Volume Remblai = \(120\,000 \, \text{m}^3\)
  • Coût Déblai = \(15 \, \text{€/m}^3\)
  • Coût Remblai = \(25 \, \text{€/m}^3\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} \text{Coût Déblai Tracé 2} &= 80\,000 \times 15 = 1\,200\,000 \, \text{€} \\ \text{Coût Remblai Tracé 2} &= 120\,000 \times 25 = 3\,000\,000 \, \text{€} \\ \text{Coût Terrassement Tracé 2} &= 1\,200\,000 + 3\,000\,000 \\ &= 4\,200\,000 \, \text{€} \end{aligned} \]
Résultat Question 5 : Le coût total de terrassement pour le Tracé 2 est de \(4\,200\,000 \, \text{€}\).

Quiz Intermédiaire 1 : Si le coût unitaire du remblai pour le Tracé 2 était de \(20 \, \text{€/m}^3\) au lieu de \(25 \, \text{€/m}^3\), son coût total de terrassement :

Question 6 : Coût de construction total pour le Tracé 1

Principe :

Le coût total est la somme du coût linéaire (basé sur la longueur) et du coût de terrassement.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ \text{Coût Total} = (\text{Longueur en km} \times \text{Coût Linéaire/km}) + \text{Coût Terrassement} \]
Données spécifiques pour Tracé 1 :
  • Longueur Tracé 1 \(\approx 0.8944 \, \text{km}\)
  • Coût Linéaire Tracé 1 = \(1\,200\,000 \, \text{€/km}\)
  • Coût Terrassement Tracé 1 = \(3\,500\,000 \, \text{€}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} \text{Coût Linéaire Tracé 1} &\approx 0.8944 \times 1\,200\,000 \\ &\approx 1\,073\,280 \, \text{€} \\ \text{Coût Total Tracé 1} &\approx 1\,073\,280 + 3\,500\,000 \\ &= 4\,573\,280 \, \text{€} \end{aligned} \]
Résultat Question 6 : Le coût de construction total pour le Tracé 1 est d'environ \(4\,573\,280 \, \text{€}\).

Question 7 : Coût de construction total pour le Tracé 2

Principe :

Identique à la Q6.

Données spécifiques pour Tracé 2 :
  • Longueur Tracé 2 \(\approx 1.0314 \, \text{km}\)
  • Coût Linéaire Tracé 2 = \(1\,000\,000 \, \text{€/km}\)
  • Coût Terrassement Tracé 2 = \(4\,200\,000 \, \text{€}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} \text{Coût Linéaire Tracé 2} &\approx 1.0314 \times 1\,000\,000 \\ &= 1\,031\,400 \, \text{€} \\ \text{Coût Total Tracé 2} &= 1\,031\,400 + 4\,200\,000 \\ &= 5\,231\,400 \, \text{€} \end{aligned} \]
Résultat Question 7 : Le coût de construction total pour le Tracé 2 est d'environ \(5\,231\,400 \, \text{€}\).

Question 8 : Comparaison des tracés et autres critères

Comparaison Longueurs et Coûts :
  • Tracé 1 : Longueur \(\approx 0.894 \, \text{km}\), Coût total \(\approx 4\,573\,280 \, \text{€}\)
  • Tracé 2 : Longueur \(\approx 1.031 \, \text{km}\), Coût total \(\approx 5\,231\,400 \, \text{€}\)

Sur la base de ces calculs simplifiés :

  • Le Tracé 1 est plus court que le Tracé 2.
  • Le Tracé 1 est moins cher en termes de coût total de construction que le Tracé 2, malgré un coût linéaire au km plus élevé, car son coût de terrassement est significativement plus bas (ce qui est un peu contre-intuitif par rapport à l'idée de "zone difficile", mais c'est ce que les chiffres donnés impliquent). Si la "zone difficile" du tracé 1 impliquait des coûts de terrassement beaucoup plus élevés ou des ouvrages d'art coûteux non inclus ici, la conclusion pourrait changer.
Autres critères importants à considérer :

Une étude de faisabilité complète ne se limite pas à la longueur et au coût de construction. D'autres facteurs cruciaux incluent :

  • Impacts environnementaux : Traversée de zones sensibles (zones humides, forêts protégées, habitats d'espèces), bruit, pollution de l'air et de l'eau, fragmentation des écosystèmes. Le tracé de contournement (Tracé 2) pourrait être préférable s'il évite une zone écologiquement sensible.
  • Impacts sociaux et fonciers : Nombre de propriétés à exproprier, impact sur les communautés locales (coupures, nuisances sonores et visuelles), accessibilité aux riverains, patrimoine culturel.
  • Aspects géotechniques et géologiques : Stabilité des sols, risques de glissements de terrain, nature des matériaux à excaver. Une "zone difficile" (Tracé 1) pourrait impliquer des coûts de fondation ou de stabilisation plus élevés non pris en compte ici.
  • Hydrologie : Traversée de cours d'eau, gestion des eaux pluviales, risques d'inondation.
  • Coûts d'exploitation et de maintenance à long terme : Différents types de structures ou de profils peuvent entraîner des coûts d'entretien variables.
  • Bénéfices pour les usagers : Gains de temps, réduction des coûts d'exploitation des véhicules, amélioration de la sécurité (réduction des accidents). Un tracé plus court et plus direct (Tracé 1) génère généralement plus de bénéfices pour les usagers.
  • Sécurité routière : Géométrie du tracé (rayons de courbure, visibilité, pentes) et son impact sur le risque d'accidents.
  • Intégration dans le réseau existant : Qualité des raccordements aux routes existantes.
  • Acceptabilité publique et politique.

Le choix final résulterait d'une analyse multicritères pondérant l'importance relative de chacun de ces facteurs.

Résultat Question 8 : Le Tracé 1 est plus court (\(\approx 0.894 \, \text{km}\)) et moins cher (\(\approx 4.57 \, \text{M€}\)) que le Tracé 2 (\(\approx 1.031 \, \text{km}\), \(\approx 5.23 \, \text{M€}\)). D'autres critères importants incluent les impacts environnementaux, sociaux, géotechniques, les bénéfices usagers, et la sécurité.

Quiz Intermédiaire 2 : Dans une analyse multicritères pour choisir un tracé routier, quel type de critère n'est généralement PAS directement monétarisable mais reste important ?

Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)

9. Une étude de faisabilité vise principalement à :

10. Le coût de terrassement d'un projet routier dépend principalement :

11. En comparant deux tracés routiers, un tracé plus court est :

Glossaire

Étude de Faisabilité
Analyse préliminaire d'un projet pour déterminer sa viabilité technique, économique, environnementale et sociale avant d'engager des ressources importantes.
Tracé Routier
Ligne définissant l'axe d'une route en plan et en profil en long.
Déblai
Volume de terre ou de roche excavé pour amener le terrain au niveau du projet routier.
Remblai
Volume de matériaux (souvent apportés) utilisés pour élever le niveau du terrain jusqu'au niveau du projet routier.
Terrassement
Ensemble des opérations de modification du relief d'un terrain (déblais et remblais) en vue de la réalisation d'un ouvrage.
Coût Linéaire de Construction
Coût de construction d'une route rapporté à son unité de longueur (ex: €/km), hors coûts spécifiques majeurs comme les grands ouvrages d'art ou les terrassements exceptionnels.
Analyse Multicritères
Méthode d'aide à la décision qui permet de comparer des options en fonction de plusieurs critères, souvent de natures différentes (quantitatifs et qualitatifs).
Étude de Faisabilité pour le Tracé d’une Route - Exercice d'Application

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