Analyse de la Pente d’un Tronçon Routier

Analyse de la Pente d'un Tronçon Routier Existant

Analyse de la Pente d'un Tronçon Routier Existant

Vous intégrez l'équipe d'un bureau d'études spécialisé en infrastructures de transport. Votre mission est d'évaluer les caractéristiques géométriques d'un tronçon de route départementale existante (RD 97) en vue d'un projet d'aménagement visant à améliorer la sécurité et la fluidité du trafic.

L'une des premières étapes de l'analyse consiste à déterminer précisément la pente longitudinale de ce tronçon. Cette donnée est essentielle pour :

  • Évaluer l'impact sur la vitesse des véhicules, en particulier les poids lourds.
  • Déterminer les distances de visibilité nécessaires, notamment dans les zones de virage.
  • Anticiper les problèmes potentiels liés à l'écoulement des eaux pluviales.
  • Prévoir les ajustements nécessaires si une modification du tracé ou un élargissement de la chaussée est envisagé.

Vous allez travailler sur un segment spécifique de la RD 97 entre les points kilométriques (PK) 12+450 (Point A) et 13+650 (Point B). Les données topographiques ont été relevées sur le terrain par une équipe de géomètres.

Données du terrain

Les relevés topographiques pour le tronçon de la RD 97 entre le PK 12+450 (Point A) et le PK 13+650 (Point B) sont les suivants :

Point A (PK 12+450) :

  • Altitude : 150.00 mètres NGF (Nivellement Général de la France)
  • Position horizontale (début du tronçon, mesurée depuis une origine de projet) : 12450 mètres

Point B (PK 13+650) :

  • Altitude : 185.00 mètres NGF
  • Position horizontale (fin du tronçon, mesurée horizontalement depuis la même origine de projet) : 13650 mètres

On considère, pour simplifier cet exercice, que le profil en long entre A et B est une pente constante et que la distance horizontale correspond à la différence des positions horizontales.

La formule de calcul de la pente longitudinale est rappelée ci-dessous :

\[ \text{Pente (%) } = \left( \frac{\text{Dénivelé}}{\text{Distance horizontale}} \right) \times 100 \]

Comprendre la Pente : Schéma Explicatif

Distance Horizontale Dénivelé Route Pente

Questions

En utilisant les données fournies des relevés topographiques, répondez aux questions suivantes pour votre rapport d'analyse :

  1. Calculez le dénivelé (en mètres) entre le Point A et le Point B.
  2. Déterminez la distance horizontale (en mètres) du tronçon de route entre le Point A et le Point B.
  3. Calculez la pente moyenne de ce tronçon de route. Exprimez le résultat en pourcentage (%) et arrondissez-le à deux décimales.
  4. Analysez le sens de la pente. S'agit-il d'une rampe (pente ascendante) ou d'une descente dans le sens du trafic allant du PK 12+450 (Point A) vers le PK 13+650 (Point B) ? Justifiez votre réponse.
  5. Sur la base de votre calcul, discutez brièvement des implications potentielles de cette pente pour la circulation. Mentionnez spécifiquement comment elle pourrait affecter les poids lourds et la sécurité par conditions météorologiques dégradées (pluie, verglas). Référez-vous aux normes générales de conception routière si vous les connaissez, sinon basez-vous sur votre intuition d'ingénieur en formation.

Correction : Analyse de la Pente d'un Tronçon Routier Existant

Question 1 : Calcul du dénivelé entre le Point A et le Point B.

Le dénivelé représente la différence d'altitude entre deux points. C'est la variation de hauteur verticale sur le tronçon étudié. Pour le calculer, il suffit de soustraire l'altitude du point de départ (A) de l'altitude du point d'arrivée (B).
Formule :
Dénivelé = Altitude du Point B - Altitude du Point A
Données :
  • Altitude du Point A = 150.00 m
  • Altitude du Point B = 185.00 m
Calcul :
\[ \text{Dénivelé} = 185.00 \text{ m} - 150.00 \text{ m} \]
Résultat :
Le dénivelé entre le Point A et le Point B est de 35.00 mètres.

Question 2 : Détermination de la distance horizontale du tronçon de route entre le Point A et le Point B.

La distance horizontale est la projection sur un plan horizontal de la longueur du tronçon de route. Dans cet exercice simplifié, cette distance est donnée par la différence entre les positions horizontales (ou points kilométriques) des deux points.
Formule :
Distance horizontale = Position horizontale du Point B - Position horizontale du Point A
Données :
  • Position horizontale du Point A (PK 12+450) = 12450 m
  • Position horizontale du Point B (PK 13+650) = 13650 m
Calcul :
\[ \text{Distance horizontale} = 13650 \text{ m} - 12450 \text{ m} \]
Résultat :
La distance horizontale du tronçon de route entre le Point A et le Point B est de 1200 mètres.

Question 3 : Calcul de la pente moyenne de ce tronçon de route en pourcentage (%).

La pente longitudinale est le rapport entre le dénivelé et la distance horizontale, exprimé en pourcentage. Elle indique de combien de mètres la route s'élève (ou descend) sur une distance horizontale de 100 mètres.
Formule :
\[ \text{Pente (%) } = \left( \frac{\text{Dénivelé}}{\text{Distance horizontale}} \right) \times 100 \]
Données :
  • Dénivelé = 35.00 m (calculé à la Question 1)
  • Distance horizontale = 1200 m (calculée à la Question 2)
Calcul :

Nous allons maintenant substituer les valeurs dans la formule :

\[ \text{Pente (%)} = \left( \frac{35.00 \text{ m}}{1200 \text{ m}} \right) \times 100 \]

Calculons d'abord le rapport du dénivelé sur la distance horizontale :

\[ \frac{35.00}{1200} \approx 0.0291666... \]

Maintenant, multiplions ce rapport par 100 pour obtenir le pourcentage :

\[ 0.0291666... \times 100 \approx 2.91666... \]

Arrondissons le résultat à deux décimales comme demandé :

\[ 2.91666... \approx 2.92 \]
Résultat :
La pente moyenne de ce tronçon de route est d'environ 2.92 %.

Question 4 : Analyse du sens de la pente.

Le sens de la pente (ascendante ou descendante) est déterminé par le signe du dénivelé par rapport au sens de parcours considéré. Si l'altitude augmente dans le sens du parcours, la pente est positive (rampe). Si l'altitude diminue, la pente est négative (descente).
Analyse :

Nous considérons le sens du trafic allant du Point A (PK 12+450) vers le Point B (PK 13+650).

  • Altitude au Point A = 150.00 m
  • Altitude au Point B = 185.00 m

L'altitude passe de 150.00 m à 185.00 m, ce qui signifie que l'altitude augmente dans le sens de A vers B. Le dénivelé calculé (\(+35.00\) m) est positif.

Résultat :

Dans le sens du trafic allant du PK 12+450 vers le PK 13+650, il s'agit d'une rampe (pente ascendante).

Illustration d'une Rampe Ascendante
Rampe (+2.92%)

Question 5 : Discussion des implications potentielles de cette pente pour la circulation.

La valeur de la pente a un impact direct sur le comportement des véhicules et la sécurité routière. Une pente, même modérée, peut influencer la vitesse, la distance de freinage et l'adhérence.
Discussion :

Nous avons calculé une pente moyenne d'environ 2.92 %.

Impact sur les poids lourds :

Une pente de près de 3 % est considérée comme une pente faible à modérée. Cependant, même une telle pente peut avoir un impact notable sur la vitesse des poids lourds, en particulier s'ils sont fortement chargés. Ils devront réduire leur vitesse pour maintenir leur régime moteur, ce qui peut potentiellement créer des ralentissements pour le reste du trafic, surtout si la route ne dispose pas de voies de dépassement spécifiques pour les véhicules lents. Sur de longues distances, une pente de 3 % peut entraîner une surchauffe des moteurs si les véhicules ne sont pas correctement entretenus.

Impact sur la sécurité par conditions météorologiques dégradées (pluie, verglas) :

Par temps de pluie, l'adhérence des pneus diminue. Une pente, même légère, peut favoriser le risque d'aquaplanage si le drainage de la chaussée n'est pas optimal. Par temps de verglas ou de neige, une pente de 2.92 % devient beaucoup plus critique. Les distances de freinage augmentent considérablement, et le risque de perte de contrôle ou de patinage (pour les véhicules qui montent) devient significatif. Les véhicules lourds peuvent avoir du mal à monter ou à descendre en toute sécurité.

Normes générales :

Bien que les normes varient selon le type de route et le contexte géographique, une pente de 2.92 % se situe généralement dans des limites acceptables pour la plupart des routes départementales en terrain peu accidenté. Cependant, les normes peuvent exiger des précautions supplémentaires (comme des panneaux de signalisation spécifiques, des revêtements de chaussée adaptés ou des aménagements de drainage renforcés) en fonction de la longueur de la pente, des caractéristiques du trafic et de la présence d'autres contraintes géométriques (comme des virages).

En conclusion, une pente de 2.92 % sur ce tronçon de la RD 97 nécessite une attention particulière lors de l'analyse du projet d'aménagement, notamment en ce qui concerne l'impact sur les poids lourds et la sécurité par temps de pluie ou de verglas.

Analyse de la Pente d'un Tronçon Routier Existant

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