Sétra service d’Études techniques des routes et autoroutes Guide technique Assainissement routier octobre 2006 Sni* to View Assainissement routi collection les outils Document édité par le Sétra dans la collection « les outils ». Cette collection regroupe les guides, logiciels, supports pédagogiques, catalogues, données documentaires et annuaires. Ce guide technique sur l’assalnissement routier a été réalisé par un groupe de travail constitué par des représentants du Réseau Scientifique et Technique du Ministère de l’Equipement et de bureaux d’études. Sa validation echnique a été assurée par Yves Guidoux (Sétra).
Composition du groupe de travail • • David Gaillard (Sétra), . Rancher (DREIF – LREP), • Jean Béréterbide (CETE Sud-Ouest), documents mentionnés dans la bibliographie en annexe 46. 2 Assainissement routier – Préambule GTAR 1 – Conception technique des ouvrages 1 . 1 – Rétablissement des écoulements naturels (bassins versants 100 km2) 1. 1. 1 – Éléments de doctrine 1. 1. 2 – Détermination du débit de projet 1 . 1. 3 – Conception des ouvrages hydrauliques 1 . 1. 4 – Entretien et exploitation des ouvrages hydrauliques 1. – Assainissement de la plate-forme 1. 2. 1 – Éléments de doctrine 1. 2. – Nature et fonction des réseaux 1. 2. 3 – Choix des ouvrages d’assalnissement et calcul hydraulique 1. 2. 4 – Entretien et exploitation des ouvrages 1 – Drainage routier I . 3. 1 – Définition 1. 3. 2 – Qui fait quoi ? 1. 3. 3 – Rappel sommaire des effets de l’eau sur la route 1. 4- Lutte contre la pollution routière 1. 4. 1 – Définition . 4. 2 – Qui fait quoi ? 1. 4. 3 – Rappel sommaire des enjeux 7 8 OF Notions de processus et de progression, d’entrées, de sorties et de tâches 3. 1. 1 – Processus 3. 1. – Progression 3. 1. 3 – Entrées » requises et « sorties » attendues 3. 1. 4 – Tâches principales 3. 2 Passer une commande 3. . 1 – Principes généraux 3. 2. 2 – Progression des études 3. 3 – Traçabilité des choix, archives 3. 4- Valider la production 29 30 31 41 4 – Annexes techniques générales 4 43 4. 1 – Éléments d’hydrologie générale 4. 1. 1 – Données pluviométriques 4. 1. 2 – Exemple d’application numérique pour le calcul d’un débit de projet dun bassin versant naturel 4. 2 Éléments d’hydraulique générale 4. 2. 1 – Rappels sur la théorie des écoulements . 2. 2 – Abaques de dimen petits ouvrages PAGF OF pollution routière. La recommandation sur l’assainissement routier de 1982 a essentiellement traité des deux premiers domaines.
La collection des guides « L’eau et la route » traite de la protection des ressources en eau et des milieux aquatiques dans le cadre des infrastructures routières. Un groupe de travail composé d’experts hydrauliciens a été mis en place par le Sétra pour actualiser les connaissances dans le domaine de l’hydraulique et prendre en compte les impacts liés à la protection de l’environnement. Ces travaux se sont concrétisés par un guide composé de trois grands chapitres : • la conception technique des ouvrages ; • les études • la démarche qualité.
Des annexes techniques générales donnent des exemples de calcul et des abaques à utiliser. Il a été conçu pour répondre aux besoins et aux attentes des maitres d’œuvre. Cest avant tout un outil qui aide à la conception des ouvrages d’assainissement pour les projets routiers neufs et aux études de réhabilltation des routes existantes. Ce guide propose une démarche méthodologique pour la conception technique des ouvrages au niveau u rétablissement des écoulements naturels, de l’assainissement de la plate-forme, du drainage interne et de la pollution d’origine routière.
Il constitue également une aide pour l’établissement d’un projet d’assalnissement et pour l’application de la démarche qualité au niveau des études. Il faut préciser que seul le cas des petits rétablissements d’écoulements naturels est traité ici (superficie du bassin versant inférieure à une centaine de kilomètres carrés). Pour les bassins versants ts, ou lorsque PAGF 2 carrés). Pour les bassins versants plus importants, ou lorsque e posent des problèmes hydrauliques spécifiques, le concours d’un spécialiste est nécessaire.
Il appartient au projeteur de coordonner les différentes thématiques à prendre en compte dans la conception des ouvrages (la sécurité routière, la signalisation, les ouvrages multi-fanction Le présent document intègre les aspects entretien, exploration et gestion des ouvrages au stade de la conception du projet ; les chapitres concernant le drainage interne et la pollution routière ont été traités succinctement dans le présent document car ces deux domaines font l’objet de guides spécifiques, l’un sur e drainage et l’autre sur le traitement de la pollution qui seront diffusés par le Sétra en même temps que celui-ci. Assainissement routier – GTAR 1 – Conception technique des ouvrages L’ assainissement routier concerne les volets suivants : • le rétablissement des écoulements naturels , • la collecte et l’évacuation des eaux superficielles dans l’emprise de la route ; • la collecte et l’évacuation des eaux Internes c’est-àdlre le drainage ; • la lutte contre la pollution routière. 1 . 1 – Rétablissement des écoulements naturels (bassins versants PAGF s 2 Une étude pécifique est nécessaire, qui déborde du cadre du présent document. ?? le franchissement d’un cours d’eau* important, ou qui pose des problèmes hydrauliques spécifiques. L? encore, une étude faite par un spécialiste s’impose. • le franchissement de cours d’eau* dont la superficie du bassin versant n’excède pas une centaine de kilomètres carrés, sans enjeu particulier, qui fait l’objet du présent chapitre. Au-delà de ce seuil, l’étude nécessite l’intervention de spécialistes en matière dhydrologie*, d’hydraulique* et d’hydrogéomorphologie*.
Ce rétablissement doit être adapté aux enjeux inondation, érosions ou atterrissements pérennité de l’infrastructure, sécurité des usagers et respect du milieu aquatique) qu’il convient d’identifier et doit être conçu dans le respect des réglementations en vigueur. La route peut constituer un obstacle préjudiciable ? l’écoulement naturel et réciproquement, celui-ci peut générer des dommages à la route (cf. schéma no 1). cf.
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 e la route dans des seuils admissibles ; • d’inondation en amont de la voie , • de rupture de l’ouvrage routier. sd contraintes fortes des projets routiers notamment sur le profil en long. En conséquence, il importe de s’en préoccuper dès le stade des études d’Avant-projet Sommaire (APS).
Outre l’aspect réglementaire qui est à vérifier, les différentes étapes pour déterminer l’ouvrage hydraulique à mettre en place sont : • l’estimation du débit de projet en fonction d’une période de retour et d’un débit exceptionnel ; • le dimensionnement, le choix et le calage de l’ouvrage ydraulique (contrôles de la hauteur deau amont, des vitesses d’écoulement, du tirant d’air, de l’impact hydraulique et de la prlse en compte s’il y a lieu de la libre circulation de la faune piscicole).
Choix de la période de retour* (T) La période de retour* T à prendre en compte doit dans chaque cas, faire l’objet d’une analyse mettant en regard le coût d’investissement de l’infrastructure avec les conséquences d’un débordement pour l’usager, les riverains, les ouvrages routiers (perturbations locales et temporaires de la circulation et situations à risques) et enfin l’impact sur le milieu naturel. Dans tous les cas, la connaissance de la réglementation et la consultation des services de police de l’eau et de la Mission Inter-Service de peau (MISE) s’avèrent nécessaires.
En l’absence de ce type d’analyse, il est recommandé d’adopter les valeurs suivantes pour les périodes de retour* : • sous autoroutes : 100 ans ; • sous routes ou rétablissements de communications . 100 ans, 50 ans, voire 25 ans pour les bassins dont les crues seraient limitées dans le temps et moyennant une incidence du débordement faible voire nulle selon les PAGF 7 OF du débordement faible, voire nulle selon les ?? routes et autoroutes en zone inondable : le calage de l’infrastructure doit prendre en compte les enjeux liés à la zone inondable.
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 g 2 m. Les vitesses doivent respectées les critères suivants vis-à-vis de la durabilité des ouvrages : ?? ouvrages en béton : g 4 m/s ; • ouvrages métalliques : 2,5 m/s cf. nnexe 4. 6 [8]. cf Pour la prise en compte de la faune piscicole, des vitesses plus faibles doivent être vérifiées (vitesse approximative de lm/s). En cas d’impossibilité de satisfaire à ces conditions, il conviendra de prévoir des dispositifs de protection. Tirant d’air* (TA) de l’ouvrage hydraulique Le tirant d’air correspond, en toute rigueur, à la hauteur libre entre la ligne d’eau et la génératrice superieure de l’ouvrage (cf. schéma no 2).
Dans notre cas, il est mesuré par rapport à la hauteur d’eau fictive HAM Pour une ouverture 2,00 2 er en fonction d’écoulement et l’effet d’une crue exceptionnelle doivent être appréciés. Schéma no 2 : tirant d’air de l’ouvrage hydraulique 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 ? apprécier en fonction des enjeux locaux.
L’écoulement à surface libre dans l’ouvrage hydraulique doit être assuré pour le débit de projet. Libre circulation de la faune piscicole La migration des poissons vers l’amont doit être ssurée par le tirant d’eau minimum avec une vitesse d’écoulement limité lors des périodes d’étiage. un aménagement du fond de l’ouvrage pour reconstituer un lit naturel est souvent nécessaire.
Se référer aux ouvrages « facteurs biologiques ? prendre en compte dans la conception des ouvrages de franchissement » [Il et « Passes à paissons : expertise, conception des ouvrages de franchissement » [2]. 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 celui du lit ineur. 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 emental long, le calage de Pouvrage 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. Évaluation du débit de projet et du débit exceptionnel Dans le chapitre suivant, il est proposé des méthodes imples qui permettent d’évaluer les débits de projet.
Le débit exceptionnel à prendre en compte est au moins égal à 1,5 fois Q 100. Une évaluation de son impact (avec l’ouvrage hydraulique dimensionné pour le débit projet) sur la sécurité des usagers, la pérennité de l’infrastructure et sur l’environnement doit être menée en vue d’apprécier les mesures à prendre. 1 . 1. 2 – Détermination du débit de projet (un exemple d’application de calcul de débit de projet est donné dans l’annexe 4. 1. 2) Le débit de projet correspond au débit de pointe pour une période de retour donnée, dimensionnant ‘ouvrage hydraulique.
Les méthodes de calcul proposées ci-après utilisent les formules « rationnelle » et « crupédix » ainsi qu’une formule de « transition » permettant de faire le lien entre les 2 formules. Elles sont simples et applicables aux Bassins Versants Naturels (BVN). Elles ont été mises au point par des experts pour la réalisation du TGV Méditerranée. Il en est de même pour le coeffi cient de ruissellement, du temps de concentration et la formule de transition. D’autres méthodes justifiées pourront être é alement appliquées. Quelle que soit la méthod résultats de
