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31.10.2014 1
La maintenance des
infrastructures publiques
Cours de gestion des
infrastructures publiques
2
Table des matières
• Introduction
• Gestion du patrimoine routier
– Théorie
– Mise en œuvre et résultats : l’exemple de la
Ville de Pully
– Démonstration et pratique
• Traitement des eaux pluviales routières
• Conclusion
Introduction
• Présentation
• Objectif du cours
– Encourager les responsables techniques du
réseau routier à élaborer un outil de gestion
– Partager avec d’autres communes ses
connaissances dans le domaine
3
4
Gestion du patrimoine
routier
Théorie
Question
• Pourquoi réaliser une gestion des
infrastructures routières ?
5
6
Références
• Normes VSS
• Maintien de la valeur des routes - Guide à
l’intention des politiques et des
praticiens
• …
7
Rôle du responsable des routes
Théorie
8
Le maintien à long terme du réseau routier est assuré
lorsque la dépréciation due au vieillissement (vue réseau)
est compensée par des mesures d’entretien (vue objet).
Evolution dans le temps
• Indice moyen de l’état des routes
9
Comparaison avec d’autres réseaux
10
11
Maintien de la valeur
des routes
Mise en œuvre et résultats :
L’exemple de la Ville de Pully
12
Introduction
• Pourquoi réaliser une gestion des
infrastructures routières ? – Préserver le patrimoine routier – Vue objet
– Planifier l’entretien des chaussées et des ouvrages d’art sur
une période de 5 ans – Vue réseau
Le maintien à long terme du réseau routier est assuré lorsque
la dépréciation due au vieillissement (vue réseau) est
compensée par des mesures d’entretien (vue objet).
– Regrouper les données relatives au réseau routier
– Améliorer l’accessibilité de ces données
– Outil de discussion avec les politiques
13
Procédure par étapes
• 1ère étape : Phase initiale
• 2ème étape : Définition des besoins
• 3ème étape : Relevé de terrain
• 4ème étape : Analyse des résultats
14
1ère étape : Phase initiale
• Connaissance des lois, normes, directives, recommandations en vigueur
• Prise d’information concernant les outils informatiques sur le marché : SGE (PMS et BMS), MISTRA, …
• Prise d’information auprès d’autres villes
• Récolte des données du passé
• Préparation pour le relevé de terrain
• Analyse de l’intégration des données du terrain dans l’outil informatique
15
2ème étape – Définition des besoins
• Modèle de base retenu : Maintien de la valeur des routes d’IC – Vue réseau (par rue)
– Vue objet (par tronçon) par carrefour, par voie, par 100 m ?
• Type d’objets intégrant le terme « route » routes, ouvrages d’art, sentiers, places, parkings, arrêts de bus ?
• Type de références pour évaluer la valeur du réseau chaussée, chaussée + trottoir, longueur ?
• Type d’outils de travail et d’aide à la décision SGE, MISTRA, Excel, SIG ?
16
3ème étape : Relevé de terrain
• Qui ? en interne ou en externe ?
• Quoi ? quels indices ?
• Quand ? temps à disposition ?
• Comment ? manuel avec/sans tablette graphique ou automatisée ?
véhicule ou à pied … ?
17
4ème étape : Analyse des résultats (I)
• Vue réseau – Pully (% vr)
– 38 km de routes communales (75%)
– 5 km de routes cantonales en localité (18%)
– 5 km de sentiers piétons (2%)
– 30 ouvrages d’art (ponts, voûtages, passages inférieurs) (3%)
– 15 parkings (1%)
– 77 arrêts de bus (1%)
Valeur de remplacement (vr) : CHF 134’000’000
Dépréciation annuelle : CHF 2’500’000
Investissement annuel moyen : CHF 2’000’000
Comparaison avec les investissements réels
18
4ème étape : Analyse des résultats (II)
• Modifications qui peuvent modifier la
valeur de remplacement
– L’assainissement du bruit routier
– Modification des charges des véhicules lourds
(transports publics, ..)
– Traitement des eaux pluviales routières sur
les gros axes
– Ouvrages d’art
– Les fouilles…
19
4ème étape : Analyse des résultats (III)
20
4ème étape : Analyse des résultats (IV)
• Vue objet – Pully
– 300 tronçons
– Indice I0 pondéré = 1.0
• Planification des mesures et financière sur 5 ans
• Evolution de l’état – Pully
– 1/3 des tronçons relevés par année
Les type de travaux en fonction du
type de dégradations
• Groupe de dégradations
– Surface glissante
– Dégradation du revêtement
– Déformation du revêtement
– Déformation structurelle
– Réparation
• VSS 640 925b
21
Relevé de l’état des routes
22
Nom de la rue :
N° de troncon :
Section : de à
Type de revêtement :
Date du relevé :
Relevé effectué par :
Types de dégradations
Groupes principauxA S M G MxG
Polissage Degré d'urgence
Ressuage
Surface glissante (IA1) 2
Usure
Désenrobage, sablage
Perte de gravillons
Pelades
Nids de poule
Fissures de joint de travail
Fissures transversales
Fissures diverses
Dégradations du revêtement (IA2) 2
Ornières
Bourrelets
Tôle ondulée
Déformations de poussée
Déformation du revêtement (IA3) 2
Fissures d'affaissement
Affaissements des bords
Affaissements, flaches
Soulèvements dus au gel
Fissures longitudinales
Faïençage
Fissures d'épaulement
Dégradations structurelles (IA4) 3
Réparations (IA5) 1
Somme Mi X Gi
Indice I1 ou I0
Trottoir L'état est soit:
Nord B: bon, suffisant
Sud M : moyen
Est C: mauvais, critique
Ouest
Réparations localisées
(entretien d'exploitation)
Amélioration de la
couche de roulement,
enduit superficiel (à
froid ou à chaud)
4
Longueur
[m]Etat
Largeur moy
[m]
Surface moy
[m2]
Libellé
1
2
3
Pas de mesure au
cours des 5 prochaines
années ou selon
planification
A = étendue des dégradations, S = gravité, M = matrice, G = pondération (selon norme VSS 640 925b)
Renouvellement de la
superstructure
Renouvellement de la
couche de roulement +
enrobé
Remarques concernant la mesure de remise en état:
Etat général :
5
6
Renouvellement de la
couche de roulement
Les indices I0 ou I1 sont calculés de la manière suivante : 1/10 (Σ MixGi) ≤ 5
Fiche type pour le relevé des dégradations de surface
Propositions de mesures de remise en état
bitumineux
Relevé détaillé
1 2 3
Polissagequelques grains dans la trace des roues présentent
une surface lisse et brillante
grande partie des grains dans la trace des roues sont
lisses et polis
la majorité des grains dans la trace des roues sont
lisses et polis
Ressuageapparition de taches noires résultant de liant
excédentaire
noircissement significatif de la trace des roues par du
liant excédentaire librela surface de la trace des roues paraît humide
Usureéclaircissement visible de la trace des roues; début de
formation d’ornières par usure, prof. < 15 mm
éclaircissement et orniérage par usure significatif de la
trace des roues; les gros grains sont visibles
apparition marquante de la contexture des granulats;
orniérage dû à l’usure, prof. > 30 mm
Désenrobage, sablageapparence sèche et maigre de la surface, perte de
mortier, quelques grains peuvent s’enlever à la main
texture ouverte, perte de matériau allant du haut vers
le bas du revêtement, fissures fines éventuelles
surface désagrégée, début de formation de nids de
poule
Perte de gravillons quelques gravillons se sont détachés de la surface aspect vérolé avec de grands espaces entre les troussurface désagrégée avec de nombreux petits nids de
poule
Pelades pelades isolées de diamètre < 100 mmpelades isolées de diamètre entre 100 et 300 mm,
mauvaise liaison entre les couches
pelades se rejoignant, largeur > 300 mm, pas de
liaison entre les couches
Nids de pouledébut de formation de quelques trous isolés et de
faible profondeur, diamètre < 100 mm
quelques trous de diamètre entre 100 et 300 mm, prof.
< 40 mm
trous se rejoignant parfois de diamètre > 300 mm,
prof. > 40 mm
Fissures de joint désenrobage significatif du joint, sans fissure véritablejoint localement ouvert, début de formation de fissures
et de perte de matériaux sur les bords du joint
joint ouvert, extension de la fissuration secondaire, les
bourrelets aux bords de la fissure se désagrègent
Fissures transversalesfissures transversales simples, courtes ou continues,
largeur < 2 mm
fissures transversales simples continues, largeur de la
fissure principale entre 2 et 10 mm
début de perte de matériaux sur les bords de la
fissure, fissuration secondaire, largeur > 10 mm
Fissures diversesquelques petites fissures éparses sur la chaussée,
sans déformations, largeur des fissures < 2 mm
plusieurs fissures qui se recoupent irrégulièrement
entre elles, largeur des fissures entre 2 et 10 mm
revêtement découpé en plaques irrégulières, largeur
des fissures > 10 mm
Ornière perceptible, prof. < 15 mmnettement perceptible, fissuration longitudinale
éventuelle, prof. entre 15 et 30 mm
marquée, évtl. fissures longitudinales ou faïençage,
prof. > 30 mm empreinte visible de roues jumelées
Bourrelets gonflement reconnaissable au bord du revêtementnet gonflement au bord du revêtement; l’évacuation
des eaux est gênée par endroits
bord de revêtement écrasé, l’évacuation transversale
des eaux coupée, l’évacuation longitudinale gênée
Tôlevagues transversales légères, à peine perceptibles en
roulant
vagues transversales, bien visibles et gênantes en
roulant
fortes vagues transversales donnant lieu à des
vibrations importantes du véhicule en roulant
Déformations de pousséedéformations horizontales significatives suite à des
efforts horizontaux
déformations horizontales, petites ondulations
verticales et év. petites fissures de traction
grandes déformations horizontales, év. avec vagues
verticales et fissures de traction
Fissures d'affaissement fissure fine qui signale un affaissement du solfissure significative en escalier < 5 mm par suite
d’affaissement important
grande fissure généralement de forme circulaire en
escalier qui signale un glissement
Affaissements des bordstassement visible du bord du revêtement, sans
fissures
tassement marqué du bord du revêtement, év.
fissuration légère
enfoncement du bord du revêtement avec fissuration
prononcée
Affaissements, flachesdéformation visible, provoque des vibrations légères
aux véhicules, sans gêne pour l’évacuation des eaux
déformation nettement visible, véhicules contrôlables,
év. légère gêne pour l’évacuation des eaux
la conduite exige une concentration accrue, év. gêne
pour l’évacuation des eaux
Soulèvements dus au gelsoulèvement léger au centre de la chaussée sans
fissuration
soulèvement significatif au milieu de la chaussée avec
des fissures longitudinales, largeur < 10 mm
soulèvement important au milieu de la chaussée,
fissuration longitudinale multiple, largeur > 10 mm
Fissures longitudinales presque toute la longueur < 10 mmfissure simple, év. avec de petites fissures parallèles,
largeur de la fissure principale entre 2 et 10 mm
arrachement de matériaux sur le bord de la fissure,
largeur > 10 mm, fissures parallèles multiples
Faïençagedébut de la formation d’un faïençage fin, prof. des
flaches < 15 mm
faïençage bien formé, début de cassures au sommet
des polygones, prof. des flaches entre 15 et 25 mm
revêtement découpé en plaques irrégulières, prof. des
flaches > 25 mm
Fissures d'épaulementpetites fissures longitudinales, respectivement
sinueuses, jusqu’à 300 mm du bord du revêtement
progression de la fissuration jusqu’à plus de 1m du
bord du revêtement, début faïençage
progression de la fissuration jusqu’à plus de 1m du
bord du revêtement, faïençage, peau d’éléphant
Réparations réparation intacte, év. léger défaut d’uniréparation non liée au revêtement, défaut d’uni
important
réparation non liée au revêtement, faïençage,
affaissement, défaut d’uni important
Déformation du revêtement
Dégradations structurelles
Réparations
Gravité : S
Surface glissante
Types de dégradations
Dégradations du revêtement
0 1 2 3
Polissagem de trace de
roues0 < 10 % < 10 - 50 %< > 50 %
Ressuagem de trace de
roues0 < 10 % < 10 - 50 %< > 50 %
Usurem de trace de
roues0 < 10 % < 10 - 50 %< > 50 %
Désenrobage, sablage m2 0 < 10 % < 10 - 50 %< > 50 %
Perte de gravillons m2 0 < 10 % < 10 - 50 %< > 50 %
Pelades Nbr/50m 0 < 2 < 2 - 7< > 7
Nids de poule Nbr/50m 0 < 2 < 2 - 7< > 7
Fissures de joint de travail m/50m 0 < 5 < 5 - 25 < > 25
Fissures transversales Nbr/50m 0 < 2 < 2 - 7< > 7
Fissures diverses m2 0 < 10 % < 10 - 50 %< > 50 %
Ornièresm de trace de
roues0 < 5 % < 5 - 25 %< > 25 %
Bourreletsm de trace de
roues0 < 5 % < 5 - 25 %< > 25 %
Tôle onduléem de trace de
roues0 < 10 % < 10 - 50 %< > 50 %
Déformations de pousséem de trace de
roues0 < 10 % < 10 - 50 %< > 50 %
Fissures d'affaissement m par bord 0 < 10 % < 10 - 50 %< > 50 %
Affaissements des bords m2 0 < 10 % < 10 - 50 %< > 50 %
Affaissements, flaches m2 0 < 10 % < 10 - 50 %< > 50 %
Soulèvements dus au gel m2 0 < 10 % < 10 - 50 %< > 50 %
Fissures longitudinales m/50m 0 < 5 < 5 - 25 < > 25
Faïençage m2 0 < 10 % < 10 - 50 %< > 50 %
Fissures d'épaulement m2 0 < 10 % < 10 - 50 %< > 50 %
Réparations m2 0 < 10 % < 10 - 50 %< > 50 %
Dégradations du revêtement
Déformation du revêtement
Dégradations structurelles
Réparations
Surface glissante
Unité
Types de dégradations
Groupes principaux
Etendue relative : A
• VSS 640 925b
23
4ème étape : Analyse des résultats (V)
• Type et degré
d’urgence des
interventions
24
Conclusions
• Problématique d’ordre organisationnel
– Fréquence des mises à jour des données ?
• Outil de planification et/ou d’exploitation ?
• Ressources humaines ?
• Problématique d’ordre technique
– Pas de corrélation directe entre l’indice I (état de la chaussée),
le type et le degré d’urgence des interventions à réaliser
– Possibilité de faire évoluer les outils mis en place
• Conclusions
– Outil permettant de qualifier l’état général des routes et de
suivre leur évolution
– Fournit à l’administration et aux autorités les chiffres clés
(valeur du réseau, dépréciation, montant à investir)
25
Améliorations possibles
• Ajouter à la base de données les éléments
suivants : – Les trottoirs
– Les ouvrages en bordure de route (murs de soutènement, …)
– Les chemins privés
– Le sens de circulation
– Le lien sur Google map par tronçon
– Le nombre de voies de circulation
– La signalisation routière
– La grille et le raccordement de l’évacuation des eaux
26
Il s’agit d’un travail d’équipe
• Les différents intervenants sont notamment : – Collaborateurs de la voirie pour le relevé de l’état des routes
– Service informatique pour la mise en place d’un outil SIG
– Dessinateurs pour la saisie géographique des objets
– Collaborateurs techniques pour la création des fiches TL,
ouvrage d’art, chaussée, … et pour alimenter la base de
données
– Expert routier pour partager ses connaissances techniques en
vue des relevés de l’état des routes
– La disponibilité des autres villes/cantons pour le partage des
connaissances
27
Gestion du patrimoine
routier
Démonstration - pratique
Démonstration - pratique
• Fichier xls - démonstration
• SIG – démonstration
• Vue objet
• Article «Route et Trafic»
28
SIG
29
SIG - chaussée
30
Mise à jour automatique
avec le fichier .xls
Lien avec un dossier sur le
serveur
• Objectif du cours
– Encourager les responsables techniques du
réseau routier à élaborer un outil de gestion
• Questions ?
31
Conclusion
32
Traitement des eaux
pluviales routières
Projet de recherche : Évaluation de 2
procédés de traitement des eaux de
ruissellement de chaussées à Pully
Historique
• Travaux sur l’av. de Lavaux en 2007
• Répondre aux directives de la VSA
• Recherche de subventionnement
– OFEV
– SESA
– EIR-Fr
– Ville de Pully
33
Base de l’étude
• Issus des émissions du trafic routier, de
nombreux polluants organiques et
inorganiques sont contenus dans les eaux
de ruissellement des routes. Afin de
limiter l'impact de la pollution routière,
ces rejets pluvieux pollués avec des
métaux lourds et des hydrocarbures
aromatiques polycycliques doivent être
assainis.
34
Directives de la VSA
35
Directives de la VSA
36
Canevas de l’étude
1. Développement d'une méthodologie de travail
permettant de comparer l'efficacité et la durabilité des
systèmes "chaussette" et "TECHSEP URBAINE 5".
2. Suivi de l'efficacité et de la durabilité au cours du
temps et à différentes saisons des deux techniques de
traitement.
3. Evaluation de l'efficacité et de la durabilité des
systèmes de filtration selon deux points de vue: bilan
chimique global (entrées, stocks, sorties) et
fonctionnement hydraulique au cours des événements
pluvieux.
4. Rédaction d’un rapport final
37
Objectifs et durée de l’étude
38
1. Objectifs: 1. Méthodologie pour comparer l’efficacité des systèmes
« chaussette » et « TechSep Urbaines5 »
2. Evaluation de l’efficacité :
1. du point de vue hydraulique
2. du point de vue des polluants
3. Evolution de l’efficacité au cours du temps:
1. (durée d’utilisation)
2. (type de précipitation, saison)
2. Durée: Septembre 2009 à décembre 2011: prolongation pour cause d’absence de pluie - rapport fin août 2012.
Systèmes testés
39
Résultats
• Pluviométrie
• Efficacité hydraulique
• Efficacité de dépollution
• Granulométrie des polluants
• Comparaison des coûts
40
Pluviométrie
• 20 mois d’acquisition des précipitations, 288 événements
• Distribution continue, large variété d’événements
• Lot de données représentatif
• Sur la base des valeurs statistiques définition des critères:
quartile 25 % < x événement faible
quartile 25% ≤ x ≤ quartile 75% événement moyen
x > quartile 75% événement fort
41
Efficacité hydraulique
• Le système «Chaussette»
– Enchaînement des débordements
– En moyenne durée 70 jours jusqu’au
1er débordement
• Le système «TechSep»
– Les débordements du système TechSep sont
corrélés au débit entrant lui-même lié à
l’intensité max
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Efficacité de dépollution
• Système «Chaussette sans débordement»
– Traitement séparé des débordements
– 24 événements considérés
– Identification des concentrations maximales en sortie
– Calculs de l’abattement des polluants
43
Efficacité de dépollution
• Système «TechSep»
– 42 événements valides
– Identification des concentrations maximales en sortie
– Calculs de l’abattement des polluants
44
Granulométrie des polluants
• Cinq séries de prélèvements analysées
(printemps 2012)
• Granulométrie laser au LTP de l’EPFL
• Tailles des particules divisées en 4 classes
45
Granulométrie des polluants
• Système «Chaussette»
46
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Fré
qu
ence
cu
mu
lée
CH_in
d ≤ 10 [μm] 10 ≤ d < 50 [μm]
50 ≤ d < 100 [μm] 100 ≤ d < 1000 [μm]
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Fré
qu
ence
cu
mu
lée
CH_out
d ≤ 10 [μm] 10 ≤ d < 50 [μm]
50 ≤ d < 100 [μm] 100 ≤ d < 1000 [μm]
Granulométrie des polluants
• Système «TechSep»
47
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Fré
qu
ence
cu
mu
lée
TS_in
d ≤ 10 [μm] 10 ≤ d < 50 [μm]
50 ≤ d < 100 [μm] 100 ≤ d < 1000 [μm]
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Fré
qu
ence
cu
mu
lée
TS_out
d ≤ 10 [μm] 10 ≤ d < 50 [μm]
50 ≤ d < 100 [μm] 100 ≤ d < 1000 [μm]
Comparaisons des coûts (I)
• Investissement
+ favorable; - défavorable; = similaire
48
Comparaisons des coûts (II)
• Entretien
+ favorable; - défavorable; = similaire
49
Comparaisons des coûts (III)
• Si le critère est d’éviter ou de limiter les
débordements, le système Chaussette
doit être changé ou nettoyé 4 x/an
• Le système «TechSep» est amorti sur
environ 3 ans par rapport au système
«Chaussette»
50
Conclusion de l’étude
• On attend le positionnement de la
Confédération et du Canton de VD …
• Séminaires
– VSS : le 07.11.2013 – Evacuation des eaux de
chaussées : normes, directives, recherches
– VSA : le 26.11.2013 à Fribourg avec les
responsables de l’étude de recherche
51
52
Merci de votre attention !
• Pour toutes questions, veuillez contacter :
• M. Alexandre Levet
• Direction des travaux et des services industriels
• Ch. de la Damataire 13
• 1009 Pully
• Tél. : 021/721 31 11
• Email : [email protected]