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1 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Analyse de la performance de la géométrie
Réflexions & propositions
présentée par
Dr. Micaël Tille
in
Journées techniques LAVOC 2003
2 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Plan de l’exposé
Définitions & Bases
Acteurs & Interactions
La géométrie routière
Valeurs limites
La vitesse, paramètre de base
Visibilité & Lisibilité
Audit de Sécurité Routière
Conclusions & Perspectives
3 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Définitions
Géométrie routière
Enchaînement des éléments spatiaux constitutifs d’une voie de circulation affectée au transport routier, ceci en relation avec le territoire environnant l’infrastructure routière
Voie de circulation
Eléments constitutifs simples
Axe de la chaussée
Ouvrage tridimensionnel
Interaction avec le territoire
4 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Définitions
Performance
Indication chiffrée caractérisant les possibilités optimales d'un matériel, d'une machine, d'un véhicule, etc.; ces possibilités.
Process or manner of functioning or operating
Indicateurs : valeurs quantitatives descriptives
comparaison relative / absolue
Processus de fonctionnement (d’utilisation)
Possibilités (ou impossibilités) d’atteindre un objectif ou de respecter une contrainte
5 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Nécessité d’une nouvelle approche de la S.R.
Limites du comportement des usagers Formation Prévention
Législation Répression
Offrir aux usagers une route qui soit … … sûre / … confortable
… durable
Vision Zéro L’erreur est humaine
Une route qui pardonne ces erreurs
Audits de sécurité routière
6 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Le système route
La route
Le véhicule L'usager
Dégradations
Conduite
Perceptiondu tracé
Confort
ConcentrationFatigue
Effortsdynamiques
7 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Usagers de la route
Catégories concernées Conducteur
Perception Décision Action Sensation
Passager Sensation
Piétons Interaction
8 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Usagers de la route
Usagers motorisés Voitures de tourisme 53 % des morts
Dynamique Majeure partie du parc automobile
2 roues motorisés 19 % des morts
Dynamique Faible protection
Poids lourd 2 % des morts
Dimensions Masse
Facteur de risque Ec = 1/2 m V2
9 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Usagers de la route
Locomotion douce Cyclistes 5 % des morts
Site banal Absence de sécurité passive
Piétons 19 % des morts
Hors des voies de circulation Zones urbaines Traversées piétonnes
Aménagements localisés
Dynamique négligeable
10 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
géométrie du tracé & Sécurité routière
Influence sur le comportement Véhicules
Usagers
Importance de l’acquis historique
Responsabilité de l’exploitant
Mais aussi d’autres facteurs … Matériaux Propriétés / Qualité
Fonction Place au sein du réseau
Trafic Type & Volume
Etc.
11 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Géométrie routière
Rappel.. et précisions !
Elément tridimensionnel Etude par plans successifs
Combinaison 3D
Commentaires Processus séquentiel avec rétroactions
Projet à forte composante technique
Progrès technologiques
Méthodologie standard
Essentielle … mais négligée
12 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
situation
Eléments déterminants Courbes
Rayon minimum de l’arc de cercle R Valeur du paramètre de transition A
Longueur des éléments
Combinaison des éléments Fluidité du tracé
Sinuosité
13 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Profil en long
Eléments déterminants Déclivités constantes i
Valeurs maximales Rayons verticaux Rv
Visibilité Concave Convexe
ho
hg
SD
Rv
14 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Profil géométrique type
Eléments déterminants Gabarit des voies de circulation
Largeur & Hauteur libre Marges mouvement / sécurité Voie additionnelles
Eléments annexes séparation protection signalisation
Vél
o Voiture
Poids lourd
Gabarit de la route
15 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Profil en travers
Eléments déterminants Dévers p
En alignement Forme Valeurs
En courbe Valeurs
Transition du dévers Déclivité secondaire i
16 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Combinaison spatiale
Surlargeur
Dérasement
Combinaison Profil en long - Situation
17 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Conclusions
Principe Comparaison avec des valeurs limites
déterministes fT = 0,24
Conception par plans successifs
Combinaison tridimensionnelle par tâtonnements
Conséquences Risque : partiellement correct … mais globalement
incorrect
Peu (pas ?) d’interactions
Valeurs limites fortement réductrices tR = 2 s
18 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Paramètres considérés
Vitesse du véhicule V
Visibilité Dv
Dimensions routières R / A / L / i / p / B
Usagers tr
Conditions atmosphériques fT fL
Revêtement
Multiplicité !
Agrégation complète impossible !
19 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Facteurs déterminants de la conception géométrique
Dimensions Véhicules
Croiser
Dynamique Véhicules
Ne pas déraper en courbe
S’arrêter à temps
Confort Usagers
Fatigue
Monotonie
Visibilité Usagers
20 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Valeurs limites
Typologie Représentative
Restrictive (légale)
Usager Physiologie
Confort
Véhicule Dynamique
Dimensions
Interactions
21 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Valeurs déterministes
Problématique Large variation des valeurs réelles
Physiologie Réaction
1 réponse … parfois théorique
Valeurs précises sur des phénomènes flous
Difficultés Ne pas considérer les extrêmes
Fourchette de résultats : que choisir ?
22 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
0
50
100
150
REACTION
Motivation
Âge
Expérience
Concentration
Psychotrope
Fatigue
Formation
Valeurs déterministes
Cas des usagers Usager « standard »
Usagers représentatifs ?
0
50
100
150
REACTION
Motivation
Âge
Expérience
Concentration
Psychotrope
Fatigue
Formation
23 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Vitesse
Paramètre de base Accidentologie
Fréquence des accidents Gravité des accidents Ec = ½ m V2
Géométrie Distance d’arrêt Comportement en courbe
Eléments Valeur absolue V
Variation de vitesse V Enchaînement des éléments du tracé
24 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Vitesses considérées
Vitesse de base Design speed VA
Vitesse de projet Project speed VP
Diagramme de vitesse Evolution de Vp entre VA et Vmax Vmax = vitesse légale
Vitesse VL / PL
Transition entre courbes successives
Qualité de circulation
Cohérence du tracé
25 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Diagramme de vitesse
Evolution de Vp le long du tracé
40
50
60
70
80
90
100
110
120Diagramme des sinuosités
R = 320L = 160 A = 150
L = 70
A = 150L = 129
R = 175L = 365
A = 250L = 129
R = 320L = 210
A = 220L = 151
R = infiniL = 255
A = 180L = 78
R =420L = 106
Centre à droite
Centre à gauche
Vit
ess
e (k
m/h
)
Kilométrage (km)
0 0,5 1,0 1,5
A = 220L = 151
60
70
80
90
100
110
Vmax
VA
26 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Limites du Diagramme de vitesse
Diagramme théorique Véhicule standard
Usager standard
Transitions constantes
Faible différence VA – Vmax Nouveaux projets
Difficultés de remarquer des éléments insatisfaisants
Proposition : Vmax = Vitesse de sécurité VS
27 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Vitesse de sécurité
Définition Respect de la géométrie
+20 à +30 km/h au dessus de la vitesse légale
Mêmes hypothèses
Diagramme de vitesses Mêmes hypothèses de construction
Intérêt Mise en exergue de certains problèmes
Correspond mieux à la réalité V85
28 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Diagramme de vitesse
Utilisation de Vs
40
50
60
70
80
90
100
110
120Diagramme des sinuosités
R = 320L = 160 A = 150
L = 70
A = 150L = 129
R = 175L = 365
A = 250L = 129
R = 320L = 210
A = 220L = 151
R = infiniL = 255
A = 180L = 78
R =420L = 106
Centre à droite
Centre à gauche
Vit
ess
e (k
m/h
)
Kilométrage (km)
0 0,5 1,0 1,5
A = 220L = 151
60
70
80
90
100
110
VA
Vmax
29 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Visibilité - lisibilité
Processus de décision de l’usager
Visibilité voir Perception percevoir Lisibilité comprendre Décision décider Action agir
30 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
La lisibilité
Définitions
Propriété d’une voie et de son environnement de donner à tout usager une image juste et facilement compréhensible de la nature de la voie, de son utilisation et du comportement attendu
Selon « Sécurité des routes et des rues » SETRA
Conscience
Compréhension
31 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Analyse du paysage
Perception visuelle du conducteur Rythme le déplacement
Route + Environnement + Paysage + Horizon
Dépend fortement du milieu
Perception de l’infrastructure Rythme la conduite
Route + Accotements + Signalisation + Horizon
Elément de la sécurité
32 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Visibilité
Lien avec la distance d’arrêt Distance de visibilité d’arrêt
Comparaison Distance d’arrêt Da
Vitesse Interaction pneu - chaussée Réaction de l’usager
Visibilité Géométrie routière
Nécessité de clairement séparer les 2 notions
33 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Procédure d’analyse de la géométrie routière
Selon SN 640 010
Analyse des accidents Réactive
Couplée avec des statistiques d’accidents Nombreux événements Corrélation accidents - géométrie
Analyse des dangers Préventive
Peu d’événements Nouvelle route
34 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Analyse & Diagnostics
Audits de sécurité routière
SURE (F)
«Sécurité des Usagers sur les Routes Existantes»
EuroRap
«Road Assessment Program»
www.eurorap.org Outil de comparaison internationale
Routes hors-localités à plus de 80 km/h
35 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Principes de l’audit de sécurité routière - 1
1. Objectifs Standards
Valeurs légales Standards sociétaux
Contraintes Économie Technique
2. Eléments géométriques Découpages en endroits particuliers
Paramètres spécifiques
36 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Principes de l’audit de sécurité routière - 1
ElémentRayon
RDéclivi-
té iDévers
pLargeur
B…
Vitesse V
D. Arrêt Da
Visibili- té Dv
…
Courbe 1
240 + 2 % 7 % 3.65 …80
km/h240 m 250 m …
… … … … … … … … …
Courbe m
175 - 3 % 6 % 3.55 …75
km/h235 m 220 m …
37 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Principes de l’audit de sécurité routière - 2
3. Etablissement du diagnostic Comparaison Objectifs – Géométrie
Paramètres spécifiques Indicateurs de risques spécifiques Ii 0 à 1
4. Qualité géométrique Risque spécifique synthétique R = fct (I1, I2, …, In)
Agrégation partielle
Moyenne géométrique 1 - [(1-Ii)] Eléments contraignants
Endroits particuliers
38 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Principes de l’audit de sécurité routière - 2
Elément I1 I2 I3 I4 … In R
Courbe 1
0 0.1 0.8 0.9 … 0.8 0.86
… … … … … … … …
Courbe m
0.05 0.1 0 1 … 0.7 1
39 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Principes de l’audit de sécurité routière - 3
5. Analyse fonctionnelle de la route F 0 à 100 Fonction au sein du réseau
Trafic Structure Volume
6. Degrés de sécurité localisés Dl Dl = 1 – (R F/100)
Degré de sécurité « géométrique »
Corrélation avec l’accidentologie
Endroits particuliers
40 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Principes de l’audit de sécurité routière - 3
7. Degrés de sécurité globaux DG DG = fct (Dl1, Dl2, …, Dln)
Degré de sécurité « géométrique »
Corrélation avec l’accidentologie
Agrégation par tronçons Endroits particuliers Degré de sécurité maximal Degré de sécurité combiné
41 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Principes de l’audit de sécurité routière – 3 & 4
Elément
1,1 1,2 … m,1 1,2 … m,o
R 0.91 0.45 … 0.70 0.50 … 0.81
F 65 45 … 100
Dl 0.41 0.71 … 0.54 0.77 … 0.19
DG 0.55 … 0.25
42 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Principes de l’audit de sécurité routière - 4
8. Ordonnancement par degrés de sécurité Ordre croissant urgence d’intervention
9. Mesures d’assainissement du réseau Efficacité
&& Efficience
Planification d’interventions CT - MT - LT
10.Réalisation
11. Monitorage
43 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Endroits particuliers
Détermination Géométrie
Nœuds
Contexte
Ouvrages d’art
Séquencement liens entre secteurs
Niveau d’analyse Globale (tronçons)
Aménagement de détails … mais cohérence nécessaire !
44 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Réalisation de l’audit de sécurité routière
Qui ? Expert indépendant
Quand ? Intégré au processus
Vérification de la qualité
Comment ? Plans / Photos aériennes
Relevés géométriques in situ
Vidéo
45 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Réflexions
Quelle sécurité offrir aux usagers ?
La route peut elle tout pardonner ?
Effets induits d’une route sûre Augmentation des comportements à risque (?)
Monotonie de conduite
De l’insécurité pour ralentir ? Mauvaise « bonne solution »
Degrés de sécurité différenciés ? Favoriser un mode de transport
46 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Conclusions
Devoirs des acteurs De l’usager
De l’exploitant ?
Amélioration Connaissance du réseau
Efficience
Justification
Pour l’ingénieur civil Assurance qualité
Compréhension des phénomènes
47 Journée technique LAVOC 200317 septembre 2003
Remerciements