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ÉTUDE HYDRAULIQUE DU PONT P-07592

RIVIÈRE CHAT SAUVAGE

RUE DE LA FRONTIÈRE

RAPPORT

Nº projet Bergee : 0001

Octobre 2011

Révision : 00

Étude hydraulique du pont P-07592

Rivière Chat Sauvage

Rue de la Frontière

Rapport

Bergee

Préparé par :

___________________________ Anne Charrière

Nº Projet : 0001

Octobre 2011/ Rév. 00

Étude hydraulique du pont P-07592 Rivière Chat Sauvage


Rapport

Projet no : 0001

Date : Octobre 2011

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Équipe 11

TABLE DES MATIÈRES

1. Mise en contexte __________________________________________________________ 3

2. Données _________________________________________________________________ 4

3. Description du pont actuel __________________________________________________ 4

4. Travaux de terrain_________________________________________________________ 5

5. paramètres de modélisation ________________________________________________ 6

5.1 Description de la rivière _______________________________________________________ 6

5.2 Modèle d’écoulement ________________________________________________________ 6

5.3 Critères de conception ________________________________________________________ 8 5.3.1 Hauteur libre sous le pont ____________________________________________________________ 8 5.3.2 Affouillement ______________________________________________________________________ 8 5.3.3 Période de retour ___________________________________________________________________ 8

6. Hydraulique avec l’ouvrage existant __________________________________________ 9

6.1 Avec l’enrochement __________________________________________________________ 9

6.2 Sans l’enrochement _________________________________________________________ 11

7. Hydraulique en conditions naturelles ________________________________________ 12

8. Hydraulique avec le ponceau projeté _________________________________________ 14

9. Hydraulique avec le pont avec pile projeté ____________________________________ 15

10. Hydraulique avec le pont sans pile projeté __________________________________ 17

11. Protection de l’ouvrage projeté ___________________________________________ 18

12. Analyse des résultats et recommandations __________________________________ 19

13. Références bibliographiques ______________________________________________ 20



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LISTE DES FIGURES

Figure 1: Localisation du pont P-07592 (Cima+, 2011) Figure 2: Caractéristique du pont actuel Figure 3: Seuils en aval du pont Figure 4 : Empierrement en amont du pont Figure 5: Sections de la rivière Chat Sauvage dans le logiciel HEC-RAS Figure 6: Pont actuel, avec l'empierrement Figure 7: Pont actuel, avec correction de l’empierrement Figure 8: Conditions naturelles, avec correction de l’empierrement Figure 9: Pont futur, avec pile Figure 10: Pont futur, sans pile Figure 11: Ponceau futur Figure 12: Période de retour (MTQ, 2011) Figure 13: Profil longitudinal de la ligne d’eau du pont pour des périodes de récurrence (1, 25 et 100 ans) en

conditions hydrauliques actuelles (avec l’éboulement de l’enrochement) Figure 14: Profil longitudinal de la ligne d’eau du pont pour des périodes de récurrence (1, 25 et 100 ans) en

conditions hydrauliques actuelles (sans enrochement) Figure 15: Profil longitudinal de la ligne d’eau du pont pour des périodes de récurrence (1, 25 et 100 ans) en

conditions hydrauliques naturelles Figure 16: Figure 12: Profil longitudinal de la ligne d’eau du ponceau P120 pour des périodes de récurrence (1, 25 et

100 Figure 17: Profil longitudinal de la ligne d’eau du pont pour des périodes de récurrence (1, 25 et 100 ans) d’un pont

projeté avec pile (ouverture de 16m) Figure 18: Caractéristiques de l’écoulement avec un pont projeté sans pile (ouverture de 24m) Figure 19: Profil longitudinal de la ligne d’eau du pont pour des périodes de récurrence (1, 25 et 100 ans) d’un pont

projeté sans pile (ouverture de 24m) Figure 20: Calibre du revêtement en fonction de la vitesse

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Débits pour différentes périodes de retour (Cima+, 2011) Tableau 2: Caractéristique du pont existant et des options projetées Tableau 3: Caractéristiques de l’écoulement en conditions hydrauliques actuelles (avec l’enrochement) Tableau 4: Caractéristiques de l’écoulement en conditions hydrauliques actuelles (sans l’enrochement) Tableau 5: Caractéristiques de l’écoulement en conditions hydrauliques naturelles Tableau 6: Caractéristiques de l’écoulement pour l’option d’un ponceau (Polyvoûte, type P120) Tableau 7: Caractéristiques de l’écoulement pour l’option d’un pont avec une pile (ouverture de 16m) Tableau 8: Caractéristiques de l’écoulement pour l’option d’un pont sans pile (ouverture de 24m) Tableau 9: Synthèse des niveaux d'eau et des vitesses

LISTE DES ANNEXES

Annexe A Sections de la rivière Chat Sauvage



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1. MISE EN CONTEXTE

En raison de son état d’usure avancée, le pont du cours d’eau Chat Sauvage sur la rue de la Frontière à

Pohénégamook doit être remplacé. Ce pont, soumis aux normes du MTQ, fera l’objet de cette présente étude et sera

réalisé par la firme Bergee experts conseils, mandatée par Cima +. L’analyse portera sur les options suivantes :

Reconstruction du pont acier-bois, avec une pile (tel que l’existant)

Reconstruction du pont acier-bois, sans pile

Reconstruction du pont, type portique

Reconstruction du pont, type ponceau

Dans ce contexte, la firme Cima + souhaite obtenir nos recommandations quant à la performance hydraulique du

pont actuel et du choix du futur pont, en considérant les contraintes du milieu et les différentes normes applicables.

La présente étude propose donc les caractéristiques géométriques des ouvrages projetés selon les différentes

options ainsi que les résultats des modélisations hydrauliques qui y sont rattachées.

La Figure 1 permet de localiser le pont P-07592, situé dans la ville de Pohénégamook, Québec, Canada

Figure 1: Localisation du pont P-07592 (Cima+, 2011)



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2. DONNÉES

Cima + a fourni les résultats des études hydrologique et géotechnique réalisées pour ce pont, un relevé de la

topographie du cours d’eau et un relevé du pont actuel, sur une longueur totale d’environ 125 m.

Le bassin versant du pont P-07592 a une superficie de 57.07 km. Ainsi, la méthode statistique « Analyse de

fréquence des crues pour le Québec – HP33 » a été utilisée afin de déterminer les débits de la rivière pour

différentes périodes de retour. Les débits utilisés par la présente étude hydraulique sont présentés au Tableau 1.

Tableau 1: Débits pour différentes périodes de retour (Cima+, 2011)

Période de retour (ans) Débit (m/s)

Annuelle 23.50

5 30.05

10 35.70

25 42.60

50 48.00

100 53.10

Le relevé indique que les élévations des hautes eaux annuelles et extrêmes sont évaluées à 254.90m et 255.20m respectivement.

Le rapport géotechnique révèle un D50 de 2,5 mm. Cette donnée sera utile lors de l’évaluation de l’affouillement.

De plus, Cima + mentionne que le résidant, habitant au numéro civique 1654 de la rue de la Frontière, localisé très près du pont, leur a rapporté que les glaces sur cette rivière sont abondantes en périodes hivernales, mais qu’elles passent bien sous le pont existant. Toutefois, il y a déjà eu un embâcle qui s’est formé en amont du pont et une pelle mécanique était venue déloger les glaces. Le pont n’aurait jamais été affecté par une crue, seulement le champ et le tour de sa maison auraient été sujets à des inondations.

3. DESCRIPTION DU PONT ACTUEL

Le pont actuel de type acier-bois a une portée totale d’environs 30 m et forme un biais de 35 ° avec la rivière Chat

Sauvage, tel que montré à la Figure 2. L’ouverture du pont, soit la largeur perpendiculaire à l’écoulement de l’eau

(largeur au miroir), est de 15.4m. Le pont possède une pile centrale de 1.08m de largeur. La hauteur minimale du

soffite est à une élévation de 255.28 et la largeur carrossable du pont est de 12.6m.



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Figure 2: Caractéristique du pont actuel

4. TRAVAUX DE TERRAIN

Le 4 juin 2011, l’équipe de la firme Bergee experts conseils s’est rendue sur les lieux pour effectuer la visite des lieux

et prendre connaissance de certaines particularités.

Le secteur est caractérisé par un relief accidenté, où l’on retrouve principalement de la forêt et une habitation près du

pont. Il n’y a pas de développement immobilier dans le secteur. Le couvert végétal est assez dense et est composé

en grande partie d’arbres matures. La pente de la rivière est forte, principalement en aval du pont. Lors de la visite,

en période d’étiage, la présence de seuils en aval du pont, formant des petits rapides, a été observée tel que

présenté à la Figure 3. Aussi, un empierrement servant à stabiliser le talus en amont du pont, rétrécit

considérablement la section d’écoulement de la rivière, tel que montré à la Figure 4. Cet empierrement influence

l’hydraulique de la rivière, provoquant de l’érosion et de la sédimentation sous le pont et formant ainsi un chemin

préférentiel. Le lit du cours d’eau est constitué principalement de pierres et de sable.

Figure 3: Seuils en aval du pont

Figure 4 : Empierrement en amont du pont



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5. PARAMÈTRES DE MODÉLISATION

Le pont P-07592 a été modélisé avec le logiciel HEC-RAS 4.1.0. Le choix des données servant à effectuer à la

modélisation est soumis aux normes du MTQ en respectant et considérant les critères de conception suivants :

Tome III – Conception des ouvrages d’art du Ministère des Transports du Québec

Manuel de conception des ponceaux du Ministère des Transports du Québec

Guide to Bridge Hydraulics de l’Association des Transports du Canada

5.1 DESCRIPTION DE LA RIVIÈRE

La rivière Chat Sauvage a une ouverture moyenne de 10 m et une pente moyenne de 0.1565 m/m. Le D50 de la

rivière est de 2.5 mm, tel que mentionné ci-haut. La rugosité moyenne du lit de la rivière et des plaines inondables a

été évaluée par la similarité d’une rivière publiée par USGS (U.S. Geological Survey). La valeur du « n de Manning »

moyen retenue pour la rivière est de 0.043.

5.2 MODÈLE D’ÉCOULEMENT

Puisque la reconstruction du pont est recommandée par le client, trois scénarios d’écoulement ont été analysés dans

le cadre de cette étude hydraulique :

en conditions naturelles (sans pont);

en conditions actuelles (pont existant);

en conditions projetées (pont sans pile, pont avec pile, ponceau)

Le modèle de simulation hydraulique a été construit à partir de 11 sections. La numérotation des sections décroit

dans la direction de l’écoulement de l’eau et correspond au chaînage (Figure 5). Une élévation de la surface de l’eau

a été posée en amont et une pente de 0.01565 m/m pour la profondeur normale d’écoulement a été imposée comme

condition limite à l’aval du modèle. Les simulations avec HEC-RAS 4.1.0 sont faites à débits constants, selon les

périodes de récurrences à l’étude et pour un régime d’écoulement mixte.

Pour tous les scénarios, l’emplacement actuel du tablier du pont a été conservé. Toutefois, l’élévation du soffite a été

modifiée en fonction du réaménagement préliminaire des approches et de la hauteur préliminaire de la structure de

pont selon les différentes options. Pour le scénario incluant un pont avec une pile, la pile actuelle a été conservée.

Pour le scénario avec un ponceau, la géométrie de la structure a été incorporée au modèle. Les caractéristiques des

ouvrages existants et projetés sont présentées au Tableau 4. Toutes les mesures sont données par rapport à l’axe

perpendiculaire à l’écoulement de la rivière. Les Figure 6 à Figure 11 présentent les sections amont pour les

conditions actuelles et pour les différentes options.



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Figure 5: Sections de la rivière Chat Sauvage dans le logiciel HEC-RAS

Tableau 2: Caractéristique du pont existant et des options projetées

Caractéristique Pont actuel Pont projeté avec pile Pont projeté sans pile Ponceau

Type Béton Béton Béton Béton Largeur (mm) 15 400 À déterminer À déterminer À déterminer

Élévation minimale du soffite (m)

255.28 256.3 255.7 256.5

Figure 6: Pont actuel, avec l'empierrement

Figure 7: Pont actuel, avec correction de l’empierrement



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Figure 8: Conditions naturelles, avec correction de l’empierrement

Figure 9: Pont futur, avec pile

Figure 10: Pont futur, sans pile

Figure 11: Ponceau futur

5.3 CRITÈRES DE CONCEPTION

5.3.1 Hauteur libre sous le pont

Nous avons considéré une absence de marées, de débris et d’embâcles au niveau du pont. L’absence d’embâcle a

été choisie puisque ceux-ci sont rares et que les dommages associés aux embâcles à cet endroit sont faibles. Ainsi,

selon le Tome III – Conception des ouvrages d’art du Ministère des Transports du Québec, une hauteur libre entre le

soffite et le niveau de l’eau de 1m pour une crue 25 ans ou de 300mm pour une crue centenaire a été considéré.

5.3.2 Affouillement

L’affouillement à considérer sous la pile et les culées correspond à ce qui est décrit dans le Guide to Bridge

Hydraulics de l’Association des Transports du Canada. Ainsi, la protection contre l’affouillement a été déterminée

pour une crue 500 ans. Puisque nous n’avons pas les données pour une crue 500 ans, le Guide to Bridge Hydraulics

recommande de prendre un débit égal à 1.7 fois le débit de la crue centenaire.

5.3.3 Période de retour

La rue de la Frontière est une route locale, selon la classification du MTQ. Ainsi, la période de retour, selon le Tome



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III – Conception des ouvrages d’art du Ministère des Transports du Québec, à considérer est de 25 ans, tel que

choisi à l’aide de la Figure 12.

Figure 12: Période de retour (MTQ, 2011)

6. HYDRAULIQUE AVEC L’OUVRAGE EXISTANT

Les caractéristiques du pont existant sont présentées au Tableau 3. Les débits de crues (annuelle, 25 ans et 100

ans) ont été utilisés.

6.1 AVEC L’ENROCHEMENT

Le modèle numérique de la rivière en conditions naturelles a été réutilisé en y ajoutant la géométrie du pont existant

et de la route. Cette simulation permettra de vérifier la véracité des résultats obtenus avec le logiciel HEC-RAS en

comparant les données terrains. Ces valeurs terrains pour le niveau des hautes eaux annuelle et extrême, sont

estimées à des élévations de 254.90 m et 255.20 m, respectivement.

À la suite de la simulation, la crue annuelle reste à l’intérieur du lit normal de la rivière alors que pour les crues de 25

et 100 ans, l’eau s’étend jusqu’à l’intérieur des plaines inondables. Aussi, lors de la simulation, pour une récurrence

annuelle, on a une élévation de 254.98 m et pour une récurrence extrême, on a une élévation de 255.71 m. Ces

valeurs sont des valeurs obtenues juste en amont du pont, tel que montré dans le Tableau 3 et sont dans le même

ordre de grandeur que les valeurs terrains. Ainsi, on constate que la modélisation du terrain représente fidèlement la

réalité.

Le Tableau 3 présente les caractéristiques de l’écoulement à chaque section du modèle pour les différentes périodes

de récurrence. La Figure 13 illustre les profils longitudinaux de la rivière Chat Sauvage au droit du site à l’étude.

L’élévation du soffite actuel est une 255.28m. Les résultats obtenus indiquent que le pont existant ne possède pas



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une capacité suffisante pour les crues de conception de récurrence 1:25 et 1 : 100 ans, tout en respectant une

hauteur libre de 1 m et 300 mm sous le soffite, respectivement.

Tableau 3: Caractéristiques de l’écoulement en conditions hydrauliques actuelles (avec l’enrochement)

Récurrence 1 an Récurrence 25 ans Récurrence 100 ans (Q=53.1 m³/s) (Q=23.5 m³/s) (Q=42.6 m³/s)

Section Élévation surface Vitesse Élévation surface Vitesse Élévation surface Vitesse

(m) (m/s) (m) (m/s) (m) (m/s)

Am

on

t d

u p

on

t 121.81 255.2 1.52 255.73 1.89 255.98 2.03

111.38 255.18 1.38 255.71 1.75 255.97 1.89

100.24 255.11 1.63 255.6 2.11 255.84 2.29

89.02 255.08 1.57 255.55 2.15 255.78 2.38

81.49 255.09 1.29 255.58 1.77 255.81 1.97

69.52 254.98 1.73 255.46 2.1 255.71 2.23

Ava

l du

po

nt 55.27 254.07 3.62 254.37 4.36 254.51 4.65

40.88 254.04 1.84 254.39 2.39 253.98 4.41

29.08 253.92 1.92 254.28 2.43 254.45 2.65

9.52 253.5 2.61 253.85 3.1 254.02 3.3

0 252.57 4.17 252.95 4.62 253.14 4.79

Figure 13: Profil longitudinal de la ligne d’eau du pont pour des périodes de récurrence (1, 25 et 100 ans) en conditions hydrauliques actuelles (avec l’éboulement de l’enrochement)



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6.2 SANS L’ENROCHEMENT

Le modèle numérique de la rivière en conditions naturelles a été réutilisé en y ajoutant la géométrie du pont existant

et de la route et en enlevant la restriction de l’aire d’écoulement de l’eau créée par l’enrochement. Le Tableau 4

présente les caractéristiques de l’écoulement à chaque section du modèle pour les différentes périodes de

récurrence. La Figure 14 illustre les profils longitudinaux de la rivière Chat Sauvage au droit du site à l’étude.

De même que pour l’analyse du pont actuel avec l’enrochement, les résultats obtenus indiquent que le pont existant

avec l’enlèvement de l’enrochement ne possède pas une capacité suffisante pour permettre le passage des crues de

conception de récurrence 1:25 et 1 : 100 ans, tout en respectant une hauteur libre de 1 m et 300 mm sous le soffite,

respectivement.

Tableau 4: Caractéristiques de l’écoulement en conditions hydrauliques actuelles (sans l’enrochement)

Récurrence 1 an Récurrence 25 ans Récurrence 100 ans (Q=53.1 m/s) (Q=23.5 m/s) (Q=42.6 m/s)


(m) (m/s) (m) (m/s) (m) (m/s)

Am

on

t d

u p

on

t 121.81 255.01 1.8 255.6 2.04 255.93 2.08

111.38 254.97 1.65 255.58 1.89 255.92 1.94

100.24 254.79 2.14 255.43 2.35 255.78 2.37

89.02 254.72 2.06 255.35 2.4 255.71 2.46

81.49 254.73 1.66 255.39 1.95 255.75 2.03

69.52 254.71 1.44 255.4 1.6 255.78 1.63

Ava

l du

po

nt 55.27 254.07 3.62 254.37 4.36 254.51 4.65

40.88 254.04 1.84 254.39 2.39 253.98 4.41

29.08 253.92 1.92 254.28 2.43 254.45 2.65

9.52 253.5 2.61 253.85 3.1 254.02 3.3

0 252.57 4.17 252.95 4.62 253.14 4.79



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Figure 14: Profil longitudinal de la ligne d’eau du pont pour des périodes de récurrence (1, 25 et 100 ans) en conditions hydrauliques actuelles (sans enrochement)

À la lumière de ces résultats, il faudra envisager un ouvrage de plus grande dimension afin de respecter les normes

et de réduire les risques engendrés par le relèvement du niveau d’eau en amont du pont. Le reprofilage de la section

d’écoulement sera également à considérer.

Pour les différentes crues à l’étude, il y a la formation d’un ressaut à environ 20 mètres en aval de la localisation du pont. Ce ressaut n’est pas créé par le pont puisqu’il se produit également en condition naturelle, tel que montré à la section suivante. Toutefois, les vitesses actuelles en aval du pont sont grandes, ce qui crée de l’érosion et des dépôts de matériaux, tel que constaté lors de notre visite.

7. HYDRAULIQUE EN CONDITIONS NATURELLES

Sous ce scénario, le modèle numérique simule les conditions hydrauliques naturelles, c’est-à-dire sans tenir compte

de l’influence du pont, de la route et de l’empierrement, afin de pouvoir comparer l’effet du pont seul sur le

rehaussement du cours d’eau. Les débits de crue présentés au tableau 1 ont été intégrés au modèle, qui comprend

11 sections transversales.

Le Tableau 5 présente les caractéristiques de l’écoulement à chaque section du modèle de la rivière Chat Sauvage

et ce, pour les différentes périodes de récurrence. La Figure 15 présente le profil longitudinal du cours d’eau, au droit

du site à l’étude. On remarque que sur la Figure 15, le régime d’écoulement est mixte, soit que l’élévation de la

hauteur d’eau varie au-dessus et au-dessous de la profondeur critique. Ainsi, pour des crues 25 et 100 ans, il y a la

formation d’un ressaut à environ 20 mètres en aval de la localisation du pont.



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Tableau 5: Caractéristiques de l’écoulement en conditions hydrauliques naturelles

Récurrence 1 an

(Q=23.5 m/s) Récurrence 25 ans

(Q=42.6 m/s) Récurrence 100 ans

(Q=53.1 m/s)


(m) (m/s) (m) (m/s) (m) (m/s)

Am

on

t d

u p

on

t 121.81 255 1.81 255.51 2.18 255.75 2.32

111.38 254.96 1.66 255.48 2.02 255.72 2.16

100.24 254.78 2.17 255.25 2.65 255.48 2.83

89.02 254.7 2.09 255.11 2.79 255.29 3.1

81.49 254.71 1.69 255.16 2.24 255.36 2.47

69.52 254.67 1.57 255.14 1.95 255.36 2.11

Ava

l du

po

nt 55.27 254.26 2.75 254.65 3.26 254.83 3.49

40.88 254.04 1.83 253.84 4.24 253.96 4.56

29.08 253.93 1.9 254.3 2.4 254.46 2.62

9.52 253.5 2.61 253.85 3.1 254.02 3.3

0 252.57 4.17 252.95 4.62 253.14 4.79

Figure 15: Profil longitudinal de la ligne d’eau du pont pour des périodes de récurrence (1, 25 et 100 ans) en conditions hydrauliques naturelles



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8. HYDRAULIQUE AVEC LE PONCEAU PROJETÉ

L’option envisagée pour acheminer les débits du cours d’eau de la rivière Chat Sauvage sous le chemin de la

Frontière dans cette présente section est un ponceau en polyvoûte de type P120 avec une extension de 1.22 m, en

béton. La géométrie du ponceau a été déterminée en fonction des caractéristiques de la rivière ainsi que selon les

dimensions fournies par la fiche technique du produit de sorte à respecter les normes du MTQ. L’ensemble des

caractéristiques de l’ouvrage est donné au Tableau 2. Étant donné que l’ouverture de l’ouvrage est plus grande que

4.5m, la conception hydraulique doit être faite comme celle d’un pont selon les normes du MTQ.

Il est à noter que le rehaussement du niveau par rapport aux conditions naturelles engendrées par le futur ponceau

est nul, voire inférieur aux conditions initiales en raison de l’agrandissement de l’aire d’écoulement au droit du pont

actuel. Aucun impact négatif provoqué par un rehaussement du niveau d’eau n’est à prévoir.

Le Il est à noter que le rehaussement du niveau d’eau par rapport aux conditions naturelles engendré par le futur

ponceau est nul, voire inférieur aux conditions initiales en raison de l’agrandissement de la l’aire d’écoulement au

droit du pont actuel. Aucun impact négatif provoqué par un rehaussement du niveau d’eau n’est à prévoir.

Tableau 6 et la Figure 16 présentent respectivement les caractéristiques de l’écoulement et le profil longitudinal de la

ligne d’eau avec le pont proposé pour les diverses périodes de récurrence.

Il est à noter que le rehaussement du niveau d’eau par rapport aux conditions naturelles engendré par le futur

ponceau est nul, voire inférieur aux conditions initiales en raison de l’agrandissement de la l’aire d’écoulement au

droit du pont actuel. Aucun impact négatif provoqué par un rehaussement du niveau d’eau n’est à prévoir.

Tableau 6: Caractéristiques de l’écoulement pour l’option d’un ponceau (Polyvoûte, type P120)



(m) (m/s) (m) (m/s) (m) (m/s)

Am

on

t d

u p

on

t 121.81 254.98 1.86 255.51 2.13 255.76 2.25

111.38 254.94 1.71 255.48 1.99 255.73 2.11

100.24 254.7 2.37 255.25 2.61 255.48 2.75

89.02 254.58 2.32 255.05 2.86 255.26 3.08

81.49 254.59 1.87 255.09 2.31 255.31 2.5

69.52 254.59 1.44 255.1 1.77 255.34 1.91

Ava

l du

po

nt 55.27 254.26 2.73 254.66 3.17 254.84 3.34

40.88 254.04 1.84 253.85 4.19 253.97 4.47

29.08 253.92 1.92 254.3 2.36 254.47 2.55

9.52 253.5 2.6 253.85 3.04 254.02 3.19

0 252.57 4.17 252.95 4.51 253.13 4.62



Rapport

Projet no : 0001

Date : Octobre 2011

Page : 15

Rév. : 00

Équipe 11

Figure 16: Figure 12 : Profil longitudinal de la ligne d’eau du ponceau P120 pour des périodes de récurrence (1, 25 et 100

9. HYDRAULIQUE AVEC LE PONT AVEC PILE PROJETÉ


Frontière dans cette présente section est un pont d’une portée de 16 mètres en conservant la pile à mi-portée. La

portée préliminaire a été déterminée de façon à respecter les caractéristiques du Tableau 4 et à ne pas réduire

l’ouverture d’écoulement actuelle. Ainsi, il a été déterminé qu’un reprofilage du terrain existant avec une portée de 16

mètres, en conservant la pile centrale, est adéquat. Il est à noter que le niveau minimal du soffite pour cette option

est beaucoup plus élevé que le niveau du soffite actuel.

L’aménagement du lit de la rivière est simulé de façon à former une pente de 1.5H : 1V. Aussi, l’enrochement en

amont du pont a été enlevé.

Le Tableau 7 et la Figure 17 présentent respectivement les caractéristiques de l’écoulement et le profil longitudinal

de la ligne de l’eau avec le pont proposé pour les diverses périodes de récurrence, en considérant les dimensions

minimales du Tableau 2. Pour les trois crues à l’étude, il y a la formation d’un ressaut à environ 13 mètres en amont

de la localisation du pont. Tel que mentionné dans le Guide to Bridge Hydraulics de l’Association des Transports du

Canada, les ressauts près du pont devraient être évités autant que possible, en raison des effets de turbulences, qui

augmentent l’affouillement. Ainsi, des précautions devront être prises, telles que l’ajout d’un enrochement près des

culées et un tapis d’enrochement pour la pile, tel que prévu par le Tome III du MTQ.

Il est à noter que le rehaussement du niveau d’eau par rapport aux conditions naturelles engendrées par le futur pont

est nul, voire inférieur aux conditions initiales en raison de l’agrandissement de l’aire d’écoulement au droit du pont.

Aucun impact négatif provoqué par un rehaussement du niveau d’eau n’est à prévoir.



Rapport

Projet no : 0001

Date : Octobre 2011

Page : 16

Rév. : 00

Équipe 11

Tableau 7: Caractéristiques de l’écoulement pour l’option d’un pont avec une pile (ouverture de 16m)



(m) (m/s) (m) (m/s) (m) (m/s)

Am

on

t d

u p

on

t 121.81 254.98 1.86 255.49 2.2 255.74 2.33

111.38 254.93 1.71 255.46 2.04 255.72 2.17

100.24 254.69 2.4 255.21 2.72 255.46 2.86

89.02 254.31 3.02 254.79 3.51 255 3.75

81.49 254.11 3.11 254.42 3.96 254.57 4.3

69.52 254.38 1.42 254.83 1.85 255.03 2.04

Ava

l du

po

nt 55.27 254.14 1.94 254.51 2.45 254.68 2.68

40.88 254.04 1.83 254.4 2.37 254.56 2.62

29.08 253.93 1.9 254.3 2.4 254.46 2.62

9.52 253.5 2.61 253.85 3.1 254.02 3.3

0 252.57 4.17 252.95 4.62 253.14 4.79

Figure 17: Profil longitudinal de la ligne d’eau du pont pour des périodes de récurrence (1, 25 et 100 ans) d’un pont projeté avec pile (ouverture de 16m)



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Projet no : 0001

Date : Octobre 2011

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Rév. : 00

Équipe 11

10. HYDRAULIQUE AVEC LE PONT SANS PILE PROJETÉ


Frontière dans cette présente section est un pont d’une portée de 24 mètres. Cette portée est déterminée en fonction

du niveau du soffite minimal à respecter, tel que décrit au Tableau 2. Il est à noter que d’enlever la pile en rivière

entraine une structure de pont plus épaisse, ce qui rend le niveau du soffite beaucoup plus limitatif quant à l’analyse

hydraulique.

L’aménagement du lit de la rivière est simulé de façon à former une pente de 1.5H : 1V et l’enrochement en amont

du pont a été enlevé.

Le Tableau 8 et la Figure 19 présentent respectivement les caractéristiques de l’écoulement et le profil longitudinal

de la ligne d’eau avec le pont proposé pour les diverses périodes de récurrence, en considérant les dimensions

minimales du Tableau 2. Pour les trois crues à l’étude, il y a la formation d’un ressaut à environ 13 mètres en amont

de la localisation du pont, tel que pour l’option précédente. Ainsi, les mêmes considérations sont à apporter

concernant ce ressaut, soit l’ajout d’un enrochement près des culées, tel que prévu par le Tome III du MTQ, afin de

prévenir l’affouillement et l’érosion.

Il est à noter que le rehaussement du niveau d’eau par rapport aux conditions naturelles engendrées par le futur pont

est nul, voire inférieur aux conditions initiales en raison de l’agrandissement de l’aire d’écoulement au droit du pont.

Aucun impact négatif provoqué par un rehaussement du niveau d’eau n’est à prévoir.

Tableau 8: Caractéristiques de l’écoulement pour l’option d’un pont sans pile (ouverture de 24m)



(m) (m/s) (m) (m/s) (m) (m/s)

Am

on

t d

u p

on

t 121.81 254.98 1.86 255.49 2.2 255.74 2.33

111.38 254.93 1.71 255.46 2.04 255.72 2.17

100.24 254.69 2.4 255.21 2.72 255.46 2.86

89.02 254.31 3.02 254.79 3.51 255 3.75

81.49 254.11 3.11 254.42 3.96 254.57 4.3

69.52 254.24 1.05 254.69 1.37 254.9 1.51

Ava

l du

po

nt 55.27 254.22 1.03 254.67 1.31 254.88 1.43

40.88 254.04 1.83 254.4 2.37 254.56 2.62

29.08 253.93 1.9 254.3 2.4 254.46 2.62

9.52 253.5 2.61 253.85 3.1 254.02 3.3

0 252.57 4.17 252.95 4.62 253.14 4.78

Figure 18: Caractéristiques de l’écoulement avec un pont projeté sans pile (ouverture de 24m)



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Projet no : 0001

Date : Octobre 2011

Page : 18

Rév. : 00

Équipe 11

Figure 19: Profil longitudinal de la ligne d’eau du pont pour des périodes de récurrence (1, 25 et 100 ans) d’un pont projeté sans pile (ouverture de 24m)

11. PROTECTION DE L’OUVRAGE PROJETÉ

Il est à noter qu’il faudra protéger l’ouvrage projeté contre l’affouillement, les débris et les glaces. Pour ce faire, une

protection en enrochement, tel que proposé dans le document de normes du MTQ (Normes – Ouvrages routiers,

tome III – Ouvrage d’art). De plus, il faudra s’assurer que l’enrochement ne réduit pas de façon significative l’aire

d’écoulement. Le calibre de l’empierrement et l’épaisseur de revêtement à mettre en place seront fonction de la

vitesse de l’écoulement, tel que présenté à la Figure 20. Considérant les vitesses à l’entrée pour chacune des

fonctions pour une crue centenaire, un calibre de type 5 devra être utilisé.

Figure 20: Calibre du revêtement en fonction de la vitesse



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Projet no : 0001

Date : Octobre 2011

Page : 19

Rév. : 00

Équipe 11

12. ANALYSE DES RÉSULTATS ET RECOMMANDATIONS

L’étude hydraulique des conditions actuelles et des options a permis de définir des ouvertures préliminaires

adéquates selon les normes en vigueur pour le pont P-07592 afin d’avoir une capacité hydraulique suffisante. Les

structures proposées sont :

un ponceau de type P120, avec une extension de 1.22 m;

un pont avec une pile centrale avec une ouverture de 16 mètres;

un pont sans pile avec une ouverture de 24 mètres.

Le Tableau 9 présente une synthèse des niveaux d’eau atteints et des vitesses maximales d’écoulement à l’entrée et

à la sortie des options projetées.

Tableau 9 : Synthèse des niveaux d'eau et des vitesses

Crue Débit Élévation Élévation Vitesse Vitesse

(année) (m/s) amont (m) aval (m) amont (m/s) aval (m/s)

Ponceau polyvoûte type P120

1 23.5 254.59 254.26 1.44 2.73

*25 42.6 255.1 254.66 1.77 3.17

100 53.1 255.34 254.84 1.91 3.34

500 90.27 256.04 255.47 2.29 3.43

Pont sans pile (ouverture de 24 mètres)

1 23.5 254.24 254.22 1.05 1.03

*25 42.6 254.69 254.67 1.37 1.31

100 53.1 254.9 254.88 1.51 1.43

500 90.27 255.57 255.51 1.86 1.77

Pont à 1 pile (ouverture de 16 mètres)

1 23.5 254.38 254.14 1.42 1.94

*25 42.6 254.83 254.51 1.85 2.45

100 53.1 255.03 254.68 2.04 2.68

500 90.27 254.37 254.67 5.49 4.57 *Crue de conception

L’option du ponceau est une option intéressante du point de vue hydraulique puisque ce dernier ne crée pas de

ressaut en amont du pont. Toutefois, il faut considérer que la longueur du ponceau, en raison du fort biais,

restreindra l’aire d’écoulement sur environ 40 mètres. Ainsi, en cas de grandes crues, cette option est sujette à de

sérieux dommages. De plus, cette option modifie considérablement les berges, ainsi, l’option du ponceau n’est pas

recommandée.



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Date : Octobre 2011

Page : 20

Rév. : 00

Équipe 11

Concernant les deux autres options, chacune d’elles est envisageable. La portée de 24 mètres pour l’option sans pile

du pont offre de meilleurs rendements au niveau hydraulique, en effet, les vitesses sont considérablement plus

faibles que pour l’option conservant la pile centrale. Tel que mentionné ci-haut, la grande portée de l’option sans pile

est le résultat d’une hauteur de structure plus importante. Il est à noter que la portée du pont avec pile pourrait être

augmentée, afin de diminuer les vitesses.

13. RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Ministère des Transports du Québec (20010). Norme MTQ, Tome III – Ouvrages d’art, mis à jour de janvier 2010.

Ministère des Transports du Québec (2004). Manuel de conception des ponceaux, avril 2004.

Transportation Association of Canada (2004). Guide to bridge hydraulic, Thomas Telford Publisshing, London, 181

pages.



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Projet no : 0001

Date : Octobre 2011

Page : 1

Rév. : 00

Équipe 11

A N N E X E A

Sections de la rivière Chat Sauvage



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Projet no : 0001

Date : Octobre 2011

Page : 2

Rév. : 00

Équipe 11

Section 121.81

0 10 20 30 40 50 60252

254

256

258

260

262

1 Plan: Plan 01 10/19/2011

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

WS PF 1

EG PF 1

Crit PF 1

0.0 m/s

0.2 m/s

0.4 m/s

0.6 m/s

0.8 m/s

1.0 m/s

Ground

Ineff

Bank Sta

.043 .043 .043

Section 111.38

0 10 20 30 40 50253

254

255

256

257

258

259

260

261

1 Plan: Plan 01 10/19/2011

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

WS PF 1

EG PF 1

Crit PF 1

0.0 m/s

0.2 m/s

0.4 m/s

0.6 m/s

0.8 m/s

1.0 m/s

Ground

Ineff

Bank Sta

.043 .043 .043



Rapport

Projet no : 0001

Date : Octobre 2011

Page : 3

Rév. : 00

Équipe 11

Section 100.24

0 10 20 30 40 50253

254

255

256

257

258

259

260

1 Plan: Plan 01 10/19/2011

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

EG PF 1

WS PF 1

Crit PF 1

0.0 m/s

0.2 m/s

0.4 m/s

0.6 m/s

0.8 m/s

1.0 m/s

Ground

Ineff

Bank Sta

.043 .043 .043

Section 89.02

0 10 20 30 40 50252

253

254

255

256

257

258

259

260

1 Plan: Plan 01 10/19/2011

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

WS PF 1

EG PF 1

Crit PF 1

0.0 m/s

0.2 m/s

0.4 m/s

0.6 m/s

0.8 m/s

1.0 m/s

Ground

Ineff

Bank Sta

.043 .043 .043



Rapport

Projet no : 0001

Date : Octobre 2011

Page : 4

Rév. : 00

Équipe 11

Section81.49

0 10 20 30 40 50253

254

255

256

257

258

259

260

1 Plan: Plan 01 10/19/2011

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

WS PF 1

EG PF 1

0.0 m/s

0.2 m/s

0.4 m/s

0.6 m/s

0.8 m/s

1.0 m/s

Ground

Ineff

Bank Sta

.043 .043 .043

Section 69.52

0 10 20 30 40 50253

254

255

256

257

258

259

1 Plan: Plan 01 10/19/2011

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

WS PF 1

EG PF 1

Crit PF 1

0.0 m/s

0.2 m/s

0.4 m/s

0.6 m/s

0.8 m/s

1.0 m/s

Ground

Ineff

Bank Sta

.043 .043 .043



Rapport

Projet no : 0001

Date : Octobre 2011

Page : 5

Rév. : 00

Équipe 11

Section 55.27

0 10 20 30 40 50253

254

255

256

257

258

259

1 Plan: Plan 01 10/19/2011

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

WS PF 1

EG PF 1

Crit PF 1

0.0 m/s

0.2 m/s

0.4 m/s

0.6 m/s

0.8 m/s

1.0 m/s

Ground

Bank Sta

.043 .043 .043

Section 40.88

0 10 20 30 40 50252

253

254

255

256

257

258

1 Plan: Plan 01 10/19/2011

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

WS PF 1

EG PF 1

Crit PF 1

0.0 m/s

0.2 m/s

0.4 m/s

0.6 m/s

0.8 m/s

1.0 m/s

Ground

Bank Sta

.043 .043 .043



Rapport

Projet no : 0001

Date : Octobre 2011

Page : 6

Rév. : 00

Équipe 11

Section 29.08

0 10 20 30 40 50252

253

254

255

256

257

1 Plan: Plan 01 10/19/2011

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

WS PF 1

EG PF 1

Crit PF 1

0.0 m/s

0.2 m/s

0.4 m/s

0.6 m/s

0.8 m/s

1.0 m/s

Ground

Bank Sta

.043 .043 .043

Section 9.52

0 10 20 30 40252

253

254

255

256

1 Plan: Plan 01 10/19/2011

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

WS PF 1

EG PF 1

Crit PF 1

0.0 m/s

0.2 m/s

0.4 m/s

0.6 m/s

0.8 m/s

1.0 m/s

Ground

Bank Sta

.043 .043 .043



Rapport

Projet no : 0001

Date : Octobre 2011

Page : 7

Rév. : 00

Équipe 11

Section 0

0 5 10 15 20 25 30 35251

252

253

254

255

256

1 Plan: Plan 01 10/19/2011

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

WS PF 1

EG PF 1

Crit PF 1

0.0 m/s

0.2 m/s

0.4 m/s

0.6 m/s

0.8 m/s

1.0 m/s

Ground

Bank Sta

.043 .043 .043

Étude hydraulique du pont p-07592 riviÈre … · la présente étude propose donc les...

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