Unité d’enseignement : S5 · UE4 — Outils Numériques Avancés

Le cours SIG — Systèmes d’Information Géographique (SIG5402) initie l’étudiant de troisième année de Licence professionnelle Génie Civil à la production, à l’analyse et à la représentation de données localisées avec le logiciel libre QGIS. Au Niger, le SIG est devenu un outil courant des projets de génie civil : études de tracé routier, choix de sites de forages ou de retenues, cartographie des zones inondables de Niamey le long du fleuve, gestion d’un patrimoine d’ouvrages (dalots, ponts, écoles), plans parcellaires. Le cours insiste sur une difficulté spécifique au pays : le territoire s’étend sur trois fuseaux UTM (31 N, 32 N et 33 N), et les données reçues sont souvent dans des systèmes de coordonnées différents (GPS en WGS 84, plans en UTM, anciennes cartes scannées). Maîtriser les projections et le géoréférencement est donc indispensable avant toute analyse. Le cours est très pratique : 24 h de TP sur ordinateur, avec des exercices guidés pas à pas et des livrables (projets QGIS, couches, cartes en PDF).

Objectifs d’apprentissage

• Expliquer ce qu’est un SIG et distinguer données vecteur, raster et attributaires.
• Créer, importer, symboliser et interroger des couches dans QGIS.
• Choisir et appliquer le bon système de coordonnées (WGS 84, UTM 31 N / 32 N / 33 N) et reprojeter des données.
• Géoréférencer une carte ou un plan scanné et contrôler l’erreur (RMS).
• Réaliser des analyses spatiales courantes (sélections, tampons, intersections, calculs de surfaces, pentes) et produire une carte complète.

Prérequis

Topographie de base (coordonnées rectangulaires, échelles, lecture de cartes), bureautique (gestion des fichiers, tableur), notions de DAO. Un ordinateur avec QGIS (version LTR 3.x) installé.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Fondamentaux des SIG et prise en main de QGIS
2. Leçon 2 — Systèmes de coordonnées et projections : WGS 84 et UTM au Niger
3. Leçon 3 — Géoréférencement de cartes et plans scannés
4. Leçon 4 — Analyses spatiales et mise en page cartographique

Modalités d’évaluation

Volume horaire : 8 h de CM, 4 h de TD, 24 h de TP et 24 h de travail personnel (TPE) ; 3 crédits ECTS (UE4). Évaluation indicative : contrôle continu sur les livrables de TP (40 %) et projet final noté (60 %) : réalisation d’une étude SIG complète sur un cas réel (par exemple l’emprise d’une route en latérite ou l’analyse d’un site d’implantation), remise sous forme de projet QGIS et de carte PDF avec une note de 3 à 5 pages.

Bibliographie

• QGIS Project, Manuel utilisateur QGIS et Guide de formation QGIS (Training Manual), docs.qgis.org, versions françaises.
• M. Denègre et F. Salgé, Les systèmes d’information géographique, PUF, coll. « Que sais-je ? ».
• P. A. Longley, M. F. Goodchild, D. J. Maguire, D. W. Rhind, Geographic Information Science and Systems, Wiley.
• F. Pirot et al., SIG : Concepts, méthodes et applications ; et IGN, fiches techniques sur les systèmes de référence et projections.
• EPSG Geodetic Parameter Dataset, epsg.org (définitions officielles des systèmes 4326, 32631, 32632, 32633).

Le cours Logiciel Alizé et calcul de chaussées (intitulé maquette : « Logiciel Alise ») forme l’étudiant de 3^e année au dimensionnement des chaussées neuves dans le contexte des pays tropicaux, et en particulier du Niger : routes en graveleux latéritique revêtues d’enduit superficiel ou de béton bitumineux, soumises à un trafic poids lourds souvent agressif (surcharges) et à un climat chaud alternant saison sèche et hivernage. Il associe deux approches complémentaires : la démarche empirique du Guide pratique de dimensionnement des chaussées pour les pays tropicaux (CEBTP, 1984) — classes de trafic, classes de portance, choix de structures souples — et la démarche rationnelle (modèle multicouche élastique de Burmister, déformations admissibles) mise en œuvre par un logiciel de calcul de type Alizé-LCPC.

La part importante de travaux pratiques (22 h) est consacrée à la manipulation du logiciel sur des cas réels : saisie de structures, lecture des sollicitations, comparaison aux valeurs admissibles et optimisation des épaisseurs.

Objectifs d’apprentissage

• Évaluer le trafic cumulé de poids lourds et le convertir en nombre d’essieux équivalents de 13 t ; classer le trafic (T1 à T5).
• Déterminer la portance du sol support (essai CBR, classes S1 à S5) et connaître les exigences sur les matériaux latéritiques.
• Pré-dimensionner une structure souple (formule CBR, épaisseurs équivalentes) et choisir une structure type selon le guide CEBTP.
• Comprendre les hypothèses du modèle multicouche, le chargement de référence et les critères de rupture (déformations admissibles).
• Saisir, calculer et interpréter une structure dans un logiciel multicouche de type Alizé ; optimiser les épaisseurs et rédiger une note de dimensionnement.

Prérequis

Géotechnique routière (identification, Proctor, CBR), matériaux routiers, notions de résistance des matériaux (contrainte, déformation, module d’Young, coefficient de Poisson), cours de routes et de VRD (profil en travers, structure de chaussée).

Plan du cours

1. Leçon 1 — Trafic de dimensionnement : comptages, agressivité et classes de trafic CEBTP
2. Leçon 2 — Portance du sol, matériaux et pré-dimensionnement empirique des chaussées souples
3. Leçon 3 — Modèle multicouche et critères de dimensionnement rationnel
4. Leçon 4 — Calcul d’une chaussée avec le logiciel Alizé : procédure, interprétation et optimisation

Modalités d’évaluation

Volume horaire : 8 h de CM, 6 h de TD, 22 h de TP sur logiciel et 24 h de TPE (3 crédits, UE4, semestre 5). Contrôle continu (comptes rendus de TP : fichiers de calcul et notes de dimensionnement) et épreuve finale : dimensionnement complet d’une chaussée (trafic, portance, structure, vérification au logiciel). Le quiz en ligne sert d’auto-évaluation.

Bibliographie

• CEBTP, Guide pratique de dimensionnement des chaussées pour les pays tropicaux, Ministère de la Coopération, Paris, 1984.
• SETRA – LCPC, Conception et dimensionnement des structures de chaussée – Guide technique, 1994.
• LCPC, Alizé-LCPC – Manuel d’utilisation (logiciel de dimensionnement rationnel des chaussées).
• Yang H. Huang, Pavement Analysis and Design, Pearson.
• CEBTP / ISTED, Manuel sur les routes dans les zones tropicales et désertiques, tomes 1 à 3.