Échangeur autoroutier

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Un échangeur autoroutier est un système de bretelles routières permettant de basculer, soit d'un type de réseau routier à un autre (d'une route ordinaire ou une voie rapide à une autoroute), soit de passer d'une autoroute à une autre. Les échangeurs se trouvent donc aux intersections entre réseau routier de type différents et permettent ainsi d'éviter tout croisement à niveau pour limiter le ralentissement des voies concernées.

Un échangeur autoroutier compte au minimum un pont permettant à réseau routier d'enjamber l'autre. Dans les cas les plus complexes, les chaussées peuvent s'étager sur quatre niveaux différents (échangeur dit "four-stack").

Un échangeur peut être complet (bidirectionnel) ou partiel (donnant accès à une seule direction de l'autoroute).

Les sociétés d'autoroute utilisent le terme diffuseur pour désigner les échangeurs entre une autoroute et un autre type de route.

Échangeur autoroutier complet Parclo A3-N
Échangeur autoroutier complet en trèfle
Échangeur à plusieurs niveaux à Chicago
Banlieue de Los Angeles
Les échangeurs sont consommateurs d'espace et souvent cause de fragmentation supplémentaire des milieux
Échangeur annulaire ou giratoire de Khraicia dans la banlieue d'Alger
Échangeur de type "spaghetti"

Types d'échangeurs[modifier | modifier le code]

Echangeurs à quatre voies[modifier | modifier le code]

Échangeur en trèfle[modifier | modifier le code]

Le premier brevet d'un échangeur en trèfle est déposé le 29 février 1916 par l'ingénieur civil américain Arthur Hale[1]. C'est l'un des tout premiers types d'échangeurs qui se développe dans les années 1930 aux États-Unis mais est très utilisé également en Allemagne. C'est un échangeur massif, demandant une très grande emprise n'étant généralement justifié que par un trafic important. Le modèle ci-contre comprend également des collectrices latérales, destinées à éviter les croisements de flux de circulation.

Les trèfles complets sont moins courants en France mais existent, par exemple, au croisement A4-A31 au nord de Metz, ou au croisement A86-N7 à Rungis, ou encore au croisement A43-N346 à Saint-Priest.

Échangeur en turbine[modifier | modifier le code]

Ce type d'échangeur occupe la même superficie qu'un échangeur en trèfle mais en corrige l'un des inconvénients : les bretelles en boucles du trèfle ont un rayon assez serré pour éviter de trop s'étendre, induisant l'obligation de réduire fortement sa vitesse (parfois jusqu'à 30 km/h) et donc une capacité limitée et un risque accru de sortie de route. La turbine met en œuvre des courbes à plus grand rayon.

Echangeur à turbine complète[modifier | modifier le code]

Chaque chaussée convergente dispose de deux sorties, une pour chaque sens de l'autoroute croisante. Les voies en provenance des deux directions de la route croisante convergent avant de constituer une bande de lancement unique. L'inconvénient principal est qu'au niveau des dédoublements et des convergences, les pentes sont assez importantes afin de permettre aux flux confluents et divergents de se croiser à des niveaux différents.

On trouve notamment un échangeur de ce type à Daussoulx près de Namur (Belgique).

Echangeur à turbine simplifiée[modifier | modifier le code]

Il est équipé d'une sortie dans chaque direction dont la chaussée se dédouble pour desservir les deux sens de l'autoroute croisante. Les voies en provenance des deux directions de la route croisante convergent avant de constituer une bande de lancement unique. L'nconvénient principal est qu'au niveau des dédoublements et des convergences, les pentes sont assez importantes afin de permettre aux flux confluents et divergents de se croiser à des niveaux différents.

On trouve notamment un échangeur de ce type à Woluwe-Saint-Étienne près de Bruxelles (Belgique).

Echangeur annulaire[modifier | modifier le code]

La simplification est poussée un cran plus loin. Les bretelles sont rassemblée dans un énorme anneau, ce qui fait penser à un rond point -sur lequel se branchent et se débranchent les bretelles vers les deux autoroutes qui se croisent.

On trouve notamment un échangeur de ce type à Lummen près de Hasselt (Belgique), ou à Houssen, au nord de Colmar (France).

Échangeurs à trois voies[modifier | modifier le code]

Échangeur en trompette[modifier | modifier le code]

L'échangeur en trompette est utilisé lorsqu'une autoroute se termine à l'endroit où croise une autre autoroute. Il est aussi souvent utilisé comme échangeur simple de sortie.

Échangeur à niveaux[modifier | modifier le code]

Échangeur 4-niveaux[modifier | modifier le code]

L'échangeur 4-niveaux (four-stack en anglais) est le type le plus massif d'échangeurs existant. Il est équivalent au croisement 4-trèfle mais n'implique pas, de la part des véhicules voulant "tourner à gauche", en rejoignant l'axe qu'ils croisent de réaliser trois quarts de tour. L'échangeur 4-niveaux est construit, comme son nom l'indique, sur quatre niveaux : deux niveaux sont dédiés aux croisements des axes autoroutiers et deux autres, généralement situés au-dessus des deux premiers, sont utilisés par les bretelles entre autoroutes. Certains échangeurs aux États-Unis, par l'empilement des niveaux, atteignent ainsi les 25 mètres de hauteur.

Le 4-niveaux reste destiné à une circulation très importante et est assez rare en Europe, mais on en trouve quelques-uns au Royaume-Uni, en Espagne, en Italie, en Belgique, aux Pays-Bas et au Portugal.

Il n'existe aucun 4-niveaux complet en France. Les seuls prévus se situaient à Châtenay-Malabry, au croisement projeté de l'A10 et de l'A86, et à Palaiseau, au croisement actuel des autoroutes A10 et A126. Du fait de l'abandon du prolongement de l'A10 jusqu'au boulevard périphérique de Paris, en 1977, le premier n'a jamais vu le jour et le deuxième est resté inachevé. Il est cependant prévu de le compléter à moyen terme ou de refondre totalement l'échangeur. Il existe un échangeur à 3 niveaux à Sausheim au croisement des autoroutes A35 et A36. Le futur échangeur de Cormontreuil, en travaux en 2014 et situé à l'est de Reims entre l'autoroute A34 et la traversée urbaine de la ville, sera à terme un mélange unique d'échangeur en trèfle, à turbine et à niveaux.

Échangeur 5-niveaux[modifier | modifier le code]

Aux États-Unis existe, entre autres, le High Five Interchange à Dallas, Texas, mais on en trouve également plusieurs sur les autoroutes périphérique autour de Houston, aussi au Texas.

Impacts environnementaux[modifier | modifier le code]

Par rapport au rond-point, les échangeurs augmentent fortement l'emprise au sol et la consommation d’espace (cultivable, habité ou supports d'habitats naturels). Par ailleurs, les échangeurs encouragent et facilitent la vitesse et donc la consommation de carburant et les émissions de gaz à effet de serre. Ils contribuent enfin, le plus souvent, à créer des phénomènes d'insularisation écologique et de la mortalité animale due aux véhicules et à augmenter la fragmentation écologique[2]. Concernant l'environnement nocturne, il peuvent, étant souvent très éclairé, contribuer au phénomène dit de « pollution lumineuse ».

Quand il y a des riverains à proximité, ils posent des problèmes de nuisances sonores difficiles à régler en raison des variations de niveaux, qui rendent moims efficaces les murs anti-bruit (quand il y en a, ce qui est très rarement le cas pour les échangeurs), tout impact que les études d'impacts devrait prendre en compte et traduire en termes de mesures conservatoires (écoducs éventuellement) ou mesures compensatoires, qui sont obligatoires, au moins pour les grands projets, dans un nombre croissant de pays depuis les années 1970.

Sur les voies très circulantes, le gain de carburant permis, par le moindre besoin de freiner et redémarrer (comparativement au rond-point ou encore au carrefour à feux), serait pour partie perdu par la longueur supplémentaire des bretelles, la décélération dans les courbes et la forte accélération souvent nécessaire pour l'insertion dans la circulation des voies principales.

La nature et l'ampleur des impacts environnementaux dépend du contexte naturel et humain mais aussi du type d'échangeurs autoroutiers.

Échangeur en trèfle
Échangeur 4 niveaux

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Brevet n°1173505, sur Google Patent Search
  2. Voir par exemple les conclusions successive du Programme européen COST 341 (fragmentation des habitats par les structures de transport; p. ex. Iuell et al., 2003)