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REPOBLIKAN’I MADAGASIKARA REPOBLIKAN’I MADAGASIKARA Tanindrazana-Fahafahana-Fahamarinana
UNIVERSTITE DE MADAGASCARUNIVERSTITE DE MADAGASCARECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE DE MADAGASCARECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE DE MADAGASCAR
DEPARTEMENT DE BATIMENT ET TRAVAUX PUBLICSDEPARTEMENT DE BATIMENT ET TRAVAUX PUBLICS
Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme de Licence ès Sciences Techniques
Présenté par : RAKOTONDRASALA Vololomboahangy
Encadreur : Monsieur RANDRIANTSIMBAZAFY Andrianirina
Année universitaire : 2006-2007
CONTRIBUTION A L’ETUDE DE REFECTION DU REMBLAI ET DE LA CHAUSSEE AU PK 10+700 SUR LE BOULEVARD DE TOKYO
Mémoire de fin d’étude
REPOBLIKAN’I MADAGASIKARAREPOBLIKAN’I MADAGASIKARATanindrazana-Fahafahana-Fahamarinana
UNIVERSTITE DE MADAGASCARUNIVERSTITE DE MADAGASCARECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE DE MADAGASCARECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE DE MADAGASCAR
DEPARTEMENT DE BATIMENT ET TRAVAUX PUBLICSDEPARTEMENT DE BATIMENT ET TRAVAUX PUBLICS
Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme de Licence ès Sciences Techniques
CONTRIBUTION A L’ETUDE DE REFECTION DE REMBLAI ET DE LA CHAUSSEE AU PK 10+700 SUR
LE BOULEVARD DE TOKYO
Présenté par :
RAKOTONDRASALA Vololomboahangy
Membres du jury :
Président : Monsieur Martin RABENATOANDRO
Rapporteur : Monsieur Andrianirina RANDRIANTSIMBAZAFY
Examinateurs : Monsieur Landy Harivony RAHELISON
Monsieur Hery Haja ANRIANAIVO
Date de soutenance : 29 Novembre 2007
Promotion 2006-2007 - 2 -
SOMMAIRESOMMAIRE
REMERCIEMENT LISTE DES TABLEAUXLISTE DES FIGURES LISTE DES SCHEMASLISTE DES ABREVIATIONSNOTATION ET SYMBOLESINTRODUCTION GENERALE
PARTIE I : RAPPEL SUR BY PASS ET LOCALISATION DU PROJET DE REFECTION
CHAPITRE I : CONTEXTE ET HISTORIQUE DU
BOULEVARD..................3
DE TOKYO « BY PASS »
CHAPITRE II : PRESENTATION DU MILIEU PHYSIQUE
ET.....................21
DESCRIPTION DU PROBLEME RENCONTRE
PARTIE II : ETUDES TECHNIQUESCHAPITRE I : ETUDES TECHNIQUES DE LA
REFECTION......................25
DU CORPS DE REMBLAI AU PK10+700
CHAPITRE II : ETUDES TECHNIQUES DE LA
REFECTION.....................67
DU CORPS DE LA CHAUSSEE AU PK 10+700
PARTIE III : ETUDE D’IMPACTS ENVIRONNEMENTAUXCHAPITRE I : IMPACTS
POSITIFS...........................................................86
CHAPITRE II : IMPACTS
NEGATIFS.........................................................88
PARTIE IV : ETUDES FINANCIERES
Mémoire de fin d’étude
CHAPITRE I : AVANT
METRE....................................................................90
CHAPITRE II : ELABORATION DU
BDE..................................................91
CONCLUSION GENERALE........................................................................92TABLE DES MATIERESBIBLIOGRAPHIEANNEXES
Promotion 2006-2007 - 4 -
REMERCIEMENTREMERCIEMENTS
Nous remercions infiniment Dieu, tout puissant, qui nous a donné la force et le courage pendant la réalisation de ce mémoire.
Nous tenons également à exprimer nos vifs remerciements à toutes les
personnes qui ont porté intérêt à ce présent mémoire et qui nous ont aidé durant son
accomplissement, en particulier à :
-Mr Pascal RAMANATSIZEHENA, Directeur de l’Ecole Supérieure
Polytechnique d’Antananarivo (ESPA), pour tous les efforts qu’il a déployés en vue
d’orienter notre formation dans de louables voies.
-Mr Martin RABENATANDRO, Chef de département du Bâtiment et Travaux
publics, qui a assumé sa responsabilité dans le bon fonctionnement des
enseignements.
-Mr Andrianirina RANDRIANTSIMBAZAFY, notre encadreur sans qui le présent
mémoire n’a pas pu être mené à terme,
-Mr Hery Haja ANDRIANAIVO, Directeur technique du BPPAR, qui malgré ses
responsabilités a accepté de nous encadrer et de nous donner des conseils pendant le
stage,
-Tous les membres de jury, qui nous ont fait honneur de juger notre travail de
mémoire dans le but de l’améliorer.
-Tous les enseignants du département de BTP qui nous ont transmis avec
assiduité et dévouement les connaissances et qui nous ont beaucoup épaulé durant
nos trois années à l’ESPA.
-Tous les personnels du DAIHO Corporation pour leurs aides et leur accueil
chaleureux.
Nous ne saurons ni taire ni minorer la participation importante de toute la famille pour
leurs grands soutiens moraux et financiers.
Vos amples contributions et supports dévoués vont droit au cœur. Que Dieu vous
bénisse !!!.
LISTE DES TABLEAUXLISTE DES TABLEAUX
Page
Tableau 1 : Données climatiques moyennes d’Antananarivo sur les 30 ans........11
Tableau 2 : Précipitation journalière d’Antananarivo.............................................12
Tableau 3 : Normes de dimensionnement géométrique de Boulevard.................14
de Tokyo
Tableau 4 : Caractéristiques des granulats pour la chaussée..............................18
Tableau 5: Caractéristiques des granulats pour accotement................................19
Tableau 6 : Nature des matériaux et dosage réalisé de la couche d’ES ..............20
bicouche.
Tableau 7 : Valeurs caractéristiques pour les cercles critiques............................44
Tableau 8 : Résultats des calculs de F.................................................................46
Tableau 9 : Valeurs du coefficient de sécurité dans un calcul de stabilité............47
Tableau 10 : Comparaison du but de la plaque et du pieu...................................50
Tableau 11 : Valeurs des mesures observées sur les plaques de tassement......51
Tableau 12-a : Caractéristiques géotechniques des matériaux de remblai..........56
Tableau 12-b : Caractéristiques géotechniques des matériaux de remblai..........57
(suite)
Tableau 13 : Critères repères pour l’épaisseur d’épandage.................................64
Tableau 14 : Dimensionnement du remblai de contrepoids..................................65
Tableau 15 : Classe du trafic journalier des véhicules..........................................68
Tableau 16 : Classe du trafic cumulé des poids lourds.........................................69
Tableau 17 : Epaisseur de chaque couche de la chaussée..................................70
Tableau 18: Résultat d’essai de viscosité à 25°C.................................................76
Tableau 19 : Caractéristiques des bitumes fluidifiés ou Cut back.........................76
Tableau 20 : Températures des liants...................................................................77
Tableau 21 : Dosage de la couche d’imprégnation...............................................78
Tableau 22 : Spécifications techniques de la couche de roulement.....................80
en EDC 0/14
Tableau 23 : Nature des agrégats pour la couche de base..................................81
Tableau 24 : Avant Metré......................................................................................90
Tableau 25 : BDE..................................................................................................91
Tableau 26 : Récapitulation BDE..........................................................................92
LISTE DES FIGURESLISTE DES FIGURES
Page
Figure 1 : Plan de localisation du Boulevard de Tokyo...........................................8
Figure 2 : Plan de situation du Boulevard de Tokyo................................................9
Figure 3 : Localisation des travaux de réfection....................................................22
Figure 4 : Rupture de remblai par poinçonnement du sol de fondation................26
Figure 5 : Rupture circulaire du remblai avec fissures de traction........................27
Figure 6 : Rupture circulaire du remblai sans fissure de traction..........................28
Figure 7 : Schéma du tassement et du déplacement latéral du sol......................29
de fondation
Figure 8 : Méthode de remblai de contrepoids......................................................31
Figure 9 : Méthode par terre armée......................................................................33
Figure 10 : Méthode par purge..............................................................................36
Figure 11 : Forme du pieu en bois........................................................................49
Figure 12 : Disposition des plaques et des pieux de tassement...........................50
Figure 13 : Courbe de tassement..........................................................................51
LISTE DES PHOTOSLISTE DES PHOTOSPage
Photo 1 : Plaque de tassement posée sur le treillis métalliques...........................48
Photo 2 : Enlèvement du sol compressible...........................................................60
Photo 3 : Mise ne place du natte de sable............................................................61
Photo 4 : Mise en place du géotextile...................................................................62
Photo 5 : Pose du treillis métallique......................................................................63
Photo 6 : Mise en oeuvre du remblai.....................................................................66
NOTATIONS ET SYMBOLESNOTATIONS ET SYMBOLES
Caractéristiques physiquesW = teneur en eau, qui est le rapport du poids de l’eau Pe contenu dans un sol au
poids Ps des particules solides.
e= indice des vides
hγ = poids volumique humide
sγ = poids spécifique d’un sol
satγ = poids volumique saturé
dγ = poids volumique sec
maxdγ = densité maximal sèche
Consistance
WL= limite de liquidité séparant l’état liquide à l’état solide
WP= limite de plasticité séparant l’état plastique à l’état solide
IP= indice de plasticité (WL – WP)
Cisaillement
C = cohésion du solϕ = angle de frottement
Compressibilité et consolidation
Cu= cohésion non drainé
Cc= indice de compressibilité
Cg= indice de gonflement
Cv= coefficient de consolidation verticaleσ ’c =pression de consolidation
S= tassement
Autres
hi= épaisseur du couche d’argile
Q - Qmax= contrainte et contrainte maximale
Nc= coefficient de MATAR et SALECON
N= quantité de Taylor
FS= facteur de sécurité/ coefficient de sécuritéσ = contrainte totaleσ ’=contrainte effective
Mémoire de fin d’étude
σ ’vo= contrainte effective due au poids propre du sol
σ∆ i= variation de contrainte
Promotion 2006-2007 - 10 -
Mémoire de fin d’étude
Promotion 2006-2007 - 11 -
Mémoire de fin d’étude
INTRODUCTION GENERALEINTRODUCTION GENERALE
Parallèlement au développement et conformément aux objectifs définis par
l’Etat dans le cadre de la politique générale selon le MAP, la mise en priorité de la
construction, de l’aménagement, de l’entretient et de la réhabilitation des
infrastructures notamment routières suivant les besoins du pays et suivant les
normes coïncident considérablement à la mise en valeur des actions face à ces buts.
Ainsi la construction du Boulevard de Tokyo reliant la RN 7 à la RN 2 faisait
partie des priorités de l’Etat, dans le but de régler les problèmes d’embouteillage de
la grande ville d’Antananarivo et de la banlieue environnante. Elle a aussi pour but
d’améliorer les infrastructures routières qui contribuent directement au
développement économique du pays.
Comme le Boulevard de Tokyo a été construit sur un sol mou ou sol
compressible sur presque toute sa longueur, actuellement il présente quelques
signes de problèmes liés aux propriétés du remblai sur ce sol.
Tout au long de ce mémoire, nous allons essayer de discerner les problèmes
éventuels de remblai posé sur un sol compressible et surtout le cas de PK10+700
où il y avait un glissement de talus et un tassement considérable du remblai.
Face à ces problèmes touchant une partie du Boulevard de Tokyo, le présent
mémoire de fin d’étude intitulé : « Contribution à l’étude de réfection de remblai et de
la chaussée au PK10+700 sur le Boulevard de Tokyo » aura l’objet d’apporter les
éléments d’appréciation et des solutions plus rationnelles.
Pour mener à bien ces taches, les grandes parties à traiter dans ce document
sont comme suit :
- d’abord, nous allons parler des généralités sur le projet de réfection ;
Promotion 2006-2007 - 1 -
Mémoire de fin d’étude
- en second lieu, nous étudierons techniquement les problèmes rencontrés sur
sol mou avec les différentes solutions possibles et bien entendu nous allons choisir
la solution retenue pour la réfection du corps de remblai. En plus, nous allons aussi
parler de l’étude du trafic, de l’étude de dimensionnement du corps de la chaussée ;
- en troisième lieu, nous allons traiter les études d’impacts environnementaux
de la réfection du Boulevard de Tokyo au PK10+700 ;
- enfin, nous allons parler de l’étude financière où nous essayerons d’évaluer
le coût des travaux de réfection du corps de remblai et du corps de la chaussée.
Promotion 2006-2007 - 2 -
PREMIERE PARTIE
GENERALITE SUR LE PROJET DE REFECTION
DU BOULEVARD DE TOKYO AU PK 10+700
Mémoire de fin d’étude
GENERALITES SUR LE PROJET DEGENERALITES SUR LE PROJET DE
REFECTION DU BOULEVARD DE TOKYOREFECTION DU BOULEVARD DE TOKYO
AU PK 10+700AU PK 10+700
Chapitre IChapitre I : : CONTEXTE ET HISTORIQUE DUCONTEXTE ET HISTORIQUE DU
BOULEVARD DE TOKYO «BOULEVARD DE TOKYO « BY PASSBY PASS »»
I-1 CONTEXTEAu niveau du réseau routier national, Antananarivo, la capitale de Madagascar
constitue le point de départ des routes qui mènent vers Toamasina, Mahajanga et
Toliara qui sont des ports principaux. C’est aussi un centre de redistribution par
lequel passent la plupart des produits import-export et les principaux produits
alimentaires.
La RN 7, la plus importante route du réseau structurant du pays passe par
Antsirabe, la première zone d’industries légères et de production agricole de l’île,
ensuite par Fianarantsoa, la seconde ville du pays, pour aboutir à Toliara.
De son coté, la RN 2 est une route qui parte d’Antananarivo et qui mène vers le
premier port de Madagascar.
Les produits qu’on exporte de Toamasina peuvent provenir de Toliara, de
Fianarantsoa et d’Antsirabe. De même, les produits d’importation de Toamasina
peuvent être destinés à être distribués vers Toliara, Fianarantsoa et Antsirabe.
Cependant, la réglementation des entrées des agglomérations d’Antananarivo
(interdiction d’entrer 6 heures du matin à 6 heures du soir) et le long du
stationnement des grands véhicules sur les accotements de la RN 2 dans la proche
Promotion 2006-2007 - 3 -
Mémoire de fin d’étude
banlieue d’Antananarivo perturbe la circulation des voitures ordinaires. Par ailleurs,
le long de la RN 7, à la sortie Sud de la capitale dans la zone de Tanjombato, la
construction illicite des maisons et magasins, l’encombrement de la chaussée par les
chariots, charrettes et étalages rendent le croisement des grands véhicules difficile et
perturbent davantage la circulation par les embouteillages.
Enfin et non des moindres, le volume de trafic et la taille des véhicules ont
considérablement augmenté ces dernières années. En plus des embouteillages
permanents et des accidents fréquents qu’ils provoquent, ne cessant d’aggraver les
pressions sur l’environnement telles la pollution de l’air, le bruit, etc.. .entraînant ainsi
de lourdes pertes aux activités sociales et économiques du pays.
Conscient des graves problèmes engendrés par l’inadéquation des routes à
l’intérieur et dans la proche banlieue de l’agglomération d’Antananarivo, le
gouvernement malgache a adressé une requête auprès du gouvernement japonais
pour le financement de la construction d’un Boulevard reliant le RN 7 à la RN 2 afin
de désengorger la ville d’Antananarivo et de faciliter les échanges humains et la
circulation des marchandises entre les zones urbaines et rurales.
Par conséquent, le gouvernement japonais a octroyé par le biais de la JICA (Agence
Japonaise de Coopération Internationale) un financement sous forme de don non
remboursable au gouvernement malgache pour réaliser le projet de construction d’un
By Pass de la RN 7.
I-2 HISTORIQUE
Après un échange de vues avec les autorités concernées du gouvernement
Malagasy, les représentants du gouvernement japonais ont effectué des études sur
le site de projet. Par la suite, il s’est avéré qu’il serait nécessaire de procéder à une
étude supplémentaire pour mieux connaître la situation de répartition ainsi que la
nature des sols compressibles dominant l’étendue du site du projet.
Le projet de construction d’un Boulevard de la route nationale n° 7, dont l’étude a été
réalisée en 2001, concerne une type de Boulevard de 15,205 km reliant directement
la RN7 (Iavoloha) à la RN 2(Ambohimangakely) et nommé « Boulevard de Tokyo ».
Promotion 2006-2007 - 4 -
Mémoire de fin d’étude
C’est un don non remboursable du gouvernement Japonais avec une participation du
gouvernement Malagasy.
I.2.1 Date de la création de By Pass
Les études nécessaires à la réalisation des travaux ont été déjà commencé en 2000,
mais les travaux de construction d’un nouveau Boulevard a débuté en Septembre
2003 et a été inauguré en Décembre 2006. L’exécution des travaux a duré environ
40 mois.
Sa durée de vie est estimée à 15 ans.
Le maître de l’ouvrage était le Ministère des travaux publics, des transports et de la
Météorologie et le maître d’ouvrage délégué était le Bureau des Projets de
Promotion et D’aménagement des Régions (B.P.P.A.R.).
Le bureau chargé de contrôle du projet était le Construction Project Consultant ou
CPC et l’entreprise titulaire des travaux était le DAIHO Corporation.
Le laboratoire titulaire était le L.N.T.P.B.
I.2.2 But de sa création
Le projet de construction d’un Boulevard consiste à construire un nouveau « By
Pass » ou Boulevard de Tokyo. Ce projet contribuera, essentiellement à la réduction
du temps requis pour la circulation des véhicules.
En fait, les effets directs de la construction de ce Boulevard sont :
-La réduction du temps pour la circulation ;
-La non limitation de la circulation du transport régulier dans la ville.
i- la réduction du temps pour la circulation :
Comme la RN 2 et la RN 7 seront liées directement sur un terrain plat dans la
proche banlieue de la capitale, il sera possible de transporter des biens matériels
sans passer par les routes de la ville qui sont étroites et qui ont de nombreuses
pentes raides. Par conséquent, le temps requis pour la circulation des véhicules, qui
sont actuellement d’une heure et demie (sauf aux heures d’embouteillage), sera
réduit à 20 minutes environ.
Promotion 2006-2007 - 5 -
Mémoire de fin d’étude
Ainsi, le temps de transport des biens et des personnes sera réduit.
ii- le transport régulier sera non influencé par la limitation de la circulation dans
la ville :
Actuellement, l’entrée dans la ville des poids lourds de transport dans la ville
est limitée. Les poids lourds venant de la RN2 doivent s’arrêter à Ambohimalaza et
ceux venant de la RN7 à Andoharanofotsy (de 6 heures du matin à 6 heures du soir).
Cette interdiction d’entrée provoque une perte de temps pour le transport. La
construction de la présente déviation permettra ainsi un transport efficace et rapide
reliant les ports, les sites industriels et les zones agricoles.
Les effets indirects attendus pour la construction du Boulevard de Tokyo seront :
iii- la résolution du problème d’embouteillage dans la ville : La construction du tronçon envisagé permettra aux véhicules de circuler entre
la RN 7 et la RN 2, qui ont un grand trafic, sans passer par la ville d’Antananarivo.
Ce qui contribuera à la diminution du trafic en ville et donc à l’élimination des
embouteillages.
iv- la réduction du coût de transport :Comme le rendement du transport sera amélioré, le coût de fonctionnement
des véhicules et le coût des carburants seront réduits, d’où la diminution globale du
coût de transport.
v- l’amélioration de l’environnement
La pollution de l’environnement causée par ces embouteillages sera réduite
vi- la correction de la disparité des conditions économiques et de la vie entre
le milieu urbain et le milieu rural.
L’existence d’une route qui engendre la libre circulation peut motiver les
agriculteurs riverains à produire beaucoup.
Promotion 2006-2007 - 6 -
Mémoire de fin d’étude
L’amélioration de la capacité et du rendement du transport des produits agricoles
permettra d’augmenter les revenus dans la zone rurale. Nous pouvons espérer ainsi
à la diminution de la disparité économique entre la zone urbaine et la zone rurale.
I.2.3 Zones d’influenceLe Boulevard de Tokyo se trouve dans la banlieue sud de la capitale. Son PK 0+000
est à Iavoloha, sur la RN 7 et son PK 15+205 est à Ambohimangakely, sur la RN 2.
Elle s’étend sur une longueur totale de 15,205 Km et relie directement quatre
communes : Andoharanofotsy dans le District d’Antananarivo Atsimondrano, Alasora,
Ambohimanambola, et Ambohimangakely qui sont tous dans le District
d’Antananarivo Avaradrano.
Les principales activités de la population de ces quatre Communes sont l’artisanat
(surtout de la briqueterie), l’élevage, l’agriculture et souvent le commerce.
Parmi ces différentes activités, c’est l’agriculture qui prédomine.
La construction de Boulevard de Tokyo promet des grands effets, que ce soit directs
ou indirects. Sa réalisation apportera une grande contribution eux besoins de base
des usagers surtout les habitants.
Comme Madagascar n’a pas d’expérience sur l’entretien des routes construites sur
un terrain mou, la Direction des Infrastructures du Ministère des Travaux Publics qui
dispose d’un personnel technique va se charger de l’entretien de cette route.
Les figures suivantes montrent le plan de localisation et le plan de situation de la
route ainsi nommée « Boulevard de Tokyo ou By pass ».
Promotion 2006-2007 - 7 -
Mémoire de fin d’étude
Figure 1 : Plan de localisation du Boulevard de Tokyo
Promotion 2006-2007 - 8 -
Mémoire de fin d’étude
Figure 2 : Plan de situation du Boulevard de Tokyo
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Mémoire de fin d’étude
I.3 ENVIRONNEMENT IMMEDIAT DU BOULEVARD DE TOKYO
I.3.1 Environnement topographiqueComme le Boulevard de Tokyo se trouve dans la capitale de Madagascar c’est à dire
la région des hautes terres, la réfection du Boulevard au PK 10+700 se trouve donc
sur un plateau d’environ 1300 m d’altitude.
I.3.2 Environnement hydrologique et hydrogéologiquei-Le climat et précipitation
Le site se situe sur un plateau central, dans un bassin, d’une altitude 1250 à
1300 m et se trouve à la latitude 18° Sud
Le climat est un climat tropical, tempéré de 18°C. Le maximum et le minimum des
températures moyennes mensuelles sont de 23,5°C et de 13,2°C respectivement,
signe du climat des hautes terres.
Une année est divisée en deux saisons bien distincts : d’un coté, l’Hiver (du mois
d’Avril au mois d’Octobre) caractérisé par un climat sec et frais et de l’autre coté,
l’Eté (du mois de Novembre au mois de Mars) caractérisé par un climat chaud et
humide ; c’est la saison des pluies.
Le taux de précipitation annuelle est environ 1500 mm. Notons que les fortes
précipitations sont évaluées entre le mois de Décembre et le mois de Février c’est à
dire pendant la saison de pluie et des cyclones ; ces temps concentrent les 87%
totales des précipitations annuelles.
Les tableaux suivant montrent les données Météorologiques de la région et les
précipitations moyennes journalières
Promotion 2006-2007 - 10 -
Mémoire de fin d’étude
Tableau 1 : Données climatiques moyennes d’Antananarivo sur les 30 ans
Source: Service Météorologique, Ministère des Travaux Publics deTransport et de la Météorologie
(MTPTM)
Promotion 2006-2007 - 11 -
Mois Janv Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août Sept Oct Nov DécPluie(mm) 270,4 256,9 183,1 50,5 20,1 7,2 11,1 15,0 9,5 66,6 170,8 304,1
T max
(°C) 25,7 5,9 25,4 24,8 22,9 20,9 20,2 20,6 23 25,2 26 25,8
T min
(°C) 16,6 16,9 16,3 15,2 12,9 10,8 10,3 10,3 11,3 13,4 15,1 16,3
Humidité
(%) 81 81 81 79 78 78 78 78 72 71 76 79
Force de
vent
Km/h
1,7 1,7 1,7 1,4 1,7 1,7 2 2 2 2 1,7 1,7
Direction
de
vent
E E E E E SE E SE SE SE E E
Mémoire de fin d’étude
Le tableau suivant montre la précipitation journalière maximale sur une année de
1943 à 1999.
Tableau 2: Précipitation journalière d’Antananarivo
Ordre Date d’apparition Précipitation journalière [mm]1 12 Mars 1985 318,42 28 Janvier 1982 147,03 01 Janvier 1987 3140,74 10 Janvier 1981 131,95 05 à 12 Novembre 1975 128,06 12 Novembre 1978 116,27 20 Janvier 1994 7112,58 20 Décembre 1996 105,49 21 Mars 1950 102,310 09 Mars 1953 100,0
Source: Rapport finale de la construction d’un By Pass/DAIHO/MTPTM
ii- Hydrologie
Le fleuve d’Ikopa sillonne le long de la zone d’influence et offre une
opportunité pour les activités agricoles. Ikopa est la plus longue rivière da la région. Il
forme la plaine d’Antananarivo et constitue la zone de la rivière d’une longueur
environ 40 Km. Il constitue aussi un delta sédimentaire, marécageux bas et humide
de la région d’Analamanga.
L’année hydrologique commence en Novembre et se termine en Octobre.
iii- Hydrogéologie
Les habitants de la région peuvent aussi exploiter les eaux souterraines dont
la profondeur de la nappe phréatique est généralement de 2 à 4 m de profondeur.
I.3.3 Environnement biologiquei- La faune
Dès la construction de Boulevard de Tokyo, nous avons constaté que
l’itinéraire est pauvre en matière de faune et c’est pareil pour la présente réfection au
Promotion 2006-2007 - 12 -
Mémoire de fin d’étude
PK10+700. Pendant les travaux nous n’avons trouvé que des animaux typiques des
régions des plateaux ou des hautes terres comme les Bibulcus ibis ou Héron garde
bœufs (Vorompotsy) et les Acridothers tristis (Martin triste) ou « Marontaina ». En
effet, ce sont les microfaunes qui sont omniprésentes sur la route.
ii- La flore
Le Boulevard de Tokyo traverse, presque toute sa longueur, des rizières;
l’alentour de la zone à réparer est donc des rizières, des petites cultures maraîchères
des habitants environnants.
La zone ne possède pas des espèces biologiques très importantes, nous pouvons
citer la famille des herbeuses graminéennes et des espèces buissonneuses comme
les Psiadia altissima ou Dingadingana, les Psidium pemiferum (Goavy), les
Caesalpinia sepiaria ou Tsiafak’omby et les Solanum auriculatum ou Sevabe,
Phragmits mauritianus (Bararata) et les Caeslpinia sepiaria ou Tsifak’omby.
A part ces familles d’herbes et buisson, la zone est aussi formée des plantes et
arbres tels que : Grevillea robusta (Grevillia), Eucalyptus sp (Eucalyptus), Pinus sp
(Pins), Jacaranda mimosifolia (Jacaranda), et les Franxinus udheï (Frênes).
I.4 LES CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUES DU BOULEVARD DE TOKYO OU « BY PASS »
I.4.1 Description géométrique Les descriptions géométriques de boulevard de Tokyo peuvent être
récapitulés dans le tableau qui suit :
Tableau 3 : Normes de dimensionnement géométrique du Boulevard de Tokyo
Description Norme
Classification de la route Route Nationale
Promotion 2006-2007 - 13 -
Mémoire de fin d’étude
Topographie La topographie est le val d’inondation
et les collines.
Banlieue urbaineTrafic journalier moyen futur 13000 à 18 000 Véhicules/jourClasse de trafic pour le corps de la
chaussée
Classe T3
Classe du trafic pour le bitumage Classe T4Indice CBR 10 à15Vitesse de référence Vr Vr= 80 Km /h(route de 2èmecathegorie)Rayon de courbure en plan
minimale absolu (RHm)
RHm=240 m
Rayon de courbure en profil en long
minimale (RV,RV’)
RVm2(rayon en angle saillant)=4 500
m
RVm’(rayon en angle rentrant)=2 200
mDéclivité maximale
Dévers maximalπm=6%
d=7%
Source : Rapport final de la construction du Boulevard de Tokyo
La route « Boulevard de Tokyo » passe sur presque toute sa longueur au pied des
collines et sur le val d’inondation et sur des terrains mous.
Il croisse deux lignes existantes de chemins de fer reliant Antananarivo – Antsirabe
et Antananarivo – Toamasina.
Sa longueur est de 15,205 km (une voie dans chaque sens)
La largeur de la chaussée est 7,0 m (deux voies de 3,50 mètre)
La largeur des accotements est 2,0 m de chaque coté.
I.4.2 Les ouvrages d’artIl y a deux grands ponts sur le Boulevard.
Le premier pont ou pont n°1 orné à Ankadievo ,au PK5+300 est implanté dans un
val d’inondation de la rive gauche de l’Ikopa, à une zone de terrain estimée mou.
Promotion 2006-2007 - 14 -
Mémoire de fin d’étude
Ce dernier qui est en dalle creuse continue en béton précontraint par post tension,
avec quatre travées de 23,875 m chacun, est submersible en cas de crue de
probabilité Vicennale ou plus. Il s’étale sur une longueur totale de 95,500 m.
D’après le résultat de l’étude géologique sur place, le sol de l’emplacement
d’implantation du pont comporte une couche portante de granite au-dessous d’une
couche profonde de terre molle.
Le second pont ou pont n°2, par ailleurs, se situant au PK10+150 à Mandikamanana,
est implanté sur la rivière Ikopa à Amoronakona. Ce dernier a une structure à
poutres simples en T sous chaussée en béton précontraint avec quatre travées de
37,60 m environ. Sa longueur est de L=150,250m.
Les fondations des culées du pont se trouvent sur un bon sol, et la couche portante
est relativement profonde aussi bien pour les culées que pour les piles.
En général, ces deux ponts sont bâtis en béton précontraint à quatre travées et à
une voie dans chaque sens.
I.4.3 les ouvrages d’assainissement Les ouvrages d’assainissement et de drainage constituent un ensemble homogène,
qu’il conviendra de maintenir en état dans son intégrité afin d’éviter la forte
dégradation de la chaussée et l’inondation de la route en saison de pluie, ainsi que le
bon fonctionnement des canaux ou ouvrages d’irrigation existants.
Concernant les ouvrages transversaux, il y a 64 ouvrages dont :
- 57 unités de buses en béton armé ;
- 07 unités de dalot cadre en béton armé
Il y a aussi des descentes d’eaux sur les talus et les fossés d’évacuation.
A part ces ouvrages d’art et de ces ouvrages d’assainissement, il y avait aussi des
autres travaux tels que :
-la construction des murs de soutènement : construit du côté droite et gauche
de l’intersection du Boulevard de Tokyo et celle d’Alasora et ;
Promotion 2006-2007 - 15 -
Mémoire de fin d’étude
-le renouvellement du chemin de fer : pour la voie ferrée existante sur la rive
droite du nouveau pont de Mandikamanana située au PK 10+357. Il est rehaussé à
1,185 m et est déplacé parallèlement de 7 m vers le Nord. Le nouvel axe de chemin
de fer se croise à nouveau avec la route.
I.4.4 La chausséeLa chaussée est revêtue à deux voies et sa largeur est de 7 m sur tout l’itinéraire du
Boulevard de Tokyo de la RN 7.
Les matériaux pour les corps de remblai et celle de la couche de forme proviennent
des différents lieux d’emprunt situés aux environs du tracé du Boulevard de Tokyo.
Le volume total du remblai utilisé pendant sa constructionn est estimé à 974 000 m3
environ.
i- Couche de fondation
La couche de fondation est la couche au dessus de la couche de forme.
Elle constitue l’une des assises du corps de la chaussée. Donc, elle doit être
réalisée avec un matériau de très grande portance.
Pour le cas du Boulevard de Tokyo, le matériau utilisé pour la couche de fondation
est le Tout Venant de Concassage (TVC) 0/40.
ii- Couche de base
La couche de base est la couche qui supporte la couche de roulement. Elle
reçoit, donc, les sollicitations venant du trafic. Les matériaux utilisés pour la couche
de base peuvent varier selon le type du trafic et ainsi que l’épaisseur de la couche
mise en oeuvre. Pour le Boulevard de Tokyo, le matériau utilisé est uniquement du
TVC 0/31,5.
Les matériaux utilisés pour la couche de fondation et la couche de base sont en
provenance du gisement rocheux situé dans le Fonkotany Mendrikolovana de la
Commune Rurale d’Alasora et de la Commune de Maharidaza sur la RN 2.
Promotion 2006-2007 - 16 -
Mémoire de fin d’étude
L’épaisseur de la couche de base et de la couche de fondation est respectivement
de 20 cm.
iii- Couche d’imprégnation
La couche d’imprégnation est une couche réalisée sur une nouvelle couche de
base non traitée avec du liant hydrocarbonés.
Son rôle est de protéger et d’imbiber (ou imprégner) la nouvelle couche de base
avec une solution de bitume afin que celle-ci puisse recevoir la couche de roulement.
Elle assure aussi l’adhérence entre la couche de base et la couche de revêtement en
EDC.
La couche d’imprégnation utilisée est le cut-back 0/1, fabriquée avec du bitume de
classe 50/70 pour un dosage de 1,2 Kg/m2.
iv- Couche de roulement
La couche de roulement est de type structurante c’est à dire que la couche est
faite avec de l’Enrobé Dense à Chaud (EDC) 0/14.
L’EDC est un mélange de granulats chauds avec du bitume chaud. L’opération se
fait dans une centrale d’enrobage et la température de mise en oeuvre de cet EDC
est de l’ordre de 125°C.
Les matériaux utilisés pour les enrobés sont des granulats 0/14 et du liant bitumineux
dont le bitume résiduel est de la classe 50/70.
L’épaisseur de la couche de roulement est de 5 cm.
Les granulats proviennent du concassage de la roche issue de la carrière de
Mendrikolovana de la Commune Rurale d’Alasora à 3 km du PK 7+400 de l’itinéraire
de la route et du PK 33+000 de la RN 2 à Maharidaza. Il s’agit du granite migmatite
dont les caractéristiques sont récapitulées dans le tableau ci-après :
Tableau 4: Caractéristiques des granulats pour la chaussée
Promotion 2006-2007 - 17 -
Mémoire de fin d’étude
Source : LNTPB
L’U.B.P. est l’entreprise fournisseur des gravillons.
I.4.5 L’accotementComme le corps de la chaussée, l’accotement est composé de : couche de
fondation, couche de base et couche de surface
i- Couche de fondation
Promotion 2006-2007 - 18 -
Caractéristiques
0/5
UBP
PK33
5/14
UBP
Alasora
Spécifications
Poids spécifique γs
(KN/m3)
27,11 27,93 -
Los Angeles LA 28 28 <30%Coefficient
d’aplatissement CA%
- 10,6 <45%
Indice de plasticité IP NP - <4Equivalent de sable ES% 69,2 - >40Absorption d’eau 0,69 1,66 <2%Pourcentage de fines(%F) 11 - -
Mémoire de fin d’étude
Le matériau utilisé pour la couche de fondation de l’accotement est du
matériau sélectionné ou MS provenant du gîte d’emprunt N°8 et S2 dans l’annexe II.
La couche de fondation a une épaisseur de 20 cm.
ii- Couche de base
Quant à la couche de base, le matériau utilisé est du Tout Venant de
Concassage 0/31,5 en provenance du gisement rocheux situé dans le Fokontany
Medrikolovana de la Commune Rurale d’ Alasora et à Maharidaza.
Les caractéristiques de la couche de base sont les même que ceux de la couche de
base de la chaussée.
ii- Couche de surface
Contrairement à la couche de roulement de la chaussée, la couche de
surface de l’accotement est de type non structurante. Cette couche est en enduit
superficiel bicouche dont les matériaux utilisés pour sa fabrication sont :
- des granulats : 1ère couche ..........10/14
2ème couche...............4/6
- et du liant bitumineux en cut-back 400/600
Les granulats proviennent du concassage de la roche issue de la carrière de
Mendrikolovana de la Commune Rurale d’Alasora. Il s’agit du granite migmatique
dont les caractéristiques sont données ci-après :
Tableau 5 : Caractéristiques des granulats pour l’accotement
Promotion 2006-2007 - 19 -
Caractéristiques 4/6 10/14Poids spécifiqueγ
s(KN/m3) 27,11 27,93Los Angeles LA 30 32Coefficient
d’aplatissement CA%
11 12
Pourcentage des fines
%F
- -
Mémoire de fin d’étude
Source : LNTPB/ Daiho Corporation
Tableau 6 : Nature des matériaux utilisés et dosage réalisé de la couche d’ES
bicouche
Nature Dosage (Kg/m2)Min Max Moyenne
Cut-back 400/6001ère couche
2ème couche
1,20
1,05
1,32
1,32
1,26
1,10
Granulats (concassé)1ère couche 10/14
2ème couche 4/6
-
-
-
-
15,00
9,00
Source : LNTPB/ Daiho Corporation
I.4.6 Le traficD’après une estimation du trafic des routes circulaires faite avant la réalisation du
Boulevard de Tokyo, le nombre de véhicules circulant la RN 7 et la RN 2 est de
l’ordre de 3000 à 6500 par jour(en 1996).
De même, lors de l’étude effectuée en 2000 pour le projet de construction du
Boulevard de Tokyo, le trafic de ce dernier a été estimé à 4400 à 6500 véhicules par
jour.
Promotion 2006-2007 - 20 -
Mémoire de fin d’étude
Le trafic passant à l’horizon 2015 est estimé à plus de 12000 véhicules par jour.
Cette estimation est liée à la croissance économique du Pays et du taux moyen
d’augmentation du trafic dans l’agglomération de la capitale qui est de 8% (valeur
moyenne des 18 dernières années).
Chapitre IIChapitre II: : PRESENTATION DU MILIEU PHYSIQUE ETPRESENTATION DU MILIEU PHYSIQUE ET
DESCRIPTION DU PROBLEME RENCONTREDESCRIPTION DU PROBLEME RENCONTRE
II.1 PROBLEME RENCONTRE
Juste quelque temps après son inauguration en Décembre 2006 c’est à dire après sa
mise en service, nous avons constaté un signe de dégradation au PK10+600
jusqu’au PK10+700 : c’était une double glissement accompagné des fissurations à la
surface. Ces fissurations et le glissement ont été présents à la partie du remblai. Les
fissurations sont parallèles à l’axe. Signalons que la chaussée a un profil en travers
mixte composé d’un remblai et en même temps d’un déblai.
D’une manière générale, les fissurations observées sur la couche de roulement
apparaissent quand il y a le défaut de mise en oeuvre, quand il y a le phénomène de
retrait thermique ou il y a le phénomène de retrait argileux et enfin quand la
chaussée est fatiguée.
Pour le cas du PK 10+700, nous avons constaté une très grande dénivellation de 10
cm.
Les travaux de réparations consistent à remettre en bon état le tronçon ainsi
endommagé. C’est-à-dire qu’il faut redonner à la chaussée ses caractéristiques pour
qu’elle assure le confort et la sécurité des usagers.
II-2 LOCALISATION DU TRONCON La réfection se fait au PK 10+700 mais plus précisément le début du présent projet
se trouve au PK 10+600 du boulevard de Tokyo reliant la Route Nationale n° 7 à la
Route Nationale n°2.
Promotion 2006-2007 - 21 -
Mémoire de fin d’étude
Le PK fin du projet se trouve au PK 10+750
Le projet de réparation concerne donc une longueur d’environ 150 m.
Le projet de réfection au PK 10+700 est entouré au Sud, par la rivière d’Ikopa.
A l’Est, par le Fokontany d’Ambohipeno.
Figure 3 : Localisation des travaux de réfection.
Promotion 2006-2007 - 22 -
Réfection au PK10+600 au
PK10+750
Mémoire de fin d’étude
II.2 DESCRIPTION GEOMETRIQUE DU TRONCONLe tronçon a un profil mixte c’est à dire un déblai à droite et un remblai à gauche.
Nous constatons que le remblai atteint plus de 7,50 m tandis que le déblai est
environ de 2 m seulement.
II.3 ENVIRONNEMENT GEOLOGIQUE DU TRONCONLa reconnaissance des sols permet d’appréhender les problèmes qui peuvent se
poser lors de l’étude d’un projet de construction .La reconnaissance des propriétés
d’un terrain constitue le lien entre la cause d’un sinistre et les remède que nous nous
proposons de mettre en place.
Il y a sommairement, deux catégories de moyens de reconnaissance qui permettent
de connaître la géologie d’un terrain :
-les méthodes d’observation du terrain, soient en place, soit à l’aide d’échantillons
par le biais des prolongements en profondeur de la surface de la surface (puits,
sondages ...) ;
-les méthodes de mesure in situ basées sur la mesure de la propriété physique du
terrain dont font partie les essais géophysiques.
I I.3.1 Reconnaissance géologique C’est l’identification du sol par observation visuelle des différentes couches,
confirmée par l’examen des cartes géologiques. L’examen des carrières ou des
tranchées, situées à proximité de la zone considérée, donne des précisions
immédiates sur les sous-couches. La reconnaissance peut s’effectuer à l’aide de
sondage.
II.3.2 Reconnaissance géophysiqueLes méthodes de reconnaissance géophysiques permettent de déterminer la nature
des couches profondes. Lors de la reconnaissance nous avons constaté que, sur la
réfection du Boulevard de Tokyo au PK 10+700, la couche de sol compressible
atteint jusqu’à 5 m de profondeur.
Promotion 2006-2007 - 23 -
Mémoire de fin d’étude
Les caractéristiques des sols compressibles
Les sols compressibles sont caractérisés par :
-leur imperméabilité
Les sols compressibles ont une faible perméabilité
-leur compressibilité très importante
Sous une charge donnée, ils se tassent rapidement avec une grande
amplitude. Celle-ci rend les sols compressibles impropres à supporter des ouvrages.
-leur faible résistance au cisaillement
Les sols compressibles ne résistent pas à la charge qu’on leur
applique tant qu’ils ne sont pas consolidés avant l’opération.
-ils suivent le phénomène de gonflement et de retrait
A cause de la forte proportion des fines présentes dans les sols
compressibles, ces derniers ont une double propriétés suivant la présence de l’eau.
Quant il y a de l’eau, les sols se gonflent et dans le cas contraire ils se retrécient.
Pendant la phase de gonflement, le gonflement linéaire de ces sols dépasse 2%(
seuil admissible pour le gonflement linéaire).
En résumé, les propriétés physiques et mécaniques de l’argile ou sol mou entraînent
deux sortes de risque majeur pour les remblais qui y sont fondés :
-un risque de rupture le plus souvent le problème de glissement ;
-un risque de tassement souvent important.
Promotion 2006-2007 - 24 -
Mémoire de fin d’étude
Promotion 2006-2007 - 25 -
DEUXIEME PARTIE
ETUDES TECHNIQUES
Mémoire de fin d’étude
ETUDES TECHNIQUESETUDES TECHNIQUES
Les études techniques sont les phases les plus importantes d’un projet car elles
permettent de :
- proposer la variante retenue pour résoudre le problème présent ;
- de faire des calculs afin de prévenir la réapparition d’un même problème.
En fait, il existe au PK 10+700, deux études techniques bien distinctes qui sont :
• l’étude technique de la réfection du corps de remblai ;
• l’étude technique de la réfection du corps de la chaussée.
Chapitre IChapitre I : : ETUDES TECHNIQUES DE LA REFECTIONETUDES TECHNIQUES DE LA REFECTION
DU CORPS DE REMBLAIDU CORPS DE REMBLAI
I-1 PROBLEMES POSES PAR LE REMBLAI SUR SOL MOU AU PK10+700Le remblai construit sur sol mou pose souvent des problèmes assez complexes
pendant et après sa construction.
Il est nécessaire de connaître au préalable les problèmes liés remblai posé sur sol
mou. En fait, il y a deux problèmes majeurs possibles:
-la rupture du sol porteur qui peut compromettre la suite de la construction ;
-le problème de tassement.
Concernant le problème de tassement, qui n’est, souvent, pris en considération lors
de la conception, peut entraîner une déformation du remblai en le rendant inapte à
son usage.
Promotion 2006-2007 - 25 -
Mémoire de fin d’étude
I-1-1 Problème de stabilité Une fois le remblai placé sur un sol mou, les contraintes au sein de ce sol
augmentent. Si ces contraintes ne cessent pas d’augmenter et dépassent le seuil
critique qui dépend des caractéristiques mécaniques du sol, ce dernier se rompt en
provoquant un affaissement important et brutal du remblai.
Parallèlement à cet affaissement, il se produit des déformations du sol porteur qui
se traduisent par des soulèvements de terrain naturel autour du remblai en forme de
« bourrelet ».
En général, nous pouvons observer deux formes de ruptures : le rupture par
poinçonnement et le rupture par glissement. Ces deux sortes de ruptures peuvent se
produire pendant ou peu de temps après la construction.
i- Rupture par poinçonnement
Le remblai s’affaisse dans son ensemble en pénétrant dans le sol support. Le
terrain naturel se soulève et il se forme de part et d’autre du talus des bourrelets.
Bourrelet
SOL MOU
Bourrelet
Figure 4: Rupture du remblai par poinçonnement du sol de fondation
Promotion 2006-2007 - 26 -
Mémoire de fin d’étude
ii- Rupture circulaire (avec ou sans fissuration)
Ce type de rupture est le cas du PK10+700. C’est le cas le plus fréquent dans
le domaine routier en raison de la géométrie habituelle du remblai.
Contrairement à la rupture par poinçonnement, seulement une partie de remblai est
enfoncée dans le sol support. Cet enfoncement est la conséquence d’un
déplacement d’une partie du remblai et du sol de fondation le long d’une surface de
rupture.
Puisque le remblai se repose sur une couche d’argile molle presque profonde et
l’argile est très sensible à la compression et au tassement, il entraîne des
déformations importantes de la chaussée en dessus, en profil en long et surtout en
travers.
L’affaissement d’un talus sur un matériau cohérent est généralement précédé par
la formation des fissures de traction et c’est le cas observé au PK 10+700 ;
Il y existe donc, une rupture circulaire précédée de fissure et une rupture sans fissure
de traction. Les figures ci-après montrent ces deux cas possibles :
Fissuration
SOL MOU
Bourrelet
Cercle de glissement
Figure 5 : Rupture circulaire du remblai avec des fissures de traction
Promotion 2006-2007 - 27 -
Mémoire de fin d’étude
SOL MOU
Bourrelet
Cercle de glissement
Figure 6 : Rupture circulaire du remblai sans fissures de traction
I-1-2 Problème de tassementLe tassement est une déformation lente du sol support sous le poids du
remblai. C’est aussi une déformation des remblais construits sur ce sol support dont
l’amplitude de tassement peut atteindre plusieurs mètres suivant la hauteur du
remblai et de l’épaisseur des couches molles. Ces tassements évoluent
progressivement dans le temps et parfois même des ruptures peuvent se produire au
cours de la construction.
Le tassement pose en général des problèmes plus fréquents que ceux liés à la
rupture du sol, car, si les dispositions constructives sont souvent prises pour
respecter la sécurité vis à vis de la rupture, les effets liés aux mouvements lents du
sol sont souvent ignorés ou sous-estimés.
En effet, le tassement est dû au réarrangement des grains qui constituent le sol
support et éventuellement il est la cause d’une expulsion de l’eau dans le sol. Cette
dernière est la plus fréquente pour un sol compressible, comme le cas du PK10+700.
Le tassement se traduit en trois points :
-au centre du remblai, il y a un enfoncement vertical ;
Promotion 2006-2007 - 28 -
Mémoire de fin d’étude
-sous l’emprise du remblai, on constate un enfoncement vertical combiné à un
déplacement latéral de sol de fondation ;
-hors de l’emprise du remblai, il y a un déplacement latéral de sol de fondation
jusqu’à une distance qui est fonction de l’épaisseur de sol compressible.
Le schéma ci-dessous montre le tassement et du déplacement latéral du sol de
fondation/
Figure 7 : Schéma du tassement et du déplacement latéral du sol de
fondation
En effet, le tassement est caractérisé par deux déplacements bien distinct et
indissociables :
-le déplacement vertical ;
-le déplacement horizontal.
Promotion 2006-2007 - 29 -
Mémoire de fin d’étude
i- Le déplacement vertical
Le déplacement vertical qui atteint une amplitude de plusieurs dizaines de
centimètres. Pour les couches très molles ou de forte épaisseur, cette amplitude peut
atteindre plusieurs mètres.
Ces déplacements sont plus importants dans l’axe du remblai que ceux des crêtes
de talus, ce qui provoque une déformation de la plate forme.
ii- Le déplacement horizontal
Par rapport au déplacement vertical, le déplacement horizontal est
généralement plus faible. Ce déplacement peut aller jusqu’à une dizaine de
centimètres.
I-2 SOLUTION TECHNIQUE DES PROBLEMES DU PK10+700Le présent projet est projeté sur un terrain mou sur toute sa longueur.
Il est donc indispensable de faire recours à des méthodes les plus fiables pour les
constructions sur sol mou, et cela afin d’éviter la réapparition du même problème à
l’avenir.
I-2-1 Proposition des variantes possiblesNombreux sont les traitements possibles pour éviter ou résoudre les problèmes liés
au sol mou.
En général, il y trois méthodes possibles et efficaces :
• la méthode de natte de sable avec un remblai de contre poids ;
• la méthode de terre armée ;
• la méthode de purge avec un renforcement par des treillis métalliques ;
i -La méthode par natte de sable
La méthode par natte de sable est utilisée pour la consolidation et le drainage
de la couche molle. Du point de vue technique, cette méthode assure aussi la
praticabilité des engins lors de l’exécution des travaux. Cette méthode est composée
Promotion 2006-2007 - 30 -
Mémoire de fin d’étude
de deux grands travaux bien distincts : d’un côté, la mise en place d’une couche de
sable et de l’autre côté, la mise en place d’un remblai de contrepoids.
Mise en place de la couche de sable
Cette méthode consiste à mettre en place une couche de sable, après
enlèvement d’une couche d’argile.
La mise en place de cette couche de sable permet de réduire la distance de drainage
de la couche consolidée et d’augmenter la vitesse de consolidation.
Mais la mise en place d’une couche de sable sera incomplète sans procéder à la
mise en place d’un remblai de contrepoids
Mise en place du remblai de contrepoids
Le remblai de contre poids est exécuté au pied de talus des remblais
principaux en appliquant une charge sur les parties latérales du corps de remblai.
Le but de cette opération est de stabiliser le remblai sur le terrain mou et aussi
d’éviter la destruction par glissement. Etant donnée que la capacité portante du sol
mou ne peut pas avoir le facteur de sécurité nécessaire contre la destruction par
glissement. Les matériaux à utiliser seront des matériaux en provenance de
l’excavation des routes ou des ouvrages d’art, et ceux-ci en provenance de
l’emprunt, ainsi que le sable et la roche.
Remblai de contrepoids
Remblai
Remblai de contrepoids
Natte de sableGéotextile
Figure 8 : Méthode de remblai de contrepoids
Promotion 2006-2007 - 31 -
Mémoire de fin d’étude
ii- La méthode par terre armée
La méthode par terre armée est une innovation majeure dans le domaine du
génie civil, cette technique date des années 60 et depuis, elle n’a cessé d’évoluer
tant au niveau des outils de dimensionnement qu’au niveau des matériaux et
esthétique du parement de protection.
Le principe de la terre armée repose sur l’association d’armatures à un remblai
compacté mis en oeuvre par couches successives. Les armatures peuvent être
métalliques comme les armatures à haute adhérence en aciers galvanisé ou
synthétique comme le Freyssisol à base de polyester. Nous obtenons ainsi un
matériau composé à part entière qui offre :
- une fiabilité
La durabilité des ouvrages et des matériaux ainsi que la sécurité des
structures sera sans équivalent.
-une durabilité
La simplicité et la rapidité de construction des ouvrages constituent des
avantages décisifs.
-une capacité d’adaptation
La technique permet de résoudre les problèmes posés par les situations
complexes et elle s’avère la meilleure solution face aux configurations délicates telles
que l’emprises exiguës, pentes instables, tassements importants.
La diversité des parements permet de satisfaire aux exigences architecturales.
Le procédé de terre armée est largement utilisé pour la réalisation des routes et des
autoroutes.
En somme, cette méthode par terre armée est nécessaire pour augmenter la
capacité portante et la stabilité du sol pour le remblai.
Promotion 2006-2007 - 32 -
Mémoire de fin d’étude
TERRAIN MOU TERRAIN MOU
TreillisGéotextile
Remblai armé
Figure 8 : Méthode par terre armée
iii- La méthode par purge
La méthode de purge est une combinaison assez complexe de quatre
opérations qui doivent se faire simultanément : d’abord la purge proprement dite
suivie d’une mise en place d’une couche drainante, ensuite la mise en place d’un
géotextile et enfin, la mise en place du treillis métallique.
Extraction du sol mou ou purge
La purge consiste à enlever le matériau compressible par le biais d’un engin
excavateur.
D’abord, l’engin excave la zone à purger par son godet. Ensuite, une fois le godet
rempli de sol, le bulldozer pousse ces sol excavés prés des camions qui déjà prêts
pour le chargement, c’est la « mise en tas ». Enfin, la mise en tas faite, nous
chargerons les camions et ces derniers les transportent dans l’endroit réservé ou
dépôt.
Après la purge, nous devons procéder à la mise en place d’une couche drainante ou
sable.
Promotion 2006-2007 - 33 -
Mémoire de fin d’étude
Mise en place d’une couche drainante
Les matériaux possibles à utiliser peuvent être du sable (sable de rivière ou
sable de carrière) ou même des gravillons de différentes dimensions dont les plus
grandes seront déposées en bas et les petites dimensions au-dessus de ces
dernières. Cette couche drainante assure le drainage de la couche consolidée et
accélère la vitesse de consolidation de celle-ci.
Mise en place du géotextile
Le géotextile est un produit textile en polymère (synthétique), pouvant être non
tissé, tricoté ou tissé.
Il est utilisé en contact direct avec le sol et/ou autres matériaux pour les
applications géotechniques et de génie civil.
Le géotextile, placé à la surface du fond de remblai, est utilisé pour freiner voire
même pour empêcher l’apparition du glissement en arc dû à la charge du remblai.
En général, le géotextile doté d’une résistance à la traction élevée sera sélectionné
pour le terrain à faible résistance, comme dans notre cas. La sélection portera sur un
géotextile ayant une résistance à la traction nécessaire afin d’assurer la force
portante du terrain.
Le géotextile joue le rôle d’une sous-couche anti-contaminante. Il prévient alors la
contamination entre l’argile compressible (au dessous) et le remblai (au dessus) c’est
à dire qu’il évite l’interpénétration des éléments de l’un à l’autre.
En résumant, le géotextile a les rôles suivants :
-protéger le talus ;
-absorber la contrainte verticale présent dans le sol ;
-éviter la contamination entre deux matériaux de granulométrie différents. Il empêche
donc la pollution du remblai par l’argile.
Ici, le géotextile joue le rôle de filtre c’est à dire qu’il laisse passer l’eau en retenant
les particules fines nuisibles à la construction. C’est un produit perméable.
Promotion 2006-2007 - 34 -
Mémoire de fin d’étude
Mise en place du treillis métallique
La mise en place du treillis métallique dans le remblai installé sur le terrain
mou assure sa stabilité. Ils sont aussi adoptés pour réduire les fissures du remblai
provoquées par la différence de tassement entre le sol mou et le sol utilisé surtout
dans le cas où le profil en travers est mixte. La résistance à la traction des fils de fer
du treillis métalliques est de 540N/mm2.
L’exécution se fait après l’achèvement du lit de sable
TERRAIN MOU
Enlèvement du matériau compressible
Figure 10-a
TERRAIN MOU
Natte de sable
Figure 10-b
Promotion 2006-2007 - 35 -
Mémoire de fin d’étude
TERRAIN MOU
Remblai
Treillis métalliqueGéotextile
Natte de sable
Figure 10-c
Figures 10(a-b-c) : Méthode par purge
I-2-2 Choix de la variante retenueLa méthode retenue doit résoudre les problèmes liés à l’argile et, en même temps, à
résoudre le problème causé par la remontée capillaire.
Dans le cas du présent problème au PK10+700 du Boulevard de Tokyo, le choix de
la méthode à adopter ainsi que le choix des matériaux à utiliser doivent prendre en
considération la résistance à la traction.
Avant d’adopter la méthode la mieux adaptée avantageuse et pour éviter
l’incovenient, chaque solution techniquement possible doit être examinée de près.
i- Critère technique
Du point de vue technique, la méthode de natte de sable nécessite une
espace bien dégagée pour confectionner le remblai de contre poids.
Or juridiquement, l’emprise de la route et les limites des propriétés privées sont
assez exiguës pour le besoin d’espace supplémentaire.
Parallèlement, la méthode de purge présente une méthode plus ou moins pratique à
la gestion de l’espace. En effet, c’est uniquement pour chaque périmètre excavé
qu’on effectue la mise en place de la couche de sable ainsi que le remblai.
Promotion 2006-2007 - 36 -
Mémoire de fin d’étude
De même, la gestion de l’espace est aussi le cas de la méthode de terre armée mais
sa réalisation nécessite beaucoup de technique et d’experience.
Mais la recherche de la méthode la mieux adaptée nous amène à une étude
financière.
ii- Critère financier
Si nous nous référons à la gestion financière du projet, les coûts de la
méthode de natte de sable est moins élevés.
Quant à la méthode de terre armée, à cause du non disposition locale de quelques
matériaux tels que le géotextile et les treillis métalliques, elle est beaucoup plus
coûteuse.
De son côté, la méthode de purge, par rapport aux deux autres méthodes offre un
coût pas trop cher.
iii- Méthode retenue
Compte tenues de celles qui ont été énumérés la méthode à adopter doit
suivre et obéir à la règle de l’optimalité, c’est-à-dire une technique efficace à moindre
coût.
Pour le cas du problème au PK 10+700, le titulaire des travaux DAIHO
Corporation a adopté comme méthode la méthode de purge et bien évidement avec
l’accord du Maître d’ouvrage. Cette décision est justement liée à la gestion de
l’espace ou en d’autre terme à l’insuffisance de l’emprise.
I-2-3 Calcul de stabilité du talus de remblai et de tassement
i) Calcul de stabilité
Promotion 2006-2007 - 37 -
Mémoire de fin d’étude
Dans la pratique, les calculs de stabilité servent à déterminer le coefficient de
sécurité du remblai en fonction de la pente du talus. Ce calcul permet d’éviter
l’apparition de nouvelles dégradations et à réparer un nouveau projet où des
affaissements se sont déjà produits.
Le calcul de stabilité est composé de calcul de poinçonnement et de calcul de calcul
à la rupture circulaire.
La finalité du calcul de stabilité est de définir le mode de construction du remblai afin
d’éviter le risque de glissement.
Méthode de calcul
La stabilité au glissement de talus ou de fondation dépend essentiellement de
quatre facteurs :
-la géométrie du remblai
-les caractéristiques physiques (densité, teneur en eau) du matériau utilisé ;
-les caractéristiques mécaniques du sol de fondation et ceux du matériau de remblai
(cohésion, angle de frottement interne) qui déterminent les réactions du terrain le
long de la surface de rupture ;
-les forces extérieures telles que le poids du matériau, la pression de l’eau de
retenue sur le parement en amont.
En effet, l’étude d’un talus comporte, outre la reconnaissance du site et le choix des
caractéristiques mécaniques des sols et un calcul de stabilité. Ce calcul de stabilité
permet de déterminer d’une part la courbe de rupture le long de laquelle le risque du
glissement est le plus élevé, et d’autre part de déterminer la valeur correspondante
du coefficient de sécurité.
Les différentes méthodes de calcul consistent à appliquer aux seules
caractéristiques mécaniques des matériaux, un coefficient de sécurité défini par le
rapport des tangentes des angles de frottement internes réels et limites et le rapport
des cohésions réelles et limites.
Promotion 2006-2007 - 38 -
Mémoire de fin d’étude
La ligne de glissement est assimilée à un cercle. Le rayon de courbure de la surface
de glissement est minimum dans sa partie supérieure, maximum dans sa partie
moyenne, et présente une valeur intermédiaire dans sa partie inférieure. Pour cette
raison, la courbe ressemble à un arc d’ellipse.
On distingue deux types de glissement :
• Si le glissement se produit le long d’une surface qui coupe le talus en son pied
ou au dessus de son pied, le glissement est dit « glissement de talus ».
• Par contre, il peut arriver que le sol qui se trouve au-dessous du niveau du
pied du talus soit incapable de supporter le poids du matériau sus-jacent. Le
glissement se produit alors le long d’une surface qui passe à une certaine
distance au-dessous du pied du talus. Un glissement de ce type est dit
« glissement par la base ».
Dans le calcul de stabilité, la courbe qui représente la surface réelle de glissement
est remplacée par un arc de cercle. Ce procédé est l’hypothèse d’une surface plane
de glissement fait par Coulomb.
Le type de glissement que nous avons observé sur le Boulevard de Tokyo au PK
10+700 est le glissement de talus.
Stabilité au poinçonnement
Cette étude se fait en considérant que le remblai soit une large fondation
superficielle filante.
Le principe de calcul de stabilité des talus au poinçonnement consiste à déterminer
le facteur de sécurité donné par la formule ci-dessous :
FS = QQmax
Où Q est la contrainte appliquée par la semelle : Q = γ .H
Promotion 2006-2007 - 39 -
Mémoire de fin d’étude
Et Qmax est la pression maximale admissible du sol compressible : Qmax =Cu.Nc
Nc est un coefficient de MATAR et SALECON qui est égale à :
- Π +2 si HB
< 1,49 ;
-0,49 x HB
+4,4 > 1,49
Avant d’entamer le calcul, il est nécessaire de calculer les valeurs des
caractéristiques mécaniques du remblai et ceux de la couche d’argile.
Pour le remblai :
La hauteur totale du remblai est de 7,79 m dont 0,5 m (H1) est affecté par la
remontée capillaire et la pente du talus est de 2 unités à la base et 1 unité la
hauteur [1/2]
Poids volumique humide hγ =18,9 KN/m3
Poids volumique spécifique sγ =26,5 KN/m3
La teneur en eau naturelle est w =19%
La cohésion du sol C= 2,9 KN/m3 et ϕ = 40°
Nous avons : dγ = wh
+1γ
satγ =ewes
++
1γγ
e = 1−d
s
γγ
AN
dγ = 19,019.18
+
Promotion 2006-2007 - 40 -
Mémoire de fin d’étude
dγ =15,88 KN/m 3
e = 88,155,26
-1
e = 0,67
satγ = 67,0110.67,05,26
++
satγ =19,88KN/m 3
Pour l’argile :
L’épaisseur totale de l’argile est de 5 m dont 2 m pour le tourbe et 3 m pour
l’argile grise
La cohésion non drainé Cu = 8 KPa pour le tourbe ; Cu = 20 KPa pour l’argile
grise
Le poids volumique γ =12,8 KN/m3 (tourbe) et γ = 14,9 KN/m3 (argile grise)
F=1' HH
CuNc
sath λγ +
Où H’ = H - H1
APPLICATION NUMERIQUE
Comme la relation HB
= mm
79,730,13
=1,707 m
HB
> 1,49, alors nous aurons : Nc = 0,49 x1,707 +4,4
Nc = 5,24
Promotion 2006-2007 - 41 -
Mémoire de fin d’étude
Finalement nous avons :
FS = 72,14724,5.2,15
FS=0,54Le remblai n’est pas stable au poinçonnement.
Stabilité à la rupture circulaire ou glissement (méthode de Taylor et méthode
de Bishop)
Lorsque l’équilibre d’une masse de sol située à l’aplomb d’un talus se trouve
rompu, on dit qu’il y a glissement. Cette rupture d’équilibre implique un déplacement,
vers le bas et vers l’extérieur, de la masse de sol intéressée.
Normalement, les glissements sont provoqués, pour un remblai routier, par
sapement du pied de talus.
Il arrive que les glissements sont dus, soit, à un remaniement progressif du sol en
prenant naissance à partir des fissures capillaires qui divisent le sol en fragment
anguleux ; soit dus à une augmentation de pression de l’eau interstitielle à l’intérieur
de quelques couches présentant une perméabilité exceptionnelle.
En raison de l’extrême diversité des facteurs et des phénomènes qui peuvent
entraîner des glissements, les conditions de stabilité de talus défient en général
l’analyse théorique.
Pour ce calcul de stabilité en rupture circulaire, nous allons adopter la méthode de
Bishop c’est à dire la méthode des tranches, qui prend compte les différents
matériaux (matériaux pour sol de fondation ou pour remblai) et leurs caractéristiques
variés.
• Calcul du cercle critique de glissement par la méthode de Taylor
Taylor a démontré que le rayon du cercle de glissement est donné par la formule :
Promotion 2006-2007 - 42 -
Mémoire de fin d’étude
R = 2/sinsin2 θψH
Données complémentaires :
- la pente du remblai est de ½ ;
- la hauteur du remblai est H =7.79 m ;
- la longueur de la pente est D =14.41 m ;
- hγ = 18.90 KN/m3 ;
- C =2.9KN/m3
- ϕ = 40°
Tg β = 22 HDH
−
Tg β =0.503 soit β=26.57°
Taylor a introduit une quantité N= HC
γ qui permet de tracer le cercle critique.
N= 0.008326
Tableau 7 : Valeurs caractéristiques de N pour les cercles critique
β en ° φ en ° Ψ en ° Θ en °N= H
Cγ
Promotion 2006-2007 - 43 -
Mémoire de fin d’étude
90 010≥20
47.653.058.0
30.22724
0.2610.2180.182
75 010≥20
41.847.553
51.84744
0.2190.1730.134
60 010≥20
35.341
46.5
70.866
60.4
0.2100.1380.097
45 010≥20
28.23438
89.479.469
0.1700.1080.062
30 010≥20
202528
106.88862
0.1560.0780.025
15 0≥20
10.614
121.468
0.145
0.030
Hypothèse : considérons φ1= 39°, pour le calcul de ψ1 et de Θ1
β= 15° φ= 20) Ψ=14° Θ=68°
β= 26.57 ϕ = 39°, Ψ1= ? Θ1= ? β= 30° φ= 20° Ψ=28° Θ=62°Par interpolation :
Ψ1= 28° - o
oo
o
15301428
−− (30° - 26.57°) = 24.79°
Θ1 =68° - o
oo
o
15306268
−− (26.57° -15°) =63.37°
En appliquant la formule de Taylor nous aurons :
R = 2/37.63sin79.24sin2
79.7oo
R = 17,68 m
Promotion 2006-2007 - 44 -
Mémoire de fin d’étude
Pour plus d’informations le calcul de la position du centre O par rapport au talus
s’avère nécessaire.
Soit α l’angle que fait [AO] avec l’axe des x, où le point A est le pied de talus.
cos α =Rxo ; d’où xo =Rcos α
sin α =Ryo ; d’où yo =R sin α
et α = Ψ1 + 2
∏–
2θ
α =83.10°
Alors : xo =2.12 m
Yo =17.55 m
• Calcul du coefficient de sécurité par la méthode des tranches de
Bishop
La méthode des tranches propose de diviser la masse à l’intérieur du cercle
de glissement en tranches par des plans verticaux.
Nous déterminons pour chaque tranche leur centre de gravité xi.
Chaque tranche est soumise au poids propre noté Qi = γ . Si qui est appliqué en son
centre de gravité.
Si étant la surface de la tranche.
La force qui provoque le glissement est donnée par la relation Ti =Qi sin Θi.Pour les tranches à gauche de la verticale passant par le centre de glissement O Ti
devient une force résistante et devient T’iLa force qui résiste au glissement est : Ni = Qi cos Θi.
Notons que sin Θi = Rxi et cos Θi= −1 sin2 Θi
Le coefficient de sécurité au glissement est donné par la formule :
Promotion 2006-2007 - 45 -
Mémoire de fin d’étude
F= ∑∑ ++Φ
i
ii
TTClitgN '(
Application numérique :
Tableau 8 : Résultat des calculs de F
N xi sin iθ cos iθ Si Qi Ti Ni li Cli Nitg φ1 1,06 0,06 0,998 1,27 24,003 1,439 23,960 2,14 6,206 20,1052 3,2 0,18 0,983 3,57 67,473 12,212 66,359 2,14 6,206 55,6813 5,35 0,30 0,953 5,31 100,36 30,369 95,654 2,18 6,322 80,2634 7,46 0,42 0,907 6,25 118,13 49,842 107,095 2,18 6,322 89,8635 9,49 0,54 0,844 4,43 83,727 44,942 70,643 2,18 6,322 59,2776 11,41 0,65 0,764 5,91 111,7 72,086 85,324 2,18 6,322 71,5967 13,19 0,75 0,666 4,81 90,909 67,822 60,536 2,18 6,322 50,7968 14,81 0,84 0,546 3,3 62,37 52,245 34,065 2,18 6,322 28,5849 16,02 0,91 0,423 1,19 22,491 20,379 9,515 2,28 6,612 7,984
351,337 56,956 464,148Ti 349,898Ti' 1,439
F =898.349543.522
=1,493
F =1,49
Le talus est stable.
La figure correspondante est jointe en annexe n°III
En effet, la définition des seuils de facteurs de sécurité dépend de l’approche
adoptée, des fréquences de sollicitation de l’ouvrage en question et du risque crée
par la rupture.
En condition normale, Fellenius propose un seuil égal à 1,25 alors que Bishop
propose que FS= 1,5.
Le tableau suivant montre la valeur du coefficient de sécurité acceptable
Tableau 9 : Valeur du coefficient de sécurité dans un calcul de stabilité
Promotion 2006-2007 - 46 -
FS Etat de l’ouvrage<1 Danger
1-1,25 Sécurité contestable1,25 -1,4 satisfaisante pour les ouvrages peu
importants>1,4 Sécurité satisfaisante
Mémoire de fin d’étude
ii- Calcul de tassement
Suite à la réalisation d’essais en laboratoire et au suivi topographique des
tassements réels de la planche d’essai, deux analyses ont été faites :
Une estimation des tassements à cours terme c’est-à-dire pendant la phase
de travaux, basée sur le suivi topographique. Ces mesures ont permis de
définir la quantité de matériau complémentaire à mettre en oeuvre pour
compenser les tassements à court terme.
Une estimation de tassement à long terme par le calcul (méthode
oedométrique)
Suivi topographique des tassements
Le suivi topographique des tassements consiste à faire des levés
topographique journalier avec un cadence de deux levé par jour (la matinée et
l’après midi).
• Instruments de mesure de tassement
Les instruments de mesure servant à l’observation des tassements les plus
usités sont les plaques de tassements. Mais il y a aussi un instrument auxiliaire pour
mesurer le déplacement : ce sont les pieux.
- Formes géométriques de la plaque et du pieu
Une plaque de tassement est un ensemble d’une semelle en tôle plane de
50*50 cm de 9 mm d’épaisseur et d’une tige soudée en fer tord haute adhérence de
Promotion 2006-2007 - 47 -
Mémoire de fin d’étude
diamètre 16 mm de hauteur variable soudée sur la plaque. Sa hauteur initiale est de
1,70 m puis rallongée en fonction de la hauteur du remblai.
Par ailleurs, les pieux sont réalisés en bois carré de 2 m de longueur et
l’épaisseur de chaque côté est de 20 cm * 20 cm. Pour faciliter les opérations de
mesure, un clou est fixé au sommet de ce bois carré.
Photo 1 : Plaque de tassement posée sur le treillis métallique
clou
Promotion 2006-2007 - 48 -
Pieu en bois 20*20 cm
Mémoire de fin d’étude
Figure11 : Forme du pieu en bois
- Rôles des plaques et des pieux
Les plaques de tassement servent à mesurer la déformation verticale du sol mou
sous la charge du remblai. Tandis que les pieux de déplacement servent à mesurer
la déformation causée par une rupture par poinçonnement ou même par une rupture
circulaire du sol de fondation. Elles permettent d’observer ou de saisir les tendances
du tassement en fonction de temps.
• Emplacement de ces instruments
Les instruments doivent être bien placés : la verticalité doit être respectée et,
surtout pour les plaques, la semelle doit être bien horizontale.
Lors de l’enfoncement du pieu, il faut s’assurer qu’ils ne se cassent pas et il faut
modérer les coups pour avoir des niveaux plus ou moins identiques
Ils doivent être parfaitement alignés dans le plan pour suivre une même ligne de
rupture ou de déformation de remblai.
Leurs distances dépendent de leurs fonctions :
− Pour les colonnes : elles sont espacées de quatre (4) m ;
− Pour les lignes : un pieu dit « fixe » est implanté à 11 m du pied du
remblai et les autres sont implantés tous les 2 m.
Les plaques et les pieux de tassement servent à l’observation du tassement mais le
tableau suivant montre une comparaison plus précise entre ces deux instruments
Tableau 10 : Comparaison du but de la plaque et du pieu
Observation Instrument But de l’observationTassement de
toutes les couches
Plaque de
tassement
Saisie des tendances dans le temps ou
l’évolution dans le temps de toutes les couches
intéressées par le tassement.
Contrôle de tassement du remblai
Promotion 2006-2007 - 49 -
Mémoire de fin d’étude
Déplacement
superficiel
Pieu de
déplacement
Mesure de déplacement horizontal de la surface
de terrain à côté de remblai et saisie de
l’influence du terrain environnant pour permettre
le contrôle de la stabilité du terrain.
La disposition des plaques de tassement et des pieu de déplacement sur le tronçon
est schématisée ci dessous :
Figure 12 : Disposition des plaques et des pieuxDes levés topographiques avaient eu lieu sur des points bien déterminés et les
opérations ont été effectuées de jour en jour et d’une façon continue.
Le tableau ci dessous montre les résultats de levés sur des trois points espacés de
12.50 m sur l’axe de la route.
Tableau 11 : Valeur des mesures observées sur les plaques de tassement
Promotion 2006-2007 - 50 -
Le plan
Pieux de déplacement(Droite)
1 2 3 4 5 6 7 8
Plaque
Plaque
Plaque
Coupe A-A
Pieux constant
Sens By-Pass
AA
Mémoire de fin d’étude
Source : Daiho Corporation
Promotion 2006-2007 - 51 -
Dates 14/05/07 04/06/07 04/07/07 05/07/07 06/07/07 07/07/07
Points Côtes Côtes Dh Côtes Dh Côtes Dh Côtes Dh Côtes Dh
6 1262.398 1262,314 -84 1262,314 -84 1262,314 -84 1262,314 -84 1262,315 -83
10 1262.495 1262,419 -76 1262,419 -76 1262,420 -75 1262,420 -75 1262,418 -77
16 1262.580 1262,560 -20 1262,559 -21 1262,559 -21 1262,559 -21 1262,560 -20
Mémoire de fin d’étude
Courbe de tassements
-300
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
300
2/14 3/1 3/16 3/31 4/15 4/30 5/15 5/30 6/14 6/29 7/14 7/29 8/13 8/28 9/12
Dates
Tass
em
ents
(m
m)
6 10 16
Figure 11 : Courbe de tassement tirée des levés topographiques
La courbe montre les déplacements verticaux observés pendant un moment donné.
Le travaux de réfection a débuté en mois d’Avril 2007 et durant les trois premiers
mois, nous avons observés la valeur de tassement obtenu est de l’ordre de 80 mm.
Evaluation des tassements par le calcul
Le calcul des tassements a été effectué par des méthodes traditionnelles
c’est-à-dire à partir des essais réalisés en laboratoire.
L’essai est non consolidé non drainé UU d’où CUU ≠ 0 et φUU =0
Hypothèse :
Le remblai au-dessus transmet des charges totales qui sont proportionnelles à
son poids volumique δ au niveau du sol de fondation (argile).
Supposons que la déformation latérale est quasiment nulle.
Promotion 2006-2007 - 52 -
Mémoire de fin d’étude
Calcul des contraintes effectives
- pour le remblaiσ = γ . H
=18,9. 7,79σ =147,23 Kpa soit 1,472daN/cm2
- pour la tourbe
Soit σ 1 = γ . H/2
=12,8.22
σ 1 = 12,8 KPa soit 0,128 daN/ cm2
-pour l’argile grise
Soit σ 2 = ∑ σ i Hi
=12,8.2 +14,9. 23
σ 2 =47,95 Kpa soit 0,479 daN/cm2
Application numérique
Données : Cg = 0,69 (tourbe) et Cg =0,28 (argile grise)
eo = 1,30 (tourbe) et eo =0,8 (argile grise)
cσ ’ =0,40 (tourbe) et cσ ’= 0,70 (argile grise)
Comme σ 1 = 0,128 daN/ cm2< cσ ’ =0,40 daN/cm2
Et σ 2 = 0,479 daN/cm2< cσ ’ =0,70 daN/cm2
Alors le sol est surconsolidé.
Calcul de tassement par la méthode de Terzaghi
Nous pouvons appliquer le calcul de tassement par la méthode de Terzaghi de la
forme :
Promotion 2006-2007 - 53 -
Mémoire de fin d’étude
Si =hi01 e
Cc+ log [
c
oi
'σσ σ∆+
]
-pour la tourbe
S1 =2 30,1169,0
+ log [ 40,028,113,0 +
]
S1 =0,328 m
-pour l’argile grise
S2 =3 80,0128,0
+ log [ 70,028,148,0 +
]
S2 = 0,187 m
Finalement, le tassement S = S1 + S2
S=0,328 m +0,187 m
D’où, nous trouvons: S =0,515 m soit S = 51,5 cm
Résultats finaux :Concernant les calculs de stabilité, la stabilité au poinçonnement nous montre que le
remblai n’est pas stable alors qu’il l’est à la stabilité au glissement (rupture circulaire).
Nous avons du faire recours à la mise en oeuvre du remblais de contrepoids outre
l’adoption de la méthode de purge. Le remblai de contrepoids a donc pour rôle de
contrer le soulèvement du sol au pied de talus qui est dû par le tassement. Il est
posé au pied de talus et sa pente sera de [1/2,5].
Au vue du résultat de suivi topographique, l’épaisseur de matériau complémentaire à
mettre en oeuvre pour compenser les tassements a été estimé environ 10cm
Promotion 2006-2007 - 54 -
Mémoire de fin d’étude
Le calcul de tassement oedométrique a permis d’estimer que les tassements totaux
à long terme seront de l’ordre de 51,5cm
I-3 REALISATION DE LA REFECTION DU REMBLAI AU PK10+700
I-3-1 Spécifications du matériau du corps de remblai
Dans les zones de sol mou, il est très recommandé de construire le remblai avec des
matériaux de bonne qualité. Le comportement du remblai en dépend beaucoup.
i- Matériaux utilisés
Le matériau pour le corps de remblai doit avoir les qualités suivantes:
- Limite de liquidité : WL< 65 ;
-Indice de plasticité : IP < 25 ;
-Proctor Modifié >16,50 KN/m3 ;
- % gonflement après 96 heures du CBR à 95 % OPM < 2%
-le % <80µ est 38 à 42:
-son indice CBR à quatre jours d’immersion à 95% de l’OPM est supérieur à
5 ;
-la teneur en matière organique est de l’ordre de 0,5%.
ii- Essais sur le remblai
Ce sont :
-essai Proctor
-essai CBR
-limite d’Atterberg
-equivalent de sable
I-3-2 Caractéristiques d’emprunts pour le remblai
Promotion 2006-2007 - 55 -
Mémoire de fin d’étude
Pendant la construction du Boulevard de Tokyo, il y avait cinq gîtes d’emprunt qui
sont employés pour l’approvisionnement tracé des matériaux de remblai. De même,
ces gîtes sont encore valables pour la réfection du tronçon au PK 10+700.
Le tableau qui suit montre les différentes caractéristiques géotechniques des
matériaux de remblai de ces gîtes :
Tableau 12 -a : Caractéristiques géotechniques du matériau de remblai
Localisation Echantillon Nature Identification Classification Caractéristiques
mécaniquesvisuelle %F wL IP ES HRB LCPC maxdγ
KN/m3
Wopt CBR %G K
(cm/s)
Gîte n°02
MasindrayImerintsihadi
no
P1 0,6/ 1 40 m Limon
jaunâtre
35 46 17 -
A2-7
SL 18,4 14,9 8 2
,16
Prélèvement
(k 02)
Quartzitiq
ue
6 25 8 41
% A2-4
Sm/
SA
19,6 4,6 40 0
,00
1,1.
10-1
P2 0,80/1,20 Limon
Quartzitiq
ue à RD
rouge
32 44 12 -
A2-7
SL
P3 0,80/3,00m RD
violacé
54 47 13 -
A7-5
Lp 19,9 8,1 29 1
,07
Promotion 2006-2007 - 56 -
Mémoire de fin d’étude
Gîte n°08Morarano
P1 1,20/5,50m QL à RD
rose
42 40 15
- A7-5
SL 18,9 13,4 23 1
,12
P1 0,20/0,80m QL
jaunâtre
21 47 14
- A2-7
SL
P1 0,80/4,20m LAS à RD
jaunâtre
58 55 20 -
A7-5
Lt 18,3 15,7 14 1
,62
Prélèvement
(EK)
Quartzite 2 22 6 79
% A2-4
GbGA 19,2 4,0 16 0
,00
0,8.
10-1
Gîte S1Imavoloha
P1 1,20/2,40m RD
jaunâtre
52 5217 15
%A7-5
Lt 17,4 16,6 9 1
,74
7,6.
10-7
P2 0,10/1,40 LAS
rougeâtre
65 62 22
- A7-5
Lt 18,1 15,8 16 1
,51
P3 0,00/0,20 RD
rougeâtre
légèreme
nt micacé
68 56 21
- A7-5
Lt 16,4 16,3 3 4
,21
P4 1,05/2,00m Roche
altérée
blanchâ
tre
34 32 10
60
%A2-4
SA 18,6 12,0 32 0
,15
1,2.
10-5
Spécifications pour sol de remblai <
65
<
25 < 16,5 > 15 < 2
Localisation Echantillon Nature
visuelle
Identification Classification Caractéristiques
mécaniques%F wL IP ES HRB LCPC maxdγ
KN/m3
Wopt CBR %G
K
(cm/s)
Tableau 12-b : Caractéristiques géotechniques du matériau de remblai
Promotion 2006-2007 - 57 -
Gîte S3
Amoronakon
a
P1 LAS RD
rougeâtre
51 45 16
A7-6Lp 17,6 12,3 15 0
,50P2 Las rouge 60 60 26 A7-5 Lp 17,9 16,1 17 1
,27Gîte n°4Ambohitrandr
iananahary
P1 LAS
jaunâtre
61 50 18
A7-5Lp/Lt 18,1 15,5 21 0
,87P2 LAS
rougeâtre
68 51 14
A7-5Lp 18,1 14,4 21 0
,96P3 RD
blanchâ
tre
53 46 26 30
% A7-5
Lp 16,4 11,7 20 0
,88
4,9.
10-6
P4 RD
micacée
rose
47 69 22 15
% A7-5
Lt 18,4 14,9 12 1
,86
8,2.
10-6
P5 RD
rougeâtre65 63 24
A7-5
Lt 17,5 15,2 14 3
,08
4,8.
10-7
Spécifications pour sol de remblai <
65
<
25
Mémoire de fin d’étude
Source : LNTPB
P désigne le puit et les indices désignent le nombre de puit effectué sur le lieu
d’emprunt
Le nombre de puit dépend du volume exploitable du gîte d’emprunt.
I-3-3 Choix du gîte i- Résumé des caractéristiques de chaque gîte exploitable
Gîte n°2
Le gîte n°2 se trouve à Masindray Imerintsihadino.
Les deux sondages effectués sur terrain ont montré que ce gîte est composé d’un
coté, de limon jaunâtre de faible portance et le pourcentage de gonflement est de
l’ordre de 2,6%. Mais de l’autre côté, il est aussi composé d’un quartzite de bonne
qualité et du limon quartzitique.
Gîte n°8
Ce gîte qui se trouve à Morarano a les caractéristiques géotechniques acceptables
et peut être utilisé comme matériaux d’emprunt pour le remblai de la réfection au PK
10+700.
Gîte S1
Ce gîte se trouve à Iavoloha sur la RN 7 et c’est un terrain très accessible.
Il est composé de plusieurs matériaux tel que le limon argilo sableux, la roche
décomposée d’une faible portance, le limon argileux plastique, donc c’est un gîte très
hétérogène.
Mais à part ces matériaux, le gîte est aussi constitué des roches altérées dotées
d’une bonne qualité.
Gîte S3
Le gîte S3 sa trouve à Amoronakona.
Promotion 2006-2007 - 58 -
Mémoire de fin d’étude
Ce gîte est constitué du limon argilo sableux de bonne portance.
Gîte n°4
Quant à ce gîte implanté à Ambohitrandriananahary, les matériaux en P1, P2
et P3 seulement peuvent être utilisé comme matériau pour le corps de remblai. Les
autres puits sont composés de matériau très compressible et très gonflant
ii- Emprunt retenue
Le choix de l’emprunt à utiliser doit répondre en priorité les caractéristiques
exigés des matériaux en question.
En effet, les matériaux issus du gîte d’emprunt doivent satisfaire les spécifications
des matériaux du corps de remblai.
Toutefois, il faut aussi tenir compte de l’éloignement entre le site d’emprunt et le lieu
de travaux.
Comptes tenus de ces deux critères, le gîte S3 qui se trouve à Amoronakona répond
aux exigences.
I-3-4 Réalisation de la réfection du corps de remblai au PK10+700
i- Réalisation de la méthode de purge
La méthode de purge consiste d’abord à l’enlèvement du matériau
compressible, ensuite à la mise en oeuvre du matériau de substitution et enfin à la
pose du géotextile et du treillis métallique.
Enlèvement du matériaux compressibles et mise en place du couche
drainante
La première opération est de purger le tronçon puis d’employer les
traitements relatifs au sol compressible telle que l’utilisation des couches anti-
contaminante ou anti-capillaires. Cette purge consiste à enlever les matériaux
d’argile compressibles sur toute la longueur de la réfection. La délimitation de cet
enlèvement se fait par le biais des essais pénétromètrique.
Promotion 2006-2007 - 59 -
Mémoire de fin d’étude
Après la purge nous préparons des couches de sables sur le terrain de fondation
mou.
Cette couche de sable appelée aussi « couche drainante » doit avoir une épaisseur
de 30 à 50 cm.
Le sable peut être un sable de carrière ou un sable da rivière selon les résultats
appropriés lors de l’analyse granulométrique et lors des essais de perméabilité.
La mise en place du lit de sable s’opère après la purge et le sable utilisé est celui de
la carrière de Maharidaza au PK 33+000 sur la RN2.
Exécution :
Après la coupe de la bordure du terrain en place, la hauteur de ce dernier sera
mesurée avant la mise en oeuvre du lit de sable. La mise en oeuvre des couches,
après le drainage superficiel suffisant, sera effectuée de manière à ce que les
couches soient à un même niveau au terrain sur place.
Pour la mise en place du lit de sable, les couches devront être exécutées à un
niveau égal et continu, en portant attention à ce que la boue humide et le limon n’y
soient pas incorporés et ce afin d’améliorer le drainage.
L’épandage du sable se fait par couche de 50 cm jusqu’à ce que le vide soit bel et
bien rempli.
Le compactage des couches est réalisé par le compacteur vibrant à rouleau lisse et
la couche doit être horizontale pour recevoir et pour faciliter la pose du géotextile.
Pour ceci, les matériaux sableux de bonne qualité sont utilisés.
Promotion 2006-2007 - 60 -
Mémoire de fin d’étude
Photo 2 : Enlèvement du sol compressible
Photo 3 : Mise en place de la natte de sable
Mise en place du géotextile
Promotion 2006-2007 - 61 -
Mémoire de fin d’étude
Le mode d’exécution des couches sera un traitement superficiel à l’aide du
géotextile utilisable pour la préparation du terrain artificiel ou du remblai sur le terrain
mou. Ce mode d’exécution aura donc pour but principal d’assurer la circulation des
matériels de construction et de prévenir toute rupture locale du terrain sans tenir
compte pour autant du tassement de ce dernier.
Généralement, le géotextile est mis en place manuellement mais sur un terrain
extrêmement mou où il est impossible de monter un échafaudage, une pirogue ou un
treuil est utilisé simultanément.
Pour la jonction des géotextiles, si nous pouvons prévoir une tension assez élevée
s’exerçant sur la jonction, on fera l’application d’un mode de jonction correspondant à
la résistance et à la traction du géotextile comme jonction par cordage ou par barre
de jonction.
Les géotextiles jouent des rôles très multiples. Ils peuvent jouer la fonction de :
-Séparation : ils séparent deux matériaux de granulométries différents et cela
pour empêcher l’inter pénétration de ces derniers.
-Protection : ils permettent de lutter contre le phénomène de Renard ;
-Renforcement : ils empêchent les déformations engendrées par le
poinçonnement de la couche supérieure. Ces déformations sont notamment la
traction et la compression ;
-Filtration : ils laissent passer l’eau et empêchent l’infiltration des autres ;
Anti-érosion de surface : ils peuvent empêcher l’infiltration des eaux de
surfaces dans la structure à protéger.
Le type de géotextile utilisé pour la réfaction du By Pass au PK 10+700 est un
géotextile de filtration et en même temps de renforcement.
Promotion 2006-2007 - 62 -
Mémoire de fin d’étude
Photo 4 : Mise en place du géotextile
Pour le géotextile prévu au mode d’exécution de la mise en couches, l’étoffe nappée,
le tissu, le géonet, le géogrid, le produit hybride seront utilisables.
La mise en place du treillis métallique
Les treillis métalliques ont pour rôle de prévenir et de réduire les fissures du
remblai. Ces fissures du remblai sont causées par la différence des tassements entre
le terrain mou et le sol utilisé pour le remblai.
Ils ont aussi pour rôle d’assurer la stabilité de ce remblai
Pour ce faire, la résistance à la traction des fils doit atteindre 540N/mm2.
Le treillis à utiliser sera conforme à la norme JIS G 3552 (treillis métallique en forme
de losange).
Les dimensions universelles du treillis sont de 5,20*4,50 et le diamètre du fil de fer
sera de 5 mm
Promotion 2006-2007 - 63 -
Mémoire de fin d’étude
Photo 5 : Pose du treillis métallique
ii- Remblayage proprement dit
Mise en oeuvre du corps de remblai
Les matériaux pour le remblai viennent d’abord de l’emprunt S3 d’
Amoronakona, il s’agit du Limono Argileux sableux (LAS). Les camions qui sont
chargés déversent les matériaux sur la zone à remblayer en mottes de terre. C’est la
niveleuse qui met à niveau ces mottes de terre. Le compactage est effectué par un
compacteur à rouleau vibrant.
Le remblayage intervient après la mise en place du géotextile et l’opération
recommence après la pose du treillis métallique.
Tableau 13 : Critères repères pour l’épaisseur d’épandage
Promotion 2006-2007 - 64 -
Mémoire de fin d’étude
Mise en oeuvre du remblai de contrepoids
Le remblai de contrepoids sert, comme indique son nom, à contrer la
formation des bourrelets aux pieds du talus. Le matériau utilisé peut être du matériau
du gîte d’emprunt et même du matériau venant des travaux de démolition.
Il est appliqué sur toute la longueur de la réfection.
Le tableau qui suit montre un exemple de dimensionnement du remblai de
contrepoids :
Tableau 14 : Dimensionnement du remblai de contrepoids
Hauteur Largeur (m) Longueur (m)3 1 54 2 65 3 76 4 8
Source : Daiho Corporation
Travaux de suivi de remblai sur le sol compressible
Promotion 2006-2007 - 65 -
Etat du terrain 1èrecouche 2èmecouche 3èmecouche 4èmecouche Distance
entre les
couchesExtrêmement
mou 20-30 cm
30-40 cm 50 cm 50 cm 20 m et
plusAssez mou 30-50 cm 50 cm 50 cm 30-80 cm 15 m et
plusMou 50 cm 50 cm 50 cm 30-100 cm 15 m et
plus
Mémoire de fin d’étude
Les travaux de suivi de remblai consistent à observer le comportement
dynamique du remblai.
Cette observation de comportement doit être suivi minutieusement dans le cas où le
remblai est posé sol mou ou sol compressible.
Il se peut que les prévisions faites lors de la conception concernant le comportement
réel du remblai ne seront plus valables car il peut apparaître une déformation
imprévue liée au comportement du sol d’assise.
En fait, l’observation dynamique permet de régler la vitesse de remblayage adéquate
suivant l’évaluation du tassement résiduel.
Le contrôle de compactage a été fait pour chaque couche pour bénéficier les
meilleurs conditions pour le remblai. L’indice de compacité minimale à atteindre doit
être supérieure ou égale à 92% pour le corps de remblai. Les essais de compactage
ont montré que les 6 passes de rouleaux à jantes lisses permettent d’atteindre ce
92% pour une hauteur de remblai de 30 cm.
A part le contrôle de compactage, une vérification de la densité apparente in situ à
l’aide du densitomètre à sable a été aussi fait.
Rythme d’exécution du remblai
Pour les travaux de remblai posé sur sol mou ou sol compressible, comme le cas de
la réfection du PK10 +700, le maintient de la stabilité avant et après la construction
du remblai est nécessaire : d’où la nécessité d’un « remblayage lent ».
Même après la pose du géotextile et du treillis métalliques, il se peut que le sol de
fondation soit inapte à supporter, rapidement et brusquement le corps de remblai. Le
remblayage lent consiste à mettre en oeuvre le remblai petit à petit. Dans ce cas, la
résistance du sol de fondation augmente progressivement.
De ce fait, la vitesse du remblayage doit être lente c’est à dire l’eipaisseur de la
couche de remblai doit être de l’ordre de 10 à 20 cm par jour.
Promotion 2006-2007 - 66 -
Mémoire de fin d’étude
Photo 6 : Mise en oeuvre du remblai
Chapitre IIChapitre II : : ETUDES TECHNIQUES DE LAETUDES TECHNIQUES DE LA
REFECTION DU CORPS DE LE CHAUSSEEREFECTION DU CORPS DE LE CHAUSSEE
II-1 ETUDE DU TRAFIC La connaissance du trafic est nécessaire pour le dimensionnement de la chaussée.
D’après une estimation du trafic des routes circulaires faite en 1996, le nombre de
véhicules circulant entre la RN7et la RN2 est de l’ordre de 3000 à 6000 par jour. Le
trafic du Boulevard de Tokyo a été donc estimé à 4400 à 6500 véhicules par jour.
Pour mieux savoir la classe du trafic du Boulevard de Tokyo, nous allons adopter
deux méthodes bien distinctes et complémentaires :
- calcul de trafic moyen de véhicule par jour ;
Promotion 2006-2007 - 67 -
Mémoire de fin d’étude
- calcul de nombre cumulé de poids lourds par jour
II-1-1 Calcul de trafic moyen par jourHypothèses
• La durée de vie est de 15 ans
• Le nombre de trafic varie de, selon une estimation, 4400 à 4500
véhicules par jour
• Le taux d’accroissement est de 8%
Pour savoir le nombre moyen journalier de trafic, nous avons : N=2
65004400 +
N = 5450 V/j
II-1-2 Calcul de nombre cumulé de poids lourds par jourLe pourcentage des poids lourds passant sur le Boulevard est environ de 30% (le
trafic est un trafic lourd).
D’où le nombre total du trafic de poids lourds (véhicules > 3,5T) est :
N’ = 5450 x 0,30
N’= 1635 V/j
Le taux d’accroissement du trafic est de 8%
Pour un taux d’accroissement de 10% nous avons 10%N’ =1.25 106
Pour un taux d’accroissement de 7,5%, nous avons 7,5%N’ =0.95 106
D’où par simulation, pour un taux d’accroissement de 8%, nous aurons :
N’ =1,25 106 - 075,010,0
1095,01025,1 66
−− xx
x (0,10 – 0,08)
N’ =1,01 106PL
Alors, l’intensité moyenne du trafic correspondant à 100véhicules par jours pendant
la première année de mise en service du Boulevard est fonction de la durée de vie,
du taux d’accroissement annuel. Cette intensité est donnée par :
Promotion 2006-2007 - 68 -
Mémoire de fin d’étude
t1 =100
1001,11635 6xx
t1 =16,51 10 6 Les tableaux qui suivent montrent le classement des trafics suivant l’intensité
journalière des véhicules et suivant le nombre cumulé de poids lourds par jour :
i- Classement suivant l’intensité journalière moyenne
Les classes de trafic sont définies suivant le nombre des véhicules par jour
selon le tableau ci-après
Tableau15 : Classe des trafics journaliers des véhicules
Classes Nombre de véhicules par jourT1 < 300T2 300 à 1000T3 1000 à 3000T4 3000 à 6000T5 6000 à 12000
ii- Classement suivant le nombre cumulé de poids lourds
Le classement du trafic cumulé de poids lourds est donné dans le tableau
suivant :
Tableau 16: Classe du trafic suivant le nombre cumulé des poids lourds
Classes Nombre cumulé de poids lourds
T1 > 5 105
T2 5 105 à 1,5 106
T3 1,5 106 à 4 106
T4 4 106 à 107
T5 107 à 2 107
Promotion 2006-2007 - 69 -
Mémoire de fin d’étude
D’après les calculs précédents, nous avons : N 5450 V/j et t1 =16.51 106
D’ou, le trafic est de classe T4
II-2 ETUDE DE DIMENSIONNEMENT
Dimensionner une chaussée consiste à déterminer les épaisseurs de chaque couche
qui la constituent de manière à ce que la contrainte totale reçue par la dernière
couche en bas soit admissible. Il consiste aussi à déterminer les dimensions des
matériaux de bonne qualité pour que ces derniers soient bien qualifiés et bien
résistant pour supporter les contraintes engendrer par le trafic tel que la contrainte de
traction, du cisaillement et de compression.
Pour le dimensionnement, nous allons adopter la méthode CEBTP qui dépend
beaucoup du CBR de la plateforme.
Pour le cas du PK 10+700, comme le cas du Boulevard de Tokyo, le CBR du sol de
la plateforme est de l’ordre de 15 à 30.
L‘épaisseur respective de chaque couche est en fonction du CBR de la plateforme et
est donné par le tableau qui suit:
Tableau 17: Epaisseur de chaque couche de la chaussée
Trafic T1 T2 T3 T4
CBR
Fondation
(cm)
Base
(cm)
Fondation
(cm)
Base
(cm)
Fondation
(cm)
Base
(cm)
Fondation
(cm)
Base
(cm)5-10 20 15 25 15 25 20 30 20
10 -15 15 15 20 15 20 20 25 2015- 30 10 15 15 15 15 20 20 2030-80 0 15 0 15 0 20 0 20> 80 0 0 0 0 0 0 0 0
Revêtement 2 3 4 5
Promotion 2006-2007 - 70 -
Mémoire de fin d’étude
Source : Daiho Corporation
Conclusion : en connaissant que le CBR de la plateforme est compris entre 15 à 30,
d’après le tableau ci-dessus on peut tirer les conclusions suivant :
- pour la couche de fondation, son épaisseur sera de 20 cm et comme matériau
nous utiliserons du Tout venant de concassage 0/60 ;
- pour la couche de base, le matériau à utiliser est du Tout venant de
concassage 0/40 et son épaisseur sera la égale à 20 cm ;
- quant à la couche de revêtement, elle sera en Enrobé dense à chaux et de 5
cm d’épaisseur.
II-3 SPECIFICATIONS DES MATERIAUX DU CORPS DE LA CHAUSSEEPar définition « la chaussée » est la partie de la voie publique aménagée pour la
circulation. C’est donc la surface d’une route où les véhicules peuvent circuler
normalement.
Généralement, un corps de chaussée est formé de différentes couches tel que la
couche de forme, la couche de fondation, la couche de base et la couche de
roulement.
II-3-1Couche de formei- matériaux utilisés
Les spécifications pour les matériaux pour la couche de forme sont :
-IP <25 ;
-WL < 65 ;
-IC ≥ 95%
ii- essais effectués
Les essais effectués sont :
Promotion 2006-2007 - 71 -
Mémoire de fin d’étude
-densité en place ;
-indice de plasticité ;
-granulométrie
II-3-2 Couche de fondation
i- Matériaux utilisés
Les matériaux utilisables pour la couche de fondation peuvent être des TV
0/60 ,0/40, des GCNT 0/31.5 et des MS tel que les quartzites, les latérites
graveleuses.
Concernant la nature, les roches peuvent être des roches magmatiques telles que
les granites, les basaltes et les rhyolites ou des roches métamorphiques comme les
migmatites et les gneiss ou encore ces roches peuvent être des roches
sédimentaires comme les calcaires de toute sorte.
En général, nous utilisons des Tout-venant 0/40
Dans certains cas, les Tout-Venant peuvent être remplacés par des sables. Le plus
important pour le choix des matériaux à utiliser est, en construction routière, de
vérifier si ces matériaux ont une capacité portante élevée et de même pour les
couches inférieures. Il faut aussi prendre en considération l’importance du trafic.
Les matériaux utilisés doivent être conformes aux spécifications suivantes :
-la densité sèche γd ≥ 2 ;
-un indice de plasticité IP ≤ 12 ;
-un pourcentage des fines F ≤ 30 ;
-un indice CBR supérieur à 30, à quatre jours d’immersion ;
-un indice de gonflement linéaire g< 0,5 % ;
-et enfin un teneur en matière organique qui est de l’ordre de 0,5 %.
La dimension maximale des matériaux est de 40 mm.
ii- Essais effectués
Les essais effectués sont des essais relatifs sur les matériaux rocheux :
Essai Los Angeles LA
Promotion 2006-2007 - 72 -
Mémoire de fin d’étude
C’est un essai qui permet d’avoir la résistance de la roche à la fragmentation
au choc.
D’abord nous introduisons dans un tambour une masse M de granulat de calibre
donné et des boulets (métalliques) de 420 à 445 g et de nombre bien défini. Lorsque
le tambour est en marche, il y a choc entre les boulets et le granulat, il se forme ainsi
des fines qui sont des éléments de dimension inférieur à 1.6 mm.
A l’issu de cet essai, nous trouvons le pourcentage des éléments finis appelés
« Coefficient Los Angeles ».
Soit m’ la masse de l’élément fini, d’où le coefficient Los Angeles est donné par la
formule :
LA =Mm'
100
Essai Micro Deval en présence d’eau MDE
C’est un essai qui permet d’avoir la résistance au frottement de la roche ou la
résistance à l’usure.
L’essai MDE a le même principe que l’essai LA mais seulement nous remplaçons les
boulets par des billes de dimension ϕ =4 mm. Lorsque la machine marche, le
frottement entre billes et granulat produit des fins et des éléments finis de dimension
supérieure à 1.6 mm. A la fin de l’essai nous pouvons déduire la masse m’= M – m
des éléments inférieurs à 1,6.
D’où nous obtenons le coefficient MDE qui est égale à :
MDE =Mm'
100
Essai sur le coefficient d’aplatissement
Promotion 2006-2007 - 73 -
Mémoire de fin d’étude
L’essai sur le coefficient d’aplatissement permet d’avoir le pourcentage des
grains du floculinat dit plat. Nous faisons passer chaque calibre du granulat d/D à
travers une grille à fente d’écartance e = 58,1d
Chaque calibre est tel que D =1,25D
Si mi est la masse de chaque calibre et ;
Pi celle des tamisats du tamisage sur grille ;
Le coefficient d’aplatissement CA= ∑∑
i
i
mp
100
II-3-3 Couche de base La couche de base est la couche au-dessous de la couche de roulement, elle
reçoit donc, les sollicitations venant du trafic et surtout les sollicitations venant de la
couche de roulement.
i- Matériaux utilisés
Les matériaux utilisés pour la couche de base sont des matériaux rocheux issus du
concassage et ces matériaux varient selon l’importance du trafic et aussi de
l’épaisseur adoptée.
En effet nous distinguons deux types de couches de base suivant les matériaux
utilisés : la couche de base traitée et la couche de base non traitée.
• Couche de base traitée
Promotion 2006-2007 - 74 -
Mémoire de fin d’étude
Ce type de couche est utilisé pour les chaussées à fort trafic. Dans ce cas les
chaussées sont dites « semi-rigides ».
La couche peut être traitée avec des liants hydrauliques, c’est-à-dire des ciments des
chaux ou des pouzzolane. Elle peut aussi être traitée avec des liants hydrocarbonés
qui sont des dérivées de bitume (bitume pur ou émulsion).
• Couche de base non traitée
Pour ce type de couche nous pouvons utiliser comme matériaux :
-soit de la GCNT 0/31.5, c ‘est le matériau pour couche de base d’une
chaussée souple classique ;
-soit du Matériau Sélectionné comme le quartzite ( à base de latérite de
couleur rouge) ou pouzzolane (base de lave volcanique de couleur noirâtre).
Le GCNT à la place de Tout Venant de Concassage 0/40 devra être exempt de
terre, de matière organique, de détritus divers et doit posséder les qualités
suivantes :
-un coefficient d’aplatissement inférieur à 25% ;
-un coefficient Los Angeles inférieur à 32% ;
-un coefficient MDE (Micro Deval Humide) inférieur à 25% ;
-un indice de plasticité non mesurable c’est-à-dire un IP=0 ;
-la courbe granulométrique doit s’apparenter au mieux à la courbe moyenne du
fuseau granulométrique.
ii- Essais effectués
Les essais nécessaire pour la couche de base sont les même que pour la couche de
fondation. Ce sont les essais Los Angeles (LA), essai Micro Deval en présence d’eau
(MDE) en carrière et essai sur le Coefficient d’Aplatissement (CA) après
concassage.
II-3-4 Couche d’imprégnation
Promotion 2006-2007 - 75 -
Mémoire de fin d’étude
La couche d’imprégnation est une couche de liant en fluide qui est destiné à pénétrer
dans les 2,5 cm de la couche de base. Cette couche est réalisée sur la couche de
base non traitée avec du liant hydrocarboné.
Les liants hydrocarbonés sont des produits
Elle a pour rôle d’imbiber et d’imperméabiliser la couche de base pour permettre la
cohésion de celle-ci avec la couche de roulement.
.
i- Matériaux utilisés
Les produits utilisables sont :
-le cut back de type 0/1 ou 10/15,
-l’ECR 60.
Ces produits doivent répondre aux spécifications qui sont résumés dans les
tableaux qui suivent :
Tableau 18 : Résultat d’essai de viscosité à 25°C
Proportion Résultat d’essai de
viscosité à 25%
Spécification
Bitume Pétrole65% 35%
31 s 19 -38 s
Source : LNTPB/ Daiho Corporation
Tableau 19 : Caractéristiques des bitumes fluidifiés ou Cut-back
Classe Température et 0/1 10/15 150/250 400/600 800/1400
Promotion 2006-2007 - 76 -
Mémoire de fin d’étude
orifice du
viscosimètrePseudo
viscosité
mesurée au
viscosimètre
[s]
25°C-φ 4mm <3025°C-φ 10mm 10 à15 150 à120 400 à60040°C-φ 10mm 80 à200
Température de pompage [°C] 15 45 70 70 100Température d’épandage [°C] 25 75 120 140 160Température limite à ne pas
dépasser [°C]
50 100 160 170 185
Point d’éclair ≥55 ≥55% diluant (Kérosène) 38 24 ,5 15 12,5 10Densité moyenne à 25°C 0,93 0,96 0,98 0,99 0,99
Source : LNTPB/ Daiho Corporation
Avant la réalisation d’une couche, l’essai de convenance sur une bande d’essai doit
être exécuté.
ii- Réalisation de l’essai
Les essais nécessaires sont :
-essai de distillation fractionnée ;
-essai de pseudo viscosité ou essai de consistance.
L’essai de distillation fractionnée permet de déterminer la nature et la quantité du
diluant ou du solvant employés. Cet essai permet aussi de vérifier la quantité du liant
de base (liant résiduel). Généralement, le bitume de base le plus utilisé et le bitume
de classe 80/100. Le mélange ainsi obtenu peut être classé en cinq catégories dont :
• Cut-back 0/1
• Cut-back 10/15
• Cut-back 150/250
• Cut-back 400/600
• Cut-back 800/1400
Promotion 2006-2007 - 77 -
Mémoire de fin d’étude
Pour le dosage, nous pesons le 1 m2 de tôle, ensuite nous l’arrosons de Cut-back
ou d’ECR, enfin nous pesons à nouveau le tout. La mesure de la différence de ces
deux valeurs obtenues précédemment ne doit pas dépasser la valeur 1.20. Le
dosage ne doit pas dépasser la valeur de 1.2Kg par mètre carré. Cet essai permet
de vérifier l’ouverture de la vanne.
A titre indicatif, le tableau ci-dessous montre la température des liants selon leur
nature :
Tableau 20 : Températures des liants
Liant Température maximale de
chauffage
Température minimale de
répandageEmulsion E60 70°C 50°CEmulsion E70 80°C 60°CBitume fludifié 0/1 60°C 25°CBitume fludifié 400/600 150°C 125°CBitume fludifié 800/1400 155°C 135°C
Source : LNTPB
Le dosage de la couche d’imprégnation peut être résumé dans le tableau qui suit :
Tableau 21 : Dosage de la couche d’imprégnation
Source : LNTPB
I-3-5Couche de roulement
i- Matériaux utilisés
Promotion 2006-2007 - 78 -
Nature Dosage (Kg/m2)Cut-back Minimum Maximum Moyenne
1,04 1,21 1,11
Mémoire de fin d’étude
Comme la couche de base, nous pouvons distinguer deux types de couche de
roulement selon les matériaux utilisés :
-couche de roulement structurant ;
-couche de roulement non structurante.
• La couche non structurante
Pour la couche non structurante, nous pouvons utiliser comme produit
les Enduits Superficiels (ES) et les Enrobés Coulés à Froid. Le rôle de ces produits
est d’imperméabiliser les couches inférieures et de revêtir la chaussée.
La couche non structurante n’est pas une couche portante donc elle est inadaptée
pour les chaussées à fort trafic et nécessite une couche de base bien résistante.
Les matériaux utilisés pour l’ES sont des gravillons 6/10 et 10/14, des sables de
concassage de dimension 2/4 et 0/3 et le liant peut être une émulsion ECR 65 ou 70
ou même un cut-back 400/600.
Pour l’ECF nous utilisons les granulats de dimension 0/6, 0/8, 0/10 et le liant est
l’émulsion 60 avec un pourcentage de 10 à 12% en poids.
• La couche de roulement structurante
La couche de roulement structurante est une couche faite avec l’EDC.
L’épaisseur minimale de mise en œuvre est de 2.5 cm.
Rappelons que l’EDC est fabriquée en central d’enrobé.
Centrale d’enrobage
La fabrication se fait à l’aide d’une centrale à « tambour sécheur malaxeur » de
marque NIKKO-NAP 50 qui est équipée d’un dépoussiéreur à sec.
Le dosage des matériaux est contrôlé pour chaque granulométrie aux tapis doseurs
volumétriques pondérale et l’ensemble passe par le tapis afin de commander
l’injection dosée du bitume dans le tambour.
Pour ajuster les pesées, il faut relever régulièrement la teneur en eau dans le sable.
Toutes les opérations de réglage, de contrôles et d’affichage des éventuels défauts
se contrôlent visuellement sur l’ordinateur du poste de commande.
Promotion 2006-2007 - 79 -
Mémoire de fin d’étude
Les différents catégories de matériaux constitutifs de l’enrobé sont conduits
directement par un élévateur à froid au sécheur dépoussiéreur avec une
récupération des fines.
A la sortie du sécheur, un élévateur à chaud reprend le matériau pour l’envoyer dans
un trieur doseur où ils existent trois fractions : 0/5, 5/13 et 13/14. Ces fractions sont
séparées grâce à un crible de reclassement. Le matériau est ensuite stocké dans
des trémies à partir desquelles il est récompensé en proportions exactes.
Le matériau enrobé à la sortie du malaxeur est ensuite stocké dans une trémie de
chargement thermostatique.
La température à la sortie du malaxeur varie entre 155°C et 170°C suivant les
besoins et la production du poste est de 48 à 54 T/H
Pour les granulats, ils doivent avoir :
-un coefficient LA< 35 ;
-un équivalant de sable ES>40
ii- Réalisation de l’essai
Il existe deux essais essentiels à faire pour le contrôle des EDC. Ce sont :
-essai d’extraction de bitume ;
-essai Marshall.
L’essai d’extraction de bitume permet de déterminer la teneur en liant et en eau de
l’enrobé. Le bitume contenu dans la matériau est extrait par dissolution à chaux dans
un solvant (toluène, xylène). Le solvant forme avec l’eau un mélange azéotropique et
ce dernier est entraîné dans un décanteur. C’est la méthode KUMAGAWA et
l’appareil ainsi utilisé est de type Kumagawa.
Quant à l’essai Marshall, l’essai consiste à déterminer, pour un compactage donné,
la stabilité et le fluage Marshall.
La stabilité Marshall est la valeur de la charge maximale obtenue par un essai de
compression exercé suivant une génératrice d’une éprouvette cylindrique
préalablement compacté.
Promotion 2006-2007 - 80 -
Mémoire de fin d’étude
Le fluage est l’affaissement de cette même éprouvette au moment de la rupture par
compression
La vitesse de la compression est de l’ordre de 0,846 mm/s
Le tableau suivant résume les spécifications des matériaux pour la couche de
roulement en EDC.
Tableau 22 : Spécifications techniques de la couche de roulement en EDC 0/14
Essai Minimum Maximum Moyenne ObservationTempérature (°C) 146 160 135 >110°CTeneur en liant 5.33 5.59 5.50 4.9 à5.9MarshallDensité apparente γa
(KN/m3)
24.02 24.22 24.20 23.64 à 24.60
Stabilité (Kg) 1100 1450 1325 >800Indice de vide 5 4.7 4.85 -Fluage 22 32 29 20 à 35
Source : LNTPB
II-4 INVENTAIRE DES CARRIERESPendant la réalisation des différentes couches de la chaussée du Boulevard de
Tokyo, deux carrières ont été utilisées :
-la carrière d’Alasora située à proximité du tracé du Boulevard;
-la carrière de Maharidaza située au PK 33 sur la RN 2 ;
Ces deux carrières sont aussi utilisables c’est-à-dire ont des matériaux utiles et
suffisants pour la réfection du corps de a chaussée au PK 10+700.
Les produits issus de ces deux carrières sont alors destinés à :
-la mise en oeuvre de la couche de fondation et de la couche de base ;
-la couche de revêtement en EDC 0/14 pour la chaussée et en enduit
bicouche pour l’accotement ainsi qu’aux gravillons de toutes dimensions.
Les essais du LNTPB donnent les résultats du Coefficient Los Angeles (LA)
suivants :
-carrière d’Alasora : LA= 28 à 30
Promotion 2006-2007 - 81 -
Mémoire de fin d’étude
-carrière de Maharidaza : LA= 33 à 35
Les caractéristiques des matériaux utilisés sont résumées dans le tableau suivant :
Tableau 23 : Nature des agrégats pour la couche de base
Source : LNTPB
Où γ est le poids spécifique
II-5 CHOIX DE LA CARRIERE RETENUE
On constate que la roche issue de ces deux carrières est de bonne qualité. Et les
valeurs LA obtenues sont inférieures à celle des spécifications techniques à
Madagascar.
Donc ces matériaux peuvent être utilisées comme matériaux pour le corps de la
chaussée : pour la couche de fondation, couche de base et la couche de revêtement.
Mais du point de vue économique, la carrière d’Alasora qui n’est pas très loin du lieu
de travaux, est la mieux adaptée au présent réfection du Boulevard de Tokyo au PK
10+700.
II-6 REALISATION DU CORPS DE LA CHAUSSEE
Promotion 2006-2007 - 82 -
Nature LA ES CA γ max
(KN/m3)Granite migmatite 28 à
34
69 15 27,63
Mémoire de fin d’étude
La chaussée souple revêtue est une chaussée réalisée avec des matériaux souples
et le corps de la chaussée est composé d’une :
- couche de fondation ;
- couche de base ;
- couche d’imprégnation ;
- couche de roulement.
II-6-2 Couche de fondationPour la présente réfection, la couche de fondation doit être réalisée avec des
matériaux rocheux ou grenus de grande portance car elle est l’une des assises du
corps de chaussée.
Une station de concassage composée d’un poste primaire et d’un circuit secondaire
qui sont éventuellement couplées a été implantée dans le Fokontany de
Mendrikolovana.
II-6-3 Couche de baseLors de la réalisation de la planche d’essai pour la mise en oeuvre de la couche de
roulement, des essais de compactage ont été réalisés sur la couche de base.
Avant la mise en oeuvre de la couche de base, la planche d’essai est impérative, elle
permet de déterminer la méthodologie de mise en oeuvre (nombre de passe,
épaisseur à mettre en place pour avoir une certaine épaisseur finie). Elle permet
aussi de fixer le rendement de l’entreprise.
Pour le cas de la réfection de Boulevard de Tokyo au PK10+700, la couche de base
est une couche non traitée. Le matériau à utiliser est le GCNT 0/315
Le LNTPB a effectué des 3 zones de compactage à 10, 12 et 14 passes.
La compacité optimale est obtenue pour 12 passes
II-6-4 Couche d’imprégnation
Promotion 2006-2007 - 83 -
Mémoire de fin d’étude
Le liant utilisé pour la couche d’imprégnation de la présente réfection est le Cut-back
0/1.
Pour ce Cut-back, les poids du bitume et du pétrole sont :
-poids spécifique du bitume 60/70 : 1,014 g/cm ;
-poids spécifique du pétrole : 0,785 g/cm
La couche d’imprégnation est réalisée dès la réception de la couche de base. Cette
dernière doit être déjà balayée avec une balayeuse mécanique de façon à éliminer
tout matériau roulant et toute poussières résiduelles qui sont nuisibles.
Pour l’épandage du liant, nous utilisons le camion épandeur RINCHEVAL. Ce
camion doit être muni d’un système de chauffage pour amener et conserver le liant à
température convenable sinon il n’y aura pas de cohésion. Ils doivent être aussi
d’une pompe de circulation et d’un thermomètre permettant de mesurer la
température.
II- 6-5 Couche d’accrochageLa couche d’accrochage est une couche qui permet d’accrocher la couche de
roulement sur la couche de base imprégnée.
En générale, on utilise un liant visqueux comme du cut-back 400/600 ou ECR 69. Le
dosage de ce liant est de 0,6 à 0,8 Kg/m².
Elle est réalisée juste avant la mise en oeuvre de la couche de roulement.
L’épandage du liant dépend du condition climatique, il ne peut pas avoir lieu si le
climat est mauvais : quand il y a de crachin, de la pluie ou même de l’orage.
II-6-5 Couche de roulement
i- mise en oeuvre
Promotion 2006-2007 - 84 -
Mémoire de fin d’étude
Pendant la réalisation, la surface de la couche de base où sera mise en
oeuvre l’EDC doit être propre et sèche. Il n’est pas recommandé de mettre en oeuvre
l’EDC sur une surface mouillée.
Les granulats à utiliser sont des 0/12.5 et la teneur en bitume est de l’ordre de 4.8 à
5.5 % (en poids).
Les liants sont répandus avec un camion épandeur de liant et les gravillons sont
répandus avec un camion gravillonneur muni d’un doseur spécial suivi d’un
compactage léger.
La couche répandue doit être compactée avec un compacteur à jante lisse
métallique de l’ordre de 6 T jusqu’à l’ordre de 10 T. La finition se fait avec un
compacteur pneumatique et la température de mise en oeuvre doit être de l’ordre de
40°C.
ii- contrôle après mise en oeuvre
Le contrôle après mise en oeuvre de la couche de roulement est la vérification
de l’épaisseur de cette dernière et aussi la vérification de la compacité.
Conclusion partielleL’exécution d’un remblai sur sol mou est un travail assez difficile et nécessite
beaucoup de savoir faire. Nombreux sont les méthodes relatifs au traitement de
remblai sur sol mou mais la méthode la mieux adapté doit assurer et maintenir en
même temps la stabilité de la construction (stabilité au poinçonnement et stabilité à
la rupture circulaire). Malgré la méthode retenue pour la réfection du Boulevard de
Tokyo au PK 10+700 c’est-à-dire la méthode de purge, nous constatons que le sol
de fondation (sol mou) n’arrive pas encore à résister au poinçonnement. Ce fait est
dû à la hauteur du remblai qui atteint 7 m.Il est nécessaire alors d’adopter la mise en oeuvre du remblai de contrepoids.
Concernant l’exécution de la chaussée, la détermination de l’épaisseur de chaque
couche nécessite, avant toute chose, le calcul du trafic en vue de faire le
Promotion 2006-2007 - 85 -
Mémoire de fin d’étude
dimensionnement. Pour le dimensionnement, nous avons adopté comme méthode la
méthode du CEBTP.
Promotion 2006-2007 - 86 -
TROISIEME PARTIE
ETUDE D’IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
Mémoire de fin d’étude
ETUDE D’IMPACTS ENVIRONNEMENTAUXETUDE D’IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
Dans cette partie nous essayerons d’analyser les impacts liés à l’existence d’un
nouveau Boulevard nommée : « Boulevard de Tokyo », dès sa réalisation jusqu’au
présent projet de réfection au PK 10+700.
Le Boulevard de Tokyo a été construit de Novembre 2003 en Décembre 2006 dans
le but de résoudre les problèmes liés à l’insuffisance des autoroutes de la grande
ville créant des embouteillages. Malgré cette bonne intention, comme toute chose, il
présente toujours des impacts aussi bien négatifs que positifs dans tous les
domaines : biologique, physique et socio économique.
Chapitre IChapitre I : : IMPACTS POSITIFS
I-1 IMPACTS POSITIFS SUR LE MILIEU PHYSIQUE
Parmi les impacts positifs sur le milieu physique, nous pourrons citer :
- l’amélioration de l’écoulement des eaux le long de la route, dans les cours d’eau et
dans les fleuves ;
- le milieu environnant est devenu attirant.
I-2 IMPACTS POSITIFS SUR LE MILIEU SOCIO-ECONOMIQUE
Quant aux impacts positifs sur le milieu socio-économique, nous pourrons citer :
- l’augmentation des trafics entre les villages voisins et les capitales communales ;
Promotion 2006-2007 - 86 -
Mémoire de fin d’étude
- le développement rapide et l’ouverture aux autres des communes bénéficiaires de
la route ;
- les meilleures conditions d’accès aux CEG et Lycées, aux centres hospitaliers et
aux marchés pour les habitants originaires des villages éloignés des villes ;
- la réduction du temps de circulation et la diminution des coûts de carburant
Promotion 2006-2007 - 87 -
Mémoire de fin d’étude
Chapitre IIChapitre II : IMPACTS NEGATIFSIMPACTS NEGATIFS
II-1 IMPACTS NEGATIFS SUR LE MILIEU BIOLOGIQUE
-modification et dégradation du paysage naturel ;
-risque de disparition des espèces animales et végétale rares ou en voie d’extinction.
-perturbation des animaux qui se sentent menacés pendant et après la construction.
II-2 IMPACTS NEGATIFS SUR LE MILIEU PHYSIQUE
- épuisement des ressources à cause de l’exploitation des carrières ;
- dénudation des montagnes et accélération de l’érosion à cause de leurs utilisation
comme emprunt ;
II-3 IMPACTS NEGATIFS SUR LE MILIEU SOCIO-ECONOMIQUE
- perte de revenus pour les populations qui pratiquent les cultures maraîchères
-déséquilibre de la vie quotidienne des familles expropriées avant la construction du
Boulevard de Tokyo
-la réfection au PK 10+700 qui a déjà duré sept mois environs, entraîne
l’impraticabilité de l’autre voie (du côté gauche) et nuit beaucoup à la circulation
- augmentation des risques d’accidents tout le long du Boulevard de Tokyo surtout
sur le dit lieu
Promotion 2006-2007 - 88 -
Mémoire de fin d’étude
II- 4 MESURES D’ ATTENUATION DES IMPACTS NEGATIFS
En vue de minimiser les impacts négatifs générés par la réalisation du projet, des
mesures d’atténuations doivent être prises comme :
- l’engazonnement des zones d’emprunts ;
- la protection des terrains dénudés par la plantation de verdures ;
- l’aménagement floral et paysager au voisinage immédiat du site
Concernant les travaux proprement dits, la prévision d’horaire de travail doit être pris
en considération pour éviter la perturbation des habitants.
L’arrosage fréquent des travaux de terrassement doit être faite pour éviter les
poussières qui nuisent la santé de la population voisine.
Conclusion partielleEn somme, même s’il existe toujours des impacts négatifs sur un projet de
construction ou de réfection d’une route, l’important c’est que la route est l’une des
artères de développement.
Promotion 2006-2007 - 89 -
QUATRIEME PARTIE
EVALUATION DUCOUT DU PROJET
Mémoire de fin d’étude
EVALUATION DU COUT DU PROJETEVALUATION DU COUT DU PROJET
L’étude financière ou étude de prix est l’évaluation du coût d’un projet. Pour ce
faire, le calcul de l’avant métré est nécessaire et primordial.
Chapitre IChapitre I : AVANT METREAVANT METREL’avant métré est la description détaillée des quantités des matériaux
nécessaire pour la réalisation de l’ouvrage.
Désignation U NbrL
[m] l [m]e ou h
[m] Q part Q total1-Décaissement de l'ancienne chaussée 1-1Enlèvement de l'enrobé m3 1 150 3,5 0,05 26,25 26,251-2 Enlèvement de la couche de base m3 1 150 3,5 0,2 105 1051-3-Enlèvement de la couche de fondation m3 1 150 3,5 0,2 105 1052-Décaissement de l'accotement 2-1 Enlèvement de l'enduit superficiel m3 1 150 2 0,05 15 152-2 Enlèvement de la couche de base m3 1 150 2 0,2 60 602-3 Enlèvement de la couche de fondation m3 1 150 2 0,2 60 603-Déblayage m3 1 160 5,5 9 7920 79204-Purge m3 1 100 8 4 3200 32005-Matériaux de substitution (sable de carrière) m3 1 100 8 4 3200 32006-Couche drainante m3 1 100 8 0,5 400 4007-Géotextile m2 1 100 12 1200 12008-Treillis métalliques m2 1 100 12 1200 12009-Rembai m2 1 160 8 4 5120 512010-Nouvelle chaussée 10-1 Couche de fondation m3 1 150 3,5 0,2 105 10510-2 Couche de base m3 1 150 3,5 0,2 105 10510-3 Couche d'imprégnation m2 1 150 3,5 10-4 Enrobé m3 1 150 3,5 0,05 26,25 26,2511-Fossé maçonné ml 1 150 150 150
Promotion 2006-2007 - 90 -
Mémoire de fin d’étude
Chapitre IIChapitre II : BORDEREAU DETAIL ESTIMATIFBORDEREAU DETAIL ESTIMATIF
(BDE) (BDE) N° Prix Désignation des ouvrages Unité Qté Prix unit (en Ar) Prix total (en Ar)
100 Installation de chantier et repli fft 1,00 10 000 000,00 10 000 000,00 Total installation 10 000 000,00
200 Assainissement 210 Démolition d'ouvrages existant 211 Enlèvement de l'enrobé m3 26,25 31 100,00 816 375,00 212 Enlèvement du CB m3 105 42 000,00 4 410 000,00 213 Enlèvement du CF m3 105 42 000,00 4 410 000,00 214 Enlèvement de l'ES m3 15 15 200,00 228 000,00
215Enlèvement du CB de l'accotement m3 60 31 000,00 1 860 000,00
216Enlèvement du CF de l'accotement m3 60 31 000,00 1 860 000,00
217 Déblayage et purge m3 11120 25 000,00 278 000 000,00 220 Fossé maçonné ml 150 112 000,00 16 800 000,00
Total assainissement 308 384 375,00 300 Corps de remblai 310 Matériau de substitution m3 2000 16 220,00 32 440 000,00 320 Pose de géotextile m2 1200 100 800,00 120 960 000,00 330 Pose de treillis métallique m2 1200 220 000,00 264 000 000,00 340 Mise en œuvre du Remblai m3 5120 20 000,00 102 400 000,00
Total corps de remblai 519 800 000,00 400 Chaussée 410 Matériau pour CF m3 105 12 620,00 1 325 100,00 420 Matériau pour CB m3 105 8 820,00 926 100,00 430 Imprégnation Cut back 0/1 t 0,63 43 680 000,00 27 518 400,00 440 EDC 0/12,5 m3 26,25 480 607,00 12 615 933,75
Total corps de la chaussée 42 385 533,75
Promotion 2006-2007 - 91 -
Mémoire de fin d’étude
RECAPITULATION BDERECAPITULATION BDE
N° PRIXDESIGNATION DES
OUVRAGES MONTANT EN AR100 Installation 10 000 000,00 200 Assainissement 308 384 375,00 300 Corps du remblai 519 800 000,00 400 Corps de la chaussée 42 385 533,75
TOTAL 880 569 908,75 TVA 18% 158 502 583,58 TOTAL TVA COMPRISE 1 039 072 492,33
ARRONDI à 1 039 072 492,00
Arrêté le présent bordereau détail estimatif de la réfection du corps de remblai
et du corps de la chaussée à la somme de : « UN MILLIARD TRENTE NEUF MILLIONS SOIXANTE DOUZE MILLES QUATRE CENT QUATRE VINGT DOUZE ARIARY »
Promotion 2006-2007 - 92 -
Mémoire de fin d’étude
CONCLUSION GENERALECONCLUSION GENERALE
Le Boulevard de Tokyo est construit sur toute sa longueur sur un sol
compressible et il s’avère que ce dernier pose des problèmes géotechniques
notables : le problème de stabilité et le problème de tassement considérable au PK
10+700.
Pour résoudre ces problèmes, nous avons adopté le traitement relatif au sol
compressible et qui est supposée très fiable, c’est la méthode de purge. Cette
méthode consiste à enlever le matériau compressible et le remplacer par un
matériau de substitution. Elle consiste aussi à la mise en place du géotextile et du
treillis métallique qui préviennent la rupture du remblai.
Les études effectuées ont montré à quel point il est primordial et nécessaire de faire
des études bien soignées sur les propriétés du sol d’assise dans les constructions
routières.
Les calculs de stabilité et de tassement effectuées lors de la réfection du corps du
remblai ont montré que la rupture circulaire est garantie tandis que celle due au
poinçonnement n’est pas satisfaite à cause de la hauteur très élevée du remblai.
Mais le recours à la mise en oeuvre du remblai de contrepoids ainsi que la
construction d’un fossé maçonné le long de l’ancienne dégradation résolvent ce
problème.
A part la solution de réfection du corps de remblai nous avons aussi proposé la
réfection du corps de la chaussée.
La solution retenue constitue le meilleur compromis technico-économique possible
compte tenu des contraintes du chantier (matériaux, moyen de mise en oeuvre) et
Promotion 2006-2007 - 93 -
Mémoire de fin d’étude
des exigences visées tant en qualité c’est-à-dire le confort qu’en performance (duré
de vie et coûts d’entretien).
L’évaluation du coût des travaux nous permet de conclure que le coût des travaux de
réfection s’élève à « Un milliard trente et neuf millions soixante et douze milles quatre
cent quatre vingt douze Ariary ».
En somme, les problèmes de stabilité de talus se rencontrent fréquemment dans la
construction des routes. Une rupture d’un talus peut être catastrophique en créant
une brèche et peut provoquer des pertes de vies humaines ainsi que des dégâts
naturelles considérables. Le risque majeur contre lequel il faut garantir un ouvrage
est celui des glissements de talus ou de la fondation.
La réalisation de ce mémoire nous a donné l’occasion d’enrichir les connaissances
théoriques déjà acquises en classe et surtout de les utiliser dans la pratique du
monde professionnel.
Promotion 2006-2007 - 94 -
ANNEXES
ANNEXE I
PRESENTATION DU BPPARPRESENTATION DU BPPAR(Bureau des Projets de Promotion et d’Aménagement de la Région)(Bureau des Projets de Promotion et d’Aménagement de la Région)
I- StatutLe BPPAR ou Bureau des Projets de Promotion et d’Aménagement de la
Région est un organisme crée par le décret 200-496 du 12 Juillet 2000. Il est
rattaché au Ministère des Travaux Publics et des Transports (MTPT). Cet
organisme agit en tant que Maître d’Ouvrage Délégué alors que le MTPT est le
Maître d’Ouvrage.
II- ObjectifL’objectif du BPPAR est de promouvoir le développement équilibré des régions
en mettant en oeuvre une conception rationnelle de l’aménagement, intégrant
les techniques les plus avancées en la matière, tout en veillant au respect de la
spécificité et des contraintes inhérentes à chaque région.
Il assure les activités de conception, de réalisation, de coordination
d’organisation des projets d’aménagement dont les collectivités publiques
assurent la Maîtrise d’ouvrages.
III- Les domaines d’InterventionsLe BPPAR agit sur deux domaines
1- Aménagement Urbains
Il assure et entre directement dans l’assainissement urbain tel que les
fabrication et entretien des ouvrages pour protéger la ville contre les
inondations, entretien des infrastructures routières et des ouvrages annexes.
En fait, il poursuit le projet de protection de la plaine d’Antananarivo contre les
inondations en faisant des digues de ceinture hydraulique.
A part ces activités, c’est le BPPAR qui assure l’établissement des plans
d’urbanisme (le Plan d’Urbanisme Directeur PUDi et le Plan d’Urbanisme
Détaillé PUDé), il sert aussi d’appui institutionnel des collectivités
décentralisées.
1
2-Aménagement hydroagricoles
Le BPPAR promet la réhabilitation des réseaux d’irrigation et de drainage, la
protection des bassins versants. En même temps, il se charge de la mise en
place, de l’organisation ainsi que de la formation des associations des usagers
de l’eau.
IV- Les modalités d’interventionsAprès l ‘accord du Ministère de tutelle, le BPPAR intervient sur la demande des
collectivités publiques, les interventions peuvent se faire sous forme de contrat .
Il veille à ce que les nouveaux projets initiés dans la plaine d’Antananarivo et
ses périphéries ne perturbent pas le schéma hydraulique conçu par les bureaux
d’études ;
Il suit les missions spécifiques à l’intérieur du projet des collectivités
décentralisées tel que les appuis et les assistances à l’expropriation, l’élaboration
des termes de référence (TDR) et la validation des études nécessaires.
V- Les rôles du BPPAR pendant la réalisation du Boulevard de Tokyo et pendant la réfection au PK 10+700Comme le BPPAR est le maître d’ouvrage délégué, il s’est chargé de veiller au
respect technique pendant les travaux. Plus précisément il s’est occupé de :
l’installation des panneaux de signalisation verticaux du boulevard de
Tokyo ;
la matérialisation des emprises ;
l’évaluation des études de faisabilité du programma « Grand
Antananarivo » ;
l’établissement de l’état et des plans parcellaires pour l’expropriation
évaluation de l’étude du concept de base du projet de construction d’une
bretelle dans la zone Sud de la capitale ;
suivi environnemental des gîtes d’emprunts utilisés durant les travaux
2
V- Cordonnées Adresse : Route digue RN 58 A Près de la Station de pompage à Ambodimita
Antananarivo 101, Madagascar
Téléphone : 23 697 50
Fax : 23 645 38
E-mail : bppa@Wanadoo.mg
3
ANNEXE II
Résultat des mesures de déplacement lors de la phase d’essai de la
construction du remblai de contrepoids en Août 2007
Lieu n° initiale finaleDéplacements
[m]
1
1 11,435 11,391 0,0442 9,436 9,402 0,0343 7,434 7,412 0,0224 5,428 5,418 0,015 0 0 0
2
1 11 10,954 0,0462 8,83 8,791 0,0393 7 6,97 0,034 5,002 4,981 0,0215 0 0 0
3
1 11,001 10,946 0,0552 9 8,559 0,4413 7,001 6,967 0,0344 5,002 4,97 0,0325 0 0 0
4
ANNEXE III
Figures montrantFigures montrant la ligne de glissement du talus ligne de glissement du talus
16,02
14,8113,19
11,41
9,497,46
5,35
026,57°
3,21,06
Pente 1/2
Centre 0
Cercle de glissement
ANNEXE IV
Nature des matériaux utilisablesNature des matériaux utilisables pour la couche de fondation et la couche de base selon la méthode CEBTP
Trafic Fondation Base
T1
- graves latéritiques
- sable argileux amélioré in situ
granulométriquement
- scories et laves volcaniques
- cinérites et pouzzolanes
- banco coquillages
- graves sableuses
- Tout Venant de
Concassage0/60
- graves latéritiques ou
améliorées (au ciment, au
concassé, ou à la chaux)
- sol bitume en tavel plant
- sol chaux, sol ciment
- Scories et laves
sélectionnées
- banco coquillage amélioré
au bitume
- Tout Venant de
Concassage0/40
T2
graves latéritiques (améliorées
au besoin)
- scories et laves
- banco coquillages améliorés
au bitume
- Sol traité au bitume
- sol traité à la chaux ou au
ciment
- Tout Venant de Concassage
0/60
- graves latéritiques de très
bonne qualité (améliorées au
besoin)
- sol bitume (mélangé en
centrale)
- scories et laves améliorées
- Tout Venant de
Concassage0/40
- sol traité à la chaux ou au
cimentTrafic Fondation Base
- graves latéritiques (améliorées - graves latéritiques
T3
au besoin)
- sol bitume (mélangé en
centrale)
- scories et laves améliorées
- banco coquillages améliorés
- Tout Venant de
Concassage0/60
- sol traité à la chaux ou au
ciment
d’excellente
- Tout Venant de
Concassage
0/40
- sols fins améliorés en
centrale
T4
- graves latéritiques d’excellente
qualité
- Tout Venant de Concassage
0/60
- sol bitume (mélangé en
centrale)
- sol traite en centrale, à la
chaux ou au ciment
- graves latéritiques
améliorées en centrale
- Tout Venant de
Concassage0/40
- graves bitume ou graves
ciment
Nature des matériaux utilisablesNature des matériaux utilisables et épaisseur pour le revêtement selon la méthode CEBTP
Type Variante
I3 cm de sand asphalt
2.5 cm d’enrobé dense
II3.5 cm de Sand asphalte
3 cm d’enrobé denseIII 4 cm d’enrobé denseIV 5 cm d’enrobé dense
TABLE DE MATIERE
TABLE DE MATIERE INTRODUCTION GENERALE.....................................................................................1PARTIE I : GENERALITES SUR LE PROJET DE REFECTION DU..........................3 BOULEVARD DE TOKYO AU PK 10+700Chapitre I : ONTEXTE ET HISTORIQUE DU BOULEVARD DE ...............................3TOKYO « BY PASS »I-1 CONTEXTE.............................................................................................................3I-2 HISTORIQUE..........................................................................................................4I.2.1 Date de la création de By Pass............................................................................5I.2.2 But de sa création................................................................................................5
I.2.3 Zones d’influence.................................................................................................7
I-3 ENVIRONNEMENT IMMEDIAT DU BOULEVARD DE TOKYO .........................10I.3.1 Environnement topographique...........................................................................10
I.3.2 Environnement hydrologique et hydrogéologique..............................................10
I.3.3 Environnement biologique..................................................................................13
I-4 LES CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUE DU BOULEVARD ......................13DE TOKYO OU « BY PASS »I.4.1 Description géométrique.....................................................................................13
I.4.2 Les ouvrages d’art..............................................................................................15
I.4.3 Les ouvrages d’assainissement.........................................................................15
I.4.4 La chaussée.......................................................................................................16
I.4.5 L’accotement.....................................................................................................18
I.4.6 Le trafic...............................................................................................................20
Chapitre II : PRESENTATION DU MILIEU PHYSIQUE ET ....................................21 DESCRIPTION DU PROBLEME RENCONTREII-1 PROBLEME RENCONTRE.................................................................................21II-2 LOCALISATION DU TRONCON.........................................................................21II- 2 DESCRIPTION GEOMETRIQUE DU TRONCON..............................................22II-3 ENVIRONNEMENT GEOLOGIQUE DU TRONCON...........................................23II.3.1 Reconnaissance géologique.............................................................................23
II.3.2 Reconnaissance géophysique..........................................................................23
PARTIE II : ETUDES TECHNIQUES.........................................................................25
1
Chapitre I : ETUDES TECHNIQUES DE LA ............................................................25REFECTION DU CORPS DE REMBLAII-1 PROBLEMES POSES PAR LE REMBLAI SUR .................................................25SOL MOU AU PK 10+700I.1.1 Problème de stabilité........................................................................................ 26
I.1.2 Problème de tassement.....................................................................................28
I-2 SOLUTION TECHNIQUE DES PROBLEMES DU PK 10+700............................30I.2.1 Proposition des variantes possibles...................................................................30
I.2.2 Choix de la variante retenue...............................................................................36
I.2.3 Calcul de stabilité du talus de remblai et de tassement.....................................38
I-3 REALISATION DE LA REFECTION DU..............................................................54REMBLAI AU PK 10+700I.3.1 Spécifications du matériau du corps de remblai.................................................54
I.3.2 Caractéristiques d’emprunts pour le remblai......................................................55
I.3.3 Choix du gîte..................................................................................................... 57
I.3.4 Réalisation de la réfection du corps de remblai au PK 10+700..........................59
Chapitre II : ETUDES TECHNIQUES DE LA REFECTION .....................................67DU CORPS DE LA CHAUSSEEII-1 ETUDE DU TRAFIC.............................................................................................67II.1.1 Calcul de trafic moyen par jour..........................................................................67
II.1.2 Calcul du nombre cumulé de poids lourds par jour...........................................67
II-2 ETUDE DE DIMENSIONNEMENT.......................................................................69II-3 SPECIFICATIONS DES MATERIAUX DU CORPS DE LA CHAUSSEE............71II.3.1 Couche de forme...............................................................................................71
II.3.2 Couche de fondation.........................................................................................71
II.3.3 Couche de base............................................................................................... 71
II.3.4 Couche d’imprégnation......................................................................................75
II.3.5 Couche de roulement........................................................................................78
II-4 INVENTAIRE DES CARRIERES.........................................................................81II-5 CHOIX DE LA CARRIERE RETENUE................................................................82II-6 REALISATION DU CORPS DE LA CHAUSEE..................................................82II.6.1 Couche de fondation.........................................................................................82II.6.2 Couche de base................................................................................................83
-2-
II.6.3 Couche d’imprégnation......................................................................................83II.6.4 Couche d’accrochage........................................................................................84II.6.5 Couche de roulement........................................................................................84PARTIE III : ETUDE D’IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX......................................86Chapitre I : IMPACTS POSITIFS..............................................................................86I-1 IMPACTS POSITIFS SUR LE MILIEU PHYSIQUE..............................................86I-2 IMPACTS POSITIFS SUR LE MILIEU SOCIO-ECONOMIQUE...........................86Chapitre II : IMPACTS NGATIFS..............................................................................88II-1 IMPACTS NEGATIFS SUR LE MILIEU BIOLOGIQUE.......................................88II-2 IMPACTS NEGATIFS SUR LE MILIEU PHYSIQUE...........................................88II-3 IMPACTS NEGATIFS SUR LE MILIEU SOCIO-ECONOMIQUE........................88II-4 MESURES D’ATTENUATION DES IMPACTS NEGATIFS................................89PARTIE IV : EVALUATION DU COUT DU PROJET................................................90Chapitre I : AVANT METRE......................................................................................90Chapitre II : BORDEREAU DETAIL ESTIMATIF (BDE)...........................................91RECAPITULATION BDE...........................................................................................91CONCLUSION GENERALE......................................................................................94
-3-
Nom : RAKOTONDRASALAPrénom : Vololomboahangy Adresse : Lot AZ 94 AI ANOSIZATO OUEST
ANTANANARIVO 102
TEL : 033 14 534 43
Titre du mémoire : « CONTRIBUTION A L’ETUDE DE REFECTION DU REMBLAI ET DE LA CHAUSSEE AU PK 10+700 SUR LE BOULEVARD DE TOKYO » Pagination :
Nombre de pages : 94 Nombre de figures : 13Nombre de tableaux : 26 Nombre de photos : 06
RESUME :
Le présent ouvrage contribue à la réfection du corps de remblai et celui de la
chaussée du Boulevard de Tokyo au PK10+700.
En sol compressible comme le cas du présent mémoire, la connaissance des
caractéristiques du sol support est nécessaire dans la but de d’adopter les meilleurs
procédés d’exécution.
En effet, la construction du Boulevard de Tokyo reliant directement la RN 7à la RN2
marque le premier transfert de technologie japonaise à Madagascar en matière de
construction routière sur sol compressible.
Différents méthodes et procédés sont possibles pour éviter et pour remédier aux
problèmes liés à l’argile ou sol compressible.
Nous avons retenu comme solution la méthode de purge pour la réfection du remblai
au PK 10+700. Nous avons aussi proposé une solution de réfection du corps de la
chaussée.
Mots-clés : sol compressible stabilité, tassement, rupture, trafic, remblai chaussée
Directeur du mémoire : Monsieur RANDRIANTSIMBAZAFY Andrianirina