CONTRIBUTION A L’ETUDE DE REFECTION DU REMBLAI ET DE LA

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


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


σ ’vo= contrainte effective due au poids propre du sol

σ∆ i= variation de contrainte

Promotion 2006-2007 - 10 -


Promotion 2006-2007 - 11 -


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 -


- 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


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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


Figure 1 : Plan de localisation du Boulevard de Tokyo

Promotion 2006-2007 - 8 -


Figure 2 : Plan de situation du Boulevard de Tokyo

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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 -


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


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 -


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 -


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 -


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 -


-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 -


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 -


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 - -


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

- -


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


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 -


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 -


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


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 -


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 -


Promotion 2006-2007 - 25 -

DEUXIEME PARTIE

ETUDES TECHNIQUES


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 -


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 -


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 -


SOL MOU

Bourrelet


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 -


-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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


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


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 -


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


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 -


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


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


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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


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


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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


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 -


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


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


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 -


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 -


- 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 -


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 -


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 -



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 -


-densité en place ;

-indice de plasticité ;

-granulométrie

II-3-2 Couche de fondation


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 -


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 -


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.


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 -


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 -


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.

.


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


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 -


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


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 -


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


Promotion 2006-2007 - 78 -

Nature Dosage (Kg/m2)Cut-back Minimum Maximum Moyenne

1,04 1,21 1,11


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 -


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 -


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 -


-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


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 -


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 -


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 -


dimensionnement. Pour le dimensionnement, nous avons adopté comme méthode la

méthode du CEBTP.

Promotion 2006-2007 - 86 -

TROISIEME PARTIE

ETUDE D’IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX


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 -


- 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 -


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 -


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


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 -


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 -


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 -


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 -


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 : [email protected]

3

mailto:[email protected]

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


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


cimentTrafic Fondation Base

- graves latéritiques (améliorées - graves latéritiques

T3

au besoin)


centrale)

- scories et laves améliorées

- banco coquillages améliorés

- Tout Venant de

Concassage0/60


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


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

Documents

CONTRIBUTION A L’ETUDE DE REFECTION DU REMBLAI ET DE LA