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ETUDE DE FAISABILITE EN TECHNIQUE ROUTIERE
GENERALITES SUR LES CHAUSSES
Une chaussée est une structure plane, conçue et dimensionnée pour garantir l’écoulement du trafic dans de bonnes conditions de visibilité, de sécurité et de confort pour les usagers. On distingue deux types de chaussées : les chaussées revêtues et les chaussées non revêtues.
Les chaussées revêtues
Une chaussée revêtue est une chaussée constituée d’une superposition de couches de matériaux dont l’ensemble est appelé superstructure et reposant sur une infrastructure.
Dans l’infrastructure, il y a la plate-forme et la couche de forme en cas de remblai. Pour la superstructure, il y a la couche de fondation, la couche de base et la couche de revêtement.
Les routes en terres
Une route en terre est une route qui n’a pas reçu de revêtement en matériaux bitumineux, c’est-à-dire la couche de base en MS (matériaux sélectionné) est directement utilisée comme couche de roulement sans aucune protection.
Fonctionnement mécanique et modélisation
Un véhicule transmet une charge sous forme de forces verticales par l’intermédiaire des pneumatiques. Le sol n’étant pas assez porteur, il est donc nécessaire d’imposer un écran qui aura pour but de réduire et de repartir les charges. Selon le mode de fonctionnement mécanique de la chaussée, on a des chaussées souples, des chaussées semi-rigides et des chaussées rigides.
Les chaussées souples
Elles sont constituées d’une couche bitumineuse en surface au-dessus d’une couche de base et d’une couche de fondation en matériaux granulaires traités ou non.
La chaussée souple distribue les efforts de surface à travers les couches de base et de fondation. Cette distribution se fait de façon à ce que l’effort sur la plateforme soit compatible avec la résistance de l’infrastructure et du sol support.
Couche de roulement en béton bitumineux
Couche de base en matériaux granulaires traité ou non Couche de fondation en matériaux granulaires traité ou non En général, les routes en terres à Madagascar, sont constituées par une couche de roulement en matériaux sélectionnés, reposant sur une plate-forme. Du point de vue mécanique, les routes en terres ont le même mode de transfert de charges que les chaussées souples.
Les chaussées semi-rigides
Une chaussée semi-rigide est une chaussée avec une couche de surface en béton bitumineux reposant sur une couche de base en matériaux stabilisées aux liants hydrauliques et une couche de fondation granulaire.
Les couches bitumineuses assurent la qualité d’uni de surface et la limitation de la remontée des fissures transversales de la couche de matériaux traités en liants hydraulique. La couche de base diffuse et attenue les efforts transmis de par sa rigidité élevée offerte par le liant hydraulique.
Les chaussées rigides
Elles sont constituées d’une dalle de béton en ciment (BC) reposant directement sur la couche de fondation ou sur la couche de forme.
La dalle de béton joue un double rôle : elle est à la fois la surface de roulement et la couche de base. Elle repartit les efforts de surface dus aux charges de cisaillement sur une large surface afin d’éviter une déformation sur la couche de fondation ou sur l’infrastructure.
VERIFICATION D’APTITUDE DU KARAOKY
En général les graveleux latéritiques sont utilisés en couche de fondation ou en couche de base pour les chaussées revêtues et couche de roulement pour les routes en terre.
Vérification d’aptitude en tant que couche de fondation
Le tableau suivant compare les valeurs de différents paramètres sur le karaoky aux résultats référentiels, pour juger son aptitude en tant que couche de fondation.
Ce matériau n’a pas les conditions d’exigence minimale pour matériau en couche de base. Sa granulométrie n’est pas à l’intérieur du fuseau granulométrique, sa performance mécanique (indice portant CBR) est jugée insuffisante.
Il est possible de corriger graphiquement la granulométrie ou en calculant les proportions de chaque constituant de granulométrie connue pouvant permettre d’obtenir le matériau désiré, le mélange de deux sols peut être utilisé pour corriger la granulométrie [10].
L’amélioration au ciment est une technique qui permet d’avoir un C.B.R correspondant au besoin, c’est l’objet du prochain chapitre.
Vérification d’aptitude en tant que couche de roulement
Il faut que ce matériau ait les caractéristiques géotechniques requises avant de le classer comme couche de roulement pour les routes en terre.
Ce sol est un très bon matériau pour couche de roulement, sa performance mécanique est largement au-dessus de la condition exigée. L’indice de plasticité montre qu’il est peu plastique donc la glissance en saison de pluie est moins élevée [11].
Malgré la pluviométrie de la région, selon l’expérience vécue sur les routes constituant ces matériaux, après 4 à 5 ans de service, la route devient en très mauvais état et impraticable. La nanotechnologie Zydex rend le sol imperméable [13], augmente son indice portant C.B.R, est une solution pour minimiser les dégradations de routes en terre et d’augmenter leurs durées de vie.
On étudie l’utilisation de la nanotechnologie Zydex dans le chapitre VIII, pour analyser les avantages de son utilisation et de faire une étude de rentabilité dans la partie III.
GENERALITES SUR LA TECHNIQUE D’AMELIORATION.
Historique.
Les premières expériences ont été menées dans les années 50 aux Etats Unis et en France. Depuis 1985, cette technique n’a cessé de gagner en intérêt et aujourd’hui, elle démontre toute son efficacité. En dehors des pays mentionnés, cette technique est utilisée partout ailleurs dans le monde surtout dans les zones où les matériaux de bonne qualité pour les couches de base et de fondation sont rares. Cette évolution importante est due aux plusieurs facteurs comme :
Une meilleure connaissance des caractéristiques mécaniques des matériaux stabilisés au ciment ainsi que du comportement de chaussées semi-rigides
Une utilisation de nouvelles machines plus puissantes avec une plus grande profondeur de travail, de meilleures capacités de mélange et de plus hauts rendements, ce qui permet une finition et un coût moindre L’impulsion principale est sans conteste la bonne adéquation entre d’une part les avantages environnementaux et d’autre part le souci croissant pour un meilleur respect du milieu.
Principe.
Le ciment incorporé à un sol développe un réseau de liaisons entre les grains qui les composent. La réaction d’hydratation du ciment présente l’avantage d’une évolution rapide, ce qui permet d’obtenir les résistances mécaniques nécessaires dans un délai court.
Le matériau à mettre en œuvre.
Le graveleux améliorés au ciment sont utilisés en couche de base [14] pour les trafics T1 ou T2. Ainsi qu’en couche de fondation dans le cas de trafics importants (supérieurs ou égale à T3) pour lesquels [14] une couche de base en grave ciment ou en grave bitume est prévu, on peut avoir l’intérêt à rigidifier la couche de fondation pour éviter un trop grand écart de modules entres les deux couches.
Table des matières
REMERCIEMENTS.
TABLES DES MATIERES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
INTRODUCTION
PARTIE I : ETUDES PRELIMINAIRES
CHAPITRE I : MONOGRAPHIE DE LA REGION VATOVAVY FITOVINANY
I.1. CADRE PHYSIQUE DE LA REGION.
I.1.1. Localisation géographique.
I.1.2. Relief et paysages.
I.1.3. Hydrologie.
I.1.4. Pédologie.
I.1.5. Géologie.
I.1.6. Formations végétales
I.1.7. Climatologie.
I.1.8. Sauvegarde de l’environnement.
I.2. POPULATION DE LA REGION
I.2.1. Population totale.
I.2.2. Démographique
I.2.3. Pauvreté
I.3. LES SECTEURS SOCIAUX.
I.3.1. La santé.
I.3.2. L’éducation.
I.4. LES ACTIVITES ECONOMIQUES.
I.4.1. La population active
I.4.2. Les infrastructures économiques.
I.4.3. Les secteur primaire
I.4.4. Le secteur secondaire.
I.4.5. Le secteur tertiaire
CHAPITRE II : LES RESEAUX ROUTIERS A MADAGASCAR ET DANS LA REGION.
II.1. LES RESEAUX ROUTIERS A MADAGASCAR
II.1.1. Les Routes Nationales.
II.1.2. Les Routes Provinciales (RP).
II.1.3. Les Routes Communales (RC) et les Route Non Classées (NC).
II.1.4. Répartition de routes revêtues et non revêtues
II.1.5. Etats estimatifs des routes nationales.
II.1.6. Principale cause de mauvais état
II.2. LES RESEAUX ROUTIERS DE LA REGION VATOVAVY FITOVINANY
II.2.1. Les infrastructures routières.
II.2.2. Etat des route en terre dans la région
II.2.3. Accès vers les autres régions
II.2.4. Impacts sociaux économiques.
CHAPITRE III : PROBLEMATIQUE DES ROUTES EN TERRE ET SOLUTIONS.
III.1. SITUATION ACTUELLE DES ROUTES EN TERRE
III.1.1. Caractéristiques requises pour les matériaux.
III.1.2. Problématique des route en terre.
III.1.3. Proposition de solutions
III.2. LES DEGRADATIONS ET LES ENTRETIENS
III.2.1. Description de dégradations
III.2.2. Causes probables et niveau de gravité de dégradations
III.2.3. Remèdes aux dégradations.
III.2.4. Les entretiens.
CONCLUSION PARTIELLE.
PARTIE II : ETUDE TECHNIQUE ET EXPERIMENTALE
CHAPITRE IV : RECONNAISSANCE DES TERRAINS ET GISEMENTS
IV.1. PRINCIPE ET OBJECTIF
IV.2. PRESENTATION DU LOGICIEL ARCGIS.
IV.2.1. Données de SIG
IV.2.2. Interface ArcGis
IV.2.3. Fonctionalité de l’ArcGis.
IV.2.4. Global Positioning System (GPS)
IV.3. TRAITEMENT DES DONNEES.
IV.3.1. Transformation des coordonnées géographique en coordonnées Laborde.
IV.3.2. Délimitation des champs d’études.
IV.3.3. Calcul de la surface occupée.
IV.4. RESULTATS DES TRAITEMENTS.
IV.4.1. Résultats de transformation des coordonnées
IV.4.2. Résultats, calculs de surfaces et volumes occupées par le karaoky
IV.4.3. Carte de localisation de karaoky dans la Région Vatovavy Fitovinany.
IV.5. ETUDE PEDOLOGIQUE
IV.5.1. Identification visuelle.
IV.5.2. Formation.
IV.5.3. La structure du sol
CHAPITRE V : ESSAIS SUR KARAOKY.
V.1. MESURE DE TENEUR EN EAU W%.
V.1.1. Principe
V.1.2. Mode opératoire.
V.1.3. Expression des résultats.
V.2. MESURE DU POIDS VOLUMIQUE DES PARTICULES γs.
V.2.1. Principe
V.2.2. Mode opératoire.
V.2.3. Expression des résultats.
V.3. ANALYSE GRANULOMETRIQUE.
V.3.1. Principe
V.3.2. Mode opératoire.
V.3.3. Expression des résultats.
V.4. LES LIMITES D’ATTERBERG
V.4.1. Principe
V.4.2. Mode opératoire.
V.4.3. Expression des résultats.
V.5. ESSAI PROCTOR MODIFIE.
V.5.1. Principe
V.5.2. Mode opératoire.
V.5.3. Expression des résultats.
V.6. ESSAI C.B.R (CALIFORNIAN BEARING RATIO).
V.6.1. Principe
V.6.2. Mode opératoire.
V.6.3. Expression des résultats.
V.7. CLASSIFICATION GEOTECHNIQUE DES SOLS.
V.7.1. Classification GTR 92.
V.7.2. Classification LPC.
V.7.3. Classification HRB
CHAPITRE VI : ETUDE DE FAISABILITE EN TECHNIQUE ROUTIERE.
VI.1. GENERALITES SUR LES CHAUSSES.
VI.1.1. Les chaussées revêtues.
VI.1.2. Les routes en terres.
V.I.3. Fonctionnement mécanique et modélisation.
VI.2. VERIFICATION D’APTITUDE DU KARAOKY.
VI.2.1. Vérification d’aptitude en tant que couche de fondation.
VI.2.2. Vérification d’aptitude en tant que couche de base
VI.2.3. Vérification d’aptitude en tant que couche de roulement
CHAPITRE VII : AMELIORATION DU KARAOKY AU CIMENT.
VII.1. GENERALITES SUR LA TECHNIQUE D’AMELIORATION.
VII.1.1. Historique.
VII.1.2. Principe
VII.1.3. Le matériau à mettre en oeuvre
VII.1.4. Le dosage en liant.
VII.1.5. Mise en oeuvre.
VII.2. AVANTAGE DU TECHNIQUE D’AMELIORATION AU CIMENT.
VII.2.1. Les avantages techniques
VII.2.2. Les avantages économiques.
VII.2.3. Les avantages écologiques et environnementaux.
VII.3. ESSAIS SUR LE KARAOKY AMELIORE AU CIMENT.
VII.3.1. Principe
VII.3.2. Mode opératoire.
VII.3.3. Résultats des essais
VII.4. SYNTHESE DES RESULTATS DES ESSAIS SUR KARAOKY.
VII.4.1. Synthèse des résultats avant et après amélioration
VII.4.2. Poids volumiques des particules solides.
VII.4.3. Teneur en eau optimale
VII.4.4. Indice de compacité et indice portant C.B.R
CHAPITRE VIII : AMELIORATION PAR LE PRODUIT TERRASIL.
VIII.1. PRESENTATION DU PRODUIT TERRASIL.
VIII.2. AVANTAGES TECHNIQUES DE L’UTILISATION DU TERRASIL.
VIII.2.1. Réduction de l’expansion.
VIII.2.2. Imperméabilisation du sol
VIII.2.3. Augmentation de performance mécanique.
VIII.3.1. Utilisation en couche d’assise
VIII.3.2. Impérmeabilisation des routes en terre.
VIII.4. TECHNIQUE D’UTILISATION DE TERRASIL.
VIII.4.1. Impérmeabilisation.
VIII.4.2. Stabilisation de sol pour couche d’assise.
CONCLUSION PARTIELLE.
PARTIE III : UTILISATION DU KARAOKY EN ROUTE EN TERRE
CHAPITRE IX : APPLICATION SUR LA RNT 14 RELIANT IFANADIANA-IKONGO DU
0+000 AU PK 4+000
IX.1. OBJECTIF ET PARAMETRES DE DIMENSIONNEMENT.
IX.1.1. Objectif.
IX.1.2. Paramètres de dimensionnement.
IX.2. PRESENTATION DE LA RNT 14.
IX.2.1. La RNT 14.
IX.2.2. Etat de la RNT 14.
IX.2.3. Solution au mauvais état.
IX.3. ETUDE DE TRAFIC.
IX.3.1. Classe de trafic Ti
IX.3.2. Classe de trafic TCi.
IX.4. DIMMENSIONNEMENT
IX.4.1. Méthode C.B.R de l’ingénieur Peltier
IX.4.2. Méthode RRL (abaques RRL)
VIII.1.1. Choix de structure pour la chaussée.
CHAPITRE X : TECHNOLOGIES DE MISE EN OEUVRE
X.1. MISE EN OEUVRE DE LA CHAUSSEE
X.1.1. Le reprofilage léger
X.1.2. Le reprofilage lourd
X.1.3. Rechargement en Matériaux Sélectionnés.
X.1.4. Contrôle géometrique
X.1.5. Contrôle géotechnique.
CHAPITRE XI : ETUDE DE PRIX.
XI.1. DEFINITION DE PRIX.
XI.1.1. Reprofilage avec compactage et arrosage.
XI.1.2. Rechargement de la chaussée en matériaux karaoky.
XI.2. COUT KILOMETRIQUE DE REHABILITATION AVEC KARAOKY
XI.2.1. Sous detail des prix.
XI.2.2. Coût kilometrique des travaux de rehabilitation avec karaoky.
XI.2.3. Rapport coût et durée de vie de route.
XI.3. COUT KILOMETRIQUE DE REHABILITATION AVEC KARAOKY TERRASIL
XI.3.1. Quantité de Terrasil pour imperméabilisation
XI.3.2. Prix unitaire du produit Terrasil.
XI.3.3. Coût kilometrique des travaux de rehabilitation avec karaoky Terrasil
XI.3.4. Rapport coût et durée de vie de route avec Terrasil.
XI.4. COMPARAISON DE PRIX.
CONCLUSION PARTIELLE
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIES
ANNEXES
ANNEXE A : CARTES CONCERNANT LA REGION VATOVAVY FITOVINANY.
ANNEXE A.1 : LOCALISATION DE LA REGION VATOVAVY FITOVINANY
ANNEXE A.2 : RELIEF DE LA REGION VATOVAVY FITOVINANY.
ANNEXE A.3 : HYDROGRAPHIQUE DE LA REGION VATOVAVY FITOVINANY.
ANNEXE A.4 : PEDOLOGIQUE DE LA REGION VATOVAVY FITOVINANY.
ANNEXE A.5 : GEOLOGIQUE DE LA REGION VATOVAVY FITOVINANY
ANNEXE A.6 : FORESTIERE DE LA REGION VATOVAVY FITOVINANY
ANNEXE A.8 : DECOUPAGE ADMINISTRATIVE DE LA REATOVAVY FITOVINANY
ANNEXE A.7 : CLIMATOLOGIE DE LA REGION VATOVAVY FITOVINANY.
ANNEXE A.9 : RESEAUX ROUTIERS DE LA REGION VATOVAVY FITOVINANY.
ANNEXE A.10 : RESSOURCES MINIERES DE LA REGION VATOVAVY FITOVINANY
ANNEXE A.11 : CARRES MINIERS DE LA REGION VATOVAVY FITOVINANY.
ANNEXE B : ESSAIS AU LABORATOIRE.
ANNEXE B.1 : VALEURS DU COEFFICIENT K’ EN FONCTION DE
TEMPERATURE
ANNEXE B.2 : CARACTERISTIQUES DE MOULE PROCTOR
ANNEXE B.3 : RESULTATS ESSAIS CBR SUR KARAOKY PLUS 1% DE CIMENT.
Annexe B.3.1 : Verification de teneur en eau de compactage
Annexe B.3.2 : Mesure indice de compacité
Annexe B.3.3 : Mesure indice de gonflement.
ANNEXE B.4 : RESULTATS ESSAIS CBR SUR KARAOKY PLUS 2% DE CIMENT.
Annexe B.4.1 : Verification de teneur en eau de compactage
Annexe B.4.2 : Mesure indice de compacité
Annexe B.4.3 : Mesure indice de gonflement.
ANNEXE B.5 : RESULTATS ESSAIS CBR SUR KARAOKY PLUS 3% DE CIMENT.
Annexe B.5.1 : Verification de teneur en eau de compactage
Annexe B.5.2 : Mesure indice de compacité
Annexe B.5.3 : Mesure indice de gonflement.
ANNEXE C : CLASSIFICATION GEOTECHNIQUE DES SOLS.
ANNEXE C.1 : CLASSIFICATION GTR
ANNEXE C.2 : CLASSIFICATION LPC.
ANNEXE C.3 : CLASSIFICATION HRB
ANNEXE D : LES PRODUITS ZYDEX
ANNEXE D.1. LES PRODUITS ZYDEX ET LEURS POTENTIALITES
ANNEXE D.2. DOSAGE POSSIBLE EN TERRASIL ET ZYCOBOND SELON LE
ANNEXE E : ABAQUES ROAD RESEARCH LABORATORY
ANNEXE F : CALCUL DE COEFFICIENT DE DEBOURSE K1REMERCIEMENTS
