bingdimension de bache à eauuimatchi donatien benoît 2

DIRECTION DES ETUDES ET DES

SERVICES ACADEMIQUES.

MEMOIRE DE FIN DETUDE DINGENIEUR

DE LEQUIPEMENT RURAL

Prsent par :

Donatien Benot BINGUIMATCHI

Analyse des tudes gotechniques et vrifications du

dimensionnement du chteau deau et de la bche de stockage du

site RA du projet AEP de la ville de Ouagadougou partir du

barrage de Ziga

Mmoire de fin dtudes dIngnieurs en Hydraulique, en Gnie Rural et Urbain

Thme : Analyse des tudes gotechniques, et vrification du dimensionnement des ouvrages du site RA du projet AEP de la ville de Ouagadougou partir du barrage de Ziga

Ralis et prsent par : Donatien Benot BINGUIMATCHI 34ime Promotion

2

Ddicace

Cest dans lallgresse que je saisis cette opportunit pour ddier ce

mmoire :

Ma fille chrie Ashley, Shaldini, BINGUIMATCHI ;

Toute la famille BINGUIMATCHI Bangui ;

Celle qui sera ma future pouse ;

Que Dieu nous bnisse, nous protge et guide nos pas sur le chemin du

bonheur !! Amen !!!

Benot Donatien BINGUIMATCHI




3

Remerciements

Nous tenons, remercier trs sincrement tous ceux qui, de prs ou de

loin, ont contribu llaboration de ce mmoire.

Nos remerciements vont particulirement :

M. Kodjo DAMBA chef dagence du groupe SOGEA-SATOM

M. GABI BIDJERE Ingnieur Etudes et mthodes notre

encadreur SOGEA-SATOM

M. Ismala GUEYE et M. Sammy LEBELLE nos professeurs

encadreurs lEIER pour leur franche collaboration

Tout le corps professoral du groupe EIER-ETSHER

Tout le personnel du Groupe SOGEA-SATOM et du Groupe

EIER-ETSHER

Les amis de la 34ime Promotion

Tous les compatriotes du Burkina-Faso particulirement ceux du

Groupe EIER-ETSHER

Mes fidles amis de Bangui : Sverin, Moise et Aubin

Ma gratitude va galement lendroit de tous ceux et toutes celles qui

ont apport leur concours pour ce mmoire

Du fond du cur B. Donatien. BINGUIMATCHI




4

AUTEUR : Donatien Benot BINGUIMATCHI

Professeurs responsables : M. Ismala GUEYE et M. Sammy LEBELLE

Organisme encadreur Groupe SOGEA-SATOM : M. GABI BIDJERE

THEME

Analyse des tudes gotechniques et vrifications du

dimensionnement du chteau deau et de la bche de stockage du

site RA du projet AEP de la ville de Ouagadougou partir du

barrage de Ziga

RESUME

Ce mmoire rdig dans le cadre de notre mmoire de fin dtude, et qui porte sur les

ouvrages de gnie civil (chteau deau et bche semi-enterre) du projet

dapprovisionnement en eau potable de la ville de Ouagadougou partir du barrage de Ziga,

particulirement les ouvrages du site RA au secteur 22 de la ville de Ouagadougou, vise

deux aspects :

Laspect Gotechnique : dont le but est de ressortir partir des essais effectus sur

le site :

o La nature et le niveau dassise des sols de fondations ;

o La coupe gotechnique de lemprise des ouvrages ;

o La contrainte admissible du sol qad ;

o Les tassements prvisibles sous les diffrents ouvrages et les prcautions

observer ;

Laspect Vrification de calcul structure : qui donne une mthodologie manuelle de

dimensionnement des chteaux deau surlev et des bches de stockage semi-

enterre, base sur des approches empiriques. Les rsultats sont ensuite compars

aux rsultats de calculs effectus avec le logiciel EFFEL, spcifique pour le

dimensionnement de ces ouvrages spciaux.




5

Mots cls : contrainte du sol, tassement, portance, bton, ELU, ELS, armature, fissuration,

coupole, ceinture, cuve, fond tronconique, ft cylindrique, radier, charge, virole, stabilit,

renversement, traction, effort, compression.

SOMMAIRE

Ddicace __________________________________________________________________ 1

Remerciements _____________________________________________________________ 3

SOMMAIRE _______________________________________________________________ 5

LISTE DES TABLEAUX _____________________________________________________ 8

LISTE DES FIGURES ______________________________________________________ 9

LISTE DES PHOTOS ______________________________________________________ 10

LISTE DES ANNEXES _____________________________________________________ 10

LISTE DES ABREVIATIONS ET DES SYMBOLES _____________________________ 12

INTRODUCTION GENERALE ET APPROCHE METHODOLOGIQUE ____________ 14

I. CONTEXTE GENERAL ________________________________________________ 16

II. CONTEXTE DU PROJET _____________________________________________ 17

III. PRESENTATION GENERALE DU PROJET _____________________________ 18

IV. DESCRIPTION DES DIFFERENTS OUVRAGES DU PROJET _____________ 20

IV.1. Le barrage de ZIGA ___________________________________________________ 20

IV.2. La station de traitement N1 (eau brute) __________________________________ 20

IV.3. Adduction ____________________________________________________________ 21

IV.4. Rservoir intermdiaire de Boudtenga ____________________________________ 21

IV.5. Piste daccs __________________________________________________________ 22

IV.6. Alimentation en nergie lectrique _______________________________________ 22

IV.7. Station de traitement ___________________________________________________ 22

IV.8. La station de pompage deau traite (SP2) _________________________________ 23




6

IV.9. Rseau de distribution __________________________________________________ 24

IV.10. Station de pompage (SP3) et centre de contrle _____________________________ 24

IV.11. Rseau de distribution primaire __________________________________________ 25

IV.12. Rseau secondaire et tertiaire, branchement _______________________________ 26

V. PRESENTATION DU SITE RA ________________________________________ 28

VI. PRESENTATION DES OUVRAGES DE GENIE CIVIL DU LOT RA _________ 29

VI.1. Le Chteau deau ______________________________________________________ 29

VI.2. La Bche de stockage __________________________________________________ 31

VI.3. La station de pompage _________________________________________________ 33

VII. LES ESSAIS GEOTECHNIQUES_______________________________________ 35

VII.1. Les essais in situ _______________________________________________________ 36

VII.1.1. Le sondage pdologique carott ________________________________________________ 36

VII.1.2. Lessai pressiomtrique ______________________________________________________ 37

VII.1.3. Rsultats de lessai pressiomtrique _____________________________________________ 38

VII.1.4. Essai pntromtrique ________________________________________________________ 39

VII.1.5. Influence de la fondation sur louvrage __________________________________________ 41

VII.2. Les essais de laboratoire ________________________________________________ 41

VII.2.1. Lanalyse granulomtrique ____________________________________________________ 41

VII.2.2. Lessai proctor _____________________________________________________________ 42

VII.3. Interprtation des rsultats _____________________________________________ 44

VII.4. Calcul de la capacit portante du sol ______________________________________ 44

VII.5. Calcul du tassement ____________________________________________________ 45

VII.6. Interprtation des rsultats _____________________________________________ 47

VII.7. Comparaison des rsultats avec les rsultats du LNBTP _____________________ 47

VIII. LES VERIFICATIONS DU DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES ______ 50

VIII.1. LE RESERVOIR CIRCULAIRE ________________________________________ 50

VIII.1.1. Coupole de couverture _____________________________________________________ 52

VIII.1.2. La paroi circulaire_________________________________________________________ 55

VIII.1.3. Calcul de leffort normal de compression dans la paroi ____________________________ 57

VIII.1.4. Calcul de leffort de traction en utilisant la pression hydrostatique ___________________ 57




7

VIII.1.5. Calcul de leffort de traction par la mthode empirique de LEBELLE ________________ 59

VIII.1.6. Interprtation des rsultats __________________________________________________ 61

VIII.1.7. Calcul des armatures en cerces dans les viroles __________________________________ 61

VIII.1.8. Action du radier et de la couverture sur la paroi __________________________________ 65

VIII.1.9. Le radier ________________________________________________________________ 68

VIII.2. LE CHATEAU DEAU _________________________________________________ 72

VIII.2.1. La coupole sphrique de couverture ___________________________________________ 74

VIII.2.2. Calcul de leffort de traction et des armatures dans la cuve cylindrique _______________ 77

VIII.2.3. La partie Tronconique de la cuve _____________________________________________ 80

VIII.2.4. Paroi cylindrique intrieure (chemine) ________________________________________ 82

VIII.2.5. Tour de support (ft) ______________________________________________________ 83

VIII.2.6. Le radier ________________________________________________________________ 84

VIII.2.7. Calcul de stabilit et de contrainte ____________________________________________ 85

VIII.2.8. Dispositions constructives __________________________________________________ 88

CONCLUSION ____________________________________________________________ 89

BIBLIOGRAPHIE _________________________________________________________ 90

ANNEXES _______________________________________________________________ 92




8

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Les Caractristiques des ouvrages de gnie civil construire _____________________________ 26

Tableau 2: Dtails des diffrents niveaux du chteau RA _________________________________________ 30

Tableau 3: dtails des diffrents niveaux du rservoir deau BRA ___________________________________ 32

Tableau 4:Les rsultats de lessai pressiomtrique sous le chteau __________________________________ 38

Tableau 5: Tableau de la pression limite dans chaque couche ______________________________________ 38

Tableau 6: Les contraintes dans le sol en fonction de la profondeur sous diffrents ouvrages _____________ 40

Tableau 7:Conditions Normalises pour les essais proctor ________________________________________ 42

Tableau 8: Tableau des optimums proctor sous les diffrents ouvrages_______________________________ 43

Tableau 9: Les rsultats des limites d'Atterberg au droit de chaque ouvrage __________________________ 43

Tableau 10:Tableau rcapitulatif de l'effort de compression dans la paroi ____________________________ 57

Tableau 11:Tension dans la paroi en considrant la pression de leau _______________________________ 58

Tableau 12: Effort de traction dans la virole avec la mthode empirique ____________________________ 60

Tableau 13: La tension T dans les viroles et la section dacier correspondante ________________________ 62

Tableau 14:Moment de flexion dans la paroi de la cuve __________________________________________ 64

Tableau 15: Effort de traction dans la paroi de la cuve (*) ________________________________________ 77

Tableau 16: Effort de traction dans la paroi de la cuve (**) _______________________________________ 78

Tableau 17: Les sections d'acier dans la paroi de la cuve _________________________________________ 80




9

LISTE DES FIGURES

Figure 1: Carte de Situation du secteur 22 _____________________________________________________ 28

Figure 2: Coupe gologique sous les diffrents ouvrages _________________________________________ 36

- Figure 3:Coupe gotechnique sous le chteau ________________________________________________ 38

Figure 4: Vue en lvation de la bche de stockage ______________________________________________ 50

Figure 5: Schma de la coupole _____________________________________________________________ 52

Figure 6: Schma de sollicitation sur la paroi de la cuve _________________________________________ 55

Figure 7: Schma des sollicitations dans la paroi cylindrique ______________________________________ 56

Figure 8: Schma de dcoupage de la cuve en virole _____________________________________________ 57

Figure 9: Tension dans la cuve avec la mthode des pressions hydrostatiques _________________________ 59

Figure 10: Effort de traction dans la cuve avec la mthode empirique _______________________________ 61

Figure 11: Diagramme du moment de flexion dans la cuve ________________________________________ 65

Figure 12: Allure de la dformation de la paroi sous l'effet de la coupole et du radier ___________________ 65

Figure 13: action de charges sur du radier ____________________________________________________ 69

Figure 14: Schma de coupole de couverture ___________________________________________________ 74

Figure 15: Schma des efforts sur la ceinture suprieure _________________________________________ 75

Figure 16:Diagramme de traction dans la cuve _________________________________________________ 78

Figure 17 : Diagramme de traction avec les rsultats du tableau 16 _________________________________ 78

Figure 18: Courbe de la section des aciers dans la cuve en fonction de la profondeur deau ______________ 79

Figure 19: Schma des efforts sur la partie tronconique du chteau _________________________________ 80

Figure 20:Section des aciers dans la paroi de la chemine en fonction de la hauteur d'eau _______________ 83

Figure 21 : Diagramme des contraintes _______________________________________________________ 85

Figure 22:Schma des effets du vent sur le chteau ______________________________________________ 86

Figure 23: Schma de la stabilit de l'ouvrage __________________________________________________ 87




10

LISTE DES PHOTOS

Photo 2:Vue du chteau en construction. Le coffrage du fond tronconique sur chafaudage mtallique _____ 30

Photo 3 : Vue dune bche de stockage en construction ___________________________________________ 32

Photo 4: Ferraillage des panneaux de la coupole _______________________________________________ 54

Photo 5: Ferraillage du radier du chteau et de la cuve tronconique ________________________________ 72

Photo 6: ferraillage de la coupole du chteau __________________________________________________ 77

Photo 7:Ferraillage de la partie tronconique ___________________________________________________ 82

Photo 8: Armatures de la paroi cylindrique en attente ___________________________________________ 84

Photo 9: Panneaux de coupole prfabriqus Photo 10: Panneaux de coupole prfabrique ____ 93

Photo 11:Partie tronconique du radier chteau Photo 12: Fond tronconique et ft du chteau ___ 93

Photo 13: Poutres prfabriques pour la STP Photo 14: coffrage de la ceinture de la bche ____ 93

Photo 15: Dispositif dtanchit de la bche Photo 16: ferraillage du fut du chteau _____ 94

Photo 17: Armatures de la ceinture suprieure Photo 18: Radier de la bche de stockage _______ 94

LISTE DES ANNEXES

ANNEXES 2: Schma densemble du projet AEP Ziga ____________________________________________ 94

ANNEXES 3: Rsultats des essais pressiomtriques ______________________________________________ 95

ANNEXES 4: Diagramme pntromtrique (chteau RA) _________________________________________ 96

ANNEXES 5: Diagramme pntromtrique (bche de stockage) ____________________________________ 97

ANNEXES 6: Diagramme pntromtrique (station de pompage) ___________________________________ 98

ANNEXES 7:Fiche de sondage coupe gotechnique sous le chteau _________________________________ 99

ANNEXES 8:Fiche de sondage et coupe gotechnique sous la bche de stockage _____________________ 100

ANNEXES 9: Fiche de sondage et coupe gotechnique sous la station de pompage ____________________ 101

ANNEXES 10: Courbe granulomtrique et proctor (Bche de stockage) _____________________________ 102

ANNEXES 11: Courbe granulomtrique et proctor (Chteau) _____________________________________ 103

ANNEXES 12: Courbe granulomtrique et proctor (Station de pompage) ___________________________ 104

ANNEXES 13: Abaque du coefficient pour le calcul des tensions dans la paroi de la cuve ____________ 105

ANNEXES 14: Abaque du coefficient pour le calcul des tensions dans la paroi de la cuve ___________ 106




11

ANNEXES 15: Abaque de dtermination de uMk pour FeE500 ___________________________________ 107

ANNEXES 16: Abaque des coefficients x et y des dalles uniformment charge ___________________ 108

ANNEXES 17: Tableau des valeurs du rapport Ep/Pl ____________________________________________ 109

ANNEXES 18: Ordre de grandeur de Ep et de Pl pour les principaux types de sols _____________________ 109

ANNEXES 19: Vue en lvation du chteau ___________________________________________________ 110

ANNEXES 20: Vue en lvation de la bche de stockage _________________________________________ 112




12

LISTE DES ABREVIATIONS ET DES SYMBOLES

z : Coefficient de structure variable oxM : Moment dans la dalle sens de y

(%) : Teneur en eau oyM : Moment dans la dalle suivant y

d : Poids spcifique sec maximal yx et .. : Coefficient de moment

s : Contrainte de lacier tendu tM : Moment en trave

b : Contrainte du bton comprim N : Effort normal de compression

: Coefficient de poisson Pu : combinaison daction lELU

: Contrainte tangentielle Pser : Combinaison daction lELS

: Angle de dformation du mridien Asmin : Section dacier minimale

: Dformation radiale dans une cuve H : Pousse horizontale

: Poids volumique de leau M : Moment de flexion

fc28 : Contrainte la compression du bton 28jours Vu : Effort tranchant

ft28 : Contrainte du bton la traction 28jours E(z) : Module pressiomtrique

ELU : Etat limite Ultime : Coefficient de pression

ELS : Etat limite de service EIJ : module dlasticit instantane

qad : Capacit portante du sol Ev :Module dlasticit diffre

pl : Pression limite dune couche de sol B.A : bton arm

p : pression hydrostatique qH : pression normal du vent

s : Tassement du sol

G : Charge permanente dune structure

Q : Charge dexploitation dune structure




13

T : Tension




14

INTRODUCTION GENERALE ET APPROCHE

METHODOLOGIQUE

Stocker de leau, la mettre en charge avant de la distribuer, ncessite lutilisation des

ouvrages spciaux, savoir les chteaux deau, les bches de stockages, les rservoirs et

autres. Ces ouvrages doivent, non seulement reposer sur un sol de bonne capacit

portante, mais aussi ils doivent tre bien dimensionns.

Le travail qui nous est demand, dont le thme est analyse des tudes

gotechniques et vrification du dimensionnement structural du chteau deau et de la

bche de stockage du site RA du projet dapprovisionnement en eau potable de la ville de

Ouagadougou partir du barrage de Ziga comporte deux grandes parties :

Ltude de conception des fondations :

Cette premire partie consiste analyser, critiquer et interprter les rsultats des

tudes gotechniques effectus sur le site RA, partir des rsultats des essais

pressiomtriques, pntromtriques, proctors et granulomtriques, effectus par le

Laboratoire National des btiments et des travaux publics. Nous devons donc

dterminer :

o La coupe gotechnique du sol ;

o La contrainte admissible du sol qad ;

o Les tassements prvisibles sous les ouvrages ;

o La conception des ouvrages ;

La vrification du dimensionnement structural :

Cette deuxime partie porte sur la vrification du dimensionnement structural du

chteau deau et de la bche de stockage.

Ces ouvrages (chteau deau et bche de stockage), en bton arm sont constitus par une

partie cylindrique, surmonte dune coupole sphrique de couverture, lensemble est reli,

par une ceinture de renfort. En premire approximation ltude de telle structure consiste

calculer sparment chacun des trois lments : Coupole, paroi cylindrique et radier de fond.

Cest donc, entre ces trois lments, quil convient de repartir les effets des ractions.

Ainsi le chteau et la bche de stockage seront dcomposs en :




15

o Chteau : coupole, ceinture suprieure, cuve cylindrique, fond tronconique,

support cylindrique et radier.

o Bche de stockage : coupole, ceinture suprieure, cuve cylindrique, et radier.

Pour chacun des lments considrs, des calculs de sollicitations seront effectus. Ces

calculs permettront de dterminer :

o Leffort Normal (traction ou compression)

o Le moment de flexion ou de traction.

o Les contraintes de compression dans les ouvrages.

Les rsultats obtenus seront ensuite compars aux rsultats de note de calcul effectu avec

le Logiciel EFFEL.

A partir de ces sollicitations, nous calculerons la section darmature ncessaire pour

armer louvrage. Pour le chteau, en plus des vrifications mentionnes ci-haut, une

vrification de la stabilit sous leffet du vent sera faite.

Lhypothse la plus dfavorable pour ce calcul est de considrer le chteau vide

soumis au vent maximal.

La mthodologie utilise pour ces vrifications du dimensionnement structural du chteau et

de la bche de stockage est base sur une approche empirique, dvelopper dans le trait de

bton arm volume 6.




16

I. CONTEXTE GENERAL

Leau, ressource minrale, indispensable la vie humaine sur terre, est devenue de

nos jours, une denre rare. Ce problme, daccs leau potable est trs accentu dans les

pays du tiers monde et en particulier dans les pays au sud du sahara.

Leau potable, quand elle, est devenue trs rare. Aujourd'hui dans le monde, plus de 1.1

milliard de personnes n'ont pas accs une source d'eau potable et plus de 2,4 milliards

dindividus ne disposent d'aucun systme assainissement (toilettes, latrines) source : OMS

La croissance de la demande en eau, pourtant toujours en mme quantit sur notre

plante est en croissance surtout dans les pays arides, o, leau devient trs rare. Laccs

leau potable exige beaucoup dinfrastructures (Chteaux deau, Bche de stockage,

rseaux de distribution deau, des bornes fontaines etc.), dans les villes, qui sont en pleine

expansion, tel est le cas de la ville de Ouagadougou. En 2000, 450 millions de personnes

souffraient de pnuries chroniques d'eau dans 29 pays situs principalement en Afrique et

au Moyen-Orient. D'ici 2050, si les taux actuels de consommation, de croissance

dmographique et de dveloppement se maintiennent, ces pnuries toucheront les deux

tiers environ de la population mondiale.

Par ailleurs, la demande en eau se dplace mesure que les pays s'industrialisent et

s'urbanisent.

Face ce problme deau potable, lAcadmie de lEau a organis, Paris, les 22 et

23 mars 2005, date de la Journe mondiale de lEau et du lancement dune nouvelle

Dcennie de lEau des Nations-Unies, une Confrence Euro-Africaine sur le thme "l'eau

pour la vie, l'eau pour tous" , dans la continuit du 3ime Forum Mondial de lEau de Kyoto

de mars 2003, et dans la perspective du 4ime Forum Mondial de lEau prvu Mexico en

mars 2006, destine diviser par deux, d'ici 2015, le nombre de personnes qui n'ont pas

accs l'eau potable et lassainissement. Source : http://www.elysee.fr/elysee/francais

Malgr lampleur des dfis, la solution de la question de leau en Afrique est

aujourdhui, entre les mains des bailleurs de fonds et des institutions internationales. Les

ressources en eau font encore dfaut en Afrique et la mobilisation pose de dfis

considrables en termes de gestion et de lamnagement du territoire. Ces dfis peuvent

aussi tre des opportunits en poussant des Etats cooprer, limage des pays du

bassin du Niger et entre les pays traverss par les grands fleuves transfrontaliers tels que le

Nil, le Congo ou le Niger.




17

II. CONTEXTE DU PROJET

La population de la ville de Ouagadougou qui tait de 600 000 habitants en 1995 ,

contre 441 500 habitants en 1985, est aujourdhui estime environ 1.200.000 habitants,

ce qui correspond un taux de croissance annuel moyen denviron 6.4% (source :

www.unitar.org/cifalweb/etudes_cas/b/b-ouaga).

Cette croissance galopante de la population, nest pas sans effet sur laccroissement

de la ville, crant dautres problmes notamment le problme dapprovisionnement en eau

potable.

Les barrages, de Loumbila (36 millions de m3), de Ouagadougou 1-2 et 3 (12.87 millions de

m3), ne suffisent plus pour approvisionner la ville de Ouagadougou en eau potable, do la

ncessit du renforcement du rseau existant.

Cest dans lobjectif de rsoudre, ce problme de manque deau potable dans la ville

de Ouagadougou, que lOffice Nationale de lEau et de lAssainissement (ONEA) a projet

de raliser, sur financements multilatraux, le renforcement des installations dalimentation

en eau potable de la ville de Ouagadougou partir du Barrage de ZIGA, dont la crmonie

officielle du jaillissement de la premire goutte a t prside par son excellence M. Blaise

COMPAORE prsident du Burkina Faso le samedi 10 juillet 2004.

Ce projet, commenc depuis 1996, par la construction du Barrage de ZIGA et qui se

poursuit actuellement par la construction dans la ville de Ouagadougou de rseaux de

distribution deau, de Chteaux deau, de Bches de stockages et de stations de pompage

du rseau primaire. Ces diffrents ouvrages cits ci-haut sont raliser dans le cadre du lot

5 dudit projet.

Le groupement dentreprise SOGEA SATOM - SADE - FADOUL TECHNIBOIS, a la

charge dexcuter ces diffrents ouvrages.




18

III. PRESENTATION GENERALE DU PROJET

Le projet dapprovisionnement en eau potable de la ville de Ouagadougou partir du

barrage de Ziga est divis en plusieurs volets :

Volet hydraulique ;

Volet gnie civil ;

Volet lectrique et lectromcanique

Volet environnement ;

et comprend les ouvrages suivants :

Le barrage sur le fleuve Nakamb, crant une retenue de 200 millions de m3

Des ouvrages hydrauliques intgrs au barrage ; vacuateur de crue, vidange de

fond, station de pompage deau brute dune capacit de 3150m3/h, extensible

4740m3/h.

Conduite de refoulement deau brute, de diamtre 1000mm et de longueur 2400m.

Une station de traitement, proximit du barrage de ZIGA, dune capacit de

3000m3/h, extensible 4500m3/h puis ventuellement 9000m3/h.

Stockage de leau aprs traitement dans deux bches au sol de capacit totale

6000m3.

Reprise de leau traite par une station de pompage (SP2), dune capacit de

3000m3/h, extensible 4500m3/h, ventuellement 9000m3/h et refoulement dans une

canalisation de 1000mm de diamtre sur 17300ml jusquau rservoir de Boudtenga,

de capacit 5400m3 .

Conduite gravitaire, de diamtre 1000mm et de longueur 23850m.

Reprise de leau traite la station de pompage (SP3) , partir dune bche de

capacit 2000m3/h recevant gravitairement les eaux du rservoir de Boudtenga.

Cette eau est envoye par lintermdiaire de trois rseaux primaires de distribution

distincts (Nord, Centre et Sud) dune part en complment la station existente de

PASPANGA, et dautre part dans lensemble de nouveaux rservoirs, situs en

priphrie de la ville. Lunit hydraulique de (SP3) qui fait partie de la structure

primaire du rseau comprend les ouvrages suivants:




19

o Une bche au sol de capacit de 2000m3

o Deux stations de pompage

Un rseau primaire de distribution denviron 50km de canalisation de diamtre variant

de 350 1000mm, et construction des ouvrages suivants :

o Huit (08) chteaux deau de 2000m3 des hauteurs de lordre de 20 35m ;

o Neuf (09) bches au sol de capacit 1000, 2000 et 3000m3 ;

o Neuf (09) stations de pompages pour la mise en charge des rservoirs ;

o Deux (02) boosters.

Rseau de distribution secondaire de 220km de longueur en canalisation de 800

1000mm de diamtre.

Rhabilitation partielle et renforcement des rseaux actuels de distribution qui seront

intgrs au futur rseau.

Le cot de ce gigantesque projet jamais ralis au Burkina Faso est estim environ 150

milliards de FCFA et a mobilis plus de douze (12) bailleurs de fonds en plus de la

contribution de lEtat Burkinab.




20

IV. DESCRIPTION DES DIFFERENTS

OUVRAGES DU PROJET

IV.1. Le barrage de ZIGA

Le barrage de ZIGA conu dans le cadre du projet Approvisionnement en eau

potable de la ville de Ouagadougou se situe 50km au Nord-Est de Ouagadougou. Il est

lamont du barrage de Bagr sur le fleuve Nakamb, deuxime cours deau en importance

du pays.

Le barrage est compos d'un mur en bton (partie amont), de bton compact au

rouleau dans la partie centrale et d'un bton de masse (seuil dversant)

Dune capacit de 200 millions de m3, le barrage comprend, des ouvrages hydrauliques et

des ouvrages annexes (pistes daccs, prise deau, vidange de fond)

IV.2. La station de traitement N1 (eau brute)

La station de pompage (SP1) est implante laval du barrage de ZIGA, incorpore

dans le bajoyer de louvrage central du barrage. Cette station de pompage a pour fonction

dassurer lexhaure des eaux brutes de la retenue vers la station de traitement des eaux,

situe deux kilomtres environ lest du barrage, une altitude suprieure de vingt (20)

mtres.

Elle sera ralise en deux tranches (horizon 2005 et 2010), la premire capable

dalimenter la station de traitement au dbit de : 1317 l/s (4740m3/h). La deuxime phase

prvue pour le mme dbit sera ralise lors du droulement des installations. Le gnie

civil des deux stations tant li celui de louvrage central du barrage, on a ralis en

premire tranche lensemble du gnie civil de la station (SP1) premire tranche. Concernant

les groupes de pompage, une premire tranche est prvue avec un dbit de 878 l/s

(3160m3/h) et 4+1pompes installes.

Les pompes seront alimentes en charge directement partir de la chambre deau,

fractionne en deux parties amont et aval pour permettre des rparations tout en autorisant

un service partiel. La collecte des fuites est prvue par caniveau ct chambre deau avec

vide-cave.




21

Lappareil de commande sera plac dans le local dentre, avec vue directe sur la

salle des pompes, comportant un pupitre de commande locale de secours et un panneau

synoptique donnant tous les lments de fonctionnement des groupes et appareils.

Lappareillage de commande sera pilot partir de la salle de contrle de la station de

traitement par lintermdiaire de rseau tlgestion.

IV.3. Adduction

Leau brute sera refoule depuis la station de pompage (SP1) par une conduite de

1000mm de diamtre et de 2.40 Km de long vers la station de traitement. La capacit de

traitement slvera 3000m3/h extensible 4500m3/h, lors de la premire phase. La station

de pompage (SP2) sera situe la sortie de la station de traitement o elle refoulera leau

traite jusquau rservoir intermdiaire par une conduite DN 1000 mm sur une distance

totale de 17.30 km.

Ce rservoir, pos sur une colline aux alentours du village de Boudtenga permettra

dassurer une charge suffisante pour envoyer leau gravitairement, jusqu la bche de

reprise de la station de traitement (SP3), situe lentre de la ville de Ouagadougou. La

longueur du tronon gravitaire est de 28.85 km. Une piste en parallle au trac de la

conduite permettra lentretien de celle ci et aussi laccs aux diffrents ouvrages.

La rgulation du dbit de transit sur la conduite se fera par le suivi du niveau de

rservoir de Boudtenga ; en fonction de ce niveau les pompes de refoulement la station de

traitement seront mises en marche ou arrtes. La transmission des donnes se fera par le

rseau de tlgestion.

IV.4. Rservoir intermdiaire de Boudtenga

Le rservoir intermdiaire de Boudtenga assurera deux fonctions :

Continuit du dbit pour la station de pompage N 3 (SP3) en cas darrt temporaire

des pompes (SP2) ;

Rduction de leffet du coup de blier en cas darrt ou de dmarrage des pompes

par rapport une conduite de 44.00 Km de longueur.

La rserve est compose de deux cuves concentriques, agences de telle manire quil ne

puisse pas exister de zone deau morte.




22

IV.5. Piste daccs

La piste daccs doit rpondre au double objectif suivant :

Assurer en toutes saisons laccs des vhicules tous les ouvrages ;

Permettre lapprovisionnement de la station de pompage (SP1) et de la station de

traitement en produits chimiques et en matriels ;

Laccs cette piste partir de Ouagadougou se fera par la route nationale RN4

(Ouagadougou-Koupela) hauteur de Boudtenga. La longueur totale de la piste et la bretelle

est de 19.60Km, partir de la rive droite du barrage.

IV.6. Alimentation en nergie lectrique

Lalimentation en nergie lectrique de la station de pompage (SP1) sera ralise

partir du rseau public de la SONABEL. Une ligne secondaire moyenne tension 33kV, part

de la ligne existante entre Ouagadougou et Ziniar et aboutit au poste lectrique de la

station de pompage (SP1). Le trac de cette nouvelle ligne longera le village de Boudtenga

puis la nouvelle route daccs aux stations de pompages (SP1) et (SP2) sur une longueur

de 32Km.

Le poste lectrique de la station de pompage (SP1) a t construit ct du

btiment principal des pompes. Les quipements lectriques seront logs dans un btiment

de service maonn qui sera dimensionn pour recevoir en phase finale du projet deux (02)

transformateurs de puissance 1600kVA, 33kV/400V, quatre (04) cellules moyenne tension

prfabriques, les armoires de commande gnrale basse tension et les armoires auxiliaires

de protection et dalimentation en courant continu.

Le rservoir intermdiaire sera aliment en nergie lectrique partir du rseau de la

SONABEL depuis un poste arien.

IV.7. Station de traitement

Au vu des rsultats danalyses effectues, les principales caractristiques de leau de

la Nakamb sont les suivantes :

Eau peu minrale dont le pH est voisin de la neutralit ;

Eau agressive

Turbidit et couleur variables et saisonnires ;




23

Prsence de composs indsirables (fer, ammoniaque)

Linterprtation des rsultats, en corrlation avec lanalyse et le diagnostic des installations

actuelles de lONEA ont permis de cadrer la filire de traitement ci-aprs :

o Prchloration ;

o Coagulation au sulfate dalumine ;

o Correction du pH par le lait de chaux ;

o Adjuvant de floculation ;

o Dcantation par ouvrage du type lit de boue pulse ;

o Possibilit de recirculation de boue ;

o Filtration sur lit de sable mono couche ;

o Neutralisation leau de chaux ;

o Dsinfection ;

Les consommations en eau traite, prvues aux diffrents horizons du projet ont conduit au

choix dune conception modulaire des installations de faon raliser les extensions un

cot optimal, avec des modules de capacit unitaire de production de 1500m3/h, comportant

chacun un ouvrage de dcantation et un ensemble de filtres sables, en tenant compte de

5% de perte lors du traitement.

La premire phase du projet a t conue pour une capacit deau traite de 4500m3/h

incluant une premire tranche de 3000m3/h

La station de traitement abrite un central principal de tlgestion qui gre les sites de (SP1),

(SP2) et de Boudtenga, et communique avec le central principal de (SP3).

IV.8. La station de pompage deau traite (SP2)

A la sortie de la station de traitement et proximit de celle-ci est implante une

station de pompage deau traite. Elle est quipe de cinq (05) pompes de dbit 750m3/h,

dont une de secours.




24

IV.9. Rseau de distribution

Il constitue une ceinture priphrie autour du rseau existant et alimente des

rservoirs supplmentaires.

Cette ceinture, constitue en majeure partie de conduites du rseau primaire et de chteaux

deau complts par des bches semi enterres, assure une continuit de service par la

multiplication des points de stockage sur tours et linterconnexion de lensemble des sites

desservis.

Actuellement lusine de traitement de PASPANGA, alimente totalement en eau

traite la plupart des rservoirs de Ouagadougou, lexception de R1 et R2 qui sont

aliments partir de forages (NIAKO 1et 2).

Le rseau actuel dadduction deau qui alimente les rservoirs existants depuis PASPANGA

sera conserv et renforc en fonction des besoins.

Lalimentation des nouveaux rservoirs et celle complmentaire de PASPANGA

seront ralises partir dune nouvelle station de pompage (SP3), compose de trois sous-

station Nord, Centre et Sud, situe lentre de la ville de Ouagadougou sur la conduite

gravitaire venant de Boudtenga.

Cette station rpartira, par lintermdiaire de conduites de refoulement ceinturant la ville,

leau dans les nouveaux rservoirs.

IV.10. Station de pompage (SP3) et centre de contrle

A lentre de la ville, leau arrive la station (SP3) dans une bche au sol de 2000

m3. Cette eau est reprise par trois (03) stations de pompage et refoule vers les quartiers

Nord, Centre (la station existante de PASPANGA) et Sud

Tableau 1: Rpartition des dbits partir de la station de pompage SP3

Adduction depuis SP3

dbit maximum

(m/s)

Nombre de pompes

dbit unitaire de pompes

m3/s HMT

Nord 1288 2+1 720 46

Centre 432 1+1 432 11

Sud 3038 2+1 720 46




25

Le site de la station de pompage (SP3) comprend les ouvrages suivants :

Un rservoir au sol de 2000m3 ;

Une station de pompage double (quartier Nord et Centre) ;

Une station de pompage (quartier Sud) ;

Un centre principal de tlgestion du rseau de distribution primaire de la ville (ou

btiment administratif) ;

Un hangar atelier ;

Un logement de gardien F2 ;

IV.11. Rseau de distribution primaire

Le rseau primaire se compose, partir de la station de pompage (SP3), de trois

(03) conduites de refoulement qui alimentent une srie de stations de reprise et de

Chteaux deau, qui ont toutes la capacit de 2000m3, sur tours de hauteur variable.

La branche Nord, comprend une conduite de 600mm qui alimente au passage le chteau

deau existant R1, puis le chteau deau RB. Leau est reprise par une station de pompage

de pied de RB et par une conduite de refoulement de 450mm, alimente en bout de rseau, le

chteau deau RA.

La branche Centre, alimente, par une conduite de refoulement de 600mm, un

nouveau chteau deau RF la station de traitement existante de PASPANGA. Elle alimente

au passage le chteau deau existant R2 .En bout de rseau existant, une conduite de

500mm alimente un nouveau chteau deau R4A partir du chteau deau existant R4.

La branche Sud alimente, par une conduite de refoulement de 900mm, un nouveau chteau

R2A puis, par une conduite de 800mm, les chteaux deau R8 existant et nouveau RC. Puis,

par une conduite de 600mm, le chteau deau RD et enfin, par une conduite de 450mm, les

chteaux deau RE et R11A.

Le rseau primaire comprend ainsi les lments suivants :

Huit (08) chteaux deau de 2000m3, des hauteurs de 20 30m ;

Dix (10) bches au sol de 1000, 2000 et 3000m3 ;

Onze (11) stations de reprise et deux (02) boosters ;




26

54.574m de canalisation en fonte de 900mm (1260m), de 800mm (5750m), de

600mm (24385m), de 500mm (5040m), de 450mm (12424m), de 400mm (1425m), et

de 350mm (750m) et 3540m de canalisations en PVC de 150mm.

Tableau 1: Les Caractristiques des ouvrages de gnie civil construire

IV.12. Rseau secondaire et tertiaire, branchement

Le rseau secondaire mettre en place pour lhorizon 2005 comprend les conduites

en fonte suivantes : 850m de 800mm, 2170m de 700mm, 4010m de 600mm, 6040m

de 500mm, 7710m de 400mm, 11470 m de 350mm et 200mm de 300mm, et

enfin 118Km de conduites en PVC, de 100 300mm.

SITE CHTEAU D'EAU BACHE STATION DE POMPAGE

Hauteur

crpine (m) Volume

(m3)

Dsignation Volume

(m3)

Dbit 2005 (l/s)

Dbit 2010 (l/s)

HMT (m)

SP3 2000

R1 (BOOSTER)

30 45 8

R2 (BOOSTER)

30 45 32

RB 25 2000 BR1 2000 228 442 35

RA 26 2000 BRA 2000 233 472 36

RF 34 2000 BRF 2000 189 267 42

R4A 23 2000 BR4A 2000 206 372 33

R2A 27 2000 BR2A 2000 167 283 37

RC 22 2000 BRC 2000 217 406 35

RD 18 500 BRA 3000 297 472 41

RE 28 2000 BRE 3000 167 294 38

R11A 18 2000 BR11A 1000 61 122 28




27




28

V. PRESENTATION DU SITE RA

Le site retenu pour RA se trouve au secteur 22 de Ouagadougou, dans la commune

de Sig-Nooghin la sortie Nord de Ouagadougou, sur la route de Ziniar. Ces ouvrages qui

seront raliss dans le cadre dudit projet, permettront dalimenter la population du secteur

22 en eau potable dans un rayon denviron 3Km. Cette population est estime environ

165.000 habitants.

La carte ci-dessous situe le secteur 22 dans la commune de Sig-Nooghin par rapport la

ville de ouagadougou.

Secteur 22

Secteur22

Routes principales du secteur

0 1 Kilomtres

NCarte de situation du

Secteur 22 de Ouagadougou

15

17

30

25

23

19 28

18

16

5

21

4

2227

9 29

13

3

78

20

24

1211

14

6

2 1

26

10

Lgende

Ralis p ar: B INGUIM ATCHI Do na tien Be noit

Figure 1: Carte de Situation du secteur 22




29

VI. PRESENTATION DES OUVRAGES DE

GENIE CIVIL DU SITE RA

VI.1. Le Chteau deau

Le chteau deau, conu pour stocker un volume de 2056.72m3 deau potable, est

constitu dune ossature en bton arm cylindrique, comprenant :

Une fondation circulaire en radier de 18.60m de diamtre et une paisseur de 40m,

pos sur un bton de propret de 10cm, coul fond de fouille la cote N1.Une

partie tronconique de grande base 18.60m, de petite base 8.47m et de 2.10m

hauteur repose sur le radier.

Une tour support cylindrique, de 7.44 m de diamtre intrieur et de 28 cm

dpaisseur, slevant depuis la fondation jusqu la base de la cuve au niveau N2.

Un radier de cuve en bton arm tanche, en forme de coupole de 10.75m de

diamtre, 1.20m dpaisseur, sencastrant la partie infrieure dans une ceinture

cylindrique de 0.45x0.70m de section et tronque la partie suprieure pour crer le

dpart de la chemine daccs de 180 cm de diamtre intrieur et de 20cm

dpaisseur slevant du niveau N3 jusquau niveau N4.

Une cuve en bton arm tanche contenant 2056.72m3 deau entre les niveaux N5 et

N6 avec une partie infrieure tronconique de 40cm dpaisseur, un diamtre intrieur

de 23.00m et une partie cylindrique de 30cm dpaisseur.

La partie suprieure de la cuve reoit lensemble de la toiture par lintermdiaire dune

ceinture circulaire de 45x50cm de section.

Une toiture en forme de coupole de 23.30m de diamtre moyen, de 2.47m de flche

et 18 cm dpaisseur. Cette coupole est tronque la partie suprieure pour crer un

accs la couverture, ainsi quune ventilation haute.

La partie infrieure de la coupole de couverture se termine par un acrotre de 12x33cm de

section, traverse par huit (8) barbacanes, permettant lvacuation des eaux de pluie.

Cette couverture est prvue pour recevoir une isolation thermique multicouche assurant

galement ltanchit.




30

Un dallage en bton de 0.15m dpaisseur recouvrant toute la surface intrieur de

7.44m de diamtre.

Dans ce dallage sera incorpor un caniveau de 140x151cm, de profondeur 1.60m, recouvert

de dalles amovibles de 15cm dpaisseur, permettant la mise en uvre des canalisations et

quipements hydrauliques.

Tableau 2: Dtails des diffrents niveaux du chteau RA

Photo 1:Vue du chteau en construction. Le coffrage du fond tronconique sur chafaudage mtallique

Cotes (m)

N1 fond de

fouille

fondation

N2 Base

cuve

N3 Radier

cuve

N4

chemine

N5

crpine

N6 plan

d'eau

Chteau

RA 311,1 337,6 340,38 345,4 339,3 344,8




31

VI.2. La Bche de stockage

Le rservoir semi enterr est conu pour stocker 2013m3 deau. La hauteur deau dans la

bche est de 4.80m. Lossature est circulaire de diamtre 23.60m et entirement en bton

arm et comprenant :

Une assise de drainage et dispositif de localisation des fuites, constitu par un

rseau de drain 160 200 mm plac en tranche au-dessus dun film polyane et

sous forme dassise en bton poreux dos 200kg/m3 (ou tout autre matriau filtrant

dune bonne compacit), dune paisseur de 15cm. Les drains dbouchent dans des

regards de contrle. Ces regards sont relis entre eux par une conduite en PVC de

200mm avant rejet la fosse dinfiltration ou au rseau dassainissement pluvial.

Un radier en bton arm, de 30cm dpaisseur, coul sur lassise en bton poreux de

15cm dpaisseur. Ce radier est de forme circulaire de diamtre intrieur au rservoir

23.00m. Sa surface prsente une pente de 1%. Dans le radier, sera prvu, un

ouvrage particulier pour la prise de la station de pompage. Cette prise est constitue

par un puisard dans lequel est installe la crpine de la conduite daspiration de la

station de pompage situe laval. Un quipement de vidange compos dune

manchette DN 200 et dune vanne opercule DN 200 complte ce puisard qui

lextrieur, dbouche dans un regard de pompage. Il est suppos que les eaux des

oprations de nettoyages de la cuve seront vacues par pompage laide dun

groupe motopompe mobile.

Un voile en bton arm tanche, dpaisseur 28cm raccord au radier par un gousset

et une semelle dpaisseur 45cm.

Une couverture en forme de coupole, en bton arm de 15cm dpaisseur, bord en

rive par un acrotre de 15cm dpaisseur, de 40cm de hauteur et traverse par huit

(08) goulottes, permettant lvacuation des eaux pluviales. Au sommet de la coupole

est positionn un lanterneau daration mini de quatre lucarnes protges par des

persiennes et un grillage moustiquaire en acier galvanis. Cette coupole reois un

complexe disolation thermique et dtanchit multicouche et trois trmies avec

relevs permettant laccs la cuve et fermes par des chssis en acier inoxydable

de dimensions appropries (trou dhomme de 1.00mx1.00m permettant linstallation

dune chelle crinoline ; une ouverture jour sur le dessus du lanterneau

galement de 1.00mx1.00m ; une trappe de manuvre au dessus de la crpine de la

conduite daspiration de la station de pompage.




32

Cotes

(m)

N1 fond de fouille

fondation

N2 Base

cuve

N3 Radier

cuve

N5

crpine

N6 plan

d'eau

Rservoir

BRA 307.90 308.30 310.80 309.30 315.30

Tableau 3: dtails des diffrents niveaux du rservoir deau BRA

Photo 2 : Vue dune bche de stockage en construction




33

VI.3. La station de pompage

La station de pompage est constitue dune ossature en bton arm, partiellement enterre,

mise en uvre sur une forme de bton de propret de 0.10 m dpaisseur et comprenant :

Un radier gnral de 25cm dpaisseur, couvrant toute la surface intrieure du

btiment de 12.75mx8.80m. Dans ce radier est implante une partie en dcaiss de

2.40mx3.60m permettant la mise en place de la tuyauterie daspiration de diamtre

1000mm ;

Des voiles enterres de 20cm dpaisseur et de 3.20m de hauteur, avec poteaux

incorpors reportant sur les supports horizontaux et verticaux sur le radier ;

Dans ces voiles seront incorpores des manchettes dancrage de diamtre 1000mm

permettant les raccordements des canalisations daspiration depuis le rservoir et le

refoulement.

Une superstructure en lvation au-dessus du terrain naturel, prvus en maonnerie

renforce par des raidisseurs verticaux et chanages horizontaux en bton arm, le

tout destin recevoir un enduit ciment sur les parements intrieurs et extrieurs .

Dans ces parois en lvation sont prvues des rservations pour chssis dclairage

sur les longs des pans et les accs sur les pignons ;

Un niveau intermdiaire partiel, constitu dune dalle en bton arm de 25cm

dpaisseur, situ le long du pignon, reposant sur un poteau intermdiaire 20x30cm

servant de support aux armoires lectriques et les accs des quipements. Les

rservations sont prvues dans cette dalle intermdiaire pour la mise en place des

escaliers daccs et garde corps mtallique en rive de dalle ;

Des massifs en bton arm implants pour servir de support aux quipements

hydrauliques (pompes et canalisations etc..). Les massifs recevant des quipements

qui transmettent des vibrations (pompes) seront dsolidariss de la structure du

btiment ;

Le long des massifs supports, il sera incorpor, en outre , un caniveau dans le radier

pour ramener les eaux vers le regard destin tre quip de pompe de relevage

pour vacuer les eaux de ruissellement vers lextrieur ;




34

Une toiture en bton arm, compose de poutre de 30cmx70cm, de 8.80m de porte,

supportant une dalle en bton de 16cm dpaisseur destine recevoir un complexe

dtanchit.

Ces poutres serviront, en outre, de support aux chemins de roulement des palans de trois

(03) tonnes prvus pour la manutention des quipements de la station de pompage.

La dalle sera termine en rive par un relev format acrotre, au travers duquel seront

rservs des passages pour vacuation des eaux de pluies.




35

VII. LES ESSAIS GEOTECHNIQUES

But

Cette tape a pour objet, de dfinir plus prcisment la stratigraphie et les

caractristiques physiques et mcaniques des sols et de prciser la profondeur de la nappe

phratique.

Les rsultats ainsi obtenus doivent permettre de juger de la continuit et de

l'homognit des sols de fondation de l'ouvrage concern et de localiser les difficults

gotechniques et les zones difficiles ("points dlicats"), tels que les terrains compressibles,

les zones instables, les formations solubles

Pour des ouvrages poss au sol ou semi enterrs tels que les chteaux d'eau, les

rservoirs et les cuves, il y a lieu de prvoir des sondages (destructifs, carotts

ventuellement, pntromtriques), de mme lutilisation du pressiomtre est envisager.

Ceci permettra de tester l'homognit des sols, et mme, si l'importance des problmes le

justifie, de caractriser mcaniquement les familles de sols rencontrs (caractristiques de

cisaillement et de compressibilit par exemple) par des essais classiques de mcanique des

sols en nombre limit. La pose de pizomtres, ce stade, peut tre trs utile.

Ces diffrents essais permettront de dterminer :

La nature des sols de fondations ;

La contrainte admissible du sol qad ;

Les tassements prvisibles sous les ouvrages ;

Les prcautions observer ;

Les caractristiques mcaniques du sol, serviront pour la dtermination du niveau dassise et

du type de fondations de louvrage.

C est ainsi quil a t effectu sur le site RA, dans lemprise du chteau deau, de la bche

semi-enterre, et de la station de pompage, des tudes gotechniques (des sondages la

pelle, un essai pressiomtrique sous le chteau, des essais pntromtriques, des essais

granulomtriques, des essais proctor et les limites dAtterberg).




36

VII.1. Les essais in situ

Les essais in situ sont des essais effectus, sur le site et dont les rsultats seront analyss

ultrieurement. Ces essais sont dtaills ainsi quil suit :

VII.1.1. Le sondage pdologique carott

Il a t effectu, sous chacun des ouvrages du site RA, des sondages carotts la

pelle, sur une profondeur de 3.50m pour la station de pompage et de 3.30m pour le chteau

et la bche de stockage. Ces sondages carotts, ont pour objectif, dune part davoir une

trs bonne identification des sols en profondeur et dautre part de fournir du matriel pour

les essais au laboratoire.

Un autre sondage lourd et destructif a t excut sous lemprise du chteau. Ce

sondage est excut pour lessai pressiomtrique. Elle a t effectue avec une petite

sondeuse jusqu 11.00m de profondeur.

Ces diffrents sondages ont permis dtablir la coupe gotechnique ci dessous.

0.00m 0.000.00m

0.50m

1.80m

2.50m

3.50m

Argile sableuse

Carapace

latritique

Grave latritique

Argile

latritique

kaolonise

graveleuse

Coupe gotechnique

sous la station de

pompage

Argile sableuse

Cuirasse

Argile graveleuse

0.25m

1.20m

2.80m

3.30m

Argile

latritique

kaolonise

graveleuse

0.40m

Argile graveleuse

Argile sableuse

Cuirasse

Argile

latritique

kaolonise

graveleuse

0.70m

1.90m

3.30m

Coupe gotechnique

sous le chteauCoupe gotechnique sous la bche

Figure 2:Coupe gotechniques

sous les ouvrages

Figure 2: Coupe gologique sous les diffrents ouvrages




37

VII.1.2. Lessai pressiomtrique

Lessai pressiomtrique est effectu dans lemprise du chteau deau.

Principe :

Lessai pressiomtrique consiste, effectuer une mise en charge latrale du terrain,

grce une sonde, descendue dans un avant trou sensiblement de mme diamtre ,

parfaitement ralis, car il ne doit pas modifier les caractristiques du sol in situ.

Cette sonde est dilatable radialement par application dune pression interne

croissante. On dtermine les dformations correspondantes en mesurant la variation du

volume de la cellule centrale.

La dilatation est obtenue par injection deau sous pression dans une cellule de

mesure constitue, par une gaine en caoutchouc comprise entre deux cellules de garde, de

mme diamtre, destines assurer une rpartition sensiblement uniforme des contraintes

et des dformations au droit de la cellule de mesure.

Lessai pressiomtrique sur le site de RA est conduit comme suit :

Ralisation dun sondage lourd destructif jusqu 11.00m de profondeur ;

Excution dessai pressiomtrique tous les un mtre partir de 3.00m jusqu 10.00m

11.00m

10.00m

8.00m

6.50m

1.50m

0.50m

0.00m

Arne grenue

Arne granitique argileuse

Argile latritique ocre

Argile latritique

graveleuse plus

grains de quartz

Carapace latritique

Terrain vgtal

Figure 3: coupe gotechnique sous le

chteau pour l'essai pressiomtrique




38

- Figure 3:Coupe gotechnique sous le chteau

VII.1.3. Rsultats de lessai pressiomtrique

Les rsultats de lessai pressiomtrique servent pour le calcul de la stabilit des

fondations (superficielles et profondes) et celui des tassements, dans le cas o les

phnomnes de consolidation ne sont pas prpondrants. Pour les calculs de la capacit

portante et du tassement, on utilisera les formules de L.Mnard.

Les rsultats de lessai pressiomtrique sous le chteau se trouvent dans le tableau

ci-dessous.

Ce tableau donne la profondeur de lessai, le module de dformation le rapport lP

E et la

pression limite.

Profondeur (m) 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00

Module de

dformation E 642 228 188 51 67 119 97 225

Pression Limite Pl 31 22 21 16 14 15 16 26

Rapport E/Pl 12 10 9 3 5 8 6 9

Tableau 4:Les rsultats de lessai pressiomtrique sous le chteau

Le tableau qui suit donne les diffrentes couches et la pression limite moyenne dans

chaque couche.

Tableau 5: Tableau de la pression limite dans chaque couche

Profondeur (m) De 3,00m

6,50m De 6,50m

8,00m De 8,00m

10,00m

Couche gologique

Argile latritique graveleuse plus

de grains de quartz

Argile Ocre Arne granitique

argileuse

Pression limite moyenne (Bars)

19,39 14,5 15,49




39

Le module de dformation E sert pour les calculs de tassement ;

La pression limite Pl, qui correspond par dfinition la limite de rupture du terrain, intervient

dans les calculs de stabilit des fondations.

Le rapport lP

E est une caractristique du sol tudi. On trouve des valeurs leves de ce

rapport (12-30) pour les sols surconsolids tandis que les faibles valeurs (5-8) se rencontrent

plutt dans les terrains alluvionnaires. Statistiquement, ce rapport varie entre 8 et 12 pour les

sols courants. Les valeurs de lP

E gales 3 et 5 (trouve la profondeur 6.00m et 7.00m)

montre gnralement que le terrain a t remani ou altr. Ce remaniement peut tre

produit accidentel pendant lessai.

En comparant les valeurs du rapportlP

E du tableau N5 avec le tableau indiquant lordre de

grandeur du rapport lP

E voir annexes N12 nous en concluons que le terrain est :

Normalement consolid entre 3.00m et 6.00m

Altr ou remani entre 6.00m et 8.00m

Sous-consolid entre 8.00m et 10.00m

VII.1.4. Essai pntromtrique

Principe

Lessai pntromtrique consiste enfoncer dans le sol un train de tiges (de diamtre

compris entre 3 et 6 cm). Selon le mode de pntration, on distingue :

Le pntromtre dynamique : dont le train de tiges est enfonc par battage dune

masse connue, souleve dune hauteur h connue, et qui percute le train de tiges. Le

train de tiges est enfonc laide dun mouton (masse frappante) de petites

dimensions. On compte le nombre de coups N ncessaire pour enfoncer le train de

tiges de 10cm de diamtre .On dduit la rsistance de la pointe grce la formule

des hollandais

HgMMMe

MPp

et

A

Rq

p

d Avec A : la section de la pointe




40

M : Masse frappante appele mouton en Kg

M : Masse frappe compose du pntromtre et de ses accessoires

H : Hauteur de chute de la masse frappante

e : Pntration moyenne par coup

On reporte alors le nombre de coup ou de la rsistance en pointe RP en fonction de la

profondeur.

Le pntromtre Statique : dont le train de tiges est enfonc laide dun vrin

install sur un vhicule lourd. Le train de tiges, termin par une pointe, est enfonc

avec une vitesse lente et constante. Il permet dobtenir sparment la contrainte sous

la pointe qd et la rsistance au frottement fs.

Les rsultats sont reprsents par des graphiques donnant qd et fs en fonction de la

profondeur

Lessai pntromtrique est ralis au droit de chaque ouvrage, sur une profondeur de

4.20m .Les rsultats obtenus partir de ces essais, excuts en fond de fouille sont donns

dans le tableau ci-dessous.

Ouvrages Profondeur (m) Contrainte qd (Mpa)

Chteau d'eau

Fond de fouille 0,50 m 0,15

A partir de 0,50 m 0,25

Bche de stockage

Fond de fouille 0,40m 0,15


Station de pompage

De 0,40 2,80 m 0,40

De 0,40 2,80 m 0,25


Tableau 6: Les contraintes dans le sol en fonction de la profondeur sous diffrents ouvrages




41

VII.1.5. Influence de la fondation sur louvrage

Les essais gotechniques effectus sur le site RA, ont t fait au plus 11.00m de

profondeur sur la couche darne grenue.

Le radier du chteau a un diamtre de 18.60m et celui de la bche 23.60m. Nous savons

que linfluence dun radier ou dune fondation peut atteindre une profondeur gale la plus

grande dimension du radier ou de la fondation de louvrage. Dans notre cas linfluence du

radier peut atteindre 18.60m de profondeur pour le chteau et 23.60m pour la bche.

Ceci tant, nous pouvons conclure que la profondeur de sondage de 11.00m, semble

insuffisante pour les sondages ncessaires pour les essais.

VII.2. Les essais de laboratoire

Il a t effectu sur le site RA, deux essais de laboratoire, qui sont lessai granulomtrique

et lessai proctor.

VII.2.1. Lanalyse granulomtrique

Lanalyse granulomtrique a pour but de dterminer, les proportions pondrales des

grains de diffrentes tailles dans le sol.

Elle seffectue :

Par tamisage (tamis maille carre) pour les diamtres suprieurs 80 m . Un

mode de reprsentation commode des rsultats de lanalyse granulomtrique est le

trac de la courbe granulomtrique. Elle reprsente pour chaque dimension dy de

particule, le poids (ou masse) y des particules de cette taille ou de tailles

infrieures. Ce poids est exprim en pourcentage par rapport au poids total de la

matire sche de lchantillon tudi. La courbe est trace en coordonnes semi-

logarithmiques. En abscisse nous avons les diamtres des tamis correspondant aux

diamtres des refus et en ordonne est report le pourcentage des tamisats

cumuls.

Par sdimentomtrie pour les grains plus fins de diamtre infrieur 80 m . Lessai

consiste laisser une suspension de sol se dposer au fond dune prouvette pleine

deau. Plus les grains sont fins, plus la vitesse de dcantation est lente conformment

la loi de Navier Stockes sur la vitesse de chute de billes sphrique dans leau




42

VII.2.2. Lessai proctor

Lessai proctor a pour but de dterminer, pour un compactage normalis dintensit donne,

la teneur en eau optimale ( % ) et le poids spcifique sec maximal ( d )

Le sol en place est prlev, et soigneusement homognis. Dans une moule Proctor de

diamtre mmmoule 6.101 et de hauteur mmhmoule 117 . On compacte le matriau pour

diffrente teneur en eau. Le compactage est fait en trois (3) couches et chaque couche est

compacte 25 coups. La hauteur de chute de la dame de compactage est cmhchute 50.30 et

sa masse est Kgmd 460.2 . Loptimum proctor est atteint lorsque laugmentation du poids

de sol humide est infrieure la diffrence des quantits deau ajoute pour les derniers

compactages.

Ces deux facteurs influencent fortement sur le compactage dun sol :

La teneur en eau : Pour une nergie de compactage donne, si on fait varier la

teneur en eau % dun chantillon de sol et lon reprsente graphiquement la

variation du poids spcifique d en fonction de cette teneur en eau, on obtient une

courbe en cloche qui reprsente lOptimum Proctor. Cela sexplique par le fait que si

la teneur en eau est leve, leau absorbe une partie importante de lnergie de

compactage sans aucun profit de plus elle occupe la place des grains solides . Par

contre si la teneur en eau est trop, leau joue un rle de lubrifiant non ngligeable.

Linfluence de la nature des sols : La forme de la courbe Proctor est fonction de la nature du

sol. Plus le sol est fin et plus loptimum est marqu (cest le cas de lagrile plastique) et plus

le sol est sablonneux plus la courbe est aplatie.

Masse de la

dame (Kg)

Hauteur de

chute (cm)

Nombre de

coups par

couche

Nombres de

couches

45,7 25 3 2,71ESSAI P

RO

CTO

R

Energie de compactage

Kj/dm3

Proctor

Normal 30,5 25 3 0,59

Proctor

Modifi

Tableau 7:Conditions Normalises pour les essais proctor

Les rsultats des essais proctor effectus sur le site se trouvent voir annexes N6-7-8




43

Les valeurs de la teneur en eau optimale ( % ) et le poids spcifique sec maximal ( d ) sont

obtenues aprs avoir trac la courbe d en fonction de % et correspond loptimum de la

courbe.

La teneur en optimale % et la densit sche d des rsultats des essais effectus sur le

site RA se trouvent dans le tableau ci-dessous. Les courbes proctor se trouvent aux

annexes N11-12-13

ESSAI PROCTOR

Ouvrage Teneur en eau

(%)

Densit sche

d (kN/m3)

Chteau d'eau 12,5 18

Bche semi-enterre 11,7 20

Station de pompage 13,4 18,8

Tableau 8: Tableau des optimums proctor sous les diffrents ouvrages

Bche Chteau Station de pompage

Limite de liquidit wl (%) 43 70 40

Limite de plasticit wp (%) 22 30 24

Indice de plasticit Ip (%) 21 40 16

Etat du sol Plastique Plastique Plastique

Tableau 9: Les rsultats des limites d'Atterberg au droit de chaque ouvrage




44

VII.3. Interprtation des rsultats

Lallure de la courbe proctor (voir Annexes), trs aplatie, montre que le matriau en

place au droit de chaque ouvrage est de nature argilo-sableux.

Cette couche se retrouve une profondeur de 0.50m sur les diffrentes coupes

gologiques issues des sondages.

Les rsultats des limites dAtterberg nous amne conclure que ces matriaux sont

plastiques.

Ces matriaux pourront donc constituer priori un bon remblai du point de vue

tolrance lexcution, car peu sensibles la teneur en eau.

Il serait plus intressant, pour ltude gotechnique, deffectuer des essais de

cisaillement sur le sol :

Lessai de cisaillement, non consolid, non drain pour connatre le comportement du

terrain court terme ;

Lessai de cisaillement, consolid, drain, pour connatre le comportement du terrain

long terme ;

VII.4. Calcul de la capacit portante du sol

Pour le calcul de la capacit portante des fondations nous utiliserons la formule de

Mnard relative aux fondations superficielles. La capacit portante des fondations

superficielles est donne par la formule:

00 PPkqq ld adq

Avec

0qqd : La surcharge qui entranerait la rupture du sol

q0 : la contrainte au niveau de la fondation avant sa construction

P0 : Pression horizontale du terrain au repos au moment de lessai P0=0

k : Coefficient de proportionnalit qui dpend du type de terrain, de la profondeur

dencastrement D, et de la forme de la fondation

Compte tenu du faible encastrement du radier 3.60m, on peut ngliger la contrainte verticale

au niveau du sol de fondation q0=0 et on prend un coefficient de scurit gal 3.




45

La pression limite est la moyenne gomtrique des valeurs nettes (Pl-P0) sur toute

lpaisseur des couches compressibles, compte tenu de la faible paisseur de ces couches

par rapport la largeur du radier (rgle R4 de la notice gnrale Mnard D 60)

La pression limite vaut alors :

8 2616151416212231 lP = 1939 kpa

Or cette valeur est trs suprieure, compare la plus petite valeur de la pression limite

obtenue dans la couche dargile ocre qui est de 1400kpa. Pour tre dans le cas, le plus

dfavorable, nous utiliserons la valeur minimale de la pression limite qui est Pl=1400kpa pour

le calcul de la capacit portante du sol.

En admettant que lencastrement quivalent est gal lencastrement rel, on a donc

31.065.11

60.3

R

D On prend alors K=0.8 la capacit portante du sol sera alors

lad pK

q 3

ce qui donne Mpabarsqad 40.073.340.13

8.0

La capacit portante du sol est qad0.40Mpa

Cette valeur de la capacit portante, correspond la capacit portante dune couche de

grave latritique.

VII.5. Calcul du tassement

Lestimation du tassement seffectue dans le cas dune multicouche couche, laide de la

formule

in

i i

iii

h

zdzz

zzzs

10

Formule dans laquelle

z Est la contrainte verticale la profondeur z, due la surcharge apporte au

terrain par la fondation ;

z Est le module pressiomtrique la profondeur z ;

z Coefficient de structure, variable selon la nature du matriau et le rapport lP

E

obtenu avec le pressiomtre ;


Thme : Analyse des tudes gotechniques, et vrification du dimen

bingdimension de bache à eauuimatchi donatien benoît 2

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