controle qualite d’un materiau traite en liant

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

Mention : Science et Ingénierie des Matériaux

Parcours : Matériaux Métalliques et Céramiques

Mémoire de fin d'études en vue de l'obtention du diplôme de master II en Matériaux

Titre : Ingénieur

Présenté par : RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly

Directeur de mémoire : Docteur RANAIVOSON Andriambala Hariniaina

- Promotion 2014 -

CONTROLE QUALITE D’UN MATERIAU TRAITE EN LIANT

HYDROCARBONE (cas d’un BBSG) AVEC UN PROGICIEL DE

CONFORMITE

Polytechnique,

Premier partenaire

des Professionnels

Mémoire de fin d'études en vue de l'obtention du diplôme de master II en Matériaux

Titre : Ingénieur

Présenté par : RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly

Président : Professeur titulaire RANAIVONIARIVO Velomanantsoa Gabriely

Soutenu le 01 Avril 2015 devant la Commission d’Examen composée des

examinateurs suivants :

Professeur Titulaire RANAIVONIARIVO Velomanantsoa Gabriely

Docteur RAKOTOMALALA Zolimboahangy

Docteur RASOANOAVY Faliniaina

Directeur de mémoire : Docteur RANAIVOSON Andriambala Hariniaina

- Promotion 2014 -

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

Mention : Science et Ingénierie des Matériaux

Parcours : Matériaux Métalliques et Céramiques

CONTROLE QUALITE D’UN MATERIAU TRAITE EN LIANT

HYDROCARBONE (cas d’un BBSG) AVEC LE PROGICIEL DE

CONFORMITE

Polytechnique,

Premier partenaire

des Professionnels

REMERCIEMENTS

Tout d’abord je rends grâce au Seigneur Dieu tout puissant pour son amour et sa bénédiction qui

m’a permis de mener à terme ce travail. Aussi, le présent rapport n'aurait pas vu le jour sans l'aide

bienveillante, la compréhension et le dévouement d'un certain nombre de personnes qui, par leur présence

et leurs conseils, m'ont apporté leur soutien. En conséquence :

Monsieur le Professeur Titulaire ANDRIANARY Philippe Antoine, Directeur de l’Ecole

Supérieure Polytechnique d’Antananarivo de nous avoir accueilli au sein de son établissement

durant ces cinq dernières années d’étude ;

Au Docteur RANDRIANARIVELO Frédéric, chef de département Science des Matériaux et

Métallurgie qui ne cesse d’améliorer la formation au sein de ce département ;

Au Docteur RANAIVOSON Andriambala Hariniaina, Maître de Conférences au sein de l’Ecole

Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, et Encadreur de ce mémoire, pour son encadrement

minutieux, calme et efficace, qui a consacré son temps pour me guider lors de l’élaboration de ce

mémoire ;

Tous les examinateurs qui ont voulu accepter de juger mon travail, malgré leurs multiples

occupations, en conséquence :

Professeur Titulaire RANAIVONIARIVO Velomanantsoa Gabriely,

Docteur RANARIVELO Michel

Docteur RAKOTOMALALA Zolimboahangy

Les personnels de l’entreprise COLAS Madagascar, qui m’ont donnée de précieux conseils et

documentations pour l’élaboration de ce mémoire ;

Tous les corps enseignants au sein de l’ESPA, en particulier de la filière Science et Ingénierie des

Matériaux en reconnaissance de ses abnégations ;

Je ne saurais oublier ma famille dont j’exprime ma reconnaissance pour son soutien et encouragement

jusqu’à maintenant, plus particulièrement à mes parents et à Dida qui ont considérés tant d’effort pour

moi durant ces études universitaires et surtout de n’avoir jamais cessé de prier pour moi.

Et pour n’émettre aucun oubli, je tiens à exprimer également mes sincères reconnaissances à ceux

qui ont, de près ou de loin, contribué à l’aboutissement de ce mémoire.

RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly

I I

SOMMAIRE

INTRODUCTION REMERCIEMENTS

PARTIE I : GENERALITES

CHAPITRE I. L’ENTREPRISE ET SES ACTIVITES

I. Généralité

II. Organigramme général

III. Le Service Technique et Laboratoire (STL)

IV. Organigramme du STL

V. Présentation du site PK13

CHAPITRE II. RAPPEL SUR LE LABOROUTE

I. La presse à cisaillement giratoire

II. L’essai de tenue à l’eau DURIEZ

III. L’essai d’orniérage

IV. Essai de module

V. Essai de fatigue

CHAPITRE III. RAPPEL SUR LA QUALITE

I. Définition

II. Notion de contrôle qualité

III. Principe Qualité

IV. Politique qualité de l’Entreprise

PARTIE II : METHODOLOGIE (QUALITES ET ESSAIS)

CHAPITRE IV. LES CERTIFICATIONS A APPLIQUER

I. Définition

II. Certification suivant la norme ISO 9001 :2008

III. Certification d’OHSAS 18001 : 2007

IV. Agrément Laboroute

CHAPITRE V. IDENTIFICATION DES GRANULATS

I. Généralité sur les granulats

II. Les essais d’identification de granulat pour chaussée

CHAPITRE VI. IDENTIFICATION DU LIANT HYDROCARBONE

I. Définition

II. Bitume


II II

III. Fabrication des émulsions

CHAPITRE VII. MATERIAUX TRAITES EN LIANT HYDROCARBONE (LE BBSG)

I. Domaine d’application

II. Conditions d’emploi

III. Caractéristique du mélange

PARTIE III : RESULTATS ET DISCUSSION

CHAPITRE VIII. RESULTATS DE FABRICATION D’UN BBSG

I. Désignation

II. Table de réception

III. Identifications des granulats et du liant hydrocarboné

IV. Etude de formulation de niveau 1 :

V. Etude de formulation de niveau 2

VI. Conclusion partielle

CHAPITRE IX. PROPOSITIONS D’AMELIORATION

I. L’essai Marshall

II. Teneur en liant et analyse granulométrique

III. Effectuer les niveaux 3 et 4

IV. Vérification des procédés de stockage

CHAPITRE X. ETUDE ECONOMIQUE

I. Délai de réalisation des essais au laboratoire central

II. Barème des essais

III. Divers

CHAPITRE XI. IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX

I. Définition

II. Identification des impacts potentiels

III. Atténuation des impacts

CHAPITRE XII. CONCEPTION D’UN LOGICIEL POUR LA VERIFICATION DE LA

QUALITE D’UN PRODUIT FABRIQUE AU PK13

I. Langage de programmation

II. Les différentes parties du logiciel

III. Organigramme

IV. Guide d’utilisation du logiciel

CONCLUSION


III III

Symboles et abréviations

Symboles

Symbole Désignation

α Angle d’inclinaison

F Force

ng Nombre de giration

V Teneur en vide

G Granulat

D Diamètre

d/D Diamètre minimal/Diamètre maximal

r Résistance avec immersion

R Résistance sans immersion

P Pression pneumatique

ω Vitesse angulaire

φ Angle de phase

ε Déformation (coefficient de Poisson)

σ Contrainte (module de Young)

K Module de richesse


IV IV

Abréviations

Abréviation Désignation

ESPA Ecole Supérieure Polytechnique

d’Antananarivo

LCT Laboratoire Centrale de Tananarive

QHSE Qualité Hygiène Sécurité Environnement

TP, GC Travaux Publics, Génie Civil

CMIP Construction et Maintenance d’Infrastructures

Privées

BCI Bâtiment et Constructions Industrielles

STL Service Technique et Laboratoire

RN Route Nationale

PK Point Kilométrique

PCG Presse à Cisaillement Giratoire

BBSG Béton Bitumineux Semi-Grenu

BBME Béton Bitumineux à Module Elevé

BBDr Béton Bitumineux Drainants

GB Graves Bitume

EME Enrobé à Module Elevé

BBMA Béton Bitumineux à Module en Aéronautiques

NF / NF P Norme Française

NF EN Norme Française issue d’une Norme

Européenne

NF EN ISO Norme Française issue d’une Norme

Européenne issue d’une norme Internationale

P ou ME LCT Norme Interne de COLAS Madagascar

ISO Organisation Internationale de Normalisation

OHSAS Management de la Santé et de la Sécurité au

travail

IDRRIM Institut Des Routes, des Rues et des

Infrastructures pour la Mobilité

CALG Comité d’Agrément des Laboratoires

Géotechniques du Ministère des Travaux

Publics de Madagascar

MVR Masse Volumique Réelle

LA Los Angeles

MDE Micro Deval

A Aplatissement

VB Valeur au Bleu

ES Equivalent de sable


V V

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Organigramme général de l’entreprise ...................................................................... 5

Figure 2 : Organigramme du STL .............................................................................................. 7

Figure 3 : Photo satellite du site PK13 ....................................................................................... 8

Figure 4 : Entrée de l’usine d’émulsion sur le site du PK13 ...................................................... 8

Figure 5 : Cuve de stockage de l’émulsion ................................................................................ 9

Figure 6 : Carrière ...................................................................................................................... 9

Figure 7 : Installation de Concassage ....................................................................................... 10

Figure 8 : Différents niveaux dans la formulation d’un enrobé ............................................... 12

Figure 9 : Presse à cisaillement giratoire de Colas Madagascar .............................................. 13

Figure 10 : Schéma du mouvement de l’éprouvette ................................................................. 13

Figure 11 : Courbe de spécification des différents produits ..................................................... 15

Figure 12 : Compacteur Duriez ................................................................................................ 16

Figure 13 : Conservation des éprouvettes pour l’essai DURIEZ ............................................. 17

Figure 14 : Orniéreur ................................................................................................................ 18

Figure 15: Principe d’un ornièreur ........................................................................................... 18

Figure 16 : Courbe des valeurs maximum normalisées d’ornière ............................................ 19

Figure 17 : Courbe de spécification du module en traction directe.......................................... 21

Figure 18 : Pente de la droite de fatigue ................................................................................... 22

Figure 19 : Modèle d’un système de management qualité basé sur les processus ................... 24

Figure 20 : Roue de Deming .................................................................................................... 25

Figure 21: Principe Qualité de la fabrication d’un enrobé ....................................................... 27

Figure 22 : Courbes visée et mélange ...................................................................................... 52

Figure 23 : Courbe d’analyse granulométrique dans le fuseau de spécification de BBSG ..... 59

Figure 24 : Interface d’entrée des données de la teneur en liant .............................................. 68

Figure 25 : Interface de calcul de la teneur en liant non conforme .......................................... 69

Figure 26 : Interface de calcul de la teneur en liant conforme ................................................. 69

Figure 27 : Interface d’entrée des données de la teneur en liant .............................................. 70

Figure 28 : Courbe granulométrique avec abaque et calcul de MVRg et K ............................ 71


VI VI

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Spécification de la résistance à la fatigue d’un BBSG .......................................... 22

Tableau 2 : Essais agréés en matériaux traités en liant hydrocarboné ..................................... 31

Tableau 3 : Essais agréés en granulat ....................................................................................... 32

Tableau 4 : Essais agréés en liant hydrocarboné ...................................................................... 33

Tableau 5 : Essais d’identification de granulat pour chaussée ................................................. 35

Tableau 6 : Essais d’identification de granulat détaillé ............................................................ 36

Tableau 7 : Essais de réception de bitume ............................................................................... 40

Tableau 8 : Essais de réception de bitume détaillé ................................................................... 41

Tableau 9 : Essais de contrôle de réception des émulsions ...................................................... 43

Tableau 10 : Essais de contrôle de réception des émulsions détaillés...................................... 43

Tableau 11 : Déflexion caractéristique maximale du support .................................................. 45

Tableau 12 : Spécification du module de richesse .................................................................. 46

Tableau 13 : Spécification des pourcentages de vides ............................................................. 47

Tableau 14 : Performances mécaniques d’un BBSG ............................................................... 47

Tableau 15 : Désignation de réception ..................................................................................... 49

Tableau 16 : Table de réception ............................................................................................... 49

Tableau 17 : Désignation de normes utilisées .......................................................................... 50

Tableau 18 : Formulation ......................................................................................................... 50

Tableau 19 : Caractéristique du mélange ................................................................................. 50

Tableau 20 : Caractéristique des granulats ............................................................................... 50

Tableau 21 : Résultat des essais bitume ................................................................................... 51

Tableau 22 : Caractéristique des granulats ............................................................................... 51

Tableau 23 : Résultat de l’essai PCG ....................................................................................... 53

Tableau 24 : Résultat de la sensibilité à l’eau .......................................................................... 53


VII VII

Tableau 25 : Résultat d’Orniérage ........................................................................................... 54

Tableau 26 : Spécification des BBSG ...................................................................................... 54

Tableau 27 : Résultat de l’essai Marshall ................................................................................. 56

Tableau 28 : Teneur en liant avant extraction .......................................................................... 56

Tableau 29 : Teneur en liant après extraction .......................................................................... 56

Tableau 30: Analyse granulométrique après extraction ........................................................... 57

Tableau 31: Spécification d’un BBSG ..................................................................................... 58

Tableau 32: Délai de réalisation des essais .............................................................................. 61

Tableau 33 : Barème des essais ................................................................................................ 61

Tableau 34 : Barème des prestations diverses .......................................................................... 62

Tableau 35 : Impacts potentiels ................................................................................................ 63


VIII VIII

LISTE DES ANNEXES

ANNEXE 1 : CONFECTION D’EPROUVETTES

ANNEXE 2 : ESSAI MARSHALL

ANNEXE 3 : TENEUR EN LIANT

ANNEXE 4 : COMPARAISON DES ESSAIS DE MODULE COMPLEXE ET DE

RESISTANCE A LA FATIGUE

RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly 1

INTRODUCTION

Les spécifications des matériaux bitumineux utilisés dans la construction routière sont

en constante évolution. Au début, elles étaient plus intuitives et basées sur le jugement

d'ingénieur. Elles étaient ainsi nommées prescriptions de moyens à l'intérieur desquelles le

client spécifiait exactement les matériaux et les procédures auxquels l'entreprise devrait se

conformer.

Dans les années 70, elles ont évolué vers les spécifications sur les produits finis où

l'entreprise a commencé à assumer de plus grandes responsabilités sur les contrôles de qualité

et sur les méthodes de construction et de formulation. Les clients ont alors concentré leurs

activités sur la conception et sur les critères d'acceptation à base statistique. Ce changement a

conduit à de nouveaux systèmes qualité.

Les prescriptions des moyens et les spécifications sur les produits finis ne garantissent

pas la performance. Ainsi, il y a eu un accroissement d'intérêt considérable en vue de développer

des spécifications de performance basées sur les attributs affectant la performance. Bien que ce

type de spécification soit la prochaine étape logique, les autres types de spécification vont

continuer d'être utilisées selon le projet, étant donné qu'elles doivent rencontrer les besoins de

l'industrie et des clients.

L’objectif de notre travail était de trouver une méthodologie optimale de vérification de

la conformité des produits fabriqués dans le site industriel de COLAS Madagascar, entre autre,

le Béton Bitumineux Semi Grenu. Ce mémoire décrit, en terme générique, l'évolution des

exigences du client visant à obtenir une performance satisfaisante, laquelle inclut les tolérances,

les spécifications et les systèmes qualité.

Ce facteur justifie le thème du présent mémoire intitulé : « CONTROLE QUALITE

D’UN MATERIAU TRAITE EN LIANT HYDROCARBONE (cas d’un BBSG) AVEC LE

PROGICIEL DE CONFORMITE »

La première partie du rapport contient un résumé de façon courante les généralités sur

l’entreprise, le laboroute ainsi que la notion de qualité. La partie suivante décrit la méthodologie

des spécifications et des systèmes qualité. La dernière partie donne les résultats de la réalisation,

la proposition d’amélioration avec une tendance vers les spécifications de performance et les


bénéfices substantiels qui sont entrevus pour les clients et les entreprises. Cette partie traite

aussi le progiciel proposé pour une vérification des spécifications d’un matériau traité en liant

hydrocarboné.

Enfin, le mémoire contient des recommandations en faveur de projets de recherche et

de programmes d'essais vraie grandeur sur les spécifications de performance.


PARTIE I : GENERALITES


CHAPITRE I. L’ENTREPRISE ET SES ACTIVITES

I. Généralité

Leader mondial de la construction et de l’entretien des routes, le groupe COLAS est lié

à toutes les formes d’infrastructure de transport, d’aménagement urbain et de loisirs, ainsi

que les activités associées à la mise en œuvre et à l’utilisation de bitume.

La Société Madagascar compte environ 4000 personnes réparties sur l’ensemble du

pays. Cette Agence, dont le siège est implanté à Antananarivo (capitale de Madagascar), est

divisée en quatre grands ensembles de centre : le centre route Nord, le centre route Sud, le centre

bâtiment et génie civil et le centre matériel.

D’autres structures existent et font partie intégrante du bon fonctionnement de l’Agence :

- Le service administratif ;

- Le service bureau d’étude structure et méthodes ;

- Le service étude de prix ;

- Le service topographie ;

- Le service carrière et concassage ;

- Le service qualité, hygiène, sécurité et environnement ;

- Le service technique et laboratoire.


II. Organigramme général

Figure 1 : Organigramme général de l’entreprise

Légende :

LCT : Laboratoire Central de Tananarive

QHSE Qualité Hygiène Sécurité Environnement

TP, GC : Travaux Publics, Génie Civil

CMIP : Construction et Maintenance d’Infrastructures Privées

BCI : Bâtiment et Constructions Industrielles

III. Le Service Technique et Laboratoire (STL)

Le Service Technique et Laboratoire est un service fonctionnel de la société COLAS

Madagascar dont le siège social est à Anosibe Antananarivo.


Le laboratoire Central de Tananarive (LCT), épine dorsale du STL, rénové en 2004 et agrandi

en 2008, est en mesure de réaliser plus de 100 essais conformément aux normes Internationales,

Françaises et Européennes en vigueur afin de contrôler, analyser, étudier et concevoir

l’ensemble des ouvrages liés à l’activité du Bâtiment et des Travaux Publics.

Le LCT est capable d’intervenir dans les domaines suivants :

Sols : Identification, classification, préconisation et étude

Matériaux traités aux liants hydrauliques (MTLH) : étude et analyses complètes

Mécanique des sols : essais géotechniques

Granulats : identification complète

Liants hydrocarbonés – Bitumes et émulsions : contrôle, identification et formulation

Liants hydrauliques – ciment : contrôle et identification

Mélanges hydrocarbonés à chaud et à froid : Contrôle et étude de formulation

Bétons – Mortiers – Coulis : Contrôle et étude de formulation

Le LCT intervient sur l’ensemble des territoires malgache. Des études spécifiques lui sont aussi

confiées par les entités de Colas de Océan Indien.

Les essais réalisés in situ concernent la mise en œuvre des terrassements et des chaussées et le

contrôle de fabrication dans les industries (carrières usines, centrale d’enrobage, centrale à

béton)

Le STL a également pour mission d’apporter son aide aux différentes entités de COLAS

Madagascar dans des domaines tels que :

Dimensionnement des structures de chaussées,

Rédaction de documents qualité,

Autre assistance sur chantier (visite, réunion de chantier, conseil et information)


IV. Organigramme du STL

Figure 2 : Organigramme du STL

V. Présentation du site PK13

Le site industriel implanté dans la Route Nationale 7 (RN7) dans le point kilométrique

13 (PK13), Ankasina – Fokotany Ambodiakondro – Commune rurale Ambohijanaka

Antananarivo Atsimondrano regroupe les usines d’émulsion, les postes d’enrobage et les

stations de concassage (carrières).


Figure 3 : Photo satellite du site PK13

V.1. Usine d’émulsion

L’usine d’émulsion de Colas Madagascar se trouve sur la RN7 dans le site PK13. Cette

usine est constituée d’une carrière, d’un poste d’enrobage et d’une usine d’émulsion. Sa gestion

est assurée par le service concassage de l’Agence Colas à Antananarivo. L’usine d’émulsion

fournit des liants hydrocarbonés employés pour la construction et pour l’entretien des

chaussées. Sa clientèle est composée essentiellement des Centres Route Nord et Sud de

l’Agence Colas Madagascar.

Figure 4 : Entrée de l’usine d’émulsion sur le site du PK13


Figure 5 : Cuve de stockage de l’émulsion

V.2. Carrière

Une des carrières de Colas Madagascar se trouve sur la RN7 au niveau du point

kilométrique 13. Sa gestion est assurée par le service concassage de l’Agence Colas à

Antananarivo.

Elle élabore des granulats employés pour la construction et l’entretien des chaussées ainsi que

pour la fabrication des bétons hydrauliques. Sa clientèle est composée essentiellement des

Centres Route Nord et Sud et du Centre Bâtiment et Génie Civil de l’Agence Colas Madagascar.

Figure 6 : Carrière


Figure 7 : Installation de Concassage


CHAPITRE II. RAPPEL SUR LE LABOROUTE

Le laboroute peut se définir comme un ensemble de techniques et essais concernant le

laboratoire de fabrication des produits routiers dans le respect des normes.

L’épreuve de formulation a pour objet d’établir les caractéristiques obtenues sur un mélange

hydrocarboné, identifié à l’issue d’une séquence d’essais bien définie.

L’épreuve se déroule en laboratoire, avant la réalisation du chantier, sur un mélange préparé

selon une méthode normalisée.

Les essais sont réalisés avec les matériaux visibles sur le chantier. Ils sont représentatifs, soit

de l’ouvrage projeté, soit de la production moyenne d’un fournisseur.

Selon le type d’enrobé, le degré de connaissance de la formule, et de l’usage prévu, l’épreuve

de formulation comprend des séquences d’essai adaptées. Ainsi, il est possible de distinguer 4

niveaux d’épreuve de formulation qui sont représentés sur la figure 6.

Le niveau 1 se fonde sur l’examen du pourcentage de vides à la presse à cisaillement giratoire

et sur la tenue à l’eau du mélange. Le niveau 1 est suffisant dans les cas courants de trafics

faibles ou moyens sans sollicitation particulière. L’épreuve de formulation de niveau 1 permet

alors de s’assurer de la « stabilité » des caractéristiques des composants par rapport à la formule

originale.

Le niveau 2 comprend les essais de niveau 1, complétés par un essai d’orniérage. Il correspond

aux formules destinées à des chaussées soumises à des contraintes particulières, en relation avec

des problèmes d’orniérage. L’utilisation du mélange sur des chaussées supportant un trafic

élevé, un trafic lent, canalisé ou une épaisseur forte implique le niveau 2.

Le niveau 3 introduit en plus un essai à caractère structurel, la détermination du module de

rigidité dans des conditions fixées.

Le niveau 4 prend en compte la résistance à la fatigue. Cet essai est exécuté lorsque les

performances mécaniques déterminées sur le mélange doivent être utilisées lors du

dimensionnement d’une structure de chaussée ou lorsqu’on souhaite effectivement vérifier que

les matériaux prévus sur le chantier conduisent aux performances spécifiées. [14]


Figure 8 : Différents niveaux dans la formulation d’un enrobé

NON

Essai Duriez

Validé

Essai d’Orniérage

Validé

Validé

Module

Fatigue

Formule retenue

Sélection et identification des constituants

Choix : Composition granulaire

(Courbe granulométrique)

Teneur en liant

Essai de compactibilité (PCG)

Niveau 1

Niveau 2

Niveau 3

Niveau 4

NON

NON


I. La presse à cisaillement giratoire

Le but de l’essai est d’étudier le comportement au compactage des enrobés hydrocarbonés

Figure 9 : Presse à cisaillement giratoire de Colas Madagascar

I.1. Principe

Le compactage est obtenu par pétrissage sous une faible compression statique d’un cylindre de

mélange hydrocarboné contenu dans un moule limité par des pastilles et maintenu à une

température fixée [3]. Cet effet de pétrissage simule l’effet des compacteurs à pneus sur le

chantier.

Figure 10 : Schéma du mouvement de l’éprouvette


La valeur de la force F doit rester constante pendant la durée de l’essai. Au cours de l’essai, la

section et la masse de l’éprouvette restent constantes, sa hauteur diminue continuellement.

L’enregistrement de cette dernière permet d’établir l’évolution du pourcentage de vides en

fonction du nombre de girations.

Chaque exemplaire de presse est conforme à un type. Pour chaque type, un réglage d’angle est

défini pour satisfaire au cours d’une épreuve expérimentale sur des matériaux centraux à des

résultats de compactage fixés. Pour chaque exemplaire de presse de ce type, l’angle est réglé à

la valeur ainsi définie.

I.2. Conditions de l’essai

- Angles d’inclinaison α prédéterminés pour répondre aux normes française, européenne

et américaine à ± 0,02° près. (pour le BBSG, la valeur de cet angle est de 1°)

- Vitesse de rotation : 30 tr/min à 10 % près

- Contrainte axiale : 6.105 Pa

Soit F, force axiale prédéterminée selon diamètre du moule à ± 10% près

F ≈ 10 550 N pour une moule Φ 150 mm

F ≈ 12 000 N pour une moule Φ 160 mm

- Température de l’essai : selon le grade du liant, en général de 140 °C à 180 °C ± 10°C

- Nombre de girations ng ≥ 100 (pour le BBSG, on a ng=200)

I.3. Calcul et expression des résultats

I.3.1. Expression des résultats

On mesure la hauteur de l’éprouvette pour en déduire l’évolution de la teneur en vides V en

fonction du nombre de giration ng.


I.3.2. Spécification des produits

Valeur normalisée de pourcentage de vide en fonction du nombre de girations par produit

Figure 11 : Courbe de spécification des différents produits


Légende :

BBSG et BBME (Béton Bitumineux Semi Grenu et Béton Bitumineux à Module Elevé)

BBMA (Béton Bitumineux à Module en Aéronautiques)

GB (Graves Bitume)

EME (Enrobés à Module Elevé)

BBDr (Béton Bitumineux Drainant)

II. L’essai de tenue à l’eau DURIEZ

La tenue à l’eau est mesurée au moyen de l’essai DURIEZ. La compacité d’un enrobé constitue

un indicateur complémentaire à l’essai de compactage à la Presse à Cisaillement Giratoire.

Figure 12 : Compacteur Duriez

II.1. Principe

Cet essai permet d’évaluer la tenue à l’eau d’un enrobé au travers de la mesure de la chute de

sa résistance en compression après une période d’immersion de 7 jours. [4]


Figure 13 : Conservation des éprouvettes pour l’essai DURIEZ

Les éprouvettes nécessaires à la réalisation de l'essai sont fabriquées par compactage statique à

double effet.

La tenue à l'eau est caractérisée par le rapport des résistances avec ou sans immersion.

II.2. Expression des résultats

La résistance à la compression simple à une température donnée, avec ou sans

immersion, est le rapport de la charge maximale à la section circulaire des éprouvettes. Il est

exprimé en mégapascals et représente la moyenne de quatre ou cinq mesures suivant la

dimension du mélange hydrocarboné soumis à l'essai.

On établit également le rapport de la résistance avec immersion r à la résistance sans immersion

R c’est-à-dire le rapport r/R.

II.3. Interprétation

Le rapport de la résistance après immersion à la résistance à sec donne la tenue à l'eau

du mélange. La résistance à sec est une approche des caractéristiques mécaniques, et la

compacité constitue un indicateur complémentaire à l'essai de compactage à la PCG.


III. L’essai d’orniérage

Cet essai a pour but de caractériser la résistance à l’orniérage des enrobés hydrocarbonés

dans des conditions comparables aux sollicitations sur la route. [5]

Figure 14 : Orniéreur

III.1. Principe

Le passage répété d'une roue équipée d'un pneumatique, soumettant une éprouvette

parallélépipédique de matériau hydrocarboné à une charge verticale, provoque une diminution

relative de l'épaisseur appelée ornière.

Figure 15: Principe d’un ornièreur

L'éprouvette est placée dans un moule et est testée dans des conditions isothermes, la surface

de l'éprouvette affleurant la partie supérieure du moule. La charge verticale est maintenue quasi-

constante par un dispositif approprié. Le pneumatique est animé suivant le grand axe de

l'éprouvette d'un mouvement sinusoïdal de fréquence et d'amplitude spécifiée.


III.2. Condition de l’essai

- Pression pneumatique : P = 600 ± 30 kPa

- Charge roulante appliquée : F = 5 000 N ± 50 N

- Fréquence du roulement relatif : 1 Hz ± 0.1 Hz

- Température de l’essai : selon consigne ± 2 °C (pour le BBSG 60 °C)

- Profondeur d’ornière généralement mesurée à 1 000, 3 000, 10 000, 100 000 cycles

III.3. Calcul et expression des résultats

III.3.1. Expression des résultats

On trace la courbe d'évolution de l’ornière en fonction du nombre de cycles ; forme de

régression appliquée :

Y = A (N/1 000) b

Avec :

- Y est la profondeur d'ornière à N cycles,

- A est la profondeur d'ornière à 1 000 cycles,

- b est la pente de la droite en coordonnées logarithmiques.

III.3.2. Spécification

Les valeurs maximum normalisées d’ornière par produit sont précisées dans la courbe suivante.

Figure 16 : Courbe des valeurs maximum normalisées d’ornière

(1)


Légende

BBSG et BBME (Béton Bitumineux Semi Grenu et Béton Bitumineux à Module Elevé)

BBMA (Béton Bitumineux à Module en Aéronautique)

GB (Graves Bitume)

BBDr (Béton Bitumineux Drainants)

IV. Essai de module d’Young

IV.1. Principe

La rigidité du mélange est déterminée par un essai de traction uni-axial (sur éprouvette

cylindrique ou parallélépipédique). La charge est appliquée dans un domaine de petites

déformations, en contrôlant le temps ou la fréquence, la température, la loi de chargement. [6]

IV.2. Interprétation

Le module (rapport de la contrainte à la déformation) est calculé pour chaque essai

élémentaire.

Grâce à l'équivalence temps-température, on trace la courbe maîtresse du module à une

température donnée. Cette représentation permet de connaître le comportement du mélange sur

un large spectre de temps de charge ou de fréquences.

La spécification porte sur le module à 15 °C et une fréquence de 10 Hz ou un temps de charge

de 0,02 s.

La contrainte imposée est σ(t) = σ0 sin ωt

La déformation résultante est ε(t) = ε0 sin (ωt+φ)

Avec

σ0 : contrainte initiale

ε0 : déformation initiale

φ : angle de phase caractérisant le caractère visqueux du matériau

ω : vitesse angulaire

Le module d’Young E est calculé à parti de l’équation suivante : E = σ

ε

IV.3. Mesure du module en traction directe, ESSAI MAER

La mesure de module de rigidité des enrobés à différentes vitesses de sollicitation et

sous forme de température E (15 °C, 10 Hz) utilisé pour le dimensionnement des chaussées.

(2)

(3)


On a la courbe de spécification suivante

Figure 17 : Courbe de spécification du module en traction directe

V. Essai de fatigue

V.1. Principe

Une éprouvette trapézoïdale est soumise, à une température et pour une fréquence de

chargement fixées, à une déformation imposée. Lorsque la contrainte appliquée pour maintenir

la déformation constante est diminuée de moitié, l'éprouvette est considérée comme

endommagée au nombre de cycles considéré [7].

V.2. Interprétation

Sur un graphique log N = f (log εt)

Les différents couples (niveau de chargement, nombre de cycles jusqu'à l'endommagement), se

placent sur une droite de fatigue. A 106 cycles, le seuil de chargement relevé sur la droite est la

valeur caractéristique de la résistance en fatigue : Ɛ6

On détermine la résistance en fatigue des matériaux de chaussée :

- Sollicitation admissible sous 106 cycles

- Pente de la droite de fatigue

(4)


Figure 18 : Pente de la droite de fatigue

V.3. Expression des résultats

La résistance à la fatigue est lue sur la droite de fatigue, à la déformation ε6 de 106 cycles

La spécification pour un BBSG est précisée dans le tableau suivant :

Tableau 1 : Spécification de la résistance à la fatigue d’un BBSG

Type d’enrobé | E* | à (15 °C ;

10Hz) MPa

ε6 à (10 °C ; 25

Hz) MPa

BBSG 0/10 ou

0/14

≥ 7 000 ≥ 100


CHAPITRE III. RAPPEL SUR LA QUALITE

L’adoption d’un système de management de la qualité relève d’une décision

stratégique de l’organisme. La conception et la mise en œuvre d’un système de management

de la qualité tiennent compte de besoins variables, d’objectifs particuliers, des produits

fournis, des processus mis en œuvre, de la taille et de la structure de l’organisme.

I. Définition

La qualité peut se définir comme un ensemble des caractéristiques d’une entité qui

confère à satisfaire des besoins exprimé et impliqué

Une norme est un document :

- de prescription, qui est basé sur l’état de l’art et qui caractérise un produit ou une

activité ;

- de référence, qui fournit des règles et des caractéristiques en vue des résultats à obtenir

par un marché

Ce sont des documents établis sur la base d’un consensus entre tous les acteurs économiques

d’un secteur. Avant approbation, les normes font l’objet d’une enquête nationale auprès de ces

acteurs.

II. Notion de contrôle qualité

Le contrôle qualité est le noyau du système de gestion de la qualité. Le contrôle de la

qualité concerne donc l’échantillonnage, les spécifications, le contrôle, ainsi que les procédures

d’organisation, de documentation et de libération qui garantissent que les analyses nécessaires

et appropriées ont réellement été effectuées et que les matières premières, les articles de

conditionnement et les produits ne sont pas libérés pour l’utilisation, la vente ou

l’approvisionnement sans que leur qualité n’ait été jugée satisfaisante.

Le contrôle qualité permet de savoir si les produits ou les services vendus par l’entreprise sont

conformes :

- Aux exigences du marché

- À la demande du client

- Aux législations

- Au cahier de charge de l’entreprise


Le fait de contrôler et de mesurer la qualité des extrants permet de justifier le niveau de la

qualité offert par l’entreprise

Figure 19 : Modèle d’un système de management qualité basé sur les processus

III. Principe Qualité

La roue de Deming, le PDCA (Plan Do Check Act) est un moyen permettant de réparer avec

simplicité les étapes à suivre pour améliorer la qualité d’une organisation. [1]

La première étape, Plan, consiste à planifier la réalisation. Elle se déroule généralement en trois

phases :

- Identification du problème à résoudre à l’aide du QQOQCP (Quoi Qui Où Comment

Pourquoi)

- Recherche des causes racines à l’aide d’un diagramme de Pareto ou d’Ishikawa par

exemple

- Recherche de solution avec écriture du cahier de charge


L’étape Do, du français faire est la construction, le développement et la réalisation de l’œuvre

Elle est suivit de l’étape Check (du français « vérifier »), qui consiste à contrôler l’aptitude de

la solution mise en place, à résoudre le problème ou à améliorer le Processus.

L’étape Act consiste à agir et réagir, c’est-à-dire corriger et améliorer la solution mise en place,

voire à standardiser cette solution.

L’étape Plan amène donc à un nouveau projet à réaliser, donc une nouvelle planification à

établir.

Il s’agit donc d’un cycle que l’on représente à l’aide d’une roue représentée sur la figure 18. A

chaque étape, la roue avance d’un quart de tour. Cette avancée représente l’action de progresser.

Pour éviter de « revenir en arrière », on représente une cale sous la roue qui empêche celle-ci

de redescendre, c’est le système d’audits réguliers qui capitalise les pratiques ou les décisions.

Figure 20 : Roue de Deming

IV. Politique qualité de l’Entreprise

Pour le bon fonctionnement de son entreprise COLAS Madagascar, plus précisément le

LCT adopte une politique qualité caractérisée par une amélioration continue en adéquation avec

son environnement.

On constate des évolutions perçues au cours des dernières années à Madagascar, comme :

- augmentation du volume et diversification des sujets techniques ;

- fiabilisation des résultats d’essais pour satisfaire des clients de plus en plus

exigeants ;

- multiplication des clients internationaux et sollicitations attenantes ;

- émergence des problématiques environnementales et de développement durable ;

- forte demande en actions citoyennes vis-à-vis du pays.


Avec la politique QHSE (Qualité Hygiène Sécurité et Environnement) de l’entreprise, le LCT

a pour objectif de

- Renforcement de la formation continue du personnel,

- Maintient et renforcement du système qualité par l’obtention de l’accréditation

complémentaire LABOROUTE pour les essais sur granulats et sur enrobés qui

seront désormais exportés hors de Madagascar,

- Agrément du S.T.L (Laboratoire Géotechnique) par l’état Malgache, (certificat du

Comité d’Agrément des Laboratoires Géotechniques du Ministère des Travaux Publics

de Madagascar CALG)

- Diffusion de la connaissance et de la compétence dans le pays par des actes de formation

à l’adresse des grandes écoles et des universités malagasy,

- Mise en place d’une activité de développement expérimental orientée vers de

nouvelles techniques ou de nouveaux procédés en coopération avec le réseau technique

malgache avec objectif de solutionner certaines problématiques propres au pays,

- Garantir la fiabilité des prestations,

- Toujours être à l’écoute pour toutes aides et tous conseils techniques,

- Etre le plus disponible possible pour intervenir et répondre dans les meilleurs délais.

Ces nouveaux objectifs, toujours appuyés sur le respect des exigences légales et

réglementaires et sur les fondements de l’I.S.O 9001, ne doivent cependant pas faire oublier les

initiaux, orientés vers la satisfaction des clients internes et désormais extérieurs, qui

demeurent plus que jamais d’actualité.


Figure 21: Principe Qualité de la fabrication d’un enrobé


PARTIE II : METHODOLOGIE (QUALITES

ET ESSAIS)


CHAPITRE IV. LES CERTIFICATIONS A APPLIQUER

Après avoir mis en place un système qualité dans une entreprise, on le certifie pour la

continuité et la stabilisation de la situation de l’entreprise. Une demande de certification du

système s’impose lorsque les non-conformités du système ne sont plus visibles aux auditeurs

internes.

Un audit préliminaire devrait être effectué par un auditeur compétent et indépendant ; il donne

la confiance voulue avant de procéder à la certification. Parfois, l’organisme certificateur offre

ce service à un coût nominal.

Quand le système a fonctionné pendant quelques mois et devient stable, une demande de

certification peut être adressée à un organisme accrédité, lequel effectue en premier lieu un

audit des documents pour voir s’ils sont conformes à la norme choisie.

I. Définition

La certification est un moyen d’améliorer ses actions et processus pour que les produits

ou services soient reconnus, de certifier sa valeur et d’indiquer sa différence. C’est une

approche préventive pour mieux satisfaire les attentes du client. L’un des points essentiels de

la qualité totale est l’instauration de relations partenariales avec le client et les fournisseurs [1].

Un certificat d’enregistrement valable pour trois ans est normalement accordé si le

fonctionnement du système qualité est satisfaisant. Durant cette période, l’organisme

certificateur effectue des audits périodiques de surveillance pour s’assurer du bon

fonctionnement du système.

II. Certification suivant la norme ISO 9001 :2008

Le Bureau Veritas Certification certifie que le système management de COLAS

Madagascar S.A et les sites annexes (dont le site PK13) a été audité et jugé conforme aux

exigences de la norme Standard ISO 9001 : 2008 avec son domaine d’activité dont :

- ETUDE ET REALISATION DE TRAVAUX PUBLICS, TERRASSEMENTS ET

TRAVAUX ROUTIERS, DEBATIMENTS, D’OUVRAGES D’ART, DE GENIE CIVIL ET

DE TRAVAUX MARITIMES ET PORTUAIRES ;

- PRODUCTION INDUSTRIELLE DE PRODUITS DE CONSTRUCTION (AGREGATS -

BETONS-ENROBES), ATELIER BOIS ET FER ;


- REALISATION D’ESSAIS DE LABORATOIRE ET MISSIONS D’ASSISTANCE

TECHNIQUE POUR LE BTP ;

- PREDIMENSIONNEMENT ET REALISATION D’ETUDES D’EXECUTION DANS LES

DOMAINES DU BATIMENT ET GENIE CIVIL ;

- SERVICES CONNEXES AUX REALISATIONS CI-DESSUS (MATERIEL,

TOPOGRAPHIE).

III. Certification d’OHSAS 18001 : 2007

III.1. Définition

La certification d’OHSAS 18001 : 2007 concerne l’évaluation de la santé et la sécurité

au travail (Occupation Health and Safety Assessment Series, OHSAS). Elle précise les

exigences qu’un système de management de la santé et la sécurité au travail doit satisfaire pour

permettre à un organisme de maîtriser les risques dans l’environnement du travail et améliorer

sa performance en la matière. [30]

III.2. Domaine d’application

Le Bureau Veritas Certification certifie que le système management de COLAS

Madagascar S.A et les sites annexes (dont le site pk13) a été audité et jugé conforme aux

exigences de la norme Standard ISO 9001 : 2008 avec son domaine d’activité dont :

- ETUDE ET REALISATION DE TRAVAUX PUBLICS, TERRASSEMENTS ET

TRAVAUX ROUTIERS, DEBATIMENTS, D’OUVRAGES D’ART, DE GENIE CIVIL ET

DE TRAVAUX MARITIMES ET PORTUAIRES ;

- PRODUCTION INDUSTRIELLE DE PRODUITS DE CONSTRUCTION (AGREGATS -

BETONS-ENROBES), ATELIER BOIS ET FER ;

- REALISATION D’ESSAIS DE LABORATOIRE ET MISSIONS D’ASSISTANCE

TECHNIQUE POUR LE BTP ;

- PREDIMENSIONNEMENT ET REALISATION D’ETUDES D’EXECUTION DANS LES

DOMAINES DU BATIMENT ET GENIE CIVIL ;

- SERVICES CONNEXES AUX REALISATIONS CI-DESSUS (MATERIEL,

TOPOGRAPHIE).


IV. Agrément Laboroute

IV.1. Définition

L’agrément Laboroute est établi sur la base d’un référentiel qui définit un modèle

d’organisation de la qualité du laboratoire concerné. [29]

Il a pour objet d’apporter la preuve de la capacité des laboratoires routiers à réaliser des essais

dans le respect des normes.

Cet agrément,

- Porte sur une qualification globale des moyens dont dispose le laboratoire, moyens

humains et moyens d’essais.

- Couvre les essais réalisés au laboratoire et les essais (dont les prélèvements) exécutés

in situ,

- Atteste du bon fonctionnement d’un système qualité adapté à un laboratoire routier

IV.2. Domaine d’application

Le laboratoire centrale COLAS MADAGASCAR est agréé par IDRRIM (Institut des

Routes, des Rues et des Infrastructures pour la Mobilité) pour exécuter les essais dans la liste

est jointe et appartenant aux domaines suivants :

- Matériaux traités aux liants hydrocarbonés

Tableau 2 : Essais agréés en matériaux traités en liant hydrocarboné

Mélange Bitumineux – Méthode d’essai pour

mélange hydrocarboné à chaud

Partie 1 : teneur en liant soluble

NF EN 12 697-01 Août 2012



Partie 2 : Granulométrie

NF EN 12697-02 Septembre

2009



Partie 5 : Détermination de la masse volumique

maximale (masse volumique réelle des matériaux

bitumineux)

NF EN 12697-05 Mars 2010



Partie 6 : Détermination de la masse volumique

apparente des éprouvettes bitumineuses

NF EN 12697-06 Août 2012



Partie 10 : Compatibilité

NF EN 12697-10 Juillet 2003


mélange hydrocarboné à chaud NF EN 12697-12

Septembre

2008


Partie 12 : Détermination de la sensibilité à l’eau des

éprouvettes bitumineuses



Partie 22 : Essai d’orniérage


2009



Partie 24 : Résistance à la fatigue

NF EN 12697-24 Août 2012



Partie 26 : Module de rigidité

NF EN 12697-26 Juin 2012



Partie 30 : Confection des éprouvettes par

compacteur à impact


2012



Partie 31 : Confection des éprouvettes à la presse à

Cisaillement Giratoire

NF EN 12697-31 Août 2008



Partie 33 : Confection des éprouvettes au compacteur

à plaque


2007



Partie 34 : Essai Marshall

NF EN 12697-34 Août 2012

Mélange bitumineux - Spécification des matériaux

Partie 20 : Epreuve de formulation NF EN 13108-20 Juin 2006

- Granulats

Tableau 3 : Essais agréés en granulat

Essais pour déterminer les caractéristiques

mécaniques et physiques des granulats

Partie 1 : Détermination de la résistance à l’usure

(micro-Deval)

NF EN 1 097-01 Août 2011


mécaniques et physiques des granulats

Partie 2 : Méthodes de la détermination de la

résistance à la fragmentation

NF EN 1 097-02 Juin 2010


géométriques des granulats

Partie 1 : Détermination de la granularité – Analyse

granulométrique par tamisage

NF EN 933-01 Mai 2012



Partie 3 : Détermination de la forme des granulats –

coefficient d’aplatissement

NF EN 933-03 Mars 2012




Partie 9 : Qualification des fines – Essai au bleu de

Méthylène

NF EN 933-09

Juin 2013

Granulats – Mesure de la masse volumique des sables

et gravillons dans l’huile de paraffine NF P 18-559 Juin 1992

- Liants Hydrocarbonés

Tableau 4 : Essais agréés en liant hydrocarboné

Bitumes et liants bitumineux – Détermination de la

pénétrabilité à l’aiguille NF EN 1 426 Juin 2007

Bitumes et liants bitumineux – Détermination du

point de ramollissement – Méthode bille et Anneau NF EN 1 427 Juin 2007

Bitumes et liants bitumineux – Détermination du

retour élastique des bitumes modifiés NF EN 13 398 Août 2010

Bitumes et liants bitumineux – Mesure de la masse et

de la densité – Méthode du pycnomètre à bouchon

capillaire

NF EN 15 326 Juillet 2009

IV.3. Intérêt d’un agrément laboroute

- Pour le maître d’ouvrage faisant appel à un laboratoire agréé, le laboratoire dispose

d’une qualification reconnue et d’une garantie assurée par l’IDDRIM.

- Pour un laboratoire routier, on a l’assurance des essais réalisés (suivant les normes et

les règles en vigueur, avec le personnel formé et compétent, avec des matériels fiables

et étalonné), on possède une maîtrise non contestable aux donneurs d’ordre d’une

réalisation d’essais [28].


CHAPITRE V. IDENTIFICATION DES GRANULATS

Selon le concept traditionnel, les granulats constituent le squelette du béton bitumineux.

Les granulats s’opposent à la propagation des microfissures provoquées dans la pâte de l’enrobé

par le retrait. Ils améliorent ainsi la résistance de la matrice

Le choix des granulats est donc un facteur important de la composition du béton

bitumineux, qui doit toujours être étudié en fonction des normes attendues spécialement sur le

plan de durabilité.

I. Généralité sur les granulats

Ensemble de grains de dimensions comprises entre 0 mm et 125 mm.

Les granulats sont dits :

naturels lorsqu'ils sont issus de roches meubles ou massives et qu'ils ne subissent aucun

traitement autre que mécanique ;

artificiels lorsqu'ils proviennent de la transformation à la fois thermique et mécanique de

roches ou de minerais ;

recyclés lorsqu'ils proviennent de la démolition d'ouvrages ou lorsqu'ils sont réutilisés ;

courants lorsque leur masse volumique réelle MVRg (d’après la norme NF EN 12697-5)

est supérieure ou égale à 2 mg/m3 (ou t/m3) ;

légers lorsque leur masse volumique réelle MVR est inférieure à 2 mg/m3 (ou t/m3).

Ils sont désignés par d/D dans lequel d et D représentent respectivement la plus petite et la plus

grande des dimensions du produit. Ces dimensions correspondent à la grosseur des grains

déterminée par l'analyse granulométrique par tamisage selon NF EN 933-01 [2].

On distingue les familles de granulats suivantes :

fillers 0/D où D < 2 mm avec au moins 70 % de passant à 0,063 mm ;

sablons 0/D où D < 1 mm avec moins de 70 % de passant à 0,063 mm ;

sables 0/D où 1 < D < 6,3 mm ;

graves 0/D où D > 6,3 mm ;

gravillons d/D où d > 1 et D < 125 mm ;

ballasts d/D où d > 25 mm et D < 50 mm.

Les caractéristiques intrinsèques sont liées en général à la qualité de la roche exploitée. Dans

ce type de caractéristiques entre : masse volumique réelle, absorption d'eau, Los Angeles,

Micro-Deval, résistance au polissage, friabilité des sables.


Les caractéristiques de fabrication résultent en général des conditions de fabrication. Dans ce

type de caractéristique entre : granularité, aplatissement, angularité, propreté des sables,

propreté superficielle des gravillons, valeur au bleu. [2].

II. Les essais d’identification de granulat pour chaussée

Tableau 5 : Essais d’identification de granulat pour chaussée

Tâche à réaliser Type de contrôle Fréquence usuelle Spécification

usuelles

Fabrication de

BBSG

Los Angeles

1/1500 m3

LA < 35

Micro Deval MDE < 25

Granulométrie Selon fuseau type

Aplatissement CA < 25

Equivalent de sable ES > 40

Valeur au bleu VB < 2

Pour identifier les granulats, on utilise plusieurs essais dont :

- Analyse granulométrique par tamisage

- Los Angeles

- Micro Deval

- Aplatissement

- Valeur au bleu

- Equivalent de sable à 10% de fines


II.1. Descriptif des essais

Tableau 6 : Essais d’identification de granulat détaillé

Descriptif de l’essai Matériel /

Fourniture

nécessaire

Expression de

résultat

Essai de Los Angeles (de résistance à la

fragmentation par chocs) – NF EN 1 097-02 / P

18-573 [8]:

Lavée,

séchée et

pesée, la

prise

d’essai

(5000 gr) est placée dans le tambour de la machine

avec une charge de boulets appropriés à la

granularité choisie. Entraînés durant 500 tours (15

mn) par la tablette en acier, les boulets retombent

avec le matériau qu’ils fragmentent. Ce dernier est

ensuite lavé sur un tamis à 1.6 mm, séché et pesé.

Le coefficient Los Angeles est le rapport entre la

masse du refus et la masse initiale.

Machine Los

Angeles

Boulets

Etuve

Balance 15 kg

Tamis 1.6 mm

Coefficient Los

Angeles : LA en %

LA =5000−𝑚

50

Où m : masse du

refus à 1.6 mm, en

gramme

Le résultat est

arrondi à l’unité la

plus proche

Essai d'usure Micro Deval (de résistance à

l’usure) NF EN 1 097-01/ - P 18-572 [9]:

Lavée, séchée et

pesée, la prise

d’essai (500 gr)

est introduite

dans un cylindre

avec une charge

de billes d’acier variable selon

la granularité et 2.5 litres d’eau. Après 12000

rotations (2h), le matériau est lavé sur un tamis de

1.6 mm, séché et pesé.

Le coefficient Micro Deval est le rapport en %

entre la masse finale de refus et la masse initiale

Machine Micro

Deval

Billes d’acier

Etuve

Balance 15 kg

Tamis 1.6 mm

Coefficient Micro

Deval en présence

d’eau : MDE en %

MDE =100 * 𝑀𝑖−𝑀𝑓

𝑀𝑓

Où :

Mi : la masse sèche

de l’échantillon

pour l’essai

Mf : la masse sèche

de la fraction du

matériau refus

après l’essai au

tamis de 1.6 mm

Le résultat est

arrondi à l’unité la

plus proche


Analyse granulométrique par tamisage NF EN

933-01 / P 18-560 [10]:

Au moyen d’une série

de tamis de contrôle

d’ouvertures de mailles

décroissantes, la prise

d’essai est fractionnée,

après séchage et pesée

en refus ou passants

dont la masse est rapportée à la masse initiale du

matériau

Etuve

Réchaud à gaz

Balance 15 kg

Echantillonneur

Série Tamis de

08 µm à 80 mm

Passants en % à

chaque tamis en

mm

%Passant = 100

*(1- 𝑅𝑗

𝑀𝑠)

Où :

Rj : les masses des

différents refus

cumulés

Ms : les

pourcentages de

refus cumulés

Détermination du cœfficient d'aplatissement

des gravillons – NF EN 933-03 / P 18-561 [11]:

Séchée

et

pesée,

la prise

d’essai

est

d’abord

divisée en classes

granulaires d/D selon leur grosseur par tamisage

sur tamis à mailles carrées. Chacune de ces classes

est à son tour passée sur une grille à fente

parallèles d’écartement.

Le coefficient d’aplatissement d’une classe

correspond au passant en % du tamisage sur la

grille à fentes correspondante.

Etuve

Réchaud à gaz

Balance 15 kg

Série Tamis de

08 µm à 80 mm

Série Grille à

fente de 2.5 mm

à 20 mm

Coefficient

d’aplatissement A

en %

A = 100 * 𝛴𝑀𝑒

𝛴𝑀𝑔

Où :

ΣMe : la somme

des passants

ΣMg : la somme

des masses de

chaque classe

granulaire

Essai au bleu de méthylène - méthode à la tache

sur les fines d’un sable

NF EN 933-9 [12]:

A la prise d’essai,

déterminée pour avoir une

quantité de fines f’

d’environ 30 g, agitée dans

200 ml d’eau, on injecte

successivement des doses

de 5 ml d’une solution de bleu de méthylène.

Après chaque injection, une goutte est prélevée et

déposée sur un papier filtre. Le test devient positif

lorsque l’auréolé, d’abord incolore, demeure

Agitateur

électrique à

ailettes

Etuve

Burette graduée

Chronomètre

Balance 3 kg

Papier filtre

Valeur de Bleu :

VB sans unité car

exprimé en

gramme de bleu

pour 100g de fine

VB = 𝑉1−𝑉′

𝑞

Où :

V1 : le volume

final de la solution

injectée

V’ : volume de la

solution de bleue

kaolinite


bleue clair pendant 5 minutes. La valeur de bleu

est le rapport entre le volume final de solution

injectée et la masse initiale de fines.

Solution Bleu de

méthylène

q : masse réelle de

fines soumises à

l’essai

Equivalent

de sable à

10% de

fine- P 18-

598 [13]:

Une

éprouvette

cylindrique

ayant été

remplie partiellement d’une « solution lavante »

destinée à faire floculer les fines, la prise d’essai

humide y est versée et l’ensemble est agité

mécaniquement selon un mouvement alternatif

horizontal. On fait alors remonter les fines en

injectant dans le sable à l’aide d’un tube de la

solution lavante jusqu’à compléter le volume

prévu. Après 20 mn de repos, on mesure au mm la

hauteur du niveau supérieur du floculat et celle de

la partie sédimentée en se repérant sur la base d’un

piston taré déposé à sa surface.

L’équivalent de sable est le rapport de ces deux

hauteurs en pourcentage

Agitateur

électrique Tube

laveur

Eprouvette

plexiglas

Chronomètre

Piston taré

Réglette

métallique

Solution lavante

Equivalent de

sable : ES ou Ps en

%

Ps = 100 * ℎ2

ℎ1

Où :

h1 : la hauteur du

niveau supérieur du

floculat avant repos

h2 : la hauteur du

niveau supérieur du

floculat après repos


CHAPITRE VI. IDENTIFICATION DU LIANT

HYDROCARBONE

I. Définition

Les liants hydrocarbonés sont des substances constituées d’assemblage d’atomes de

carbone et d’hydrogène qui, au contact de particules solides tels que les granulats par exemples,

développent des forces d’adhésion et de cohésion assurant de telle sorte une certaine rigidité,

des résistances de déformation en traction, compression et cisaillement.

On distingue trois familles de liants hydrocarbonés [14] :

Les liants naturels que l’on trouve en état naturel, le plus souvent associés avec des

substances minérales et qui sont connus et utilisés depuis des temps très anciens.

La phase minérale peut être continue ou discontinue :

- Dans le premier cas, il s’agit d’une roche le plus souvent calcaire, poreuse, imprégnée

en profondeur de liant hydrocarboné. C’est la roche asphaltique qui, après broyage,

donne naissance à l’asphalte.

- Dans le second cas, il s’agit d’un bitume naturel au sein duquel les minéraux sont

présents sous forme de poudre, dispersée dans le liant. La teneur en minéral peut être

très variable.

Les goudrons qui proviennent de la pyrogénation à l’abri de l’air de matière d’origine

végétale, tels que le lignite, la tourbe, le bois… Le plus souvent, il s’agit de houille que

l’on devrait alors désigner par « goudron de houille ».

D’origine végétale, les goudrons ont un constituant chimique également hydrocarboné

mais assez différente de celle des bitumes, d’origine animale. Les goudrons aussi sont

connus et utilisés depuis des temps très anciens sous la forme de « goudrons de bois »,

provenant essentiellement des résineux.

A l’époque plus récente, ils proviennent soit :

- Des cokeries, où l’on traite la houille pour fabriquer le coke nécessaire à l’industrie

sidérurgique ;

- Des usines à gaz, où l’on traite la houille pour produire du gaz d’éclairage.


Les bitumes (de pétrole) provenant du raffinage et du traitement des pétroles bruts.

La constitution chimique et les propriétés des bitumes de pétrole sont très voisines de celles de

la partie organique des liants naturels. Ceux-ci peuvent en effet être considérés comme des

résidus d’anciens gisements de pétrole dont les fractions légères ont disparu au cours du temps

géologique.

On peut donc ainsi dire que la teneur en bitume d’un pétrole brut peut varier de 0 % à 100%

(liants naturels) en balayant toutes les teneurs intermédiaires.

On se limite aux bitumes car au sein du laboratoire colas Madagascar, on n’utilise que les

bitumes comme liant hydrocarboné.

Pour fabriquer des matériaux traités en liant hydrocarboné, COLAS Madagascar utilise comme

liant, les bitumes et les émulsions.

II. Bitume

II.1. Définition

Le bitume est un matériau, dont la souplesse d’emploi et les propriétés essentielles

d’adhérence, de plasticité, d’élasticité d’insolubilité dans l’eau et d’inertie à nombreux agents

chimiques lui ont valu un développement important en construction routière et industrielle [2].

II.2. Les essais de réception

Tableau 7 : Essais de réception de bitume

Tâche à réaliser Type de contrôle Fréquence usuelle Spécifications

usuelles

Réception du

bitume

Point éclair

Pénétration à 25 °C

Point ramollissement

bille anneau

Détermination de la

densité relative

1/ 250 T

Selon Type de

bitume et selon NF

EN 12591


Tableau 8 : Essais de réception de bitume détaillé


Fourniture

nécessaire

Expression de

résultat

Point d’éclair - NF EN ISO 2592 - T 60-

118 [15]:

Verser dans un récipient cylindrique (vase

cleveland), le produit est chauffé de façon que

sa température s’élève de 5°C/mn. Ce point éclair correspond au

moment où l’inflammation des vapeurs a lieu sous l’influence

d’une flamme de veilleuse présentée de 2 en 2°C.

Appareil Cleveland

Thermomètre

Température

d’éclair en °C

Tc=T0+0,25(101.3-

p)

Où :

T0 : le point

d’éclair ou le point

de feu à la pression

atmosphérique en

°C

P : est la pression

atmosphérique

ambiante en kPa

Pénétrabilité à l'aiguille - NF EN 1426 - T

66-004 [16]:

On mesure la profondeur (1/10 mm) à

laquelle une aiguille type, chargée, pénètre

dans la prise d’essai dans les conditions normalisées (25°C). La

valeur retenue est la moyenne de trois déterminations ne sortant

pas d’une certaine étendue.

Bain thermostatique

Etuve

Pénétromètre à

bitume

Profondeur de

pénétration en 1/10

mm

P = moyenne des

trois mesures

écrient sur la

machine

Détermination du point de

ramollissement - méthode bille et

anneau - NF EN 1427 - T 66-008 [17]

:

On mesure la température à laquelle une bille d’acier, placée à la

surface du produit contenu dans un anneau de métal, tombe d’une

hauteur déterminée après avoir traversé le produit

progressivement ramolli sous l’effet d’une élévation de

température effectuée à vitesse constante (5°C/mn)

Bain thermostatique

Etuve

Appareil Bille

Anneau

Thermomètre

Plaque chauffante

Température Bille

Anneau : TBA en

°C

T = moyenne des

deux températures

lues sur le

thermomètre


Détermination de la densité relative - méthode

au pycnomètre – NF EN 15 326 / T 66-007 [18]:

On pèse un pycnomètre de 24 à 30 ml rempli d’eau

distillée à 25°C et maintenu dans un bain d’eau à

cette température. On remplit ensuite le pycnomètre de bitume à

25°C et on calcule le rapport de sa masse à celle de l’eau

Etuve

Bain thermostatique

Balance 400 gr

Pycnomètre

Eau distillée

Densité relative

D = 𝑚

𝑉

m : masse du

pycnomètre

V : volume du

pycnomètre

III. Fabrication des émulsions

III.1. Définition

Une émulsion est une dispersion de deux liquides non miscibles l’un dans l’autre,

préparée généralement à l’aide d’un produit dénommé émulsifiant ou émulsif.

L’émulsion de bitume est une dispersion de bitume dans de l’eau dont la formation nécessite

l’emploi d’une énergie mécanique de cisaillement du liant et d’un agent tensioactif ou

émulsifiant.

Dans le site PK13, une émulsion est composée de Fluidène (2,5%), de bitume et du savon avec

un ajout de produit chimique qui est le POLYRAM ou le DINORAM

On fabrique trois sortes d’émulsion :

- ECR 60 (avec 60% de bitume)




III.2. Descriptif des essais

Tableau 9 : Essais de contrôle de réception des émulsions

Tâche à

réaliser Type de contrôle

Fréquence

usuelle

Spécifications

usuelles

Fabrication des

émulsions

Teneur en eau

Homogénéité

PH

Indice de rupture

Pseudo-viscosité

1 / 25 T

1/semaine

Selon Type

d’émulsion et selon

NF T 65011

Tableau 10 : Essais de contrôle de réception des émulsions détaillés


Fourniture

nécessaire

Expression de

résultat

Détermination de la teneur en eau - NF EN 1428 - T

66-023 [19]:

Additionnés de toluène, 40 gr d’émulsion sont soumis

à distillation jusqu’à ce que le volume d’eau recueilli

dans le vase de recette reste constant.

On en mesure le volume en ml, la teneur en eau est le rapport du volume

récupéré à la masse initiale.

Appareil Dean

Stark

Balance 400 gr

Toluène

Teneur en

eau : W en %

W=𝑚𝑤

𝑚𝑒*100

mw : masse

d’eau extraite

de la

distillation

d’échantillon

testé

me : masse

d’émulsion

employé

Essai d'homogénéité par tamisage - NF EN 1429

- T 66-016 [20]:

Un tamis à maille carrée de 500 µm ayant subi une

préparation reçoit 1000 g d’émulsion dans des conditions normalisées

puis est séché à l’étuve et refroidi. 50 gr de filtrat dilué dans une

solution ad hoc sont versés sur un tamis à mailles de 160 µm,

l’opération étant similaire à la précédente

Balance 3 kg

Etuve

Tamis 160 µm

Tamis 500 µm

Proportion

pour 100 gr

d’émulsion de

particules >

0.5 mm et

entre 0.16 et

0.5 mm


Détermination du PH des émulsions de bitume – NF

EN 12 850 [21] :

L’essai consiste à mesurer le PH d’une émulsion à l’aide

d’un PH mètre et de vérifier le caractère acide des

émulsions cationiques et basiques des émulsions

anioniques

PH mètre

PH

0≤pH≤14

Si 0≤pH<7 :

émulsion acide

Si 0≤pH<7 :

émulsion

basique

Si pH=7 :

émulsion

Neutre

Détermination de l'Indice de rupture d'une émulsion cationique -

NF EN 13075-1 - T 66-017 [22]:

Par l’intermédiaire d’une trémie, on introduit régulièrement un

matériau de référence constitué par des fines siliceuses en les

mélangeant avec l’émulsion disposée dans une capsule jusqu’à ce que

se forme un caillot isolé et non adhérent.

L’indice de rupture est égal à 100 fois la masse des fines rapportées à

la masse d’émulsion.

Trémie

Fines siliceuses

Balance 400 gr

Indice de

rupture IR

IR=𝑚𝑓

𝑚𝑒*100

mf : quantité

de fine ajoutée

en gramme

mf : quantité

d’émulsion en

gramme

Détermination de la pseudo-viscosité (STV) NF EN

12846 : - T 66-005 [23]:

Après avoir été chauffé à 60°C, la prise d’essai

refroidie est versée dans un récipient maintenu

pendant 1,5h à 25°C au sein d’un bain d’eau. Ce

récipient est percé d’un orifice d’écoulement (4 ou 10

mm). L’obturateur étant relevé, on note le temps nécessaire à

l’écoulement de 50 ml de liant remplissant une éprouvette entre deux

graduations repères.

Etuve

Viscosimètre

STV

Thermomètre

Eprouvette

graduée

Chronomètre

Temps

d’écoulement

en s


CHAPITRE VII. MATERIAUX TRAITES EN LIANT

HYDROCARBONE (LE BBSG)

I. Domaine d’application

Les bétons bitumineux semi-grenus sont des enrobés hydrocarbonés caractérisés par un

pourcentage de gravillons et une composition adaptés à une épaisseur moyenne comprise entre

5 cm et 9 cm. Ils sont destinés à la réalisation des couches de roulement et des couches de

liaison, dans le cadre des travaux de construction, de renforcement ou d'entretien des chaussées.

C’est l’enrobé le plus fréquent à Madagascar.

Ils sont préparés à partir d'un mélange de liant hydrocarboné, de granulats, d’agrégats et

d'additifs éventuels [24].

II. Conditions d’emploi

II.1. Granularité et épaisseur

Le choix de la granularité 0/10 ou 0/14 se fait essentiellement en fonction de l’épaisseur

moyenne de mise en œuvre [26] :

- 6 à 7 cm pour le BBSG 0/10

- 7 à 9 cm pour le BBSG 0/14

II.2. Support

Les bétons bitumineux semi-grenus peuvent être utilisés :

- En couche de roulement ou de liaison initiale, ou en entretien de chaussées neuves

dimensionnées conformément à la norme produit BBSG

- Sur des chaussées souples traditionnelles, en entretien, sous réserve que celles-ci

présentent une déflexion caractéristique inférieure aux valeurs dans le tableau suivant.

Les déflexions limites indiquées s’étendent pour des chaussées support comportant au moins

10 cm de matériaux bitumineux en place [25].

Tableau 11 : Déflexion caractéristique maximale du support

Classe de Trafic ≤ T3 T2 T1 ≥ T0

Déflexion

caractéristique

10-2 mm

6 cm BBSG

8cm BBSG

125

150

95

115

75

90

55

65


III. Caractéristique du mélange

III.1. Composition

Le pourcentage de passant à 2 mm de la courbe granulométrique doit être compris entre 25 %

et 45 %.

Les caractéristiques de composition doivent permettre d’obtenir les performances spécifiées

dans les tableaux 13 et 14 [24].

III.2. Teneur en liant

La teneur en liant est calculée à partir du module de richesse K, ce dernier doit avoir une valeur

comprise [24] dans le tableau suivant :

Tableau 12 : Spécification du module de richesse

Module de richesse K Valeur minimum Valeur maximum

Valeur de K 3.2 3.4

On calcule le module de richesse par la formule suivante :

K = teneur en liant (en ppc) / (surface spécifique) 0,2

III.3. Contenu de l’épreuve de formulation

La réalisation d’une épreuve de formulation propre à chaque chantier n’est pas obligatoire.

L’épreuve de formulation a pour objectif d’établir, pour une composition donnée, les

caractéristiques du béton bitumineux :

- pourcentages de vides ;

- tenue à l’eau ;

- performances mécaniques si nécessaire : orniérage, fatigue, module.

III.4. Performances en laboratoire

Les performances en laboratoire sont mesurées à l’aide des essais définis par le niveau

d’épreuve de formulation retenu et éventuellement d’autres essais demandés dans le cadre

d’exigences particulières.

Les essais sont réalisés avec les matériaux prévisibles sur le chantier.

Les résultats doivent être obtenus suivant les tableaux :

(5)


Tableau 13 : Spécification des pourcentages de vides

Essais BBSG 0/10

Essai de compactage à la Presse à

Cisaillement Giratoire

Minimum maximum

à 10 girations 11 -

à 60 girations 5 10

Tableau 14 : Performances mécaniques d’un BBSG

Essai sur BBSG Classe 1 Classe 2 Classe 3

Essai DURIEZ à

18°C

Rapport 𝑟 (𝑒𝑛 𝑀𝑃𝑎)

𝑅 (𝑒𝑛 𝑀𝑃𝑎)

≥ 0,75 ≥ 0,75 0,75

Essai d’orniérage

Profondeur d’ornière

en pourcentage de

l’épaisseur de la

dalle pour une dalle

de 10 cm d’épaisseur

à 30 000 cycles et à

60 °C, à un

pourcentage de vide

compris entre 5 % et

8 %

≤ 10 % ≤ 7,5 % ≤ 5 %

Essai de module

complexe,

Module en

Mégapascals, à 15

°C, 10 Hz à un

pourcentage de vides

compris entre 5% et

8%

≥ 5 500 ≥ 7 000 ≥ 7 000

Essai de Fatigue

Déformation relative

à 106 cycles, 10°C et

25 Hz et pour un

pourcentage de vides

compris entre 5% et

8 %

≥ 100 µdef ≥ 100 µdef ≥ 100 µdef


PARTIE III : RESULTATS ET DISCUSSION


CHAPITRE VIII. RESULTATS DE FABRICATION D’UN BBSG

I. Désignation

Après l’obtention d’une demande, on indique les remarques de cette dernière :

Tableau 15 : Désignation de réception

Désignation Observations

Rapport de vérification de formule

d’enrobé BBSG 0/10

Carrière pk13

II. Table de réception

Après la réception des échantillons, on établit la description de l’état des échantillons reçus

ainsi que l’étude à réaliser.

Tableau 16 : Table de réception

Désignation Masse (kg) Description de

l’état*

CONFORMITE**

et Numéro

d’enregistrement

Sable 0/5 mm 60 En bon état Conforme n°14/0767

Gravillon 5/10 mm 50 En bon état Conforme n°14/0766

Bitume pur de base

40/50

- En bon état Conforme n°14/0836

* La description de l’état fait référence à l’état général de l’échantillon reçu (emballage en bon

état, déchiré, pertes de produit lié au transport, chocs subits etc…).

** La conformité de l’échantillon traduit sa réception dans de bonnes conditions (échantillon

non modifié par le transport, teneur en eau préservée, quantité suffisante pour l’étude etc…).

Le laboratoire Central d’Antananarivo a procédé à la formulation de Béton Bitumineux Semi

Grenu 0/10 pour couche de roulement et produite au poste d’enrobage Marini du PK13 RN7.

L’étude consiste à effectuer les essais nécessaires à la validation d’une formulation de niveau 2

au sens de la norme 13 108-1.

Le mélange bitumineux est reconstitué à partir de deux coupures granulaires 0/5 mm et 5/10

mm issues de la carrière du PK13 de la RN7 et d’un bitume pur de classe 40/50.

L’étude comporte 2 parties :

- Identifications des granulats et du liant hydrocarboné

- Essai sur mélange hydrocarboné


Tableau 17 : Désignation de normes utilisées

Appellation Européenne Ancienne Appellation

Produit Enrobé Bitumineux 10

roulement 35-50 PK 13 RN7

(EB 10roul35-50)

Béton Bitumineux Semi

Grenu

(BBSG 0/10 mm)

Reference NF P 98-130 EN 13108-1

Tableau 18 : Formulation

Formulation

Produit Producteur Nature MVR

(mg/m3)

Liant ext

(%)

Liant int

(%)

Sable 0/5mm

Concassé

Carrière

PK13 RN7

Granite 2.75 43

Gravillon

5/10mm

Concassé

Carrière

PK13 RN7

Granite 2.75 57

Liant Poste PK13

RN7

Bitume 35-50 1.03 5.3 5.0

Tableau 19 : Caractéristique du mélange

Caractéristique du mélange Norme

Masse volumique

réelle des granulats

MVRg 2.75 mg/m3 EN 1097-5

Masse volumique

réelle de l’enrobé

MVRe 2.55 mg/m3 EN 12697-5

A l’eau

Surface spécifique SSp 9.85 m3/kg -

Module de richesse K 3.48 -

III. Identifications des granulats et du liant hydrocarboné

III.1. Caractérisation des granulats

Les granulats utilisés sont des migmatites, provenant de la carrière PK 13 de la RN7

Les résultats d’essais obtenus sont regroupés dans le tableau suivant

Tableau 20 : Caractéristique des granulats

Numéro d’identification de l’échantillon

au LCT

14/0767 14/0766

Essais pratiqués 0/5 mm 5/10 mm

Analyse

granulométrique en

% passant au tamis

de (XP P 18 560)

Dmax 6.3 10

31.5mm 100 100

20 mm 100 100

14 mm 100 100

12.5 mm 100 100

10 mm 100 94

8 mm 100 62

6.3 mm 100 25

5 mm 95 9


4 mm 84 4

3.15 mm 74 2

2.0 mm 61 2

0.080 mm 12.5 1.1

Aplatissement en %

(XP P 18 561)

- - 15

Propreté

superficielle des

granulats en % (NF

P 18-591)

- - 1.47

III.2. Liant hydrocarboné routier

Les résultats des essais effectués sur le liant hydrocarboné sont dans le tableau suivant :

Tableau 21 : Résultat des essais bitume

Numéro d’identification de l’échantillon au LCT : 14/1197

Nature de l’essai et

unités

Norme Résultats Spécifications

Pénétrabilité (mm) EN 1426 33 40 à 50

Point de

ramollissement (°C)

EN 1427 51 50 à 58

Densité relative ME LCT 3-02 1.04 1 à 1,10

III.3. Reconstitution granulométrique et définition de la teneur en liant

On déterminera une courbe granulaire la plus proche possible de celle de l’étude

vérifiée.

La teneur en liant est fixée dans le but de répondre aux spécifications demandées pour les essais

à la presse à cisaillement giratoire, Duriez et orniérage sur les Béton Bitumineux Semi Grenu.

Tableau 22 : Caractéristique des granulats

Composants du mélange Proportion avec teneur en

liant extérieur

Proportion avec teneur en

liant intérieur

Sable 0/5 mm (%) 43 40.9

Gravillons 5/10 mm (%) 57 54.2

Teneur en liant 5.3 5.0

Les caractéristiques du mélange obtenu avec cette recomposition sont les suivantes :


- Surfaces spécifiques (Ssp) : 9.85 m2/kg

- Masse volumique réelle des agrégats (MVRg) : 2.75 kg/m3

- Masse volumique réelle de l’enrobé (MVRe) : 2.546 kg/m3

- Module de richesse (K) : 3.48

La courbe visée et la courbe de mélange sont données ci-après :

Figure 22 : Courbes visée et mélange

IV. Etude de formulation de niveau 1 :

IV.1. Essai de compactibilité de la Presse à Cisaillement Giratoire (NF P

98 252)

L’essai PCG permet de valider la compactibilité d’un mélange en fonction de son

épaisseur de mise en œuvre in situ et du type de produit considéré.

La masse volumique réelle de l’enrobé (MVRe=2.546 mg/m3), utilisé pour la détermination de

la prise d’essai, a été suivant la Norme EN 12697-5.

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

0,01 0,1 1 10 100

Passan

t %

Ouverture tamis

Melange Visé


Tableau 23 : Résultat de l’essai PCG

Essai à la Presse à Cisaillement Giratoire

Nombre de

girations

1 10 25 40 60 80 100 200

Spécification

maxi

10

% de vides

moyennes

22.5 14.4 10.6 8.7 6.9 5.7 4.8 2.3

Spécification

mini

5

L’essai PCG est conforme. Le mélange a une bonne maniabilité.

IV.2. Essai DURIEZ tenue à l’eau des enrobés (NF 98-251-1)

Le LCT a réalisé deux séries d’éprouvette Duriez, pour voir la sensibilité à l’eau du mélange

ainsi que ses résistances avant et après immersion :

- La première série était immergée dans l’eau pendant 07 jours

- La deuxième série était conservée dans l’air pendant 07 jours

Les résultats d‘essais sont données ci-après :

Tableau 24 : Résultat de la sensibilité à l’eau

Sensibilité à l’eau

Spécification mini Résultats

Masse volumique réelle de

l’enrobé MVRe (mg/m3)

2.55

Masse volumique

apparente MVA (mg/m3)

2.35

% de vides 8.1

R sans immersion (MPa) 14.1

r avec immersion (MPa) 12.6

r/R (%) 70 89

Le mélange a une tenue à l’eau conforme et ses résistances, après conservation à l’air et dans

l’eau sont excellentes.


V. Etude de formulation de niveau 2

V.1. Essai d’orniérage (NF EN 12697-22)

Essai d’orniérage a pour but de déterminer le comportement en déformation irréversible

des matériaux bitumineux soumis à des charges roulantes.

La confection des plaques a été menée comme on l’indique dans les annexes.

Un appareillage à dispositif de grandes dimensions est utilisé (roue ayant une largeur de trace

(50 ±5) mm et une pression de (600±30) kPa au début de l’essai). La charge est appliquée au

centre de l’éprouvette (5000±50) N, le moule a pour dimension (500*180*100) mm, à ±2 mm.

Les spécifications pour le produit sont rappelées dans la norme EN13108-1.

Les résultats obtenus sont donnés ci-après :

Tableau 25 : Résultat d’Orniérage

Orniérage NF EN 12697-22

Nombre de

cycle

% de vides 1000 10000 30000

Spécification

maxi (%)

8 10.0

Moyenne (%) 6.2 2.3 5.5 7.0

Spécification

mini (%)

5

Tableau 26 : Spécification des BBSG

Référence

normative

Spécifications Résultats

Masse volumique

réelle (mg/m3)

NF EN 12697-5

Méthode A à l’eau

- 2.546

Masse volumique

apparente (mg/m3)

NF EN 12697-6

Méthode D

- 2.39

Pourcentage de

vides

(%)

EN 13108-1 5 à 8 % 6.2

Taux d’ornière

(%)

EN 13108-1 A 30 000 cycles :

≤ 10 %

7.0

Le taux d’ornière est conforme


VI. Conclusion partielle

Selon la norme NF EN 13 108-1 [26], ces résultats montrent que l’enrobé répond aux

exigences d’un Béton Bitumineux Semi Grenu 0/10 mm de classe 2 pour couche de roulement,

jusqu’à Niveau 2.

Le mélange a une tenue à l’eau conforme et ses résistances, après conservation à l’air et dans

l’eau, sont excellentes.

La tenue à l’eau est satisfaisante, le comportement à la déformation est correcte, cette formule

peut être appliquée en tant que couche de roulement.


CHAPITRE IX. PROPOSITIONS D’AMELIORATION

Les résultats obtenus peuvent être améliorés grâce à quelques ajouts d’essais et à un

contrôle de la qualité des enrobés après leurs fabrications in situ.

I. L’essai Marshall

Dans le niveau 1, on peut aussi vérifier par un autre type d’essai la stabilité, le fluage, c’est avec

l’essai Marshall que l’on détermine ces paramètres. Lors du stage effectué au sein du

laboratoire de COLAS Madagascar, on a pu effectuer un essai Marshall pour notre formulation

de BBSG précédente. Et les résultats sont :

Tableau 27 : Résultat de l’essai Marshall

Stabilité S (kN) Fluage F (mm) Quotient Marshall

S/F

12.75 2.9 4.39

II. Teneur en liant et analyse granulométrique

Après la formulation de l’enrobé, on procède à la réalisation sur chantier et pour une assurance

qualité, on propose de faire une vérification de la courbe granulométrique et de la teneur en

bitume, pour cela, on prélève des échantillons sur terrains. Après avoir effectué un prélèvement

sur terrain, on a les résultats suivants :

II.1. Teneur en liant par extraction

- Avant extraction

Tableau 28 : Teneur en liant avant extraction

Masse Colonne de tamis vide M1 5576

Masse colonne de tamis avec enrobé M2 6514,2

Masse Enrobé ME=M2-M1 938,2

Masse bol vide (+ papier) 686

- Après extraction

Tableau 29 : Teneur en liant après extraction

Résultats Théorique

Masse Colonne de tamis M4 6400,4

Masse de granulats > 0,063 µm MG =M4-M1 824,4

Masse Bol plein M5 754,2

Masses Fines MF=M5-M3 68,2

Masse Sèche de l’échantillon MM=MG+MF 892,6

Masse de Bitume MB=ME-MM 45,6

Teneur en liant (ppc) TL=MB/MM *100 5,11 5,3

Teneur en liant en (%) TL=MB/ME *100 4,96 4,5 à 5


II.2. Analyse granulométrique après extraction :

Masse sèche de l'échantillon : 960,7

Tableau 30: Analyse granulométrique après extraction

Tamis

(mm)

%

Tamisat

cumulé

25 100

20 100

16 100

14 100

12,5 100

10 95

8 83

6,3 69

5 60

4 51

2 39

1 32

0,5 27

0,315 23

0,25 21

0,125 14

0,08 10

0,063 7,6

Calcul de la surface spécifique Σ

Σ = (%G*0,25 + %S*2,3 + %s*12 + %f*135)/100

%G, %S, %s, %f sont des pourcentages de refus cumulés

Σ = (31*0,25 + 46*2,3 + 13*12 + 10*135)/100

Σ = 16,20

Masse volumique réelle des granulats MVRg : 2,95 (Après trois essais effectués)

Calcul du module de richesse

K = teneur en liant (en ppc) / (Σ) 0,2

K = 2,92

Avec α = 2,65 / MVRg = 0,897

Module de richesse corrigé : K’ = K / α = 3,26

(6)


On a 3,2 ≤ K’ ≤ 3,4

Fuseau BBSG 0/13 PK13

Tableau 31: Spécification d’un BBSG

Tamis (mm) Spécification

MAX

Spécification

MIN

20

16

14 100 100

12,5

10 100 87

8

6,3

5 67 53

4

2 43 31

1

0,5

0,315

0,25

0,125

0,08

0,063 7,8 3,8


La courbe obtenue avec l’abaque est :

Figure 23 : Courbe d’analyse granulométrique dans le fuseau de spécification de BBSG

III. Effectuer les niveaux 3 et 4

On peut aussi proposer d’effectuer les niveaux trois et quatre pour cette formulation car ces

niveaux s’appliquent lorsqu’on veut caractériser complètement une technique particulière

(spécifié en fonction des objectifs recherchés, de l’enjeu du chantier, de son volume et de

l’importance des diverses sollicitations auxquelles sera soumis l’enrobé) afin d’adapté l’enrobé

à des performances requises.


IV. Vérification des procédés de stockage

Dans le site PK13, il faut laver les cuves de stockage après utilisation de bitume ou

d’émulsion. Ne jamais mélanger les nouveaux et les anciens produits car ils ne sont pas toujours

miscible, même s’ils sont de même nature.

Le stockage des granulats doit être couvert afin d’éviter que les particules fines se

volatilisent mais aussi pour éviter que l’eau des pluies perturbent le stockage.

Les stockages des granulats et des liants doivent être malaxés avant d’être employés,

car lors de l’entreposage, il y a un phénomène de ségrégation, c’est-à-dire que les particules les

plus denses se regroupent au fond du stock.


CHAPITRE X. ETUDE ECONOMIQUE

I. Délai de réalisation des essais au laboratoire central

Un des objectifs qualité de l’entreprise COLAS Madagascar concerne le respect des

délais de réalisation des essais au Laboratoire Central. Pour chaque famille d’essai, les objectifs

de délais en jours entre l’arrivée de l’échantillon et la validation du Procès-Verbal d’essais sont

récapitulés dans le tableau suivant :

Tableau 32: Délai de réalisation des essais

Objectif (Délai en jours)

GRANULATS

Analyse granulométrique des granulats 5

Identification des granulats 5

Caractéristiques intrinsèques 3

LIANT HYDROCARBONE : BITUMES

Identification complètes des bitumes 4

LIANT HYDROCARBONE : BITUMES

Identification complètes des émulsions 30

ENROBES

Extraction et granulométrie 3

II. Barème des essais

Les essais et formulations effectués au laboratoire sont facturés suivant les tarifs indiqués dans

le tableau suivant :

Tableau 33 : Barème des essais

Identification Prix Unitaire (en

Ariary)

Quantité

GRANULATS

Analyse granulométrique par

tamisage

61 840

Sable : 20 kg

Gravillon : 45 kg

LA et MDE : 3 blocs de

roches de la taille d’un

moellon

Détermination de la résistance à la

fragmentation (Los Angeles)

92 400

Détermination de la résistance à

l’usure (Micro-Deval)

92 400

Détermination du coefficient

d’aplatissement des gravillons

54 010

Essai au bleu de méthylène -

Méthode à la tache

113 710

Détermination de la propreté des

sables – Equivalent de sable à 10%

de fines

85 290

LIANT HYDROCARBONE :

BITUMES


Détermination des points d’éclair

et de feu – Méthode Cleveland à

vase ouvert

71 220

2 kg

Pénétrabilité à l’aiguille 93 550

Détermination du point de

ramollissement – méthode bille et

anneau

90 410

Détermination de la densité

relative – méthode au pycnomètre

81 300

LIANT HYDROCARBONE :

EMULSION

Détermination de la teneur en eau 62 690

1.5 l

Homogénéité 43 050

Détermination du pH 62 690

Détermination de l’indice de

rupture d’une émulsion cationique

74 340

Détermination de la pseudo-

viscosité Engler

106 890

ENROBE

Formulation Enrobé niveau 1

PCG – Duriez - Marshall

3 420 000 Sable : 100kg

Gravillon : 60kg

par coupure


PCG – Duriez – Orniérage –

Marshall

5 700 000 Sable : 120kg

Gravillon : 75kg

par coupure



Marshall – Module

8 550 000 Sable : 140kg

Gravillon : 85kg

par coupure



Marshall – Module - Fatigue

11 400 000 Sable : 140kg

Gravillon : 85kg

par coupure

Vérification de la teneur en liant

NEBA et de la courbe

granulométrique

270 400 10 kg d’enrobé

III. Divers

Les assistances techniques et les prestations diverses, sont facturées de la manière suivante :

Prestation Durée Prix Unitaire (en Ariary)

Déplacement Technicien Journée 102 390

Déplacement Chef

Laboratoire

Journée 213 330

Déplacement Chef Service

Technique et Laboratoire

Journée 1 446 470

Déplacement Chef

Laboratoire Cadre

Journée 464 890

Avis technique - 1 897 500

Tableau 34 : Barème des prestations diverses


CHAPITRE XI. IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX

Ce chapitre porte sur l’identification et l’évaluation des impacts probables sur

l’environnement, associés à la réalisation du projet. Elle vise à proposer les mesures à prendre

pour atténuer les impacts néfastes à la qualité de l’environnement ou mieux, pour les prévenir.

I. Définition

On définit l’environnement comme l’ensemble des milieux naturels ou façonnés par

l’homme, y compris les milieux humains et les facteurs sociaux et culturels ainsi que les

éléments biotiques et abiotiques de la nature qui intéressent le développement national [35].

II. Identification des impacts potentiels

Le promoteur identifie les impacts de la variante ou des variantes sélectionnées pendant

les différentes phases du projet et évalue l’importance de ces impacts en utilisant une

méthodologie et des critères appropriés. Les impacts positifs et négatifs, directs et indirects sur

l’environnement et aussi les impacts cumulatifs, synergiques et/ou irréversibles liés à la

réalisation du projet doivent être considérés. [36]

Tableau 35 : Impacts potentiels

Etapes concernées Environnement affecté

Choix du tracé Végétation et population

Acquisition des terrains Utilisation du sol, population, patrimoine et

archéologique

Transport et circulation des engins,

machineries et des équipements

Circulation et sécurité routière, végétation,

habitats faunistiques et population

Préparation et Mise en œuvre des produits

noirs

Sols, eaux de surface, air, bruit, végétation,

habitats faunistiques, activités humaines,

utilisation du sol, patrimoine et

archéologique, activités humaines,

population, économie, emploi, santé

publique et des personnels.

Exploitation des carrières (tirs à l’explosif,

concassage, stockage)

Sols, eaux de surface et souterraines, air,

bruit, végétation, cultures, habitats

faunistiques, activités humaines, utilisation

du sol, patrimoine et archéologique,

activités humaines, habitations et tombeaux,

population, santé publique et des personnels,

sécurité routière.

Transport des matériaux ou

approvisionnement en matériaux

Air, bruit, végétation, activités humaines,

population, santé publique, circulation et

sécurité routière


Intervention chimique Eaux de surface et souterraines, sol air,

végétation, habitats faunistiques, santé

publique, population

Dépôt de déchets Sols, eaux de surface et souterraines,

végétation, habitats faunistiques, utilisation

du sol, santé publique

III. Atténuation des impacts

Cette étape consiste à présenter les actions ou les mesures appropriées pour prévenir,

supprimer ou réduire les impacts négatifs, ou bien pour accroître les bénéfices des impacts

positifs sur l’environnement.

III.1. Programme de suivi

Dans le cadre d’un projet routier, le programme de suivi doit, en particulier mettre l’accent sur :

- Erosion et sédimentation dues aux infrastructures routières ;

- Qualité de l’air et de niveau du bruit dans le milieu ;

- Indicateurs sur la qualité et le débit de l’eau de surface

- Indicateurs sur les pressions anthropiques sur les ressources naturelles

- Mesures d’urgences en cas d’accidents et déversement des produits dangereux et

toxiques

- Effets sur l’économie et la société locale, régionale voire nationale.

III.2. Le plan d’action

Cette partie présente le projet de mesure d’atténuation et de compensation qui seront appliquées

dans le site et le laboratoire. Ainsi, le plan d’action consiste à :

Mettre en place la cellule de vigilance environnementale (doter des textes

règlementaires appropriés)

Utiliser des techniques appropriées pour la gestion conservatoire des eaux et des

infrastructures hydro-agricoles

Utiliser des techniques adaptées pour limiter la pollution du sol et de l’eau pendant les

travaux (transport des matériaux, équipement)

Effectuer des travaux de réparation et d’aménagement des sites de terrassement et des

zones d’emprunt pour conserver l’esthétique du paysage et la topographie

Sensibiliser à l’évaluation des risques par la réalisation d’un TOOL BOX concernant

l’évaluation des risques du laboratoire et du site.

Effectuer le tri des déchets (déchets verts, déchets plastiques, ferrailles, matériau pollué)


Renforcer la sécurité routière (Mise en place des panneaux de signalisation)

Renforcer les structures de tableau de bord

Mettre en place de structure locale et environnementale (ensablement, jet de pierre,

déchets, etc.)

Installer une poste de dispensaire d’urgence

Porter obligatoirement les EPI (Equipement de Protection Individuelle) comme les

masques à gaz, chaussures ou bottes de chantier, blouse, combinaison, casque, gant,

baudrier, lunettes de protection, cache poussière, blouse, …

III.2.1. Exemples :

En voici quelques exemples d’application du plan d’action :

- Orienter l’équipement d’émission de bruits et poussières en fonction de la dimension du

vent dominant

- Choisir les zones d’emprunt provoquant moins de dommages (érosion, ensablement, jet

de pierre,…)

- Informer et sensibiliser les populations locales et les avertir avant les tirs à l’explosif

- Effectuer une démarcation du rebord de la carrière par une clôture de fil de fer

- Garder sur place une provision de matière absorbante ainsi que des récipients bien

identifiés, destinés à recevoir des résidus pétroliers et des déchets en cas de déversement

- Respect des normes techniques, de préparation de produits, de sécurité et d’hygiène

- Octroyer l’équipement et matériels adéquats pour le personnel


CHAPITRE XII. CONCEPTION D’UN LOGICIEL POUR LA

VERIFICATION DE LA QUALITE D’UN PRODUIT

FABRIQUE AU PK13

Ce chapitre va permettre de faire un survol sur la présentation du logiciel de contrôle qualité

des enrobés.

I. Langage de programmation

MATLAB 2013.a est une version de MATLAB (MAtrix LABoratory). C’est un logiciel

très puissant utilisé pour le traitement de données techniques. Il permet de traiter des données,

de visualiser des graphes, et de programmer divers outils pouvant être utilisés pour l’analyse de

problèmes. Sous Matlab, les problèmes et les solutions sont modélisés, notés et représentés

mathématiquement. Avec, Matlab on peut traiter des problèmes dans divers domaine tels que

les Matériaux, la télécommunication, la physique, la chimie, le mathématique appliqué, la

finance, l’informatique, etc. Il traite généralement les problèmes sous forme de matrices, d’où

son nom.

Il peut être aussi utilisé pour modéliser et simuler des évènements, générer des graphiques et

développer des applications. On peut faire des acquisitions et traitements de données en temps

réel. L’existence de l’interface utilisateur graphique ou GUI (Graphical User Interface) facilite

le développement.

II. Les différentes parties du logiciel

Notre logiciel se divise en deux parties

L’interface « teneur en liant » qui permet d’avoir les valeurs par calcul la teneur en

bitume conformément ou non aux normes appropriées

L’interface « courbe granulométrique » qui permet de voir si la courbe est inclue dans

l’abaque normalisée du produit.


III. Organigramme

Afin de visualiser l’enchainement logique de toutes nos opérations, nous allons

concevoir une méthode de résolution qui consiste à déterminer les éléments auparavant. Ainsi

l’algorithme général est figuré dans le schéma suivant :

Début

Saisie des données sur

l’extraction

Evaluation de la teneur en liant

Saisie des données sur la

courbe

Masse Volumique Réelle des granulats MVRg

Surface spécifique

Module de richesse

Module de richesse corrigé

Fin


IV. Guide d’utilisation du logiciel

Pour entrer dans le corps du logiciel, il suffit de lancer quality.exe et la fenêtre d’accueil

suivante s’affiche :

Figure 24 : Interface d’entrée des données de la teneur en liant

Le menu bouton est composé de :

(1) Interface de l’essai « teneur en liant » (avant et après extraction)

(2) Résultats des différentes masses

(3) Bouton calculer pour voir si la teneur en liant est conforme ou non

(4) Bouton de remise à zéro

IV.1. Interface de conformité de la teneur en liant

Après avoir cliqué sur le bouton calculer, deux cas peuvent se présenter :

1er cas : la teneur en liant est non conforme. Le bouton rouge s’affiche.

3

2

4

1


Figure 25 : Interface de calcul de la teneur en liant non conforme

(5) : Bouton de non-conformité.

Les résultats de l’essai « teneur en liant » ne sont pas normalisés. Il faut revérifier les données

entrées.

2ème cas : La teneur en liant est conforme. Le bouton vert s’affiche.

Figure 26 : Interface de calcul de la teneur en liant conforme

5

6 7 8


(6) Bouton de conformité

(7) Résultats de l’essai « teneur en liant » (avant et après extraction)

(8) Bouton pour continuer le contrôle qualité

Les résultats de l’essai « teneur en liant » sont normalisés, on peut passer à l’analyse

granulométrique.

IV.2. Interface de l’essai analyse granulométrique

Figure 27 : Interface d’entrée des données de la teneur en liant

(9) Données de la courbe granulométrique

(10) Bouton de retour

(11)Bouton pour continuer le contrôle

Ici, on a pris la normalisation d’un BBSG, on peut passer à l’analyse granulométrique.

9

10

11


IV.3. Interface de la courbe

Figure 28 : Courbe granulométrique avec abaque et calcul de MVRg et K

(12) La courbe granulométrique inclut dans l’abaque d’un BBSG

(13) Calcul de la masse Volumique réelle des granulats

(14) Calcul du module de richesse K

Remarque : Si le module de richesse est compris dans la norme, c’est-à dire entre 3,2 et 3,4 le

module de richesse corrigé ne sera plus utile.

13 12

14


CONCLUSION

Arrivé au terme de ce travail, les dégradations des routes à Madagascar, constatées

en particulier sur les ruelles d’Antananarivo actuellement, proviennent d’une part de la situation

de la région qui est une zone pluvieuse, surtout ces derniers temps, mais d’autre part de la

négligence des entretiens et le manque de respect des normes de constructions pour chaussée.

Dans le cadre de ce mémoire, l’étude s’est principalement orientée sur une proposition

d’amélioration et la vérification des produits routiers afin de satisfaire les exigences des clients

ainsi on pourra offrir le confort et assurer la sécurité. Sur ce, les principales caractéristiques

routières sont déjà normalisées. Pour solutionner les problèmes de routes facilement détruites,

on a opté pour l’utilisation en couche de roulement ou de liaison en Béton Bitumineux Semi

Grenu. Pour préserver la route de son premier ennemi, l’eau, les ouvrages de formulation ainsi

que l’assainissement adéquat doivent être bien étudiés.

Il est indéniable que les coûts de réhabilitation des routes sont élevés ainsi que le suivi

de la tendance du système qualité, cependant, il faut mettre en évidence que les objectifs du

système qualité sont de satisfaire les clients et d’améliorer la performance. Pour assurer ce

contrôle qualité, la maintenance jouerait un rôle non négligeable.

Le présent mémoire nous a permis d’approfondir des études théoriques et pratiques

acquises pendant la formation à l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo. A l’issue du

stage, nous avons eu l’occasion de comprendre et d’assimiler l’importance du poste de travail

d’un Ingénieur Assurance Qualité qui demande une connaissance parfaite et évolutive en

qualité. Ce que c’est pratiquement le travail d’un Ingénieur Assurance Qualité qui s’avère être

une connaissance parfaite pour améliorer nos capacités et qui s’avère être une amélioration

continue de nos capacités.

RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly I

REFERENCE BIBLIOGRAPHIQUE ET

WEBOGRAPHIQUE

Ouvrage :

[1] Organisation Internationale de normalisation, ISO 9001 : 2008 « Système de Management

Qualité-Exigences », 29 p.

[2] Xavier GUYOT, « Contrôle Qualité en construction Routière », Qualité COLAS

Madagascar, Décembre 2010, 52 p.

[3] AFNOR, NF EN 12697-31 « Mélanges bitumineux - Méthode d’essai pour mélange

hydrocarboné à chaud Partie 31 : Essai de compactage à la presse à cisaillement giratoire »,

Août 2007, 17 p.


hydrocarboné à chaud Partie 33 : Essai statique sur mélanges hydrocarbonés – Essai DURIEZ

», Septembre 2007, 13 p.


hydrocarboné à chaud Partie 22 : Essai d’orniérage (Orniéreur grand modèle) », Septembre

2008, 15 p.


hydrocarboné à chaud Partie 26 : Module de rigidité », Juin 2012, 16 p.


hydrocarboné à chaud Partie 24 : Résistance à la fatigue», Août 2012, 15 p.

[8] AFNOR, NF EN 1 097-02 « Essais pour déterminer les caractéristiques mécaniques et

physiques des granulats Partie 2 : Méthodes pour la détermination de la résistance à la

fragmentation (Los Angeles)», Juin 2010, 14 p.

[9] AFNOR, NF EN 1 097-01 « Essais pour déterminer les caractéristiques mécaniques et

physiques des granulats Partie 1 : Méthodes pour la détermination de la résistance à l’usure

(Micro-Deval)», Août 2011, 15 p.

[10] AFNOR, NF EN 933-01 « Essais pour déterminer les caractéristiques géométriques des

granulats Partie 1 : Détermination de la granularité – Analyse granulométrique par tamisage »

Mai 2012, 13 p.


granulats Partie 1 : Détermination de la granularité – coefficient d’aplatissement » Mars 2012,

10 p.


granulats Partie 9 : Qualification des fines – Essai au bleu de méthylène» Juin 2013, 13 p.

RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly I


granulats Partie 11 : Qualification des fines – Equivalent de sable à 10% de fines» Mai 2010,

13 p.

[14] Les enrobés bitumineux TOME 2, 2005, 240 p.

[15] AFNOR, NF EN ISO 2592 « Bitumes et liants bitumineux – Détermination du point

d’éclair» Octobre 2001, 12 p.

[16] AFNOR, NF EN 1 426 « Bitumes et liants bitumineux – Détermination de la pénétrabilité

à l’aiguille» Juin 2007, 10 p.

[17] AFNOR, NF EN 1 427 « Bitumes et liants bitumineux – Détermination du point de

ramollissement- Méthode bille et Anneau» Juin 2007, 11 p.

[18] AFNOR, NF EN 15 326 « Bitumes et liants bitumineux – Mesure de la masse volumique

et de la densité - Méthode du pycnomètre à bouchon capillaire» Juillet 2009, 13 p.

[19] AFNOR, NF EN 1 428 « Bitumes et liants bitumineux - Détermination de la teneur en eau

des émulsions de bitume» Mars 2012, 9 p.

[20] AFNOR, NF EN 1 429 « Bitumes et liants bitumineux - Détermination du résidu sur tamis

des émulsions de bitume et détermination de la stabilité au stockage par tamisage» Août 2013,

15 p.

[21] AFNOR, NF EN 12 850 « Bitumes et liants bitumineux - Détermination du pH des

émulsions de bitume» Août 2009, 12 p.

[22] AFNOR, NF EN 13 075-1 « Bitumes et liants bitumineux - Détermination du

comportement à la rupture Partie 1 : Détermination de l’indice de rupture des émulsions

cationiques de bitume, méthode des fines minérales» Juillet 2009, 16 p.

[23] AFNOR, NF EN 12 846 « Bitumes et liants bitumineux – Détermination du temps

d’écoulement des émulsions de bitume à l’aide d’un viscosimètre à écoulement» Avril 2011,

14 p.

[25] SETRA, Enrobés hydrocarbonés à chaud Partie II : modules particuliers aux produits

normalisés pour BBSG, 2005, 13 p.

[26] AFNOR, NF EN 13 108 « Enrobés hydrocarbonés – Couches de roulement et couches de

liaison : Béton Bitumineux Semi-Grenus (BBSG)» Février 2007, 21p.

[27] AFNOR, NF EN 13 108-20 « Mélange bitumineux - Spécification des matériaux : Epreuve

de formulation » Juin 2006, 14 p.

[28] IDRRIM, COTITA Sud-Ouest, « Présentation Laboroute », 26 Avril 2013, 20 p.

[29] IDRRIM, « LABOROUTE Commission, agrément et référentiel », 6 juin 2012, 36 p.

RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly II

[30] OHSAS 18001 « Système de management de la santé et de la sécurité au travail –

Exigences », 2007, 31 p.

[35] Docteur Alain RANDRIAMAHERISOA « Cours d’étude d’Impact Environnemental »,

2008, 31p.

[36] Ministère de l’Environnement, ONE Office National pour l’Environnement « GUIDE

POUR L’ELABORATOIN D’UNE ETUDE D’IMPACT ENVIRONNEMENTAL D’UN

PROJET DE CONSTRUCTON ET DE REHABILITATION DE ROUTE », 63 p.

Webographie :

[24] www.usirf.com

[31] www.afnor.fr

[32] www.aqp.asso.fr

[33] www.cftr.asso.fr

[34] www.aipcr.com

[33] www.iso.org

[37] www.pnae.mg

http://www.usirf.com/

http://www.afnor.fr/

http://www.aqp.asso.fr/

http://www.cftr.asso.fr/

http://www.aipcr.com/

http://www.iso.org/

http://www.pnae.mg/

RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly III

ANNEXE 1 : CONFECTION D’EPROUVETTES

I- PRESSE A CISAILLEMENT GIRATOIRE

Masse des éprouvettes :

La masse M est fonction de la masse volumique réelle MVR du mélange hydrocarboné.

Si hmin est fixé à 150 mm :

- dans le cas des enrobés à chaud ou à froid à base de liants anhydres, la masse M,

exprimée en kilogrammes est égale à :

2,651 MVR pour ∅= 150 mm

3,016 MVR pour ∅= 160 mm

- dans le cas de matériaux traités à l'émulsion de bitume, dont la teneur en eau totale

est W % :

M = 2,650 MVR ((100 + W %)/100) pour ∅= 150 mm

M = 3,016 MVR ((100 + W %)/100) pour ∅= 160 mm

Confection des éprouvettes

- mettre en température les moules et pastilles pendant 2 h au moins dans une enceinte

portée à la température d'essai ±10 °C ;

- graisser les moules à l'aide d’un pinceau enduit de graisse de silicone ou d'oléate de

soude glycériné ;

- peser dans un récipient intermédiaire la masse M du mélange hydrocarboné à ±0,1

% près ;

- introduire en une seule fois le mélange hydrocarboné dans le moule et maintenir le

moule, l'éprouvette, les pastilles dans une enceinte à la température prescrite de

l'essai ±10 °C entre 30 min et 2 h.

Dans le cas des enrobés à froid, les dispositions relatives à la température ne s'appliquent pas.

Le mélange doit être conservé dans le moule au moins 15 min avant essai.

II- DURIEZ

Les modalités pratiques (type de malaxeur, températures, temps de malaxage) de préparation

du mélange hydrocarboné doivent être indiquées sur la feuille d’essai.

Les températures de référence de préparation des éprouvettes de mélanges à base de bitume pur

sont définies comme suit :

- bitume 70/100 : 140 °C 5°C;

- bitume 50/70 : 150 °C 5°C;

RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly IV

- bitume 35/50 : 160 °C 5°C;

- bitume 20/30 : 180 °C 5°C.

Pour les autres liants hydrocarbonés, les températures de fabrication des mélanges sont celles

définies par le fournisseur.

Remplissage des moules

Les moules sont portés à la température de référence de préparation des éprouvettes (2 h au

minimum).

Les prélèvements ont les masses suivantes :

- 1 000 g ± 2 g dans le cas des mélanges hydrocarbonés de D < 14 mm ;

- 3 500 g ± 4 g dans le cas des mélanges hydrocarbonés de D ≥ 14 mm

Un piston est placé à la partie inférieure du moule. Le prélèvement est introduit en une seule

fois dans le moule très légèrement enduit d’oléate de soude glycériné.

Les moules pleins sont ensuite introduits dans une étuve dont la température à proximité est à

la température de référence ; ils doivent y séjourner entre ½ h et 2 h.

Compactage des éprouvettes

Un piston est placé à la partie supérieure du moule. Le compactage des éprouvettes doit être

réalisé par double effet. Les opérations doivent être menées de manière à éviter au maximum

les déperditions de température. Le délai séparant la fin du malaxage et le début du compactage

doit être noté sur la feuille d’essai.

Charge appliquée :

- pour les mélanges hydrocarbonés de D > 14 mm, 60 kN ± 0,5 % ;

- pour les mélanges hydrocarbonés de D ≤ 14 mm, 180 kN ± 0,5 %.

La charge doit être atteinte entre 5 s et 60 s maximum et maintenue entre 300 s et 305 s. Au

bout de ce temps, la mise en charge est interrompue.

Les éprouvettes sont conservées couchées dans leur moule au minimum 4 h jusqu’à retour à la

température ambiante, puis elles sont démoulées.

III- ORNIERAGE

RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly V

Confection des éprouvettes

Les éprouvettes sont confectionnées dans les moules 180 mm x 500 mm x 100 mm ou 180 mm

x 500 mm x 50 mm, le principe du mode de compactage étant précisé sur le procès-verbal

d'essai.

Conservation des éprouvettes avant essai

Les éprouvettes soumises à l'essai doivent être confectionnées depuis plus de deux jours et dans

des conditions telles que les caractéristiques dimensionnelles soient conservées. Le temps de

conservation doit être du même ordre de grandeur pour les éprouvettes d'une même série. La

durée réelle de conservation en jours doit être portée sur le procès-verbal.

Contrôle des éprouvettes

Épaisseur : on s'assure en tous points de la zone de mesurage que l'épaisseur de l'éprouvette ne

s'écarte pas de plus de 5 % de l'épaisseur nominale, pour des épaisseurs nominales supérieures

à 50 mm. Pour des épaisseurs nominales inférieures ou égales à 50 mm, on applique une

tolérance de ± 2,5 mm.

Planéité : la planéité de la face inférieure de l'éprouvette est contrôlée à l'aide d'une règle ; une

déformation supérieure à 5 mm entraîne le rebut de l'éprouvette.

RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly VI

ANNEXE 2 : ESSAI MARSHALL

L’essai Marshall a pour but de déterminer, pour une température et énergie de compactage

donné, le pourcentage de vides, la stabilité et le fluage d’un mélange hydrocarboné à chaud.

Principe et objectif

Confection d’éprouvettes de mélanges hydrocarbonés par compacteur à impact selon un

processus déterminé, puis essai de compression suivant une génératrice dans des conditions

définies.

L’objectif est de déterminer pour une température et une énergie de compactage données de la

résistance mécanique dite « stabilité », l’affaissement dit « fluage » et du quotient Marshall des

éprouvettes de mélange hydrocarboné.

Figure : Principe de l’essai Marshall

Essai d’écrasement et expression des résultats

Les éprouvettes sont immergées dans l’eau à 60°C pendant 40 minutes minimum sans dépasser

1 heure. Puis on met en température des mâchoires d’écrasement. L’essai de compression

diamétrale est réalisé à l’aide d’une presse à vitesse de déformation constante de 50 mm/min

hors de période transitoire, équipée d’un dispositif permettant de mesurer l’effort au cours de

l’essai.

Mesure de la stabilité Marshall : résistance maximale de l’éprouvette à la déformation (kN).

RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly VII

Mesure du fluage Marshall : valeur de l’affaissement de l’éprouvette selon son diamètre

vertical au moment de la rupture (mm).

Calcul du quotient Marshall : rapport S/F entre la stabilité S et le fluage F.

RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly VIII

ANNEXE 3 : TENEUR EN LIANT

I- Principes généraux de l’essai

La méthode d’essai pour déterminer la teneur en liant d’une prise d’essai de mélanges

bitumineux, comprend normalement les opérations de base suivantes :

- Extraction du liant par dissolution dans un solvant froid ou chaud ;

- Séparation de la matière minérale et de la solution de liant ;

- Détermination de la quantité de liant par différence ou par récupération du liant ;

- Calcul de la teneur en liant soluble.

Extraction du liant

Les essais décrits dans la norme 12697-1 nécessitent l’utilisation de solvants capables de

dissoudre du bitume et impliquent dans certains cas de distiller la solution pour récupérer tout

ou partie du bitume. La société COLAS Madagascar emploi comme solvant le trichloréthylène.

Séparation de la matière minérale

On recueille la solution de liant obtenu après ajout du trichloréthylène

Le mode opératoire utilisé pour séparer le filler minéral de la solution de liant doit être tel que

le résidu de calcination du liant récupéré n’excède pas 0,5 % si la teneur nominale en filler est

inférieure à 6 % de la masse du granulat, ou 1 % si la teneur nominale en filler est de 6 % ou

plus, lorsqu’elle est déterminée

Puis, on transfère le granulat récupéré, lavé dans un bac. Faire sécher par évaporation du solvant

le granulat et le dispositif d’extraction du liant.

Transférer dans le bac, avec le reste des granulats récupérés, la totalité des éléments fins

présents sur le dispositif d’extraction du liant, et s’assurer qu’il ne reste aucun élément minéral

sur le dispositif d’extraction. Peser et noter la masse du granulat présent dans le bac.

Calcul et expression des résultats

- On calcule la teneur en liant soluble, S au moyen de la formule suivante :

S = 100∗[𝑀−(𝑀1+𝑀𝑤)]

𝑀1−𝑀𝑤

Où :

RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly IX

S la teneur en liant Soluble, exprimée en pourcentage (%)

M la masse de prise d’essai non séchée, exprimée en gramme (g)

M1 la masse de matière minérale récupérée, exprimée en gramme (g)

MW la masse d’eau de la prise d’essai non séchée, exprimée en gramme (g)

- Liant déterminé par récupération totale

On calcule la teneur en liant soluble, S, en pourcentage massique, au moyen de la formule

suivante :

S = 100 ∗ 𝑀𝑏

𝑀−𝑀𝑤

Où :

S la teneur en liant Soluble, exprimée en pourcentage (%)

M la masse de prise d’essai non séchée, exprimée en gramme (g)

Mb la masse de liant récupérée, exprimée en gramme (g)

MW la masse d’eau de la prise d’essai non séchée, exprimée en gramme (g)

Figure : Extracteur de liant de COLAS Madagascar

RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly X

ANNEXE 4 : COMPARAISON DES ESSAIS DE MODULE COMPLEXE ET DE

RESISTANCE A LA FATIGUE

Points communs entre Module complexe et résistance à la fatigue

Figure : Eprouvette

- Flèche sinusoïdale appliquée en tête d’une éprouvette trapézoïdale collée à sa base sur

un socle fixée sur bâti rigide : Z = Z0 sin ω t

- Mesure de F, Z0 et l’angle de déphasage entre F et d (ψ)

- Calcul du module dynamique | E* | (MPa) avec :

E* module complexe = E1 + E2i = σ* / ε*

Où ε* = ε eiωt+Φ ; σ* = σ eiωt+Φ ; | E* | = (E12 + E22)0,5 ; Φ = arctg (E2/E1)

- E1 et E2 fonction :

o de F, Z, Z0, ψ, ω

o de la masse de l’éprouvette

o de la masse de l’équipage mobile entre la tête de l’éprouvette et le capteur de

force

o de facteurs dépendant de la géométrie de l’éprouvette

- Réalisation dans une enceinte Thermostatique ventilée

Figure : Enceinte pour les essais de module et de fatigue

RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly XI

- Géométrie des éprouvettes

Figure : Géométrie des éprouvettes

Dimensions en

10-3 m

Type de mélange

D < 14 14< D ≤ 20 20 < D ≤ 40

L 56 ± 1 70 ± 1 70 ± 1

l 25 ± 1 25 ± 1 25 ± 1

e 25 ± 1 25 ± 1 50 ± 1

h 250 ± 1 250 ± 1 250 ± 1

Différence entre les essais de module complexe et résistance à la fatigue

Module complexe NF EN 12697-26 Résistance en fatigue NF EN 12697-24

- Flèche imposée conduisant à ε ≤ 50 10-6 pour

ne pas fatiguer l’enrobé : essai non destructif

- Minimum : 4 éprouvettes testées

- Minimum : 4 températures espacées d’au plus

10°C

- Minimum : 3 fréquences régulièrement

réparties sur une échelle log avec un rapport

minimal de 10 entre les fréquences extrêmes.

- Pour chaque couple (T,f) :

o Sollicitation de l’éprouvette pendant

un temps minimal de 30 s et maximal

de 2 min

o Mesure de F, Z0 et ψ pendant les 10

dernières secondes de l’essai

o Calcul de | E* | et Φ

- Obtention de valeurs de module utiles pour

des études de dimensionnement ou de

vérification effectuées dans des conditions de

sollicitation différant des conditions standard

(15 °C ; 10Hz).

- Fréquence : 25 Hz

- Température : 10 °C

- Minimum de 3 niveaux de déformation

d’amplitude nettement supérieure à celle

imposée lors de l’essai de module, de manière

à fatiguer l’enrobé, c’est-à-dire provoquer la

baisse de son module dans le temps sous

l’effet de déformation répétée.

- 6 éprouvettes au minimum testées par niveau

- Entre 100 et 500 cycles :

o Calcul de :

La force de réaction moyenne = valeur

initiale de la force de réaction

La déformation εi

o Mesure du :

Déplacement Zi

- Essai arrêté lorsque le critère de rupture est

atteint, soit par définition, lorsque la valeur du

module complexe de rigidité ne représente

plus que la moitié de sa valeur initiale

- 1/3 des essais doivent avoir une durée de vie

≤ 106 cycles

- 1/3 des essais doivent avoir une durée de vie

≥ 106 cycles

e

l

h

L

RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly XII

- La droite de fatigue établie en faisant une

régression linéaire entre les log décimaux de

Ni et les log décimaux de εi :

Log N= a+1/b log ε

Avec 1/b = pente de la droite (négative)

- A partir de la formule de la régression, on

calcule la déformation relative à 106 cycles,

notée ε6, paramètre fondamental rentrant dans

le calcul de dimensionnement.

Spécification pour BBSG

Type d’enrobé | E* | à (15

°C ; 10Hz)

MPa

ε6 à (10 °C ;

25 Hz) MPa

BBSG 0/10 ou

0/14

≥ 7 000 ≥ 100

INFLUENCE DES PARAMETRES

Paramètres

d’essais

| E* | à (15

°C ; 10Hz)

MPa

ε6 à (10 °C ;

25 Hz) MPa

Température

Fréquence -

RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly XIII

TABLE DES MATIERES

REMERCIEMENTS INTRODUCTION

PARTIE I : GENERALITES ......................................................................................................... 3

CHAPITRE I. L’ENTREPRISE ET SES ACTIVITES ....................................................... 4

I. Généralité ..................................................................................................................... 4

II. Organigramme général ............................................................................................. 5

III. Le Service Technique et Laboratoire (STL) ............................................................ 5

IV. Organigramme du STL ............................................................................................ 7

V. Présentation du site PK13 ........................................................................................ 7

CHAPITRE II. RAPPEL SUR LE LABOROUTE ............................................................ 11

I. La presse à cisaillement giratoire .............................................................................. 13

II. L’essai de tenue à l’eau DURIEZ .......................................................................... 16

III. L’essai d’orniérage ................................................................................................. 18

IV. Essai de module d’Young ...................................................................................... 20

V. Essai de fatigue ...................................................................................................... 21

CHAPITRE III. RAPPEL SUR LA QUALITE ................................................................. 23

I. Définition ................................................................................................................... 23

II. Notion de contrôle qualité ...................................................................................... 23

III. Principe Qualité ..................................................................................................... 24

IV. Politique qualité de l’Entreprise ............................................................................. 25

PARTIE II : METHODOLOGIE (QUALITES ET ESSAIS) .................................................. 28

CHAPITRE IV. LES CERTIFICATIONS A APPLIQUER ............................................. 29

I. Définition ................................................................................................................... 29

II. Certification suivant la norme ISO 9001 :2008 ..................................................... 29

III. Certification d’OHSAS 18001 : 2007 .................................................................... 30

IV. Agrément Laboroute .............................................................................................. 31

CHAPITRE V. IDENTIFICATION DES GRANULATS ................................................ 34

I. Généralité sur les granulats ........................................................................................ 34

II. Les essais d’identification de granulat pour chaussée ........................................... 35

CHAPITRE VI. IDENTIFICATION DU LIANT HYDROCARBONE ........................... 39

I. Définition ................................................................................................................... 39

II. Bitume .................................................................................................................... 40

RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly XIV

III. Fabrication des émulsions ...................................................................................... 42

CHAPITRE VII. MATERIAUX TRAITES EN LIANT HYDROCARBONE (LE BBSG)

45

I. Domaine d’application .............................................................................................. 45

II. Conditions d’emploi ............................................................................................... 45

III. Caractéristique du mélange .................................................................................... 46

PARTIE III : RESULTATS ET DISCUSSION ....................................................................... 48

CHAPITRE VIII. RESULTATS DE FABRICATION D’UN BBSG ............................... 49

I. Désignation ................................................................................................................ 49

II. Table de réception .................................................................................................. 49

III. Identifications des granulats et du liant hydrocarboné ........................................... 50

IV. Etude de formulation de niveau 1 : ........................................................................ 52

V. Etude de formulation de niveau 2 .......................................................................... 54

VI. Conclusion partielle ............................................................................................... 55

CHAPITRE IX. PROPOSITIONS D’AMELIORATION ................................................. 56

I. L’essai Marshall ........................................................................................................ 56

II. Teneur en liant et analyse granulométrique ........................................................... 56

III. Effectuer les niveaux 3 et 4 .................................................................................... 59

IV. Vérification des procédés de stockage ................................................................... 60

CHAPITRE X. ETUDE ECONOMIQUE ......................................................................... 61

I. Délai de réalisation des essais au laboratoire central................................................. 61

II. Barème des essais .................................................................................................. 61

III. Divers ..................................................................................................................... 62

CHAPITRE XI. IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX ................................................... 63

I. Définition ................................................................................................................... 63

II. Identification des impacts potentiels ...................................................................... 63

III. Atténuation des impacts ......................................................................................... 64

CHAPITRE XII. CONCEPTION D’UN LOGICIEL POUR LA VERIFICATION DE LA

QUALITE D’UN PRODUIT FABRIQUE AU PK13 .......................................................... 66

I. Langage de programmation ....................................................................................... 66

II. Les différentes parties du logiciel .......................................................................... 66

III. Organigramme ....................................................................................................... 67

IV. Guide d’utilisation du logiciel ............................................................................... 68

CONCLUSION

Auteur : RAZAFINJATOVO Alisoa Bakoly

Titre :

« CONTROLE QUALITE D’UN MATERIAU TRAITE EN LIANT HYDROCARBONE (cas

d’un BBSG) AVEC LEPROGICIEL DE CONTROLE DE CONFORMITE ».

Nombre de pages : 72

Nombre de figures : 26

Nombre de Tableau : 35

Résumé

Le présent mémoire a pour objet le contrôle qualité des matériaux traités en liant

hydrocarboné. Le projet implique nécessairement une étude de formulation bien adaptée à son

milieu naturel. L’élaboration de cette étude est basée sur le Système Qualité afin d’offrir aux

clients le confort et assurer la sécurité. Dans tous les cas, soit pour un Béton Bitumineux Semi

Grenu, soit pour un autre type d’enrobé, les paramètres à vérifier sont toujours la teneur en liant

et la granularité. Nous avons pu établi un logiciel de contrôle de conformité permettant de

s’assurer si les produits sont conformes ou non.

Mots clés : Qualité, Laboroute, Norme, Certification, Conformité, BBSG, Spécification

Abstract

This memory has for object quality control of treated hydrocarbon binder materials. The

project necessarily imply a formulation study well adapted to its environment. The

development of this study is based on the Quality System to offer guests comfort and safety.

In all cases, either for semi coarse asphalt concrete or to another type of mixtures, the

parameters are always checking the binder content and particle size analysis. We have

established a compliance monitoring program to ensure that the products comply or not.

Keys words: Quality, Laboroute, Standard, Certification, Compliance, BBSG, Spécification

Directeur de Mémoire : Docteur RANAIVOSON Andriambala Hariniaiana

Adresse : Lot B65 BIS Sabotsy Namehana Antananarivo 102

Email : [email protected]

controle qualite d’un materiau traite en liant

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