projet rapport memoire 2009 version finale octave no l

MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME

DE MASTER D’INGENIERIE EN GENIE CIVIL

Présenté et soutenu publiquement le ….juin 2009 par

ENGAMBE Octave Noël

Travaux dirigés par : Dr. Ismaëla GUEYE , enseignant au 2iE

Ousmane NACOULMA,DG ,Bureu d’études CAEM

1909, Bd NAABA ZOMBRE, 01 BP 6615 Ouagadougou 01 01 BP 133 Ouagadougou 01 Tél : (226) 50 37 66 19 /50 37 66 99 Tél : (226)50 34 33 39 / 50 34 29 57

Fax :(226) 50 34 31 87 Fax : (226) 50 34 31 87 Email : [email protected] E-mail : [email protected]

BURKINA FASO

L .N.B.T.P

THEME :

ESSAIS GEOTECHNIQUES AU LABORATOIRE POUR LE DIMENSI ONNEMENT

DES CHAUSSEES

CAS DU PROJET D’AMENAGEMENT ET DE BITUMAGE DES AVENUES DE LA SOMALIE ET DES COMORES DANS L’ARRONDISSEMENT DE NONGR-MASSOM A OUAGADOUGOU

Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de

bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.

2008-2009 ENGAMBE Octave Noel

ii



Année 2008-2009 ENGAMBE

Octave Noel

iii

DEDICACES

Je dédie ce mémoire

A la mémoire de mon oncle paternel Daniel ODZALADaniel ODZALADaniel ODZALADaniel ODZALA, , , , qui

Vient de quitter ce monde le 02 mars 2009

et je n’ai pas pu faire le déplacement à cause de

ce travail.

A maman SIMONE NGAMIYESIMONE NGAMIYESIMONE NGAMIYESIMONE NGAMIYE / NZABA/ NZABA/ NZABA/ NZABA....

A la famille ITANGUY HAYALEYITANGUY HAYALEYITANGUY HAYALEYITANGUY HAYALEY....

A mon grand frère NICOLAS OKANDZINICOLAS OKANDZINICOLAS OKANDZINICOLAS OKANDZI

A mon frère NESTOR NKOUNKOU LOKONESTOR NKOUNKOU LOKONESTOR NKOUNKOU LOKONESTOR NKOUNKOU LOKO

A mon ami et frère ALLASSANE ABOUBAKARALLASSANE ABOUBAKARALLASSANE ABOUBAKARALLASSANE ABOUBAKAR

A mon ami et frère HYACINTHE CONVOLBOHYACINTHE CONVOLBOHYACINTHE CONVOLBOHYACINTHE CONVOLBO

A mon frère WILFRID RENE MVOUWILFRID RENE MVOUWILFRID RENE MVOUWILFRID RENE MVOULALALALA

A ma chère compagne FLORENCE OUEDRAOGOFLORENCE OUEDRAOGOFLORENCE OUEDRAOGOFLORENCE OUEDRAOGO

A mes parentsparentsparentsparents et et et et tous mes ancêtresancêtresancêtresancêtres

A mes enfants MOUELAMOUELAMOUELAMOUELA,,,, DIMIDIMIDIMIDIMI et AMBESSIAMBESSIAMBESSIAMBESSI

A toute ma famillefamillefamillefamille

A tous mes amisamisamisamis et prochesprochesprochesproches

Que Dieu nous bénisse, nous protège et guide nos pas sur le chemin du Salut !! Amen !!!




Octave Noel

iv

REMERCIEMENTS A la fin de ce stage, nous voulons présenter nos sincères remerciements à tous

ceux qui de près ou de loin ont contribué à sa réussite. Nous pensons particulièrement :

� à Mr Ousmane NACOULMA, Directeur Général du bureau CAEM qui nous a

donné l’opportunité de faire ce stage dans sa structure ;

� à Mr Abdoulaye RAHIME , Directeur technique du bureau CAEM qui a mis les

moyens nécessaires pour l’aboutissement de ce travail et qui nous a toujours réservé

un bon accueil et un bon cadre de travail ;

� Ali SANA , Chef de département Géotechnique Routière au LNBTP

� à Mr Ismaïla GUEYE, enseignant au 2IE, pour sa compassion et ses efforts pour

nous étudiant de la filière infrastructure;

� à Mr Hippolyte FREITAS , enseignant au 2IE, pour la qualité de la formation ;

� à Mr Paul Giniès, Directeur Général du 2IE ;

� à Mr Kouassi KOUAME, Directeur des Etudes et des Affaires Académiques au

2IE ;

� à Mr Moctar MANDO , Administrateur Général de l’entreprise COGEB, de ses

encouragements ;

� à Mr Joanny TAONDA, Directeur Général de l’Entreprise EBATP ;

� à Mon Ainé Alain BASSILA , pour son soutient sans faille ;

� à Mon collègue, ami et cadet Franck Anodjo AKA qui m’a soutenu durant tout ce

travail ;

� à Tout le corps enseignant du 2IE pour la qualité de la formation,

� à Tout le personnel du 2IE, pour leur hospitalité

� à Tout le personnel de CAEM, pour leur hospitalité ;

� à Tout le personnel de LNBTP, pour leur hospitalité ;

Enfin ma gratitude va à l’endroit de l’ensemble des étudiants du 2IE toute filière

confondue qui ont contribué de près ou de loin à l’élaboration de ce document.




Octave Noel

v

LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS

AASTHO: American Association of State Highway and Transportation Officials

AGEPAR : Association des Gestionnaires Et Partenaires Africains des Routes

CBR : Californian Bearing Ratio

CEBTP : Centre Expérimental de recherche et d’études du bâtiment et des travaux

publics

LNBTP : Laboratoire National de Bâtiments et Travaux Publics - Ouagadougou

L.B.T.P : Laboratoire du Bâtiments et des Travaux Publics - Abidjan

LCPC : Laboratoire Central des Ponts et Chaussées -Paris

CAEM : Cabinet Africain d'Etudes et de Maitrise d’œuvres

G R : Géotechnique Routière

2iE : Institut international d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement

IGB : Institut Géographique du Burkina

PED : Pays en Développement

RN : Route Nationale

SN : Structural Number

RC : Resistance en Compression simple




Octave Noel

vi

LISTE DES TABLEAUX, FIGURES ET EQUATIONS

Liste des tableaux

Tableau 1: Part de la chaussée dans le coût d'investissement - Etude SERI 1985 (Source Paul AUTRET, 1989) .......................................................................................................... 8 Tableau 2: Synthèse des résultats des essais des sondages ............................................... 23 Tableau 3: Valeurs types CBR et E2JHK correspondantes .............................................. 34 Tableau 4: Composition de la structure de la chaussée ..................................................... 36

Liste des Figures

Figure 1: Structure de la chaussée ..................................................................................... 13 Figure 2: Plan de localisation de la zone du projet ........................................................... 16 Figure 3 : Coupe type de chaussée souple; b) Coupe type de chaussée souple ................ 28

Liste des Equations

Équation 1: Formule de Peltier ......................................................................................... 12 Équation 2: Facteur d'équivalence des charges des essieux .............................................. 14 Équation 3: Formule de calcul des épaisseurs en fonctions des déflexions ...................... 47




Octave Noel

vii

GLOSSAIRE

- Essai C B R : Essai permettant de définir les conditions optimales de portance

du sol

- Couche de surface : C’est la couche de roulement en contact direct avec les

roues de véhicules.

- Plate forme : C’est la partie de l’assiette sensiblement horizontale, comprenant

la chaussée et les accotements ou trottoirs

- Couche de forme : Couche de matériaux isolant le terrassement du corps de

chaussée

- Déflexion : la déflexion d’une chaussée est le déplacement vertical d’un point de

cette chaussée au moment du passage d’une roue de véhicule

- Gonflement pendant l’imbibition :c’est la variation positive de volume de

certains sols plastiques lors d’une imbibition prolongée.

- O P M : C’est la teneur en eau qui permettant un compactage optimum du sol

- Los Angeles : essai mesurant la résistance aux chocs des gravillons

- Alluvionnaire : se dit d’un granulat provenant d’un gisement de matériaux

sédimentaires déposés par les cours d’eau.

- Granularité : distribution dimensionnelle des granulats.

- Granulat : terme général englobant les matériaux 0/D ayant subi une

préparation




Octave Noel

viii

- Forme : la forme d’un élément est définie en trois dimensions, la longueur L,la

grosseur G et l’épaisseur E

- Coefficient d’aplatissement : indice quantifiant la forme d’un granulat : tel que

G/E > 1.58

- Propreté : C’est l’absence dans le granulat d’éléments fins indésirables.

- Enrobé : c’est un mélange de graviers, sable et de bitume appliqué en une ou

plusieurs couches pour constituer la chaussée.

-Adhésivité : c’est le degré de cohésion d’un liant avec des granulats. lors de la

mise en œuvre des couches bitumineuses

- Bitume fluxé : bitume additionné d'une huile de fluxage

- Classe granulaire : fraction de matériau définie par deux dimensions

d’ouverture de mailles de tamis ou de crible.

- Loi de fatigue : C’est la fatigue des couches, provoqués par leur flexion sous

l’action des charges

- Matériaux composites : matériaux composés d’un mélanges d’éléments

différents en vue d’améliorer les propriétés.

- Angularité : proportion d’éléments concassés dans un matériau

alluvionnaire.

- Affinité aux liants : le granulat doit être tel que son affinité au liant envisagé

soit assuré. L’essai d’adhésivité sur le couple liant-granulat effectué à la plaque

Vialit (granulat sec) doi



2008-2009 ENGAMBE Octave

Noel

1

SOMMAIRE

DEDICACES ................................................................................................................................. iii

REMERCIEMENTS ..................................................................................................................... iv

LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS .................................................................................. v

LISTE DES TABLEAUX, FIGURES ET EQUATIONS ............................................................ vi

GLOSSAIRE ................................................................................................................................. vii

SOMMAIRE ................................................................................................................................... 1

I-INTRODUCTION ...................................................................................................................... 4

I-1) CONTEXTE GENERAL DE L ’ETUDE ...................................................................................... 4

I-2) PROBLEMATIQUE ................................................................................................................ 5

I-3) ORGANISATION DU MEMOIRE ............................................................................................. 5

II) OBJECTIFS ET HYPOTHESES ........................................................................................... 6

II-1) OBJECTIF GENERAL .......................................................................................................... 6

II-2) OBJECTIFS SPECIFIQUES ................................................................................................... 6

II-3) HYPOTHESES DE RECHERCHE ........................................................................................... 7

III) ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE ........................ ..................................................................... 7

III-1) ETUDE GEOTECHNIQUE .......................................................................................... 7

III-1.1) Le contenu des études ............................................................................................................... 9

III-1.2) Essais de laboratoire ................................................................................................................ 9

III-2) METHODES DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSEES ............................... 10

III-2.1) Méthodes dérivant d’une formule mathématique ou d’un graphique ..................................... 12

III-2.2) Méthodes des catalogues de structures types ......................................................................... 14

IV) ETUDE DE CAS ................................................................................................................... 15

IV-1 PRESENTATION DU PROJET................................................................................... 15

IV-1.1) Généralités .............................................................................................................................. 15

IV-1.2) Cadre géographique du projet ................................................................................................ 16

IV-1.3) Description du projet .............................................................................................................. 17

IV-2) CARACTERISTIQUES DU MILIEU NATUREL DE LA ZONE D’ETUDE ........ 17

IV-2.1) Relief ...................................................................................................................................... 17

IV-2.2) Climat ..................................................................................................................................... 18

IV-2.3) Géologie ................................................................................................................................. 18

IV-3) METHODOLOGIE DU TRAVAIL ....................................................................................... 18

IV-4) ETUDE GEOTECHNIQUE ........................................................................................ 18




Octave Noel

2

IV-4 .1) Etudes de sol de la plate forme des voies en projet ............................................................... 19

IV-4.1.1) Généralités ........................................................................................................................... 19

IV-4.1.1.1) Notion de plate-forme ....................................................................................................... 19

IV-4.1.1.2) Critères de choix pour les sols de plate-forme ................................................................. 20

IV-4.1.2) Méthode d’étude du projet ................................................................................................... 21

IV-4.1.3) Résultats de la reconnaissance ............................................................................................ 21

IV-4.1.4) Résultats et synthèse des essais............................................................................................ 22

IV-4.1.4.1 Sols supports de chaussée .................................................................................................. 22

IV-4.1.4.2 Synthèse des essais ............................................................................................................. 22

IV-4.1.4.3) Observations ..................................................................................................................... 23

IV-5 DIMENSIONNEMENT DES COUCHES DE CHAUSSEES .................................... 23

IV-5.1 Collecte des données ................................................................................................................ 23

IV-5.1.1) Méthodes de dimensionnement en usage en Afrique francophone....................................... 24

IV-5.1.2) Maitrise des paramètres indispensables au dimensionnement ............................................ 25

IV-5.2) Description et fonctionnement d’une structure de chaussée ................................................... 28

IV-5.3) Dimensionnement des épaisseurs de chaussées ..................................................................... 29

IV-5.3.1) Méthode du CEBTP ............................................................................................................. 29

IV-5.3.2) Méthode AASHTO ............................................................................................................... 31

1) Paramètres de base ..................................................................................................................... 32

2) Calcul des épaisseurs .................................................................................................................. 34

2.1) Cas de la portance du sol égale à 7 ............................................................................................. 35

2.1.1) Détermination de l’indice d’épaisseur global (SN) .................................................................. 35

2.1.2) Détermination des épaisseurs des couches ............................................................................... 35

2.2) Cas de la portance de sol égale à 5 ............................................................................................. 36

2.2.1) Détermination de l’indice d’épaisseur global (SN) : ............................................................... 36

IV-5.3.3) Choix définitif de la structure de la chaussée ...................................................................... 39

IV-6) MATERIAUX DE VIABILITE POUR LE CORPS DE CHAUSSEE ........................................... 39

IV-7) MATERIAUX DE VIABILITE POUR LE REVETEMENT ...................................................... 40

IV-7.1) Les granulats .......................................................................................................................... 40

IV-7.2) Les liants ................................................................................................................................. 42

IV-7.2 .1) Choix de la classe du bitume .............................................................................................. 43

IV-7.3) La formulation de l’enduit superficiel tricouche .................................................................... 44

IV-8) VERIFICATION DU COMPORTEMENT DES STRUCTURES DE CHAUSSEE SOUS

CHARGES .................................................................................................................................. 46

IV-8.1) Détermination du niveau de déflexion par la méthode des catalogues ................................... 46

IV-8.2) Vérification des contraintes et déformations .......................................................................... 47

V-CONCLUSION GENERALE ET RECOMMANDATIONS .......... .................................... 51

VI. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ............................................................................ 53

ANNEXES .................................................................................................................................... 55




Octave Noel

3

RESUME ...................................................................................................................................... 94

ABSTRACT ........................................................................................... Erreur ! Signet non défini.

Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des

avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.

Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel

4

I-INTRODUCTION

I-1) Contexte général de l’étude

La construction d’une route qui est un élément essentiel à l’économie, nécessite de gros

investissements. Aussi, la part relative du coût de la chaussée par rapport au coût total de

l’investissement est plus importante. Cependant, la qualité de la chaussée est étroitement liée au

mode de dimensionnement.

Le dimensionnement, d’une manière générale, consiste à déterminer les épaisseurs des

différentes couches constitutives en fonction des sollicitations attendues (trafic), de la qualité

des matériaux disponibles, de la nature du sol support, des conditions de mise en œuvre et de

l’environnement (climat, condition d’exploitation) de la route. Compte tenu de ces paramètres,

diverses méthodes ont vu le jour dans différents pays en fonction de leurs caractéristiques

propres.

En Afrique en général et au Burkina Faso en particulier, les méthodes de dimensionnement des

chaussées en usage, repose principalement sur la connaissance des sols qui serviront de support

à la structure, le trafic et les disponibilités en matériaux constitutifs du corps de chaussée. Ceci

implique que les matériaux utilisés soient parfaitement connus à travers plusieurs gammes

d’essais, afin que les conditions de mise en œuvre soient correctement adaptées.

Ces dernières années, de plus en plus, on observe l’apparition des désordres au niveau des

chaussées routières dès la mise en service. A peines achevées, toutes commencent à se

dégrader, dans la plupart du temps cela est causé par une étude géotechnique insuffisante. En

2003, au Burkina Faso, le cas révélateur était les désordres constatés sur la RN1 au niveau du

tronçon Boromo –Bobo-Dioulasso .Pour situer les responsabilités des dégâts, on a dû recourir à

des experts en géotechnique : les sondages et essais réalisés dans les zones apparemment saines

ont montré que les matériaux ne répondaient pas aux normes exigées (Journal Événement,

2003). Il est donc illusoire de rechercher une précision sur la géométrie, si l’on n’a pas une

précision du même ordre sur la géotechnique (M. Dumas, 1970).

C’est dans ce contexte que se fait cette étude, relative au projet d’aménagement et de bitumage

des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom à

Ouagadougou. Elle se concentre sur la problématique du dimensionnement des chaussées,

particulièrement pour les méthodes pratiques de calcul des chaussées souples en usage, qui




5

impose une connaissance approfondie des techniques d’exécutions et des possibilités locales en

matériaux.

I-2) Problématique

Le dimensionnement des chaussées des routes, dans la plupart des cas, est la combinaison des

quatre (04) paramètres suivants : le sol ou le support, le trafic, les caractéristiques des

matériaux disponibles et le climat.

La définition de ces paramètres permet de déterminer de façon sommaire l’épaisseur et la

nature des couches de chaussées.

La mise au point bibliographique sur le problème du dimensionnement des chaussées, nous

montre qu’à nos jours d’autres paramètres rentrent en jeux. Par exemple, la prise en compte des

critères économiques, de l’environnement (géographique, administratif, physique) et les

conditions d’entretien probable de la chaussée exécutée.

En se basant sur les paramètres cités dans la revue bibliographique, nous pouvons dire qu’il y’a

plusieurs méthodes de dimensionnement des chaussées dans la construction

routière .Cependant le choix d’une méthode de dimensionnement est à géographie variable,

voir même à pays variable. C'est-à-dire que chaque pays opte pour une méthode pour les

raisons de disponibilité en matériaux du fait qu’il y’a des régions ou des pays pauvres en

matériaux convenables. Parfois, d’autres pays sont guidés par le coût d’entretien, pour le choix

de la nature de la route et du type de chaussée.

Les bureaux de conception sont donc amener à dimensionner les chaussées en prenant en

compte les paramètres bien spécifiés par chaque pays. La méthode qu’ils appliquent c’est celle

en usage dans le pays où se réalise le projet ou, à défaut, celle du pays voisin où se rencontrent

les conditions similaires.

L’étude que nous menons se propose donc d’apporter un outil d’aide à la compréhension et la

maitrise de la démarche à suivre, dans le cadre du dimensionnement des chaussées dans les

pays africains en général et au Burkina Faso en particulier.

I-3) Organisation du mémoire Le mémoire est organisé selon le plan suivant :

• La partie II définit les objectifs et hypothèses du travail ;




6

• La partie III présente une synthèse de l’étude bibliographique sur le dimensionnement des

chaussées.

• La partie IV présente l’étude de cas qui a servi de support de travail ainsi que la méthodologie

utilisée. Elle présente le projet auquel l’étude est appliquée en donnant ses objectifs, en

justifiant le choix de la zone d’étude et en présentant cette zone. Elle décrit également les

différentes étapes par lesquelles nous sommes passés pour aboutir aux différents résultats .En

partant de la méthodologie, à l’étude géotechnique jusqu’à l’obtention des résultats ;

• La partie VI dresse la conclusion des travaux réalisés et fait des propositions qui peuvent

guider le choix d’une méthode de dimensionnement ;

• La partie VII présente les références bibliographiques de la documentation qui a été utilisée

pour la réalisation de cette étude.

• Dans la partie VIII, plusieurs annexes présentes en détails les calculs intermédiaires, les

méthodes de calculs, les résultats détaillés des essais de laboratoire et la cartographie utilisée.

Enfin, un glossaire des principaux termes qui ont été employés est donné à la fin du document

de manière à orienter le lecteur dans la compréhension du texte.

II) OBJECTIFS ET HYPOTHESES

II-1) Objectif général

Le but de ce travail est l’élaboration d’un outil d’aide à la maitrise de tout le processus relatif à

la conception, au dimensionnement et à l’exécution des chaussées en GR dans une région

donnée.

II-2) Objectifs spécifiques

A partir du cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la Somalie et des

Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom à Ouagadougou, les objectifs spécifiques

suivants ont été fixés :

- Maitriser de tous les essais de laboratoire intervenant dans les travaux de construction

routière ;




7

- Réaliser les études des sols en tant que support de la structure ;

- Identifier et rechercher de matériaux de construction routière ;

- Maitriser les méthodes et outils manuels de dimensionnement des chaussées en géotechnique

routière en bureau d’étude ;

- Utiliser les programmes informatiques de conception et de dimensionnement des chaussées

notamment Alizé en vue d’une comparaison avec la méthode en usage ;

- Recherche des carrières de matériaux et des granulats.

II-3) Hypothèses de recherche

-D’autres éléments de la routes ne sont pas prises en compte, seulement les chaussées en tant

que partie de la route sur laquelle circulent les charges ;

- Le type de chaussée à choisir est celui qui est couramment utilisé dans le pays de réalisation

du projet ;

-La méthode de dimensionnement à appliquer est celle en usage dans le pays où se développe

le projet.

-Les programmes informatiques peuvent être utilisés pour vérifier les solutions proposées par

les méthodes utilisées.

III) ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE

Le dimensionnement en GR est un processus qui se passe en deux(02) étapes importantes : les

études géotechniques et le dimensionnement de la chaussée par une méthode donnée.

III-1) ETUDE GEOTECHNIQUE




8

L’étude géotechnique doit être menée de façon judicieuse car elle aboutit à la connaissance

de deux paramètres du dimensionnement : le sol de la plate forme et les matériaux

disponibles dans l’environnement. Elle est fondée sur les études et les essais de laboratoire.

La réussite de l’étude géotechnique est capitale pour un projet de route. C’est du point de

vue investissement et qualité à savoir :

• Une bonne étude géotechnique permet de faire des économies. Parce que les infrastructures

routières entrainent des gros investissements. Une étude géotechnique bien structurée et

menée à chaque stade en symbiose avec les autres études de projet est de nature à conduire

à la solution optimale, donc à des économies (M. Dumas, 1970).

D’après Dumas(1970), les dépassements aux marchés des travaux ne proviennent pas d’un

manque de précision dans une étude géométrique mais la plupart du temps d’une étude

géotechnique insuffisante.

• Une étude géotechnique est gage de la réussite d’une chaussée routière pour sécuriser

l’investissement. Car la part relative du coût de la chaussée par rapport au coût total est plus

importante pour les chaussées en PED, comme le montre le tableau 1(Paul AUTRET,

1989).

• Une étude géotechnique fiable garantie la qualité de la chaussée routière. Car l’objet de la

GR est de prévoir le comportement des sols, soit à l’occasion des travaux de terrassement,

soit lorsque la chaussée est en service et que le sol supporte des charges répétées et subit

(JEUFFROY, 1970)

•

Tableau 1: Part de la chaussée dans le coût d'investissement - Etude SERI 1985 (Source Paul AUTRET, 1989)

Type Zone Trafic Coût d’investissement

Chaussée Reste

Route PED ASIE 20/2000 j 61 % 39%

Route PED AFRIQUE 1000 j 57% 43%




9

III-1.1) Le contenu des études

En GR, l’étude fournit des éléments sur la nature des sols et des roches. Il porte sur les points

suivants :

-la reconnaissance des sols en place pour définir la plate-forme ;

-La recherche de gîtes de matériaux de viabilité pour corps de chaussée (couche de base et de

fondation) ;

-La recherche de matériaux de viabilité pour béton hydrauliques et revêtement.

III-1.2) Essais de laboratoire

C’est l’étape qui vient après les études de reconnaissance. On peut définir un essai de deux

façons complémentaires à savoir :

-Un essai, selon la normalisation française, est une opération technique consistant à déterminer

les caractéristiques et/ ou les performances d’un produit étant toute substance naturelle ou

manufacturée, matériau, objet, machine, appareil ou mécanisme ayant sa finalité propre. La

reproductivité des essais est rendue possible par la normalisation de modes opératoires

spéciaux (BCEOM/ CEBTP, 1991).

- Dans le domaine du génie civil, comme dans les autres domaines technologiques, les essais

constituent le moyen privilégié au contrôle du comportement des matériaux utilisés : granulats,

sols, ciments et bétons (A. Capliez et collection, 2004).

Les essais de laboratoire indispensable dans les travaux routiers, à l’opposé des essais in-situ,

sont les suivants :

- L’analyse granulométrique ;

- L’analyse granulométrique par Sédimentométrie ;

-La mesure du coefficient d’aplatissement des granulats

- Limites d’Atterberg ;

-L’essai d’équivalent de sable ;

-L’essai au bleu de méthylène ;

-L’essai Proctor : compactage des sols ;

-L’essai CBR : détermination de la portance du sol compacté;




10

-Les essais des mélanges hydrocarbonés.

A travers ces différents points, nous pouvons constater que la fiabilité des études

géotechniques permet de garder un meilleur état de service et de fournir un confort

conséquent de la route. Pour le dimensionnement des chaussées, les études géotechniques

nous donnent une grandeur caractéristique (à travers des essais de laboratoire) : le CBR. Ce

dernier sert de référentiel pour la caractérisation des sols supports et des matériaux des

chaussées.

III-2) METHODES DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSEES

Il existe de nombreuses méthodes de dimensionnement des chaussées. En se basant sur la

revue bibliographique, trois (03) approches se dégagent.

En premier lieu, BCEOM/CEBTP (1991) stipule que les méthodes peuvent être classées en

trois grands groupes :

� les méthodes empiriques privilégient l’expérience acquise sur le comportement de planches

d’essais ou sur le celui des réseaux existantes, elles sont fondées sur l’obtention de régressions

multiples entre les paramètres considérés comme caractéristiques de l’évolution des structures.

On peut citer les méthodes AASHTO et CBR.

� Les méthodes rationnelles sont basées sur les caractéristiques mécaniques de chaque couche.

Elles servent à établir des catalogues et à concevoir des nouvelles structures. Les calculs des

contraintes et des déformations admissibles en fonction des épaisseurs, des cycles de

chargements et des risques acceptés, sont effectués au moyen des programmes informatiques

(Alizé III, ECOROUTE, BISAR…).

� Les catalogues dont le nombre se multiplie, chaque pays tendant à en élaborer un qui lui soit

propre. Ils sont basés sur les données de l’expérience acquise par le suivi du comportement des

réseaux routiers et sur les vérifications des structures sur les méthodes rationnelles.

Ensuite, JEUFFROY (1970) distingue arbitrairement trois groupes de méthodes de calcul à savoir :




11

� les méthodes théoriques, peu utilisées en pratique, se bornent à l’étude élastique des systèmes

multicouches soumis à des charges statiques (Boussinesq, Burmister, etc.).Elles peuvent faire

intervenir aussi les propriétés visco-élastique de certaines couches de chaussées et de charges

statiques (études entreprises par le LCPC).

� les méthodes empiriques qui renonçant à utiliser les résultats de la mécanique, se bornent à

une classification des sols et des types des chaussées usuels.

� les méthodes semi- empiriques qui combinent les résultats de certaines études théoriques et

des essais et constatations faites sur les routes et pistes en service. Ces méthodes sont les plus

répandues et plus rationnelles.

En dernier lieu, nous avons l’approche de M.MESSOU(2004) qui classe les méthodes en deux

grands groupes :

� Les méthodes générales de dimensionnement qui déterminent les épaisseurs en fonction des

paramètres de base (trafic, matériaux, sol support et la mise en œuvre).On peut citer les

méthodes empiriques ou classiques (AASHTO et CBR) et les méthodes dites rationnelles (déjà

cité ci-dessus).

� Les méthodes pratiques de dimensionnement qui tiennent compte des spécificités de chaque

pays. Toujours d’après M.MESSOU(2004), en matière de dimensionnement des chaussées, il

n’existe pas de méthodes de calcul rigoureuses, chaque pays a ses propres règles qui s’affinent

au gré des progrès réalisés dans la connaissance des paramètres de l’environnement routier et

des résultats théoriques sur les modèles mécaniques. Aussi, existe –t-il un certain nombre de

méthodes pratiques plus ou moins adaptées à chaque contexte, ces méthodes peuvent se

grouper en deux types :

• les méthodes qui à partir d’une formule mathématique ou d’un graphique, en fonction des

paramètres, permettent de calculer les épaisseurs de différentes couches ;

• Celles des catalogues de structures types

Ainsi, nous allons nous intéresser aux méthodes pratiques de dimensionnement qui prennent en

compte le contexte de chaque pays.




12

III-2.1) Méthodes dérivant d’une formule mathématique ou d’un graphique

Elles permettent de calculer, en fonction des matériaux (sol et matériau de viabilité) et du trafic,

les épaisseurs des différentes couches. On peut citer : les méthodes CBR et les méthodes

dérivées des essais AASTHO.

• La méthode du CBR

La méthode de l’indice californien(C.B.R) a été mise au point et appliquée par l’armée

américaine au cours de la deuxième guerre mondiale. Elle est basée principalement sur la

résistance au poinçonnement du sol fondation (résistance appréciée par l’essai CBR).Elle est

l’une des plus répandue et utilisée largement jusqu’à présent.

A l’origine, c’était des abaques américains ont été tracés donnant l’épaisseur en fonction de la

charge P et du CBR :

Cette formule ne tenait pas en compte du trafic (seule la charge par roue était considérée).

Ensuite, elle a connu une évolution à la faveur de la publication des abaques de la Road Note

29 du Road Research laboratory anglais en 1960-62 (M. MESSOU, 2004).

Actuellement, le dimensionnement est approché au moyen de la méthode CBR à partir de la

formule de PELTIER (BCEOM/CEBTP, 1991).

e : épaisseur en cm

N : nombre de véhicules de plus de 3t, par jour

P : poids de la roue maximale en t (6.5t).

(CBR) : indice CBR corrigé mesurant la portance du sol

Équation 1: Formule de Peltier




13

• La méthode dérivée des essais AASHO

AASHO Road test est un essai routier en vraie grandeur réalisé aux USA pour étudier le

comportement des chaussées sous l’action d’une circulation contrôlée.

Cet essai a permis l’introduction de trois(03) nouvelles notions :

� Indice de viabilité ou PSI : cet indice définit l’état (perte de niveau) de service de la chaussée

du point de vue confort et de la sécurité, PSI varie de 0 à 5.

� Indice d’épaisseur ou épaisseur équivalente : pour relier le comportement de la chaussée à sa

structure sous l’effet du trafic supporté, les ingénieurs américains ont défini un indice

d’épaisseur SN qui est relié aux épaisseurs D1, D2, D3 de la couche de revêtement, de base et

de la fondation par la relation :

SN = a1D1+a2 D2+a3D3 avec SN = ∑ aiDi.

Les coefficients de pondération ai sont des coefficients dits d’équivalence..

Figure 1: Structure de la chaussée

� Trafic équivalente : dans le dimensionnement des chaussées, le trafic intervient par la

grandeur et le nombre de charges. A partir d’un essieu de référence choisie, on peut obtenir

le nombre de passage d’un essieu différent qui produirait sur la chaussée les mêmes effets

destructeurs que cet essieu de référence. On ramène un trafic mixte composé d’essieux

divers à un trafic homogène en équivalent exprimé en nombre de passage de l’essieu

équivalent.

Couche de fondation

Couche de base

Couche de surface

D2

D3

D1

SN3

SN2

SN1

Plate -forme




14

La relation donnant le facteur d’équivalence dépend du modèle mathématique choisi, la

relation la plus utilisée est de type (voir équation 2).

^α

P 0 : l’essieu de référence

P : l’essieu considéré

α : coefficient de charge variant de 4 à 8 en fonction du type de structure et de la couche

concernée, souvent pris égal à 4

Équation 2: Facteur d'équivalence des charges des essieux

III-2.2) Méthodes des catalogues de structures types

L’utilisation des catalogues est pratique, il met à disposition des structures précalculées et

testées par l’expérience au niveau international.

Le catalogue libère des calculs numériques et met à l’abri de l’illusion d’un résultat rigoureux

du fait de l’application d’une formule mathématique alors que les paramètres d’entrée sont

imprécis. Il prend en compte l’environnement technologique, sociologique et il permet de

standardiser les structures en limitant leur nombre et autorise l’uniformisation des techniques

d’études (M. MESSOU, 2004).

Parmi ces catalogues, on peut citer :

• La Road Note 29 du TRRL de Londres (1962) en usage en Grande Bretagne ;

• La Road Note 31 du TRRL de Londres (1966) destinée au pays tropicaux ;

• La catalogue français des structures types de chaussées neuves établi en 1971 puis révisé et

complété en 1977 puis actualisé en 1988.La dernière actualisation date de 1998 ;

• Le manuel de dimensionnement des chaussées pour les pays tropicaux en voie de

développement réalisé en 1971 par le CEBTP Paris, puis révisé en 1980 puis actualisé en

1984.Elle est intitulé « Guide pratique de dimensionnement des chaussées pour les pays

tropicaux . »

• Le manuel pour la conception et le dimensionnement des chaussées neuves, catalogues de

structures types LBTP, Abidjan 1977.




15

La maitrise des paramètres de base (trafic, matériau, sol et climat) est un problème

fondamental pour le dimensionnement des structures de chaussée. Cependant, les

principales méthodes utilisées peuvent présenter des résultats assez différents d’un pays à

l’autre ou d’une région à l’autre. Néanmoins, l’évidence est que la part de l’empirisme

dans toute méthode de calcul est importante. La méthode à choisir est avant tout celle qui

a fait ces preuves ou celle qui est en usage dans le pays où se réalise le projet. Dans le cas

de notre projet, l’option est l’utilisation des catalogues de structures de chaussées en

association avec les résultats de l’étude géotechnique.

IV) ETUDE DE CAS

IV-1 PRESENTATION DU PROJET

IV-1.1) Généralités

Dans sa nouvelle stratégie de développement du secteur des transports urbains dans la ville de

Ouagadougou, le gouvernement du Burkina Faso a élaboré un vaste programme

d’aménagement de plusieurs avenues. Ces objectifs permettent entre autre d’assurer une bonne

structuration du réseau urbain afin de lui permettre de jouer pleinement son rôle dans les

actions de développement économique.

C’est dans l’objectif de moderniser les infrastructures essentielles de transport et d’assurer de

façon durable la sécurité et la fluidité dans la circulation routière urbaine, que le projet

d’aménagement et de bitumage des avenues de la Somalie et des Comores a été initié.

Ce projet permettra de résoudre essentiellement les problèmes de sécurité, d’hygiène, de sûreté,

et de mobilité à l’intérieur de la ville de Ouagadougou.

Le bureau d’étude CAEM mène cette étude dont le but principal est la réalisation des études

techniques détaillées et l’établissement du devis confidentiel des travaux ainsi que

l’élaboration d’un dossier d’appel d’offres du projet. Dans ces études, il y a le souci de faire des

propositions assez intéressantes techniquement et acceptables sur le plan financier. C’est dans

la même optique que nous faisons une analyse des résultats des études géotechniques, en vue

du dimensionnement des chaussées des routes des avenues de la Somalie et des Comores.




16

IV-1.2) Cadre géographique du projet

La zone de projet se situe dans la région du Centre du Burkina Faso et concerne principalement

la province du Kadiogo. Elle se situe globalement dans une fenêtre de deux minutes carrées

c’est-à-dire entre 1°30’ et 1°28’ de longitude ouest et entre 12°26' et 12°24' de latitude Nord.

La province du Kadiogo couvre une superficie de 2 854 km2 et se subdivise en une commune

urbaine à statut spécial, Ouagadougou regroupant 5 arrondissements (Baskuy, Bogodogo,

Boulmiougou, Nongr-Massom, Sig-Nonghin) et de six départements (Komki-Ipala, Komsilga,

Koubri, Pabré, Saaba, Tanghin-Dassouri) renfermant 148 villages.

La localisation de la zone du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la Somalie

et des Comores est présentée sur la figure 2 suivante.

BOGODOGO

BOULMIOUGOU

SIG NONGHIN

NONGREMASSOM

BASKUY

1517

30

20

25

23

28

18

16

5

21

4

2722

9 29

13

3

78

24

191211

14

6

2 1

26

10

S e c t e u r s_

o u a g aB A S K U YB O G O D O G OB O U L M I O U G O UN O N G R E M A S S O MS I G N O N G H I N

S e c t e u r 2 5 . s h p

6 0 6 1 2 M i l l e s

N

EW

S

A r r o n d i s s e m e n t s e t s e c t e u r s d e O u a g a d o u g o u

Figure 2: Plan de localisation de la zone du projet




17

IV-1.3) Description du projet

Le projet consiste à l’aménagement et au bitumage des voiries, la réfection d’ouvrages

existants et la construction de nouveaux ouvrages d’assainissement pour la collecte et

l’évacuation des eaux pluviales.

Les voies concernées dans la présente étude sont projet l’avenue de la Somalie et l’avenue des

Comores situées dans l'arrondissement de Nongr-Masson au secteur 25 (quartier Somgandé) de

la commune de Ouagadougou. Le plan d’ensemble de la zone de projet est représenté à

l’annexe I.

� L’avenue de la Somalie

Elle va de la RN3 (Ouagadougou-Kaya), traverse l’avenue des Comores et aboutit à la rue

25.212 qui limite à la zone non lotie. Longue de 1.657 km, l’avenue de la Somalie a une

emprise de 35m.

La structure actuelle de la chaussée est constituée d’argile graveleuse d’épaisseur moyenne de

10 cm posée sur des graves argileux latéritiques. Les sections rechargées de remblai ordinaire

(environ 2/3 du tronçon) présentent des nids de poule et des affaissements.

� L’avenue des Comores

Elle part de l’Avenue du Président Jean-Baptiste, traverse l’avenue de la Somalie et finit à la

rue Naba Nabigueswendé (rue 25.35) limite de la zone non lotie. Son emprise est de 15 m.

C’est le tronçon allant de l’avenue de la Somalie à la rue Nabigueswendé long de 0.526 km qui

est concerné par le présent projet de bitumage.

La structure actuelle de la chaussée est constituée de graves argileux latéritiques.

IV-2) CARACTERISTIQUES DU MILIEU NATUREL DE LA ZONE D’ETUDE

IV-2.1) Relief

Le relief se caractérise en majeure partie par des dénivellations peu marquées avec des pentes

très faibles (moins de 1%) en général. La zone du projet se repose sur une zone plane d’altitude

de 300 m en moyenne.




18

IV-2.2) Climat

Sur le plan climatique, la ville de Ouagadougou est située dans la zone tropicale sèche avec une

pluviométrie moyenne annuelle de 800 mm. Le climat est du type soudano- sahélien. Il est

donc caractérisé par une alternance de deux saisons: une saison sèche qui s’étend d’octobre à

mai (8 mois) et une saison pluvieuse de juin à septembre (4 mois). De novembre jusqu’en

février s’étend une saison sèche et fraîche et de mars jusqu’en mai règnent la chaleur et

l’humidité. La température moyenne oscille entre 14 et 35°C pour les mois frais (novembre à

févier) et entre 24 et 41°C pour les mois chauds (mars à mai).

IV-2.3) Géologie

La ville de Ouagadougou est située sur une série de granites et migmatiques d’âge anté-

Birrimien. Au niveau de la zone du projet, la structure superficielle est caractérisé par un sablo-

argileux mince (moins de 60 cm de profondeur) recouvrant une couche de latérite.

IV-3) METHODOLOGIE DU TRAVAIL

La méthodologie de travail sera en cinq (06) phases essentielles à savoir :

- Une phase de collecte de données ;

- Une phase de recherche bibliographique ;

-Une phase de mise à niveau et de familiarisation aux essais au LNBTP, dans les départements

de la géotechnique routière et des structures ;

-Une phase de travaux de terrain sur le site du projet ;

- Une phase des réalisations des essais et interprétations au LNBTP ;

- Une phase d’étude en vue du dimensionnement des chaussées au bureau d’étude CAEM.

IV-4) ETUDE GEOTECHNIQUE

L’étude géotechnique, commandé au LNBTP par le bureau d’étude CAEM, a porté sur :




19

� la reconnaissance de la porte forme des voies en projet afin de proposer le dimensionnement

des couches de structure (commande propre au projet) ;

� la recherche de matériaux de viabilité pour la chaussée ;

� la recherche de matériaux de viabilité pour le revêtement.

Pour le cas de notre travail, nous mettrons l’accent sur l’accent sur l’étude des sols de

plateforme, qui est l’opération principale indispensable pour le calcul des chaussées en

géotechniques routières.

Nous laisserons de côté les deux autres opérations telles que l’investigation pour la recherche

des gisements de matériaux et d’agrégats.

Par contre, nous indiquerons les caractéristiques géotechniques des matériaux de viabilité pour

le corps de chaussée et pour le revêtement.

IV-4 .1) Etudes de sol de la plate forme des voies en projet

IV-4.1.1) Généralités

IV-4.1.1.1) Notion de plate-forme

La plate-forme assure la transition entre le corps des terrassements proprement dit et la

structure de chaussée. Si elle en conditionne l’épaisseur et contribue de façon importante à sa

résistance globale (indice d’épaisseur ou déflexion) ou à sa tenue à long terme sous trafic.

Le Manuel pour la conception et le dimensionnement des chaussées neuves (Catalogue de

structures types) du LBTP donne la définition suivante de la plate-forme :

« Le sol de plate-forme est représenté, dans le cas général, par les trente centimètres supérieurs

des terrassements, qu’il s’agisse du terrain naturel en place ou de matériaux d’apport

sélectionnés. C’est sur lui que repose, normalement, la chaussée proprement dite. »

Autrement dit, la plate-forme représente les 30cm supérieures des terrassements et peut-être :

- Des terrassements en déblais ;

- La couche supérieure des remblais* ;

- Le terrain naturel ;




20

- La couche de forme

Cette épaisseur de 30 cm est, est en général retenue pour les chaussées des pays tropicaux.

IV-4.1.1.2) Critères de choix pour les sols de plate-forme

Les critères qui conditionnent le choix des sols de plate-forme et par conséquent la décision de

faire appel ou non à des matériaux d’apport sélectionnés, sont de deux ordres : techniques et

économique (recommandation du LBTP en Côte d’Ivoire, 1978).

� Critères d’ordre technique

Ces critères conditionnent la qualité de la plate-forme, importante pour le comportement de la

chaussée. Ils fixent au plan technique les limites souhaitables d’utilisation des sols de plate-

forme. On peut citer :

- la portance immédiate : qui conditionne l’obtention d’une bonne traficabilité* et d’une

déflexion* raisonnable,

- la portance à long terme : qui conditionne la tenue globale de la chaussée sous trafic,

- et le gonflement pendant l’imbibition* qui conditionne l’importance des variations

dimensionnelles.

� Critères d’ordre économique

Les critères d’ordre économiques, ne sont pas moins importants et peuvent constitués autant de

circonstances atténuantes, selon le catalogue de recommandation du LBTP (Côte d’Ivoire).

Ce catalogue stipule que :

- tout sol ,même s’il ne présente pas les qualités suffisantes, peut-être toléré en tête toléré en tête

de plate-forme à condition de lui superposer une couche de fondation suffisamment importante

qui permettent à la fois de réduire les contraintes de compression au niveau du sol support,

- même s’il est conforme aux critères techniques peut-être écarté du niveau de la plate-forme à la

faveur d’un autre qui autoriserait par exemple, l’adoption d’une structure de chaussée moins

coûteuse.




21

IV-4.1.2) Méthode d’étude du projet

La reconnaissance le long du tracé des sols supports de chaussé a été conduite en exécutant

manuellement des sondages de 500 mètres d’intervalle, sur l’avenue la Somalie et au milieu de

l’avenue des Comores.

Ces sondages ont été creusés jusqu’au une profondeur permettant des prélèvements sur le

terrain naturel. Ils ont permis d’établir des coupes géotechniques des matériaux rencontrés et

d’effectuer des prélèvements d’échantillons remaniés.

Les échantillons ont été soumis en laboratoire aux essais d’identification (granulométrie et

limites d’Atterberg), ce qui a permis de classer ces sols selon la classification US-HRB*.

Une partie des échantillons ont été soumis également aux essais géo mécanique* .Il s’agit, plus

précisément, des essais de compactage (Proctor Modifié) et de portance(CBR) dont les résultats

figurent en annexe 3*.

IV-4.1.3) Résultats de la reconnaissance

Quatre sondages (4) référencés SI, S2, S3 et S4 ont été manuellement creusés à la pioche. La

situation géographique des sondages et les coupes géotechniques détaillant les différentes

couches rencontrées sont consignées respectivement en annexe 1 et 2.

L'analyse de ces coupes montre que :

S1

0,00 à 0,10 m = Argile graveleuse

0,10 m à 0,35 m = Argile

A partir de 0,35m = Cuirasse latéritique

S2

0,00 m à 0,10 m = Argile graveleuse

0,10 m à 0,60 m = Grave argileuse latéritique




22

S3

0,00 à 0,35 m = Grave argileuse latéritique

A partir de 0,35m = Cuirasse latéritique

S4

0,00 m à 0,15 m = Grave argileuse latéritique rougeâtre

0,15 m à 0,35 m = Grave argileuse latéritique

0,35 m à 0,60 m = Argile

IV-4.1.4) Résultats et synthèse des essais

IV-4.1.4.1 Sols supports de chaussée

Au total 4 sondages ont été réalisés.

La nature des différents sols rencontrés se présente comme suit :

- Grave argileuse latéritique (A-2-5 ; A-2-7) de classe de portance S5 ;

- Argile graveleuse (A-2-7) de classe de portance S4 ;

- Argile (A-6) de la classe S2.

IV-4.1.4.2 Synthèse des essais

La synthèse des essais réalisés sur les matériaux prélevés dans les différents sondages font ressortir

les caractéristiques géotechniques dans le tableau 2.




23

Analyse granulométrique

Passant (%)

Limites d’Atterberg

Proctor modifié

Portance CBR

0,08mm 2mm 5mm 10mm wL Ip WOPM %

γOPM t/m3

95 % OPM

Nombre de valeurs

4 4 4 4 4 4 4 4 4

Valeur minimale

13 34,5 58 77 20,5 9,5 7,4 2,01 10

Valeur maximale

47 94 98 99,5 28,5 14,5 10,9 2,19 56

Valeur moyenne

24 55,4 73,8 89,9 26 13 9,1 2,10 32,5

Tableau 2: Synthèse des résultats des essais des sondages

IV-4.1.4.3) Observations

• Les caractères géotechniques des sols rencontrés tout le tout le long du projet indiquent que

la plate forme support de chaussée est de bonne qualité dans ensemble.

• Il y’a une zone où les matériaux ont une classe portance S2 (CBR à 95% de l’OPM =10)

dont on doit reconstituer les matériaux de couche de fondation.

IV-5 DIMENSIONNEMENT DES COUCHES DE CHAUSSEES

IV-5.1 Collecte des données

Elle concerne la collecte des données nécessaires en matière pour de dimensionnement des

chaussées. Il s’agit essentiellement des données pour une chronologie des méthodes de

dimensionnement en usages en Afrique, des données sur les différents paramètres

indispensables au dimensionnement et les données du projet d’aménagement des avenues de la

Somalie et des Comores.




24

IV-5.1.1) Méthodes de dimensionnement en usage en Afrique francophone

Une rétrospective des démarches de dimensionnement des chaussées en général en Afrique

tropical après la seconde guerre mondiale permet de distinguer 3 grandes périodes :

� De 1945 à 1970

Après le dimensionnement des macadams* avec roches dures ou tendres en France et dans les

pays africains francophones, la période est caractérisée par l’utilisation des abaques de TRRL

ou de la formule de PELTIER (voir équation 1).Plusieurs kilomètres de route en terre ou

bitumées ont été construits en Afrique à partir de cette formule.

Dans cette même période sont connus les résultats des essais AASHO en particulier la notion

de coefficient d’équivalence des matériaux, ainsi une couche de base de 15cm en graveleux

naturel pouvait être remplacée par 12cm de graveleux ciment.

� De 1970 à 1980

Cette période correspond véritablement dans les pays francophones à un début d’une tentative

d’adaptation des techniques aux conditions locales.

La parution en 1971 du 1er manuel de dimensionnement pour les pays tropicaux publié par le

CEBTP de Paris marque cette tentative. Le manuel fait la synthèse de ce qui est fait dans ces

pays et définit les sols de plate-forme en 5 classes :

S1: CBR< 5

S2: 5< CBR ≤ 10

S3: 10< CBR ≤ 15

S4: 15< CBR ≤ 30

S5: CBR >30

Et le trafic exprimé en véhicules jour est présenté en 4 classes donnant le nombre total de

véhicules devant emprunter journellement la classe pendant 15 ans .Les poids lourds

représentent 30% et le taux d’accroissement 7%.Ces classes sont :

T1 : de 100 à 300 véhicules /jour

T2 : de 300 à 1000 véhicules /jour

T3 : de 1000 à 3000 véhicules/jour

T4 : de 3000 à 6000 véhicules/jour




25

En plus, le manuel donne la liste nominative des matériaux de chaussée rencontrés dans cet

espace et donne les caractéristiques CBR du matériau utilisable en fonction de sa destination

(fondation, base, revêtement). Et un tableau à double entrée trafic-sol permet de déterminer

l’épaisseur des différentes couches .Cette partie sera bien abordé lors du dimensionnement des

chaussées du projet.

Ce manuel a été utilisé en Afrique jusqu’à sa révision en 1980 pour tenir compte des progrès

réalisés dans la mécaniques des chaussées. C’est ainsi, qu’en 1977, le Laboratoire des

Bâtiments et Travaux Publics d’Abidjan s’appuyant sur ce manuel et le contexte ivoirien

(trafic, ressources en matériau, condition climatique, analyse du comportement des anciennes

chaussées, etc.) et du développement de la mécaniques des chaussée

� A partir de 1980

Les chaussées réalisées en général après 1980 le sont selon les méthodes de la période antérieur

CEBTP 1971-72 et autres avec cependant dans quelques pays des emprunts aux méthodes

européennes, Nord africaines ou américaines.

Cette période est retrouvée confrontée à la fin de la durée de la durée de vie théorique de

nombreuses routes des années 70 et le problème du renforcement se pose en termes de

dimensionnement et de moyens financiers.

Dans ce même temps, on commence semble-t-il les recommandations qui demandent que les

conditions d’entretien sont conçues dès la livraison de la route.

IV-5.1.2) Maitrise des paramètres indispensables au dimensionnement

� Trafic

Comme indiqué plus haut, le trafic est l‘un des paramètres de base dont l’estimation est la 1ere

démarche dans le dimensionnement. Il conditionne le choix et la qualité des matériaux et

permet une analyse mécanique du comportement en fatigue du matériau.

Le trafic intervient par son volume global, sa composition, son évolution, et les charges par

essieu.




26

En Afrique tropicale, rares sont les pays où le comptage systématique et régulier du trafic est

fait avec des pesées d’essieux afin d’évaluer l’agressivité.

C’est aussi du fait de la typologie des usagers dont la liste non limitative comprend :

- Les piétons,

- Les charrettes,

- Les engins à deux roues (motorisés ou non)

- Les véhicules légers (voitures particulières, camionneurs, minibus),

- Les véhicules poids lourd entendu les véhicules dont le poids total roulant est ≥ 3.5 tonnes

(autobus, tracteurs agricoles, camions à deux essieux, camions à trois essieux, semi remorque

et autres engins spécifiques).

De tous les usagers sus cités, ceux qui causent le plus de dommages aux chaussées de routes sont

les camions. Cela justifie donc leur prise en compte comme catégorie de référence pour

dimensionner rationnellement les structures de chaussées.

Par ailleurs, l’analyse du trafic sur les réseaux routiers africains a conclu très souvent à une forte

proportion des véhicules légers (environ 80%).La proportion des véhicules poids lourds ne

représente que 20%.

Ainsi donc, le trafic n’est pas connu avec précision et la surcharge des camions est évidente mais

non quantifiée. Cette situation introduit une incertitude sur les sollicitations (volume et évolution)

auxquelles seront soumises les chaussées.

� Matériaux

La connaissance des matériaux, de leur caractéristique mécanique permet d’évaluer leur

comportement et leur tenue sous le trafic.

La qualité des matériaux à employer dans les couches de chaussées, d’après BCEOM/CEBTP, est

fixée par des spécifications qui prennent en compte la couche dans laquelle ils sont placés, et

l’intensité du trafic qu’ils auront à supporter.

D’après l’AGEPAR (Lomé, 2004), les matériaux pour chaussée peuvent être regroupés en

trois(03) grandes familles :




27

- Les matériaux naturels ou élaborés : grave alluvionnaire, graveleux latéritique, sable, sable

argileux ou grave (concassée), etc.

- Les matériaux traités aux liants hydrauliques : grave ciment, graveleux ciment, béton de

ciment ;

- Les matériaux traités aux liants hydrocarbonés : sol bitume, grave bitume, enrobé, etc.

L’utilisation de ces matériaux dépend d’abord de leur disponibilité (surtout les matériaux

naturels) dans l’environnement et de leurs propriétés géotechniques et mécaniques.

Dans les méthodes dites rationnelles, que l’on n’abordera pas faute de paramètres et de

disponibilité (citant le logiciel Alizé), les propriétés mécaniques (module de Young ,

coefficient de poisson, loi de fatigue) des matériaux sont fondamentales, les modules de

déformations et le comportement sous sollicitations répétées.

En Afrique semble – t-il en dehors du graveleux latéritique, selon AGEPAR, les autres

matériaux courants n’ont pas fait l’objet d’étude de caractérisation ou du moins les études ne

sont pas publiées sauf les essais classiques (identification, CBR et RC).

Les matériaux composites ne font l’objet d’assez d’attention (pas de programme de recherche,

pas d’étude) et la « caractérisation » est surtout faite par analogie avec les matériaux

homonymes connus des pays développés.

Le constat est que depuis 1970, une situation curieuse en matière de dimensionnement de

chaussées s’est installée.

De nombreuses publications européennes et américaines sur les normes de qualité et nature de

matériaux de chaussées utilisables ont été diffusées en Afrique.

Des bureaux d’études qui avaient une bonne expérience des travaux routiers en Europe sont

venus offrir leur expertise. Dès lors, malgré l’existence de manuel dit pour les pays tropicaux,

la référence pour le choix des matériaux est celle des normes européennes et nord américaines

alors que le contexte est différent.

� Sol

Le sol support de la structure a une grande influence sur la tenue de la chaussée. La portance de

ce sol est appréciée par le CBR correspondant à la teneur en eau la plus élevée susceptible de se

produire dans le sol après la mise en service.

Des essais CBR après 48 ou 96 heures d’imbibition sont faits pour apprécier le comportement.




28

� Climat

Le climat en Afrique tropicale est surtout caractérisé par la pluviométrie (la hauteur d’eau et la

durée des saisons des pluies).Dans certaines régions, les chaussées sont submergées.

De même l’écart de température en période chaude a une influence sur le choix des liants hydrocarbonés.

IV-5.2) Description et fonctionnement d’une structure de chaussée

En se basant sur l’ouvrage de « Conception et Construction des chaussées » de JEUFFROY

(1970), une chaussée souple classique est constituée à partir du sommet, par :

- un revêtement hydrocarboné parfois décomposé en une couche de surface et une couche de

liaison (facultative) ;

- un corps de chaussée lui-même le plus souvent divisé en une couche de base à la partie

supérieure et une couche de fondation sous-jacente.

La figure 3 illustre les coupes transversales d’une structure de chaussées.

B b

a

Figure 3 : Coupe type de chaussée souple; b) Coupe type de chaussée souple

Selon l’importance de la route, le revêtement hydrocarboné peut être un simple enduit

superficiel de 4 à 20cm ou un béton bitumineux de 4 à 10cm. Dans le premier cas le revêtement

ne joue qu’un rôle de tapis d’usure et d’étanchéité. Lorsque le revêtement est épais, il assure

une répartition importante des charges, sous réserve que sa rigidité soit suffisante et que sa

résistance soit également suffisante pour qu’il ne fissure pas.

Revêtement

Couche de liaison

Couche de base

Fondation

Sous-couche de fondation

Terrain naturel




29

Le corps de chaussée diffuse très largement les pressions verticales imposées par les charges

roulantes.

Autrement dit, les couches supérieures (le revêtement et couche de liaison), outre leurs

fonctions de confort et de sécurité pour l’usager, ont un rôle de diffusion des efforts de trafic.

Tandis que les couches inférieures (corps de chaussées) assurent une certaine portance

permettant la transmission de ces efforts dans le sol de fondation.

IV-5.3) Dimensionnement des épaisseurs de chaussées

Le calcul de l’épaisseur de chaussée de notre projet se fera par deux(02) méthodes :

• Méthode du CEBTP

• Méthode AASHTO

Signalons que toutes les méthodes suivent le fil conducteur suivant :

- déterminer l’indice portant du sol ;

- apprécier le trafic composite et le ramener à un nombre fictif de répétitions d’une

charge de référence ;

- utiliser les abaques

IV-5.3.1) Méthode du CEBTP

Le dimensionnement de la chaussée est basé sur les règles proposées dans le «Guide Pratique

de Dimensionnement des Chaussées pour les Pays Tropicaux » du CEBTP.

C’est la méthode de dimensionnement en usage dans le pays où se réalise le projet (le

BURKINA FASO).Elle est dérivée de la méthode de C.B.R car c’est l’indice C.B.R de la plate-

forme ainsi que l’importance du trafic qui permettent de déterminer les épaisseurs des couches

de fondation et de base.

Les rues concernées par le projet étant considérée comme des voies secondaires, le trafic pris

en compte pour le dimensionnement de la chaussées est T2 c'est-à-dire 300 à 1000 véhicules

/jour (voir chapitre IV-5.1.1).




30

Les résultats des essais et des études géotechniques du terrain naturel de l’avenue de la Somalie

et des Comores montrent que la portance (CBR) de la plate forme naturelle après décapage est

respectivement de 42 et 56 (voir annexe VI).

Les sondages montrent que l’avenue des Comores et un tronçon de l’avenue de la Somalie

présentent des matériaux ayant des caractéristiques de couches de fondation.

Dans les zones de faible portance (PK 0 au PK 0+500 de l’avenue de la Somalie) où la portance

(CBR) de la plate forme est 10, la couche de fondation sera reconstituée avant la mise en œuvre

de la couche de base. Les résultats des essais d’identification, de portance CBR et les pièces

graphiques figurent en annexe VI.

En se basant sur la méthode du Guide Pratique de Dimensionnement des Chaussées pour les

Pays Tropicaux du CEBTP (Réimpression avec mise à jour 1984), la plate forme de l’avenue

de la Somalie et des Comores est de portance S5.Pour les zones de faible portance, la classe de

portance est S2.Cette méthode recommande la mise en place de la structure de chaussée comme

suit :

� Pour les zones dont les matériaux en place ont les caractéristiques de couche de

fondation (classe portance S5, trafic T2), les couches de chaussées sont déterminées

ainsi :

- Revêtement : enrobé d’épaisseur 4cm ou enduit superficiel

tricouche ;

- Couche de base : graveleux latéritique naturel de 25cm d’épaisseur ;

� Pour les autres zones (PK 0 au PK 0+500 de l’avenue de la Somalie) où y’a lieu de

reconstituer d’une couche de fondation (classe portance S2, trafic T2), les couches de

chaussées sont déterminées ainsi :

- Revêtement : enrobé d’épaisseur 4cm ou enduit superficiel

tricouche ;

- Couche de base : graveleux latéritique naturel de 15cm d’épaisseur ;

- Couche de fondation : graveleux latéritique naturel de 35cm d’épaisseur




31

IV-5.3.2) Méthode AASHTO

Cette méthode est basée sur les relations connues entre la viabilité de la chaussée entre la

viabilité de la chaussée et son comportement, développées au cours de l’essai AASTHO.

Il était important de faire certaines hypothèses pour appliquer les équations de l’essai AASTHO

à des conditions de trafic hétérogènes et pour tenir compte des autres paramètres de base de

dimensionnement cités ci-dessus.

� Description de la méthode

En s’inspirant sur ROUTE-FL4 (Guedehoussou, 1999) qui décrit la méthode d’AASTHO de

dimensionnement par étapes.

Il s’appuit sur les abaques des figures 7.1 et 7.2 qui sont couramment utilisés pour le calcul

structural des chaussées flexibles. Voici les étapes des calculs :

a) Choisir une valeur de viabilité finale (Pt) pour la chaussée

- Pour les routes principales à trafic lourd Pt = 2.5 (fig. 7.1)

- Pour les routes secondaires Pt = 2.0 (fig. 7.2)

b) Convertir les différentes charges d’essieux simples et d’essieux tandem en charge sur

essieu simple équivalent de 18-kips, en assumant une valeur d’indice d’épaisseur. Cet

indice d’épaisseur assumé n’influence normalement pas significativement les calculs, à

moins qu’il soit très différent de l’indice calculé d’après l’abaque. Il faut alors

recalculer le nombre de passage équivalent avec une autre valeur de SN et répéter le

calcul.

c) Choisir ou déterminer une valeur représentative de la portance du sol à l’aide du tableau

7.3.

d) Choisir le facteur régional représentatif des conditions climatiques et environnementales

de l’endroit.

e) Trouver l’indice d’épaisseur moyen ( sur l’abaque avec les valeurs de la portance

du sol (S) du trafic équivalent quotidien, en nombre d’essieux simples de 18 kips.

f) Trouver l’indice d’épaisseur ajusté (SN) avec les valeurs de l’indice d’épaisseur

et du facteur régional (R).




32

g) Convertir l’indice d’épaisseur réelle à l’aide de l’équation générale et des coefficients

de résistance relative appropriés

SN= a1D1+ a2D2+ a3D3

Il est très important d’établir des coefficients de résistance relative adéquats pour chaque

matériau composant de la chaussée.

h) Déterminer l’épaisseur des couches et vérifier si l’épaisseur minimum de chaque couche de

la chaussée est adéquate et ce, en déterminant la valeur SN de la couche sous-jacente avec

sa portance et en la divisant par le coefficient de résistance relative du matériau de la

couche

D1 (min) = SN2/a1

D2 (min) = (SN3- SN2)/a2

D3 (min) = [SN4- (SN2- SN3)]/a3

i) Pour éviter des solutions impraticables, les épaisseurs minimums suivantes doivent être

respectées :

Couche de surface – 2 "min

Couche de base – 4 "min

Couche de fondation – 4"min

Ces épaisseurs dépendent des conditions et de l’expérience locale et peuvent être modifiées.

� Calcul des épaisseurs de chaussées du projet par méthode AASHTO

La démarche à suivre pour le dimensionnement, fidèle à la description faite ci-dessus,est conduit

par les étapes suivantes :

1) Paramètres de base

• Viabilité terminale des chaussées (pt)




33

Il s’agit de l’indice de confort de la route à laquelle la chaussée n’offre plus un niveau de

service acceptable aux usagers. Pour le cas des routes de notre projet, on prend comme indice

2.0 correspondant aux chaussées ordinaires ;

• Charges équivalentes

La classe de trafic T2 pour nos routes, est comprise entre 5.000.000 et 13.000.000 ESE (essieu

standard équivalent) de 8.2 T (8.2 T=18 Kips). Dans le cadre de notre projet, on prend la valeur

moyenne de cette classe, soit 9 000 000 ESE de 8.2 T ou 18 Kips.

Comme le trafic n’a pas fait l’objet d’un comptage, 9.000.000 ESE est la valeur supposée.

• Portance du sol

- Dans les zones où la classe de portance est S5, les valeurs CBR ≥30.En prenant cette

valeur minimale de 30, ce qui équivaut (après interpolation) à 6.92 sur le tableau 3 de

l’échelle d’AASTHO. On prend 7 comme valeur type de CBR dans cette échelle.

- Dans les zones où la classe de portance est S2 (PK 0 au PK 0+500 de l’avenue de la

Somalie), les valeurs 10 < CBR ≤30.En prenant la valeur minimale de 10, ce qui

équivaut (après interpolation) à 5.059 sur le tableau 4 de l’échelle d’AASTHO. On

prend 5 comme valeur type de CBR dans cette échelle.

• Portance de la base

La couche de base aura un CBR ≥80, ce équivaut (après interpolation) à CBR ≥8.5 sur le

tableau 4 de l’échelle d’AASTHO. On prend 9 comme valeur type de CBR dans cette échelle.

• Facteur régional

En considérant le cas le plus défavorable, bien que climatiquement le projet est dans la zone

tropicale sèche, on prend la valeur de 1.5 équivaut à l’état des matériaux sec.




34

S CBR E2JHK (psi)

1 < 1 1000

2 1.6 2500

3 2.8 5 000

4 5 8 000

5 9.5 14 000

6 18 22 000

7 31 35 000

8 60 52 000

9 100 75 000

10 200 100 000

Tableau 3: Valeurs types CBR et E2JHK correspondantes

E2JHK étant le module de déformation su sol évalué par l’essai dynaflect*.

(Source ROUTES-FL4. S.A. Guedehoussou)

2) Calcul des épaisseurs

La figure 1 de la structure de la chaussée redéfinit ci-dessus, servira de guide pour la compréhension du processus.

Couche de fondation

Couche de base

Couche de surface

D2

D3

D1

SN3

SN2

SN1

Plate -forme




35

2.1) Cas de la portance du sol égale à 7

2.1.1) Détermination de l’indice d’épaisseur global (SN)

• Indice d’épaisseur moyen(SN)

- Dans les zones dont les matériaux en place ont les caractéristiques de couche de fondation, en fonction de la valeur de portance (7) et du trafic équivalences en nombre d’essieux standard de 18kips on trouve, sur l’abaque(AASTHO) de l’annexe*(voir p.15) avec une durée de vie de 15 ans, l’indice de d’épaisseur moyen à la valeur 3.1.

• Indice d’épaisseur ajusté (SN)

- Dans les premières zones, suivant l’indice d’épaisseur moyen (3.1) et le facteur de régional (1.5), toujours sur l’abaque, on trouve l’indice d’épaisseur ajusté (SN) égale à 3.3.

2.1.2) Détermination des épaisseurs des couches

- Revêtement

Le revêtement sera du type bicouche (conformément aux termes de références), le coefficient

de résistance relative a1 = 0.3.

On a la portance de la couche de base S2= 9, en lisant l’abaque (voir annexe), SN 2r = 2.4.

D1 (min)= SN 2r / a1= 8 ”, D1=8 ”

- Couche de base

La couche de base sera en graveleux naturels (matériaux disponible), le coefficient de

résistance relative a2 = 0.13.

La portance de la couche de fondation S3= 7, en lisant l’abaque (voir annexe), SN 3r = 3.3

D2 (min)=( SN 3r - a1x D1 )/ a2= 6.92 ”, ce qui donne D2=7”.




36

- Couche de fondation

La couche de fondation sera en graveleux naturels, son coefficient de résistance relative a3 =

0.11.

La portance du sol S4 = 7(voir étude géotechnique), SN 4r = 3.3.

D3 (min)=( SN 4r - a1x D1 - a2x D2)/ a3=-0.0 91 ”, ce qui donne D3=0”.

Donc, il n’y aura pas de couche de fondation.

La composition de la structure de la chaussée est résumé dans le tableau 4 ci-dessus

Couches ai Portance Di (épaisseur

en Po*) SNi

Di (épaisseur en cm)

Revêtement

bicouche 0 ,3 8 2.4 20.32

Base en graveleux

naturel 0,13 9 7 0.91 17.78

fondation 0,11 7 0 0 0

3.31

Tableau 4: Composition de la structure de la chaussée

*(Pouce),1 pouce = 2.54 cm

2.2) Cas de la portance de sol égale à 5

2.2.1) Détermination de l’indice d’épaisseur global (SN) :

• Indice d’épaisseur moyen(SN)

Dans les autres zones (PK 0 au PK 0+500 de l’avenue de la Somalie) où y’a lieu de reconstituer

d’une couche de fondation, en fonction de la valeur de portance (5) et du trafic équivalences en




37

nombre d’essieux standard de 18kips on trouve, sur l’abaque(AASTHO), l’indice de

d’épaisseur moyen à la valeur 4.12.

• Indice d’épaisseur ajusté (SN)

Dans les autres zones, suivant l’indice d’épaisseur moyen (4.12) et le facteur de régional (1.5),

toujours sur l’abaque, on trouve l’indice d’épaisseur ajusté (SN) égale à 4.3.

2.2.2 Détermination des épaisseurs des couches

- Revêtement

Le revêtement sera du type bicouche (conformément aux termes de références), le coefficient

de résistance relative a1 = 0.3.

On a la portance de la couche de base S2= 9, en lisant l’abaque (voir annexe), SN 2r = 2.4.

D1 (min)= SN 2r / a1= 8 ”, D1=8 ”

- Couche de base

La couche de base sera en graveleux naturels (matériaux disponible), le coefficient de

résistance relative a2 = 0.13.

La portance de la couche de fondation S3= 7, en lisant l’abaque (voir annexe), SN 3r = 3.3

D2 (min)= (SN 3r - a1x D1)/ a2= 6.92 ”, ce qui donne D2=7”.

- Couche de fondation

La couche de fondation sera en graveleux naturels, son coefficient de résistance relative a3 =

0.11.

La portance du sol S4 = 5(voir étude géotechnique), SN 4r = 4.3.

D3 (min)= (SN 4r - a1x D1 - a2x D2)/ a3=9 ”, ce qui donne D3=0”.

Donc, il n’y aura pas de couche de fondation.

La composition de la structure de la chaussée est résumé dans le tableau 4 ci-dessus




38

Couches ai Portance Di (épaisseur

en Po*) SNi

Di (épaisseur en cm)

Revêtement

bicouche 0 ,3 8 2.4 20.32

Base en graveleux

naturel 0,13 9 7 0.91 17.78

fondation 0,11 5 9 0.99 22.86

4.3

*(Pouce),1 pouce = 2.54 cm

Tableau 5 :

En récapitulatif :

• Dans les zones où la portance du sol égale à 7

La structure de la chaussée sera comme suit :

- Revêtement : 20 cm

- Couche de base : 20cm

- Couche de fondation : néant

• Dans les zones où la portance du sol égale à 5

La structure de la chaussée sera comme suit :

- Revêtement : 20 cm

- Couche de base : 20cm

- Couche de fondation : 25cm




39

IV-5.3.3) Choix définitif de la structure de la chaussée

Nous constatons qu’à composition de chaussée égale, le guide CEBTP donne des épaisseurs

des couches moins importantes (surtout en revêtement) que celles de la méthode AASTHO .En

effet, tenant compte de l’aspect économique et du fait que l’on est en agglomération dans une

zone habitée, nous retenons pour le projet la structure déterminée par le guide CEBTP.

En définitif :

• Dans les zones où la classe de portance est S5, ce qui équivaut à 7 sur l’échelle

d’AASTHO, on a :

- Revêtement : enduit superficiel tricouche ou 4cm d’enrobé dense (4E)

- Couche de base : graveleux latéritique naturel de 25cm d’épaisseur

- Couche de fondation : néant

• Dans les zones où la classe de portance est S2, ce qui équivaut à 5 sur l’échelle

d’AASTHO, on a :

- Revêtement : enduit superficiel tricouche ou 4cm d’enrobé dense (4E)

- Couche de base : graveleux latéritique naturel de 15cm d’épaisseur

- Couche de fondation : graveleux latéritique naturel de 35cm d’épaisseur.

IV-6) Matériaux de viabilité pour le corps de chaussée

Comme il devient de plus en difficile de trouver des matériaux répondant aux caractéristiques

de couche de base autour de Ouagadougou avec l’immensité des travaux en instance.

Cependant, les prospections nous montrent qu’il y’a d’importante gisements de matériaux

graveleux latéritiques.

En raison de son abondance, de ses facilités d’exploitation et de la commodité de la mise en

œuvre, le graveleux latéritiques constitue pour notre projet, le matériau économique par

excellence.




40

La catégorie des routes du projet et la classe de trafic (T2) permettent l’emploi du graveleux

latéritiques en corps de chaussées que ça soit en couche de fondation et en couche de base.

Le tableau 4 nous donne l’utilisation possible en couches de chaussées selon les couches de

trafic.

Par contre, aux niveaux de la portance et certaines caractéristiques géotechniques que

réclament cet emploi ne sont pas toujours accessibles aux graveleux.

A ce propos, le catalogue des structures-types de chaussées neuves du LBTP a fait une

récapitulation de toutes les recommandations relatives aux propriétés des graveleux latéritiques,

dans le tableau 4, destinés aux couches de fondation et de base, dans le contexte Ivoirien.

Aussi, on retient ces recommandations qui du fait que la Côte d’Ivoire est voisin du Burkina

Faso, pays où se réalise notre étude et on rencontre aussi des conditions similaires.

L’avantage est surtout pour le Burkina Faso car sous son climat moins pluvieux, un grand

nombre de gisements servent à constituer des couches de base présentant les qualités requises

(bonne indice CBR mesurées après 4 jours d’immersion).

annexe IX présente :recapitulatif des recommandations relatives à la qualité des graveleux

latéritiques naturels

IV-7) Matériaux de viabilité pour le revêtement

IV-7.1) Les granulats

Les granulats utilisés dans travaux de génie civil en général et dans les travaux routiers en

particulier, sont d’origines diverses : naturelle, alluvionnaire, calcaire, éruptive, voire

artificielle (carrière de concassage) ou provenant de sous produits industriels.

Pour leurs utilisations, ils doivent répondre à des impératifs de qualité et à des caractéristiques

propres à chaque usage. Il est donc nécessaire d’en établir les caractéristiques par des

observations visuelles et par une confirmation par différents essais de laboratoire.




41

� Propriétés des granulats

Quelques soit le revêtement adoptés pour le couronnement de la chaussée, les agrégats pour

usages routiers doivent avoir certaines propriétés qui conditionnent les qualités requises pour

leurs utilisations.

Les qualités auxquelles doivent répondre les granulats, selon le Guide Pratique de

Construction Routière (M. Martin et P.Ponteville, 1982), sont de deux ordres :

- Celles qui tiennent à la nature de la roche (résistance mécanique),

- Celles qui résultent des conditions de fabrication (granularité, angularité, forme,

propreté).

Aussi pour les conditions d’emplois, granulats doivent répondre aux spécifications citées ci-

dessus. Le non-respect de :

- la granularité (d/D) entraine des risques de ressuage, glissance, non-drainabilité,

- la dureté (fragmentation des granulats) entraine des risques de mosaïque défectueuse,

- l’angularité (faces arrondies) entraine des risques de glissance,

- la forme (granulats plats, aiguillés) entraine des risques de ressuage et glissance,

- la propreté entraine des risques de manque d’adhésivité, plumage, pelade.

Le tableau 5 ci- après résume les paramètres caractéristiques des granulats.




42

Mise en œuvre Niveau de service

Granulats pour usages

routiers

Comportement à court terme :

- Granulométrie

- Angularité

- Propreté

- Teneur en eau

- Masse volumique

Evolution à long terme et niveau d’usage :

- Résistance mécanique :

• Fragmentation

• Usure

• Polissage

- affinité aux liants

- angularité

Tableau 6: Paramètres caractéristiques des granulats

(Source : Granulats, Sols, Ciments et Bétons. Caractérisation des matériaux de génie civil par les essais de laboratoire. –Collection A. Capliez. CASTEILA, 2004.)

Pour le revêtement, les agrégats sont utilisés en classe granulaire (d/D) c'est-à-dire en fraction

de matériau définie par deux dimensions d’ouverture des mailles de tamis et de crible.

L’Annexe X,intitulé récapitulatif des caractéristiques des granulats pour enduits superficiels

résume les critères d’acceptabilité des granulats pour usages aux enduits superficiels.

Signalons par contre, pour le problème de disponibilité de matériaux ou de site de granulat, on

tient compte surtout des résultats des essais d’abrasion (Los Angeles).

Ainsi, au vu des résultats, la carrière de granulat pour revêtement n’est retenu que si son Los

Angeles > 50 %.Au cas contraire, une nouvelle campagne de reconnaissance de matériaux

pour revêtement doit être préconisé.

IV-7.2) Les liants

Le liant, comme indique son nom, est la « colle » qui va assurer la continuité du revêtement, sa

fixation au support, et à la liaison entre gravillons, qui doivent rester solidement accrochés et




43

solidaires entre eux. Cela suppose qu’il réunisse des qualités parfois apparemment

contradictoires :

- plasticité élevée sur une large plage de température,

- souplesse à froid et cohésion à chaud,

- viscosité au répandage compatible avec les matériels compatible avec les matériels

d’application et permettant le mouillage des gravillons.

Les liants utilisés pour les enduits superficiels, d’origines hydrocarbonés, sont à base du bitume

ou du goudron.

On a coutume en Afrique d’utiliser les liants bitumineux issus du pétrole. Ces derniers sont à

leur tour sont quant à eux différenciés selon leur structure : bitume pur, bitume fluidifié, bitume

fluxé, bitume modifié, émulsion de bitume, etc.

Le cas de notre projet, le revêtement obtenu à travers nos méthodes ont donné (dans les deux

zones) : enrobé d’épaisseur 4cm ou en un enduit superficiel tricouche. Dans le cas des enduits

superficiels (bicouche ou tricouhe), ils constituent une technique particulière sensible aux

conditions de mise en œuvre. Leur réussite est souvent compromise si les travaux s’effectuent

par de mauvais temps (condition climatique) ou si le matériel n’est pas adapté et en bon

fonctionnement.

Le choix du liant porte plutôt sur sa classe que sur sa nature, définie suivant les conditions

locales (essais caractéristiques au laboratoire, condition de stockage, pratique d’emploi).

IV-7.2 .1) Choix de la classe du bitume

Dans les travaux routiers au Burkina Faso, on utilise fréquemment, le bitume pur et le bitume

fluidifié.




44

• Cas du bitume pur

Pour le bitume pur, la classification et le choix du bitume dépendent des résultats des essais

appropriés. Les plus importants sont les suivants:

- La pénétrabilité à 25°c sous une charge de 100g en 5 secondes,

- Le point de ramollissement (avec l’essai bille et anneau),

- La densité moyenne à 25° c.

l’annexe XI,classe de bitumes purs ci- après nous donne résume les critères de choix d’une classe

de bitume pur.

• as du bitume fluidifié

Ce sont des bitumes routiers aux quels on a ajouté des solvants pétroliers (kérosène, essence,

gasole).

l’annexe XII, intitulé spécification des classes des bitumes fluidifiés ci- après nous donne

résume les critères de choix d’une classe de bitume pur.

IV-7.3) La formulation de l’enduit superficiel tric ouche

Rappelons qu’un enduit superficiel est un revêtement mince constitué par un film de liant

bitumineux répandu sur la surface à revêtir, sur lequel une couche de granulats est répandue.

Un enduit superficiel comporte, une, deux ou trois couches de gravillons et de liants alternés

(monocouche, bicouche ou tricouche).

La formulation consiste à choisir les constituants (granulats et liants) leur dosage et structure en

fonction des contraintes (support, profil, trafic, climat, saison).Mais la réussite d’un enduit

superficiel, même si elle dépend des facteurs cités, la qualité des granulats (la classe granulaire)

est prédominante.

• La structure

La structure envisagée dans notre projet est le tricouche, c’est-à-dire trois couches de liants et

de gravillons alternés.




45

• Le liant

La nature du liant sera du bitume fluidifié de catégorie 400/600 fréquemment utilisé. Ce liant

est satisfaisant dans le cas général et est bien adapté aux conditions locales (trafic, économique,

climatique).On trouvera en annexe les spécifications relatives à ce type de liant.

Rappelant qu’une imprégnation avec du bitume fluidifié (couramment appelé cut-back) de 0-1

est disposé avant de déposer le liant. Cette imprégnation, comme l’indique le guide de

dimensionnement, n’affecte qu’une faible épaisseur (1 à 2cm) de la couche afin

d’imperméabilisé la surface de la base.

• Granulats

En s’appuyant sur les usages locaux en la matière, le choix et dispositions seront :

- 1ère couche : 10/14

- 2ème couche : 6/10

- 3ème couche : 4/6

• Dosage

La détermination des taux de répandage du liant et du granulat se fait par l’emploi de l’abaque

de SHELL. Le tableau 8, se rapportant à l’abaque de SHELL, nous donne des résultats

suivants :

Couche Taux de répandage du Liant

en Kg/m2

Taux de répandage du Granulat

en litre/m2

Imprégnation 1.2 -

1ère couche 1.2 14

2ème couche 1.1 10

3ème couche 0.9 6

Tableau8: Taux de répandage du liant et granulats

Du bas en haut




46

IV-8) Vérification du comportement des structures de chaussée sous charges

La chaussée en général est conçue et construire pour résister aux actions de fatigue et d’usure

consécutives aux sollicitations répétées du trafic.

Aussi, lors du dimensionnement des structures types prévues au catalogue des chaussées, il a

été vérifié que les épaisseurs prescrites pour les différences assises permettaient d’obtenir à leur

sommet, après compactage, des niveaux de déflexion compatibles avec un comportement

ultérieur correct de ces structures.

Il est donc important que ses seuils de déflexion soient effectivement atteints.

IV-8.1) Détermination du niveau de déflexion par la méthode des catalogues

Le tableau 9 ci- après nous donne les déflexions admissibles de sol de plate-forme destiné à

recevoir le corps de chaussée.

Zones de projet Trafic Au sommet de

la plate-forme

Au sommet de

la fondation

Au sommet de

la base

Dans les zones où la classe

de portance est S2

T2 250 200 125

Dans les zones où la classe

de portance est S5

T2 200 200 125

Tableau 9: Les déflexions admissibles de sol de plate forme




47

A partir ces valeurs maximales admissibles retenues sur finie, les seuils précédents ont été

calculés en utilisant la formule de l’équation 3 ci-dessus:

Equation 3 : Formules de calcul des épaisseurs en fonctions des déflexions

e = k log (d0 / d1)

Avec e : épaisseur de l’assise considéré

d0 : déflexion maximale avant mise en place de l’assise

d1 : déflexion maximale après mise en place de l’assise

k : 65 pour le graveleux naturel de la couche de base et 100 pour le graveleux naturel de

de la couche de fondation

Équation 3: Formule de calcul des épaisseurs en fonctions des déflexions

(Source : Manuel pour les conceptions et le dimensionnement des chaussées neuves. Recommandation pour l’utilisation en corps de chaussée des graveleux latéritiques naturels - L.B.T.P, 1977. Abidjan.)

En calculant les épaisseurs de la base et la fondation, on a les résultats suivants :

• Dans les zones où la classe de portance est S2 :

- Couche de base : k = 65, d0 = 200 , d1 = 125 e = 13.27 cm ≤ 15cm retenue

- Couche de fondation : k = 100, d0 = 250, d1 = 200 e = 9.69 cm ≤ 35 cm retenu

• Dans les zones où la classe de portance est S5 :

- Couche de base : k = 65, d0 = 200 , d1 = 125 e = 19.57cm ≤ 25 cm retenu

- Couche de fondation : k = 100, d0 = 200, d1 = 200 e = 0, ce qui est

vérifier car pas de couche de fondation.

On peut constater que les seuils de déflexions sont atteints.

IV-8.2) Vérification des contraintes et déformations

� Outil de calcul : logiciel ALIZE-LCPC le logiciel Ali




48

Avec le logiciel ALIZE-LCPC, qui est l’un des programmes de référence utilisé pour les

calculs de dimensionnement des chaussées. Il permet de réaliser les calculs des

sollicitations créées par le trafic dans ces structures, calculs indispensables à la mise en

œuvre de la méthode française de dimensionnement rationnel des chaussées neuves et des

renforcements, élaborée par le LCPC et le SETRA dès la fin des années 70.

Le logiciel propose, en particulier, les possibilités suivantes :

• Saisie-gestion simple et fonctionnelle des données pour les calculs : structures de

chaussée, chargements (simples, multi-roues, multi essieux ou bogies, …).

• Module de calcul des valeurs de sollicitations admissibles.

• Bibliothèque des matériaux de chaussées conformes aux normes routières, et

bibliothèque personnalisée de matériaux.

• Enchaînement automatique des variantes de structures (variations des épaisseurs ou des

modules des couches).

• Visualisation possible des résultats de calcul suivant des profils

• Rappels des hypothèses et des spécifications de la méthode rationnelle de

dimensionnement LCPC-SETRA : classes et agressivité du trafic, choix des risques de

calcul, épaisseurs de mise en œuvre minimales et maximales des matériaux, choix du

type d’interface entre couches, choix et épaisseur des couches de surface.

� Détermination des contraintes et des déformations

• Données et hypothèses de base

� Module dynamique E=10 CBR (en MPa) pour chaque couche,

� Nu (coefficient de poissons)

� Structure de la chaussée est de deux types :

- revêtement + base (avec plate-forme de CBR= 42)

- revêtement + base + fondation (avec plate-forme de CBR= 10)




49

Au niveau des revêtements (tricouche), il se pose un problème de module car dans notre

version du logiciel seul le béton bitumineux.

� Couche de fondation : CBR ≥ 30

� Couche de fondation : CBR ≥ 80

Le tableau suivant, nous donne les paramètres suivants :

- Pour la zone de projet où la portance est de classe S5

Couche E (module de Young)

en MPa

Nu

Revêtement 0.35

Base 800 0.35

Fondation 300 0.35

Plate-forme 420 0.35

- Pour la zone de projet où la portance est de classe S2

Couche E (module de Young)

en MPa

Nu

Revêtement 0.35

Base 800 0.35

Fondation 300 0.35

Plate-forme 100 0.35




50

• Résultats

Avec Alizé ,en prenant gb1(grave bitume) comme module ,E=7000 MPa ,on a :

Zone projet S5 Zone projet S2

Déflexion maximale 0,198 mm 0.471 mm/100

Contrainte admissible 40.65 9.68

Déformation admissible 2.6 mm 2.6 mm

Rappelons que les sollicitations admissibles sont :

- σad =(0.3xCBR) /(1+0.7xLogN) pour les contraintes

έad = 0.012(N)-0.222 pour les déformations, avec N=300 (car trafic T2)

D’après les résultats ci-dessus, on constate que les déflexions et contraintes admissibles sont

aux maximales calculées par alizé. Donc les épaisseurs de chaussées sont largement suffisantes

pour reprendre les charges répétées pour la durée de service de la route.




51

V-CONCLUSION GENERALE ET RECOMMANDATIONS

Au terme de cette étude, nous pouvons dire avec certitude que la maitrise des paramètres de

dimensionnement est un important dans le choix ou l’appréciation des méthodes de calcul des

chaussées routières. C’est de cela que dépendra la durée de vie et le niveau de services de nos

infrastructures routières. Nul n’ignore la contribution d’un réseau routier à l’économie d’un

pays. Le constat est que les routes commencent à se dégrader sous les atteintes conjuguées du

trafic et des éléments naturels dés leur mise en service.

Compte tenu de cette spécificité en matière de dimensionnement de chaussés où il n’existe pas

de méthodes de calcul rigoureuse, nous pouvons dire que le choix de la méthode de

dimensionnement ne pourrait se faire uniquement que sur la base des particularités de chaque

zone géographique ou à défaut pour chaque pays..

A la suite de tout cela, on note dans le monde et en Afrique une tendance marquée vers des

chaussées épaisses ou rigidifiées et des catalogues des structures types. Ces catalogues qui

prendront en compte l’environnement technologique permettront de standardiser les structures

en limitant leur nombre et autoriseront l’uniformisation des techniques d’études. L’exemple des

Eurocodes est illustratif, avec des annexes nationales pour chaque pays Européens.

L’analyse des conditions actuelles de conception, de construction et de l’exploitation du réseau

routier des pays de l’Afrique Subsaharienne montre :

Un vide structurel en termes de données fiables sur la vie des réseaux routiers africains dû à la

non existence ou à l’abandon de certaines activités liées la gestion des bases de données. Ce

vide conduit souvent à procéder à des calculs de dimensionnement des chaussées routières sur

la base des hypothèses surannées et inadmissible à notre époque (le trafic mal maitrisé avec des

poids lourds circulant sans connaitre leurs agressivités).

Une contre performance des structures d’Etats ou privées chargées de réglementer les activités

dans le domaine des transports.

Pour remédier à tous ces maux endémiques qui gagnent presque tous les pays africains, nous

recommandons ce qui suit :




52

accorder une place de choix aux activités relatives aux auscultations routières ;en d’autres

termes ,les recherches dans le domaine des routes doivent s’accentuer au même titre que les

taches annuelles d’entretien courant du routier ,

relancer l’ensemble des activités annuelles et périodiques des Banques de Données Routières

actuellement mises en veilleuse sciemment ou inconscient,

uniformiser les réglementations au niveau de l’Afrique en matière de charges admissibles des

camions et des charges à l’essieu.

Moderniser et équiper de nos laboratoires nationaux en moyens humains et matériels pour ne

plus paraitre dans la plupart des cas comme des succursales des grandes firmes internationales

dans le domaine des BTP.




53

VI. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Ouvrages et articles

[1] BCEOM/CEBTP, 1991.Les routes dans les zones tropicales et désertiques. Tomes II .République de France, ministère de la coopération et du développement, 672p.

[2] R. Dupain – R. Lanchon – J. C. Saint-Arroman, 2004. Granulats, Sols, Ciments et Bétons. CASTEILA, 236p.

[3] Thèse n° 2366 de Gunther Gidel, 2001. Comportement et valorisation des graves non traitées calcaires utilisées pour les assises de chaussées souples. UNIVERSITE DE BORDEAUX I.

[4] Paul AUTRET, 1989.Routes dans les pays en développement .LCPC-Paris, 64p. (Rapport des laboratoires)

[5] Thèse n° 2786 de Jacques Perret, 2003. Déformations des couches bitumineuses au passage d’une charge de trafic. Section de Génie ,EPFL-Lausanne.

[6] Georges JEUFFROY, 1970. Conception et construction des chaussées. Tome I .EYROLLES, 450p.

[7] M. Menin MESSOU, 2004. Dimensionnement et structures types de chaussées : Situation et perspectives. SEMINAIRE TECHNIQUE.THEME : Routes africaines, Cinquante ans de services-Bilans et perspectives. AGEPAR-Lomé.

[8] CEBTP, mise à jour 1984. Guide de dimensionnement des chaussées pour les pays tropicaux. République de France, ministère des relations extérieures, coopération et du développement, 157p.

[9] L.B.T.P, 1977.Manuel pour les conceptions et le dimensionnement des chaussées neuves. Catalogue des structures – Recommandations - Guide pour le renforcement des chaussées. Abidjan.

[10] S.A. GUEDEHOUSSOU, 1999. Routes-FL4. Ecole Nationale Supérieure d’Ingénieurs. UNIVERSITE DU BENIN.

[11] L’EVENEMENT (Magazine Burkinabè) n° 34 du 25 décembre 2003

[12] Pierre HABIB, 1973.Précis de géotechnique.DUNOD, Paris-Bruxelles –Montréal.

[13] Maurice BARBIER, 1995.Dictionnaire technique du bâtiment et des travaux publics.11ème Edition. EYROLLES.




54

[14] M.Martin-P.Ponteville. Guide Pratique de Construction Routière N° 36 :Les enduits superficiels. Supplément au n°584,1982.REVUE GENERALE DES ROUTES ET DES AERODROMES.

[15] J.P.Grimaux. Guide Pratique de Construction Routière N° 25 : Liants hydrocarbonés, 1ère partie. Supplément au n°573,1981.REVUE GENERALE DES ROUTES ET DES AERODROMES.

[16] D.Bourdrel-J.Duval-M.Le Duff-A. Lozier-M.Ullmann. Guide Pratique de Construction Routière N° 50 : Les enduits superficiels. Supplément au n°584,1982.REVUE GENERALE DES ROUTES ET DES AERODROMES.

[17] Grand-Duche de Luxembourg. Ministre des travaux publics. Ponts et Chaussées(CDC-ESU04). CAHIER DES CHARGES 'ENDUITS SUPERFICIELS D'USURE'. Ministère des Travaux Publics., 2005 .Luxembourg




55

ANNEXESI




56

ANNEXES ............................................................................................................................................... 55

A-DONNEES DE BASE .................................................................................. Erreur ! Signet non défini.

ANNEXE I : PLAN D ’ENSEMBLE DE LA ZONE DU PROJET ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

ANNEXE II : PROFIL EN LONG ET VUE EN PLAN DU PROJET DES AVENUES DE LA SOMALIE

ET DES COMORES .............................................................. ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

ANNEXE III : PROFIL EN TRAVERS TYPES DES CHAUSSEES DU PROJET DES AVENUES DE LA

SOMALIE ET DES COMORES. ............................................. ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

B-ELEMENTS D’ETUDE GEOTECHNIQUE .............................................. Erreur ! Signet non défini.

ANNEXE IV : SITUATION GEOGRAPHIQUE ET COUPE GEOTECHNIQUE DES SONDAGES

........................................................................................... ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

ANNEXE V : FICHES TECHNIQUES DES RESULTATS D’ESSAIS.ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

C-PARAMETRES DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSEES ............ Erreur ! Signet non défini.

ANNEXE VI : COEFFICIENTS D ’EQUIVALENCE DES MATERIAUX ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

ANNEXE VII: ABAQUES DE CALCULS DES PARAMETRES DE LA METHODE AASTHOERREUR !

SIGNET NON DEFINI.

D-ELEMENTS CARACTERISTIQUES DU CHOIX DES MATERIAUX DU CORPS DE

CHAUSSES ....................................................................................................... Erreur ! Signet non défini.

ANNEXE VIII CLASSES DE TRAFIC CONCERNE PAR L’EMPLOI DES GRAVELEUX NATURESL

........................................................................................... ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

ANNEXE IX : RECAPITULATIFS DES RECOMMANDATIONS RELATIVES A LA QUALITE DES

GRAVELEUX LATERITIQUES NATURELS ............................ ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

ANNEXE X : RECAPITULATIF DES CARACTERISTIQUES DES GRANULATS POUR ENDUIT

SUPERFICIEL ..................................................................... ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

E-ELEMENTS CARACTERISTIQUES CHOIX DES MATERIAUX POUR LE REVETEMENT

............................................................................................................................ Erreur ! Signet non défini.

ANNEXE XI : CLASSES DE BITUMES PURS ..................... ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

ANNEXE XII : SPECIFICATION DES CLASSES DE BITUMES FLUIDIFIES ERREUR ! SIGNET NON

DEFINI.

ANNEXE XIII : L IANTS BITUMINEUX UTILISES POUR LES PRINCIPALES APPLICATIONS

ROUTIERES ........................................................................ ERREUR ! SIGNET NON DEFINI.

F-CALCULS ET VERIFICATIONS DES CONTRAINTES ………………………………………………..




57

ANNEXE XIV : :Déflections admissible d’un support destiné à recevoir une assise en graveleux naturels………………………………………………………………………………………..

ANNEXE XV ::Résultats ALIZE……………………………………………………………..

A. DONNEES DE BASE




58

Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.


59

• ANNEXE I : Plan d’ensemble de la zone du projet



60

• ANNEXE II : Profils en long et vue en plan du projet des avenues de la Somalie et des Comores



61



62

Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement des chaussées/Cas du projet d’aménagement et de bitumage des avenues de la

Somalie et des Comores dans l’arrondissement de Nongr-Massom.


63

• ANNEXE III : Profil en travers types des chaussées du projet des avenues de la Somalie et des Comores.




64




65

B-ELEMENTS D’ETUDES GEOTECHNIQUES




66

• ANNEXE IV : Situation géographique et Coupe géotechnique des sondages




67



68

ANNEXE V : Fiches techniques des résultats d’essais.




69




70




71




72




73

C.PARAMETRES DE DIMENSIONNEMENT DES

CHAUSSEES




74

ANNEXE VI : Coefficient d’équivalence des matériaux

Coefficients d’équivalence des matériaux Couche de chaussée : Coefficient a Couche de roulement Enduit superficiel 0,20 à 0,40 Béton bitumineux peu performant ou enrobés denses 0,20 Béton bitumineux performant (1) Module = 1500MPa (2) 0,30 Module = 2500 MPa 0,40 Module = 4000 MPa min 0,45 Couche de base Non traitée (3) CBR = 30 (4) 0,07 CBR = 50 0,10 CBR = 70 0,12 CBR = 90 0,13 CBR = 110 0,14 Traitée au ciment (5) Rc = 0,7 MPa 0,10 Rc = 2,0 MPa 0,15 Rc = 3,5 MPa 0,20 Rc = 5,0 MPa 0,24 Matériaux bitumineux (6) 0,32 Fondation Non traitée (7) CBR = 5 0,06 CBR = 15 0,09 CBR = 25 0,10 CBR = 50 0,12 CBR = 100 0,14




75

Traitée au ciment RC > 0,7 MPa 0,14 (1) application si H1> = 30 mm (2) Module à une température de 30°C (3) ai >= (29,14 CBR – 0,1977 CBR2 + 0,00045 CBR3) 10-4

ai peut être augmenté de 60% si CBR>70 ou si la fondation est traitée aux liants hydrauliques (4) CBR correspondant aux conditions de teneur en eau et capacité in situ (5) ai = 0,075 + 0,039 RC – 0,00088 Rc2 Rc étant la résistance à la compression simple à 14 jours en MPA (6) Grave-bitume de module élevé E = 4000 MPa à 20°C ai = 0,01 + 0,065 log 10 CBR




76

ANNEXE VII: Abaques de calculs des paramètres de la méthode AASTHO




77




78




79

D. ELEMENTS CARACTERISTIQUES DU CHOIX DES

MATERIAUX POUR LE CORPS DE CHAUSSEE




80

ANNEXE VIII -. Classe de trafic concernée par l’emploi des graveleux naturels

Emploi des graveleux

Routes traditionnelles à

2 voies (6-7.5 m large)

Voieries urbaines

Autoroutes-Voies express à 2x2 voies ou 2x3 voies

T1 T2 T3 T4 T5

Couche de fondation

Couche de base Sous-réserve Inapplicable

Couche de renforcement Inapplicable




81

ANNEXE IX - Récapitulation des recommandations relatives à la qualité des graveleux latéritiques naturels

(Source : Manuel pour les conceptions et le dimensionnement des chaussées neuves. Recommandation pour

l’utilisation en corps de chaussée des graveleux latéritiques naturels - L.B.T.P, 1977. Abidjan.)

Importance du critère

Caractéristique Couche

concernée

Classe de Trafic

T1 T2 T3 T4 T5

Critère d’acceptabilité

Indice portant CBR

Fondation ≥ 25 ≥ 30 ≥ 30 ≥ 30-35 ≥ 30-35

Base ≥ 60 ≥ 80 ≥ 80 - -

Critères sélectifs ou Indices de

qualité

Dureté Los Angeles des

nodules

Fondation ≤ 60 ≤ 60 ≤ 55 ≤ 50 ≤ 50

Base ≤ 45 ≤ 45 ≤ 40 - -

Teneur en fines < 0.008 mm

Fondation ≤ 25 ≤ 25 ≤ 20 ≤ 20 ≤ 20

Base ≤ 15 ≤ 15 ≤ 15 - -

Indices de plasticité

Fondation ≤ 25 ≤ 25 ≤ 20 ≤ 20 ≤ 20

Base ≤20 ≤ 15 ≤ 15 - -

Gonflement linéaire

Fondation 1 à 2% Max

Base 0.5 à 1% max

Densité sèche maximale

OPM

Fondation > 1.90 T/ m3

Base > 2.00 T/ m3




82

E-ELEMENTS CARACTERISTIQUES CHOIX DES MATERIAUX POUR LE REVETEMENT




83

ANNEXE X : : Récapitulatif des caractéristiques des granulats pour enduits superficiels

Caractéristiques Classes de trafic T1 –T2 T3 T4 T5

DURETE Los Angeles

Deval humide

≤ 35 ≥ 7

≤ 30 ≥ 8

≤ 25 ≥ 9

FORME ≤ 20 ≤ 15

ANGULARITE % éléments défectueux

≥ 50

-

100 -

PROPRETE % éléments fins

≤ 2

- ≤ 1

-

ADHESIVITE % granulats fixés

≥ 90 Vialit 20° C ≥ 75 Vialit 60° C

- ≥ 90 Vialit 20° C ≥ 75 Vialit 60° C

-

(Source : Manuel pour les conceptions et le dimensionnement des chaussées neuves. Recommandation pour la

formulation et la réalisation des enduits superficiels - L.B.T.P, 1977. Abidjan.)




84

ANNEXE XI :: Classe de bitumes purs

: (Source : Guide pratique de Construction Routière. N° 25 sur Liants hydrocarbonés. Revue Générale des

Routes et des Aérodromes- 1981. Paris.)

Classes de bitumes

purs

Pénétrabilité à 25°C

comprise entre (en

1/10 de mm)

Point de ramollissement

(bille et anneau)

compris entre (en °C)

Température de

pompage(en °C)

Température d’enrobage

(en °C)

Point d’éclair

supérieur à (en °C)

Densité moyenne à 25°C

180/220 180 et 220 34 et 43 105 145 230 1,03

80/100 80 et 100 41 et 51 115 155 230 1,03

60/70 60 et 70 43 et 56 120 165 230 1,05

50/70 50 et 70 46 et 54 120 165 230 1,05

40/50 40 et 50 47 et 60 125 170 250 1,05

20/30 20 et 30 52 et 65 135 180 250 1,05

De plus

en plus

durs




85

ANNEXE XII Spécifications des classes de bitumes fluidifiés

Caractéristiques Classes

0-1 10-15 400-600 800-1400

Pseudo viscosité mesurée au viscosimètre :

-d’orifice 4 mm, à 25°C (s)

< 30

-

-

-


-

10 à 15

400 à 600

-


-

-

-

80 à 200

Densité relative à 25°C (au pycnomètre)

0,90 à 1,02

0,90 à 1,02

0,90 à 1,02

0,92 à 1,04

Distillation fractionnée (résultats exprimés en pourcentage du volume initial) :

Fraction distillant au-dessus de :

- 190°C < 9 - - -




86

:

(Source : BCEOM/CEBTP, 1991.Les routes dans les zones tropicales et désertiques Tome II)

- 225°C

10 à 27

< 11

< 2

< 2

- 315°C

30 à 45

16 à 28

5 à 12

3 à 11

- 360°C

< 47

< 32

< 15

< 13

Pénétrabilité à 25°C (100 g 5s) du résidu à 360°C de la distillation en 1/10 mm

80 à 250

80 à 250

80 à 200

80 à 200



87

Couche de surface Couche de

base

Couche de

fondation Utilisations diverses

Bé

ton

bit

um

ine

ux

En

rob

és

dis

con

tin

us,

sa

ble

s

en

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és

(su

pp

ort

no

n

dé

form

ab

le)

En

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és

de

nse

s

Sa

ble

s e

nro

bé

s, c

ou

che

s

min

ces

(su

pp

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dé

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le)

Asp

ha

lte

s

Enduits superficiels

En

rob

és

à f

roid

Gra

ve

s-b

itu

me

Gra

ve

-ém

uls

ion

Gra

ve

s-b

itu

me

Sa

ble

s-b

itu

me

Gra

ve

s-é

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n

Sta

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n

Bit

um

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Bit

um

es

flu

idif

iés

Bit

um

es

flu

xé

s

Em

uls

ion

s

BITUMES PURS

180/220

80/100

60/70

40/50

20/30

BITUMES FLUIDIFIES

800/1400

ANNEXE XIII : Liants bitumineux utilisés dans les principales applications routières



88

400/600

150/250

010/15

00/1

BITUMES POUR EMULSION (1)

180/220

80/100

(Source : BCEOM/CEBTP, 1991.Les routes dans les zones tropicales et désertiques Tome II




89

F- CALCULS ET VERIFICATIONS DES CONTRAINTES




90

ANNEXE XIV : Déflexions admissibles d’un support destiné à recevoir une assise en graveleux naturel

a-support (sol de plate forme) et assise (couche de fondation)

b-support (couche de fondation) et assise (couche de base)

Structure-type N° Classe de Trafic Valeurs de la déflexion

admissibles au sommet de la fondation

1

T1

T2

T3

250 à 300

150 à 200

100 à 125

c- Niveau de déflexion maximale sous essieu de 13 tonnes

CLASSE DE TRAFI

C

CHAUSSEES SOUPLES CHAUSSEES SEMI-

RIGIDE CHAUSSEES RIGIDES

S1 S2 S3 S4 S5 S1 S2 S3 S4 S5 S1 S2 S3 S4 S5

T2 400 250 250 250 200 500 400 300 250 175 400 à

500

250 à

500

250 à

400

250 à

350

200 à

250

(Source : Manuel pour les conceptions et le dimensionnement des chaussées neuves. Recommandation pour

l’utilisation en corps de chaussée des graveleux latéritiques naturels - L.B.T.P, 1977. Abidjan.)

Structure-type N°

Catégorie du sol de plate-forme Nature de la couche de base S1 S2 S3 S4 S5

1

T1

T2

T3

500

400

250

400

250

200

400

250

200

350

250

200

300

200

125

Graveleux naturel




91

ANNEXE XV : Résultats ALIZE

Alizé-Lcpc - Dimensionnement des structures de chaussées

selon la méthode rationnelle Lcpc-Sétra

Signalement du calcul :

- données Structure : saisie écran, sans nom - titre de l'étude : projet avenues Somalie et Comores zone S2

données Chargement :

- jumelage standard de 65 kN - pression verticale : 0,6620 MPa - rayon de contact : 0,1250 m - entraxe jumelage : 0,3750 m

unités : m, MN et MPa ; déformations en udéf ; déflexions en mm/100

notations :

X=axe tranversal Y=axe longitudinal Z=axe vertical R=axe vertical roue J=axe vertical entre-jumelage

Tableau 1+2 (synthèse) :

tractions principales majeures dans le plan horizontal XoY et

compressions principales majeures selon la verticale ZZ ; déflexion maximale

niveau EpsilonT SigmaT EpsilonZ SigmaZ

calcul horizontale horizontale verticale verticale

surface (z=0.000) ----------------------------------------------------------------

-0,230 X-J -47,9 Z

-0,695 Y-R 148,8 Z-R 0,571 Z-R collé (z=0,040m) ----------------------------

h= 0,150 m 0,040m -95,4 Y-R 0,058 Y-J 542,9 Z-R 0,571 Z-R

E= 800,0 MPa

nu= 0,350 0,190m -262,4 Y-R -0,202 Y-R 365,2 Z-R 0,170 Z-R

h= 0,350 m 0,190m -262,4 Y-R -0,020 Y-J 586,2 Z-R 0,170 Z-R

h=

0,040 m 0, 000m -90, ,1

X-J

E 7000,0 MPa nu= 0,350 0, 040m -95, ,

4 Y-R




92

E= 300,0 MPa

nu= 0,350 0,540m -169,5 Y-J -0,054 Y-J 241,2 Z-J 0,038 Z-J

h infini 0,540m -169,5 Y-J -0,004 Y-J 397,1 Z-J 0,038 Z-J

E= 100,0 MPa nu= 0,350

Déflexion maximale = 47,1 mm/100 (entre-jumelage)

Rayon de courbure = 166,0 m (entre-jumelage)




93

Alizé-Lcpc - Dimensionnement des structures de chaussées

selon la méthode rationnelle Lcpc-Sétra

Signalement du calcul :

- données Structure : saisie écran, sans nom - titre de l'étude : Projet avenues Somalie et Comores Zone S5

données Chargement :

- jumelage standard de 65 kN - pression verticale : 0,6620 MPa - rayon de contact : 0,1250 m - entraxe jumelage : 0,3750 m

unités : m, MN et MPa ; déformations en udéf ; déflexions en mm/100

notations :

X=axe tranversal Y=axe longitudinal Z=axe vertical R=axe vertical roue J=axe vertical entre-jumelage

Variante de calcul n°1




niveau EpsilonT SigmaT EpsilonZ SigmaZ

calcul horizontale horizontale verticale verticale

surface (z=0.000) ----------------------------------------------------------------

-0,576 X-J -4,2 Z-J

-0,726 Y-R 154,6 Z-R 0,587 Z-R collé (z=0,040m) -------------------------------------

h= 0,250 m 0,040m -98,6 Y-R 0,056 Y-J 559,5 Z-R 0,587 Z-R

E= 800,0 MPa

nu= 0,350 0,290m -136,1 Y-J -0,075 Y-J 204,5 Z-R 0,122 Z-R

h infini 0,290m -136,1 Y-J -0,009 Y-J 290,4 Z-R 0,122 Z-R

h=

0,040 m 0, 000m -116, 1 X-J

E 7000,0 MPa nu= 0,350 0, 040m -98,6 Y-R




93

E= 420,0 MPa nu= 0,350

Déflexion maximale = 19,8 mm/100 (entre-jumelage) Rayon de courbure = 210,3 m (entre-jumelage)

Variante de calcul n°1




niveau EpsilonT SigmaT EpsilonZ SigmaZ calcul horizontale horizontale verticale verticale ---------------------------------------- surface (z=0.000) -----------------------------------

h= 0,040 m 0,000m -116,1 X-J -0,576 X-J -4,2 Z-J 0,657 Z-R

E= 7000,0 MPa

nu= 0,350 0,040m -98,6 Y-R -0,726 Y-R 154,6 Z-R 0,587 Z-R ------------------------------------- collé (z=0,040m) ---------------------------------------

h= 0,250 m 0,040m -98,6 Y-R 0,056 Y-J 559,5 Z-R 0,587 Z-R

Alizé - Calculs mécaniques page 1

E= 800,0 MPa

nu= 0,350 0,290m -136,1 Y-J -0,075 Y-J 204,5 Z-R 0,122 Z-R

------------------------------------- collé (z=0,290m) --------------------------------------

h infini 0,290m -136,1 Y-J -0,009 Y-J 290,4 Z-R 0,122 Z-R

E= 420,0 MPa nu= 0,350

Déflexion maximale = 19,8 mm/100 (entre-jumelage) Rayon de courbure = 210,3 m (entre-jumelage)

Alizé - Calculs mécaniques page 2 (fin)



Année 2008-2009 ENGAMBE Octave Noel 94

RESUME

Le dimensionnement des chaussées routières est aujourd’hui une préoccupation pour tous les

intervenants dans le domaine de la construction routière, aussi bien dans le domaine

aéroportuaire. Tous les paramètres et considération prise conduisent à la conclusion que les

méthodes de calcul d’épaisseur des chaussées ont une portée limitée. Pour les projecteurs

s’est souvent l’expérience et la routine qui les guident dans leur choix. Souvent les moyens

octroyés pour les études sont dérisoires et très limités.

D’une manière générale, lorsque les caractéristiques de la plate forme restent conformes aux

exigences, les matériaux des couches de chaussées sélectionnés et de meilleure qualité et le

drainage satisfaisant, la chaussée doit pouvoir se comporter efficacement et offrir aux usagers

un meilleur état de service pendant la durée de vie..

En plus, on doit reconnaître, l’importance de l’essai CBR, qui est à la base du

dimensionnement de nos chaussées. Car cet essai de poinçonnement est aujourd’hui

universellement employé pour apprécier la résistance ses sols.

Cette étude a portée sur le dimensionnement des chaussées des avenues de la somalie et des

Comores, au secteur 25(quartier Somgandé) dans la ville de Ouagadougou. Leurs longueurs

respectives sont de 1.657km et 0.526 km.. Ce sont les résultats de l’étude géotechnique qui

ont permis de dimensionner les chaussées avec deux méthodes en usages (CEBTP et

AASTHO). La vérification des contraintes avec une méthode rationnelle basé sur le logiciel

Alizé et sur la méthode expérimentée par le LBTP. Notons que les méthodes informatiques

sont très peu vulgarisées, manque des données fiables pour les matériaux locaux.

Les propositions faites dans ce document visent à orienter les projeteurs sur la démarche à

suivre en matière de dimensionnement des chaussées en géotechniques routières.

Mots Clés : Dimensionnement des chaussées, méthodes, essai CBR, contraintes,

géotechnique routières.

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ABSTRACT

The road pavement dimensionality is today a preoccupation for all intervening parties in the

domain of the road construction, as well in the airport domain. All parameters and taken

consideration drive to the conclusion that the methods of calculation of thickness of the

pavements have a limited range. For the spotlights is often himself the experience and the

routine that guide them in their choice. Often the means bestowed for studies are derisory and

very limited.

In a general manner, when features of the flat shape remain compliant to the requirements, the

materials of the layers of pavements selected and of better quality and the satisfactory

drainage, the pavement must be able to behave efficiently and to offer to the users a better

state of service during the life span..

In addition, one must recognize, the importance of the CBR test, that is to the basis of the

dimensionality of our pavements. Because this test of stamping is used universally today to

appreciate the resistance his/her/its soils.

This survey was about the dimensionality of the pavements of the avenues of the Somali and

Comoroses, to the sector 25(district Somgandé) in the city of Ouagadougou. Their respective

lengths are of 1.657km and 0.526 km.. these are the results of the survey géotechnique that

permitted of calculate the dimensions the pavements with two methods in uses (CEBTP and

AASTHO). The verification of the constraints with a rational method based on the Trade

software and on the method experimented by the LBTP. Let's note that the computer methods

are popularized very little, reliable data lack for the local materials.

The propositions made in this document aim to orient the projeteurs on the gait to follow

concerning dimensionality of the pavements in road géotechniques.

Keys Words : dimensionality of the pavements, methods, CBR Test, constraints, road

geothermic.

projet rapport memoire 2009 version finale octave no l

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