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Centre d'Études Techniques de l'Équipement Méditerranée
Crédit photo : Arnaud Bouissou/MEDDE
Au 1er Janvier 2014, les 8 CETE, le Certu, le Cetmef et le Sétra fusionnent pour donner naissance au Cerema
Association des Directeurs de Services Techniques Départementaux Remblayage de tranchées en
matériau auto-compactant recyclé (MAC R)Laure HUGUES
CoTITA MéditerranéeJournée du 14 novembre 2013Nouvelles solutions économiques et performantes
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Les difficultés d'évacuation, de mise en décharge des déblais extraits et de préservation de la ressource granulaire, sont des enjeux majeurs, en particulier dans le département des Alpes-Maritimes.
Aussi, plusieurs entreprises se sont équipées pour fabriquer un matériau auto-compactant recyclé (MAC R).
Il s'agit de valoriser les matériaux extraits des tranchées et qui ne peuvent être réutilisés en l'état, en les mélangeant avec un liant hydraulique, de l'eau et un adjuvant.
Contexte
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La présentation comprendra:
Une présentation technique
Un retour d’expérience du laboratoire de Nice du CETE Méditerranée sur l’assistance technique apportée auprès des entreprises et des maîtres d’ouvrage, depuis plusieurs années.
Une présentation du dernier chantier important: 5 km de réhabilitation d’un réseau d’assainissement, sur la RD 6007 à Eze (06)
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Présentation technique
Qu'est-ce qu'un MAC ...
Un matériau auto-compactant (MAC), utilisé pour leremblayage des tranchées, est un mélange dematériaux divers (sables, gravillons…), de ciment oud'un liant hydraulique en faible quantité (< 100 kg parm3), d'eau et éventuellement d'un ou plusieursadjuvants.
Ils sont appelés auto-compactants car ils se mettent enplace naturellement dans la tranchée par déversement,sans compactage ni vibration.
Ils sont généralement fabriqués dans des centrales à béton, à partir de granulats (sables, gravillons...) de carrière.
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Ces matériaux ne sont pas des produits normés.
Il existe essentiellement deux guides qui apportent des spécifications :
« Remblayage des tranchées –Utilisation des matériaux autocompactants » - CERTU – Avril 1998
« Les tranchées de faibles dimensions – Réalisation et remblayage » - CERTU –Novembre 2009
Présentation technique
Qu'est-ce qu'un MAC ...
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Un matériau auto-compactant recyclé (MAC_R) est donc unmatériau autocompactant (MAC) dans lequel les granulats(sable, gravillons …) ont été remplacés par des déblais deterrassement (pas par des granulats recyclés).
Avantages : Pas (ou peu) d'évacuation de
déblais et de mise en décharge
Préservation de la ressourcegranulaire locale
Présentation technique
Qu'est-ce qu'un MAC_R ...
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Inconvénients : Nécessité d'une plate-
forme de stockage etd'élaboration à proximitédu chantier
Présentation technique
Qu'est-ce qu'un MAC_R ...
Exigences techniques équivalentes à un MAC maisavec une qualité de grave beaucoup plus aléatoire,pouvant varier au fur et à mesure de l'avancementdu chantier
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L'entreprise doit proposer une procédure de fabrication,de suivi et de contrôle du matériau, adapté au chantier.
En période préparatoire :valider une procédure de fabrication
Faire des reconnaissances géotechniques (sondages)avec identification des matériaux en place(analyse granulométrique, teneur en eau, valeur au bleu, classement GTR)
Objectif : avoir une vision, globale et relativement précise, de l'ensemble des matériaux rencontrés
Mettre en place une procédure de stockage,éventuellement concassage et homogénéisation desdéblais
Présentation techniqueMéthodologie proposée pour la formulation et l’exécution du chantier
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Réaliser plusieurs planches d'essais en faisant varierles dosages et/ou qualité de ciment, les quantités d'eau… et les soumettre à différents essais
Objectif : valider « une formulation » qui réponde auxspécifications préconisées pour les MAC
En période de travaux : S'assurer, de façon régulière, de l'homogénéité de la
grave, par des identifications en laboratoire
Soumettre, le produit fini, a une batterie d'essais afinde vérifier, tout au long du chantier, qu'il répondtoujours aux exigences techniques
Présentation techniqueMéthodologie … (suite)
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Essai au pénétromètre
dynamique pour tester la
restitution au trafic
Résistance en compression pour tester la réexcavabilité
Présentation technique
Critères d’acceptabilité des MAC_R
(Source: extrait des deux guides CERTU présentés précédemment)
Objectifs Essais Caractéristiquesrequises
Chaussée ancienne à faible trafic
Réexcavabilité Résistance à la compression (Rc) à 28 jours
0.7 MPa ≤ Rc 28 j ≤ 2 MPa
Restitution au trafic
Pénétromètre dynamique ou Panda
Rp ≥ 2 MPa
Chaussée moderne à trafic faible, moyen ou fort
Réexcavabilité Résistance à la compression (Rc) à 28 jours
1.5 MPa ≤ Rc 28 j ≤ 4 MPa
Restitution au trafic
Pénétromètre dynamique ou Panda
Rp ≥ 8 MPa
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La mise en œuvre par temps de pluie ou par température inférieure à 5°C est interdite.
Les MAC_R ne répondant pas à des critères normatifs et étant soumis à d'énormes variabilités, leur mise en œuvre ne doit être acceptée que sous réserve d'un suivi rigoureux et du respect des critères précédents.
Dans le cas de chaussées modernes, bitumineuses épaisses, à moyen ou fort trafic, le remblayage en MAC_R concernera uniquement la partie remblai (PSR et PIR). L'assise de chaussée sera composée d'enrobés bitumineux.
Présentation technique
Critères de refus et limites d’utilisation
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2003 RD 15 – Commune de Bendejun (06)
MO: SILCENVoirie: CG06Ent: SirolaiseAT / C externe: CETE
Chantier: eau usée Ø 250 - L= 2 km – H = 1.50 à 2 m
Terrain rencontré : grès d'Annot (période oligocène), bancs de grès tendres, épais, alternés de petits bancs de marneMatériau R42 évoluant en B3 après extraction à la trancheuse
Technique « artisanale » : traitement dans une auto-bétonnière
+: technique intéressante car présence de cavités de part et d'autre de la tranchée
- : remise en circulation non urgente (7 jours)
Retour d’expérience du laboratoire de Nice
MO: Maître d’ouvrage; Ent: entreprise; AT: Assistance technique; C: Contrôle (externe ou extérieur)
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2008 - 2009 Raccordement des communes de l’Est du département à la station d’épuration Haliotis à Nice
MO: NCAVoiries: CG06 + NCAEnt: SADE / SirolaiseC externe /extérieur: CETE
Chantier: eau usée– L=plusieurs km –Durée: 6 mois
Terrains rencontrés : très hétérogènesMatériaux généralement assimilés à du B5 au sens du GTR
Technique : centrale mobile sur chantier
+: phase exp puis suivi rigoureux
-: difficultés liées à l’hétérogénéité des déblais
Retour d’expérience du laboratoire de Nice
MO: Maître d’ouvrage; Ent: entreprise; AT: Assistance technique; C: Contrôle (externe ou extérieur)
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2010 - 2011 Restructuration du réseau d’assainissement sur la commune de Roquebrune Cap Martin (06)
MO: NCAVoiries: CG06Ent: SADECexterne: CETE
Chantier: eau usée - L= plusieurs km – Durée: 6 mois
Terrains rencontrés : très hétérogènesMatériaux généralement assimilés à du B5 au sens du GTR
Technique : centrale mobile sur chantier+ : Méthodologie
respectée – suivi rigoureux
- : Manque d’homogénéisation du stock de déblais
Retour d’expérience du laboratoire de Nice
MO: Maître d’ouvrage; Ent: entreprise; AT: Assistance technique; C: Contrôle (externe ou extérieur)
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Présentation du chantier: RD 6007 - Eze
Chantier: Réhabilitation du réseau d’assainissement sur 5 kmVoirie CG 06: RD 6007 entre Villefranche / mer et Eze
MO et Moe: Communauté urbaine NCA – Direction de l’assainissement
Gpt d’entreprises: SOGEA – SADE - EMGC
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Présentation du chantier: RD 6007 - Eze
Centrale de production du MAC_R
Goulotte de sortie du
MAC_R par une vis sans
fin
Tapis d’alimentation de la toupie
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Phase préparatoire: 35 sondages réalisés qui ont conduit à 9 identifications géotechniques
Matériaux B5 mais aussi B3 et assimilé D2
Planches d’essais:5 formulations testées:
4 dosages en ciment: 50, 60, 70, 80 kg/m3 pour 190 l d’eau puis 80 kg/m3 avec 210 l d’eau
identification des déblais disponibles: B3 / B5 (sur 3 échantillons)
Pour chaque formule: 9 éprouvettes (Rc à 7 jours, 28 j et 90 j) 5 fosses d’1 m de profondeur (une par formule) testées au pénétromètre
dynamique
Conclusions:Dans tous les cas, quel que soit le dosage:
•les résistances sont faibles (0.5 à 0.8 MPa à 28 j)•les pénétromètres satisfont aux critères requis
On convient d’opter pour une « faible » quantité de ciment et on propose de diminuer la quantité d’eau.On retient: 60 kg de ciment / m3 et env. 150 l d’eau
Présentation du chantier: RD 6007 - Eze
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Phase travaux: Durée: env. 5 mois
Suivi rigoureux: Rc (1 fois/ semaine, valeurs comprises entre 1 et 3 MPa) couplé à des identifications de la grave et des pénétromètres
Conclusions générales:
Globalement, il n’y a pas de différence majeure entre un dosage à 60 kg de ciment et 80 kg.
A 28 jours, les résistances mesurées sont un peu faibles pour une chaussée bitumineuse épaisse (obj: 1.5 Mpa < Rc 28j < 4 Mpa). Cependant, le matériau continue à évoluer au-delà de 28 jours.
Pas de différence majeure de résistance entre le MAC de centrale et le MAC_R
Les pénétromètres ont toujours été homogènes sur toute la hauteur contrôlée. Généralement, autour de 4 à 5 jours, les enfoncements mesurés étaient conformes aux spécifications attendues.
Pistes d’amélioration: le malaxage et l’homogénéisation du matériau
Présentation du chantier: RD 6007 - Eze