Pptimisation du choix du tablier et projet de renforcement du pont de pangalana

L’essor du secteur minier malgache s’affiche principalement au premier rang de la course au développement. La promotion de l’exploitation minière fait maintenant partie intégrante de la vie nationale. Le projet Ambatovy constitue l’un des plus grands complexes verticalement intégrés de développement minier et industriel jamais réalisés en Afrique. Par la suite, la création d’une telle installation capable d’accueillir et d’assurer la mis en œuvre des exploitations devient alors fondamentale autant pour les investisseurs que pour l’Etat. L’apport des technologies nouvelles issu de la science moderne est sans aucun doute l’outil nécessaire et satisfaisant à la réussite du projet. . Le génie civil qui constitue un secteur clé dans le domaine de la construction sera également au rendez vous tout en mettant en reflet l’avancement des technologies modernes. En vue d’un mis au point du projet d’Ambatovy qui vont aboutir d’ici 2010, des grands travaux de construction sont actuellement en cours. Bref, l’installation de l’usine de traitement des mines du «Projet Ambatovy », qui se trouve à une dizaine de kilomètre de la Cote Est de Madagascar, nécessite l’importation de matériels lourds dont l’accès au site n’est pas permis par les caractéristiques des infrastructures de la région. En s’orientant vers une vision plus restreinte, s’ajoute la complexité de la réalisation des ouvrages qui dépasse les problèmes habituels des techniciens et ingénieurs. Attirant notre attention sur une construction d’ouvrage de franchissement de caractéristiques exceptionnelles, l’étude de ce dernier évoque l’objet de ce présent mémoire.

Description du projet Ambatovy

Ces dernières années ont été marquées par l’entrée des grandes multinationales d’extraction minière à Madagascar. En effet, Madagascar possède d’innombrables ressources minières. Deux importants projets minerais vont aboutir d’ici 2010. Le plus avancé est celui du Qit Madagascar Minerals (QMM) dans la région de Taolagnaro, qui consiste à l’extraction et à l’exportation de l’ilménite. Mais encore plus importante sera l’exploitation du nickel et de cobalt par les Canadiens Sherritt à Ambatovy Moramanga.

Cette dernière porte sur deux phases :
● La première sera sur la construction d’un atelier de préparation mécanique de boue de latérite au site de la mine, la construction d’un pipeline de 220 km pour le transport de la boue de latérite jusqu’à la côte, la construction d’une usine de lixiviation acide sous pression, la construction d’une raffinerie de minerais, et l’aménagement de toutes les infrastructures nécessaires, y compris la construction d’installations de production d’eau, d’électricité, de vapeur et d’acide, l’aménagement d’un parc à résidus et l’extension du port. Cette phase, réalisée avec un coût total de 2,315 Milliards d’Euro, pourra être réalisée en 3ans.
● La deuxième sera sur l’exploitation d’une mine à ciel ouvert. Cette phase achevée avec une somme environ 7Milliards d’Euro permettra de produire environ 60 000 tonnes par an (TPA) de nickel que l’on pourra négocier à la London Metal Exchange (LME), de 5600 TPA de cobalt et de 186 000TPA d’engrais à base de sulfate d’ammonium. La durée de l’exploitation du projet est estimée à 27 ans.

Le site de la mine est situé près de la ville de Moramanga, dans le plateau central de Madagascar, tandis que les installations côtières (usine de traitement, raffinerie de minerais et parc à résidus) sont situées dans la zone industrielle proche du port de Toamasina, à la Cote Est de Madagascar.

Acteurs du projet
La mise de fonds nécessaire pour concrétiser le projet Ambatovy constitue l’investissement le plus lourd jamais réalisé dans le pays. Les actionnaires sont formés d’une association dont les canadiens de la « Sherritt Dynatec » propriétaire y met 40%, « Sumitomo Corporation » du Japon 27.5%, et autant que la « Koreas Ressources Corporation », la « SNC Lavalin » en a pris 5%.

Définition du projet
Le fonctionnement de l’usine, notamment le traitement qui consiste à la séparation des mines et des boues, nécessite l’importation de certains matériels lourds (Autoclaves (figure 1)) et les éléments constitutifs des « Tank ») et des matières premières (calcaire, charbon, soufre).

Données naturelles

Caractéristiques géotechniques

Le terrain est une donnée essentielle du problème à solutionner, sa connaissance a une importance fondamentale notamment pour l’implantation des infrastructures des ouvrages d’art. Sa nature et sa force portante permet de déterminer le système de fondation à retenir et le type de l’ouvrage. Des études sur les matériaux constitutifs du terrain doivent ainsi être effectuées. Pour ce faire, on a recours à :
● Un sondage carotté du terrain qui permet d’identifier la nature des différentes couches du terrain et leurs profondeurs ;
● Un sondage pressiométrique dont les résultats seront des données essentielles pour le dimensionnement des fondations de l’ouvrage. Ce sondage permet de déterminer : la pression limite Ρl , la pression de fluage Ρf , et le module pressiométrique E .

Les caractéristiques mécaniques des sols sont ensuite déterminées au laboratoire par :
✓ Les essais d’identification des sols ;
✓ Les essais PROCTOR et CBR ;
✓ Les essais œdométriques et pérméamètres ;
✓ Les essais de gonflement.

Données hydrologiques et hydrauliques

Suite à des études hydrologiques et hydrauliques effectuées, les valeurs suivantes sont tirées et utilisées afin de bien caler notre ouvrage.
✓ Le tirant d’air est de 2,50m;
✓ Le PHEC est de 3,50m.

Données fonctionnelles

Longitudinalement (longueur et travée) 

La longueur totale d’un pont dépend du tracé en plan de la voie portée, de la géométrie des appuis par rapport à l’axe du pont, de la conception des culées et des abords sous le double point de vue économique et esthétique. La longueur est, donc, déterminée à partir de tous ces critères et des règlements régissant, selon la structure choisie, la construction des ponts. Cette longueur totale peut être fractionnée en quelques travées de nombre déterminé à partir du domaine de la portée, de l’élancement possible, des contraintes de gabarit et du profil en long, des conditions topographiques et géotechniques, du bilan économique et esthétique. Les caractéristiques de la voie franchie (canal de Pangalana) déterminent les données fonctionnelles qui orientent la géométrie de notre ouvrage. En effet une espace entre 2 appuis d’environ 25m au moins est nécessaire au passage des pirogues. En outre, tenant compte du balancement minimal qu’on doit respecter pour assurer la stabilité des appuis, le pont doit être à trois travées symétriques de longueur chargée : 15,58m – 24,95m – 15,58m.

ANALYSE MULTICRITERE 

La conception générale d’un ouvrage repose sur des facteurs d’ordre naturel, fonctionnel et architectural. Du point de vue esthétique, il faut signaler que la variante choisie doit être compatible avec le paysage du site tout en respectant bien évidemment sa faisabilité économique et technique. Il faut toujours tenir compte des impératifs concernés par la construction. Afin de pouvoir choisir la variante optimale à notre projet, nous allons procéder en suivant deux étapes.

Les critères d’évaluation 

1èr critère : La portée déterminante C’est la plus grande des longueurs entre appuis consécutifs, 25m pour notre ouvrage. Elle impose sur l’élancement de la poutre, donc, sur le choix de la structure à adopter.

2ème critère : La technicité des entreprises locales La possibilité de réalisation d’un projet doit être bien analysée. Plusieurs sont les structures peu exploitées, à cause des entreprises spécialisées rarement vu dans le lieu. Or la technique d’exécution influe fortement sur le coût du projet, il faut ainsi choisir une structure adaptée aux offres techniques des entreprises locales.

3ème critère : Le mode de construction et le délai d’exécution La conception d’un pont est très étroitement liée à son mode de construction. Il faut tenir compte de la disponibilité des matériaux, de l’état des lieux et de la possibilité d’emplacement des matériels adaptés au mode de construction (transport des matériaux, coffrages, bétonnage, etc.).

Le phasage de construction influe sur les dispositions constructives à respecter sur chantier. De ce mode de construction dépend le délai d’exécution. Il faut choisir un ouvrage qu’on peut réaliser en une courte durée, tout en respectant les règles de l’art.

4ème critère : L’entretien Il est nécessaire de prévoir les problèmes qui peuvent se présenter lors de la phase d’exploitation et notamment tous ceux liés à l’entretien. Le coût réel d’un pont doit intégrer à long terme les coûts d’exploitation, de surveillance, d’entretien et de réparation. Il faut bien choisir les matériaux pour limiter au maximum le coût de l’entretien.

Interprétations

La structure en BA ne fait pas partie des types proposés car, elle n’est pas adaptée aux dimensions de notre ouvrage. En effet, la structure en BA est pratique pour une travée de calcul <20m. En outre, une longue travée, en BA, induit une hauteur importante de poutre qui pourra gêner le passage des pirogues en dessous. A part que la structure est très flexible, alors n’est pas très fiable pour la fonction de notre ouvrage, une structure métallique dans cette zone côtière est exposée à un fort risque de corrosion. Celle-ci, n’est, donc, pas tenue en compte dans cette comparaison.

Les comparaisons faites ci – dessus nous permettent de déduire les conclusions suivantes :
✓ Les aciers du pont mixte acier – béton court un fort risque de corrosion dans cette région côtière, alors que les entretiens sont difficiles. De plus le coffrage de la dalle nécessitera des cintres dont la réalisation dans notre cas est presque impossible ;
✓ Le pont en BP représente la structure la plus avantageuse de tous les types proposés.
✓ Et le pont à poutrelles enrobées est avantageux par rapport au pont mixte. De par les poutrelles enrobées dans le béton sont protégées contre la corrosion  .

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Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE I. GENERALITES SUR LE PROJET
Chapitre I. CONTEXTE du projet
Chapitre II. DESCRIPTION DE L’OUVRAGE
PARTIE II. ETUDES SOMMAIRES
Chapitre III. ANALYSE MULTICRITERE
Chapitre IV. HYPOTHESES DE CALCUL
Chapitre V. DEFINITION DU TABLIER EN BETON PRECONTRAINT
Chapitre VI. DEFINITION DU TABLIER EN POUTRELLES ENROBEES
PARTIE III. PROJET DE RENFORCEMENT ET DIMENSIONNEMENT DES TABLIERS DE RIVE
Chapitre VII. PROJET DE RENFORCEMENT
Chapitre VIII. DIMENSIONNEMENT DU TABLIER DE RIVE
PARTIE IV. DIMENSIONNEMENT DES INFRASTRUCTURES
Chapitre IX. DIMENSIONNEMENT DES APPAREILS D’APPUI
Chapitre X. DIMENSIONNEMENT DES APPUIS
Chapitre XI. DIMENSIONNEMENT DES FONDATIONS PROFONDES
PARTIE V. EVALUATION DU PROJET
Chapitre XII. ETUDE FINANCIERE
Chapitre XIII. ETUDE DES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
CONCLUSION
BIBLIOGRAHIE
ANNEXES

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