Soutenance mémoire
Etude géologique
Etat visuel
La zone de recasement, à l’état naturel, est une zone marécageuse couverte de jacinthes d’eau et de joncs (herana), Le sol est coloré en gris plutôt noirâtre avec un taux d’humidité relativement élevé,
Etude géologique
La plaine d’Antananarivo a hérité pour sa constitution, d’une part, de sédiment fluvio-lacustres accumulé au cours des périodes de crues et d’étiage de l’Ikopa et de ces affluents ; et d’autre part, des alluvions issues de l’érosion des sols des collines environnantes, La coupe type de cette plaine, d’après divers essais, investigations, sondages et archives, se présentent comme suit :
argile plus ou moins tourbeuses : 2 à 3 mètres d’épaisseur ; sable fin et grossier de 2,5 mètres d’épaisseur ; argile molle : 0 à 1,5 mètres d’épaisseur ; et argile plus ou moins sableuse et molle avant à 17 mètres d’épaisseur, Le substratum rocheux est formé de migmatites ou de granites, Pour le marais de Tsaramasay, les essais effectués sur place montrent qu’il est constitué par une couche molle d’argile à tourbe plus ou moins argileuse de 4 mètres d’épaisseur, en moyenne, suivie d’une couche de sable fin à moyen,
Etude géotechnique
L’étude géotechnique a pour but de reconnaître le sol considéré, C’est la recherche des caractéristiques physiques et mécanique nécessaire à son identification et aux divers calculs, La combinaison des résultats in-situ avec ceux au laboratoire donne les caractéristiques géotechniques de la couche molle du marais de Tsaramasay, suivant le tableau ci-après :12. Calcul de stabilité de remblais :
Calculs de la stabilité au poinçonnement
Le calcul consiste à trouver la valeur d’un coefficient de sécurité F1 qui est le rapport de la contrainte maximale admissible sur le sol (qmax) et la contrainte apportée par le remblai, La valeur de ce coefficient doit être supérieure ou égale à 1,5 ; c’est à dire :
Calcul du coefficient d’agressivité (A)
Le coefficient d’agressivité du trafic est fonction de la composition du trafic en poids lourds. Le tableau ci-dessous donne la valeur de ce coefficient selon le trafic.
Calcul du trafic cumulé par chaque section
Le nombre de poids lourds dans le cas du « PETIT BOULEVARD » est largement supérieur à 150 véhicules par jours. Ce qui correspond à la valeur du coefficient d’agressivité de A = 0,8.
La durée de service de la route est conçue à 15 ans. Pour le « PETIT BOULEVARD », selon la ministère de travaux publics, la prévision du taux d’accroissement du trafic est 5%. Ce qui donne un facteur de cumul C = 7,9.
On rappelle que le trafic cumulé s’obtient par la formule : D’où les résultats dans le tableau ci-dessous.
PRESCRIPTION DES TRAVAUX
Introduction
D’après ce qu’on a noté antérieurement, l’itinéraire est subdivisé en cinq sections selon l’importance de trafic et leur homogénéité. Alors la solution se particularise à chaque section.
Pour la section S1 Ankorondrano – 67 Ha nord via Tsaramasay, Il s’agit d’une construction neuve se situant dans une zone marécageuse, de sol compressible. Avant de la réalisation du corps de la chaussée, cette section nécessite des travaux de terrassement un particulier pour les remblayage et le rehaussement des zones inondables.
La section S2 67 Ha nord Andavamamba via CENAM et la section S3 ne nécessite que des travaux de rechargement de l’ancienne chaussée existante due à l’usure de la couche de revêtement.
La section S4 reliant Andavamamba – Anosibe (marché de gros) coté RN1 est une route à 1 x 2 vois en état de dégradation total à remplacer par une route 2 x 2 vois neuve. Il s’agit donc de travaux d’extension et de reconstruction de la chaussée existante.
Et en fin, l’état de la section S5 est identique à la section S4 mais seulement la situation géographique qui les différencient.
Travaux préliminaires
Avant la réalisation des différentes solutions envisagées ci-dessus, il est nécessaire de procéder à certain travaux préliminaires.
Les travaux préliminaires à effectuer (indiqués par les signes X) seront faits selon la répartition décrite dans le tableau ci-dessous.
Les travaux préliminaires sur nos tronçons comportent divers types d’opérations à savoir :
L’emploi partiel ou point à temps pour traiter les nids de poule, avant la pose de la couche d’usure de la section S2 ;
La bande d’épaulement ou élargissement pour les épaufrures de rive de la chaussée existante de la section S4 et S5 qui ne pourront pas être traitées par emploi partiel ;
La démolition et la purge de l’ancienne chaussée en l’occurrence la section S4 et S5 ;
La scarification de la chaussée existante.
Emploi partiel ou point à temps
Les matériaux utilisés sont les suivants :
GCNT 0/315
Couche d’imprégnation en bitume fluidifié 0/1 au dosage de 0,6 Km/m2 et de pénétration minimum de liant 0,5 cm.
Traitement des zones mise en oeuvre des matériaux :
Démolition des zones à traiter ;
Excavation et élimination des matériaux usés ;
Nettoyage soigné avec soufflage éventuel ;
Remplissage avec les couches successives de graves concassées 0/315.
Chaque couche sera très soigneusement compactée jusqu’à bouchage de l’excavation.
Répendage de bitume fluidifié 0/1
Compactage de l’ensamble.
La bande d’épaulement ou d’élargissement de l’accotement
Ce type de travail concerne les sections S4 Et S5 et les réalisent dans le cas où :
Les épaufrures de rives de la chaussée existante ne pourront être traitées par l’emploi partiel, un élargissement de la chaussée est prévu.
On exécutera une bande d’épaulement dont la largeur est variable et supérieure à 40 cm, la profondeur h sera définie en fonction de la portance du sol support.
Opération d’épaulement ou d’élargissement de l’accotement :
Les matériaux utilisés sont : Matériaux sélectionnés pour couche de fondation des terrains de mauvaises qualités.
Couche de base en GCNT 0/315 ;
Couche d’imprégnation au cut-back 0/1
Enduit superficiel monocouche.
Traitement et mise en oeuvre :
Décaissement de la chaussée existante et des accotements sur la largeur concernée à une profondeur définie. Du coté de la chaussée, le décaissement sera limité par une ligne longitudinale tangente au aux épaufrures de rives les plus larges.
Compactage du fond de fouille de façon à obtenir une compacité suffisante ;
Exécution de la couche de fondation (si nécessaire) et de la couche de base répondant aux spécifications relatives aux caractéristiques géotechniques et compactage (cf. : Chapitre précédent :Qualités des matériaux) ;
Exécution d’une imprégnation, puis d’une enduit superficiel monocouche.
La démolition et la purge de la chaussée existante
Sur les section S4 et S5, la route est dégradée par stagnation et écoulement des eaux de ruissellement de la surface. Des ravinements longitudinaux, des nids de poule se sont formés sur des profondeurs parfois variables. Les sections ainsi repérées seront démolies sur la longueur de la plate forme.
Forme
Lors de la construction d’une chaussée du même type que les sections S1 ; S4 et S5, il faut d’abord une forme assurant les profils définitifs recherchés, dressée soit dans le terrain naturel (déblai) soit au couronnement du remblai.
La forme constitue l’assise de la chaussée, correctement compactée, on l’appelle aussi couche de forme.
Sous-couche
Ce type de travail concerne notamment la réalisation de la section S1 car si malgré les précautions prises pour la constitution d’une forme dans les meilleures règles de l’art, au sujet de la remontée d’eau capillaires, il convient de disposer sur la forme un matelas de matériaux anti-remontée capillaire à gros grains (cf. chapitre précédent). L’eau ainsi localisée par cette couche drainant et en suite évacuée souterrainement à l’extérieur de l’assiette.
Scarification de l’ancienne chaussée
Pour avoir une forme requis par la couche de forme sur quelques zones en état de dégradation total sur les sections S4 et S5 (les ravines et les nids de poule dominent devant ce qui est encore revêtue), on procède à la scarification de celle-ci,en passant par les étapes suivantes :
Scarification de la chaussée vétuste à une profondeur environ de 25 cm.
Réalisation des travaux de compactage de la couche restante ; celle-ci a pour but d’améliorer la résistance et la qualité de cette couche pour la réduction de déflexion au niveau de la plate forme.
Mise en oeuvre des différentes couches de la chaussée
Notons que la destination de chaque couche de la chaussée est différente suivant la solution adoptée pour chaque section définie selon leurs caractéristiques spécifiques. En effet selon la solution proposée, on procède à un apport des couches appropriées ;cette dernière appréciation est donnée dans le tableau suivant :
Couche de fondation
Les matériaux utilisés pour la couche de fondation proviennent du gisement de matériaux au PK 21 + 200 Km.
Après le répandage des matériaux suivant la largeur de la plate forme, on procède au compactage de celle-ci avec l’utilisation d’un engin de compactage à pied de mouton, puis à jante lisse. Le compactage sera réalisé de manière à atteindre un poids volumique sec supérieur ou égale à 95% de celui à été obtenu à l’essai OPM (dOPM = 1,9 T/m3)
Couche de base
La réalisation d’une bande d’essai nécessite aussi les recommandations indispensables de cette couche. Ces derniers se portent sur :
Le répandage du GCNT 0/315 afin d’éviter les risques de ségrégation de la couche de base ;
Le compactage de la couche de base : épaisseur avant et après compactage, compacité optimale à obtenir, les matériels de compactage, le fuseau granulométrique après compactage.
Déflexion résiduelle de la chaussée, après mise en oeuvre du GCNT 0/315.
Couche d’imprégnation
Avant la mise en oeuvre de la couche de revêtement (Béton bitumineux), la couche de base et la couche de renforcement recevront une imprégnation de cut-back 0/1. celle-ci sera réalisée en une passe sur toute la largeur de la couche de base terminée et sur les retombées des accotements.
L’imprégnation devra être précédée, juste avant son exécution, d’un balayage à vif de façon à éliminer les excès de fines et de poussières qui pourraient s’opposer à la bonne pénétration et à l’adhérence du liant. Sur les couches ainsi traitées, un répandage de sable cru à raison de 5l/m2 sera nécessaire avant la mise en oeuvre du revêtement (généralement pour les enduits superficiels). Notons qu’il existe entre cette dernière et l’imprégnation un délai défini et que notre couche ainsi imprégnée est vouée à la circulation.
Couche d’accrochage
Une bonne liaison doit exister entre la couche de revêtement et la couche de base imprégnée. La couche d’accrochage va alors servir de liaison des deux couches, sinon il va se produire de décollement de la couche de revêtement.
Le liant le plus couramment utilisé à Madagascar pour la confection d’une couche d’accrochage est l’Emulsion Cationique Rapide (ECR 65), à dosage de 1,2 kg/m2 de surface à mettre en oeuvre.
Couche de revêtement
Afin de fixer le nombre de passe lors de la mise en oeuvre du tapis d’enrobé, on procède à la réalisation d’une bande d’essai pour la couche de revêtement. Les contrôles et les recommandations y sont afférents.
Pour le répandage du béton bitumineux, il fallait contrôler :
L’épaisseur du tapis répandu et la longueur du tronçon pour la mise en oeuvre du béton bitumineux.
La température de répandage est de 125°C.
Les matériels nécessaires pour le répandage ;
En ce qui concerne la méthode de compactage, on doit contrôler :
La compacité obtenue en place.
L’uni de la surface ;
Le tonnage de mise en oeuvre.
Profils en travers types d’aménagement
Les profils en travers illustrés suivants sont des profils types dans la section S4, ils sont comme suit :
Un profil qui se trouve dans une zone de raccordement de la courbe de clothoîde, d’où la différence des valeurs absolues du devers gauche avec celui de l’adroite.
Deux profils qui montrent la structure de la chaussée en terrain plat et qui montre la largeur de la chaussée.
Un profil montrant la position des talus des remblais sur la section.
Schéma d’aménagement
Les tableaux de schéma d’aménagement suivants se distinguent comme suit :
Eventaire des caractéristiques géométriques de la chaussée, à savoir ;les formes des profils en travers,du profil en long et le tracé en plan ;
L’état de dégradation de chaque point de l’itinéraire ;
Les matériaux utilisés notamment les matériaux pour remblai ;
L’éventaire des ouvrages existants à reconstruire ou à construire ;
Et la solution adéquate de chaque type de problème.
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Table des matières
ABREVIATIONS
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
LES ANNEXES
SOMMAIRE
INTRODUCTION
I. HISTORIQUE DE LA VILLE D’ANTANANARIVO
1. HISTORIQUE DE LA CREATION ET DU PEUPLEMENT D’ANTANANARIVO
2. LA PREMIERE ROUTE SUR LA VILLE D’ANTANANARIVO
II. PRESENTATION DE LA VILLE D’ANTANANARIVO
1. GEOGRAPHIE
2. TYPOGRAPHIE
3. VOIRIE
DONT : ROUTES REVETUES : 111KM
TABLEAU 4 : RUE A GRANDE CIRCULATION
III. ETUDE DEMOGRAPHIQUE
4. LA POPULATION D’ANTANANARIVO
FIGURE 2 : TAUX MOYENNE D’ACCROISSEMENT ANNUEL
1. CONCLUSION
IV. PROPOSITION DE VARIANTES DE TRACE ET ENVIRONNEMENT DU PROJET
2. TRACE DE CHAQUE VARIANTE
3. CONCLUSION
FIGURE 3: PRESENTATION DU NOUVEAU TRACE A TSARAMASAY
4. AMENAGEMENT DE CARREFOURS
5. SCHEMAS D’ITINERAIRE
TABLEAU 9 : SCHEMAS D’ITINERAIRE ANDAVAMAMBA-ANOSIBE MARCHE DE GROS
TABLEAU 10 : SCHEMAS D’ITINERAIRE RN1-AMBOHIJANAHARY OUEST
6. LES COMPOSANTS DU TRACE
7. PLAN DE SITUATION DU PROJET
FIGURE 4 : PLAN DE SITUATION DU PROJET
V. CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUES
8. CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUES DE LA ROUTE
VI. ETUDE GEOTHECHNIQUE DES ZONES A SOLS COMPRESSIBLES
9. ETUDE GEOLOGIQUE
10. ETUDE GEOTECHNIQUE
11. TASSEMENTS
APPLICATION NUMERIQUE D’OU
12. CALCUL DE STABILITE DE REMBLAIS
APPLICATION NUMERIQUE
FIGURE 6 : CALCUL DE RUPTURE D’UN REMBLAI SUR SOL MOU
VII. DIMENSIONNEMENT DE LA CHAUSSEE
13. INTRODUCTION
14. DECOUPAGE DU TRACE EN SECTION
15. CALCUL DU TRAFIC CUMULE POUR CHAQUE SECTION
AVEC R : TAUX D’ACCROISSEMENT ANNUEL DU TRAFIC
16. DIMENSIONNEMENT DE LA CHAUSSEE
17. VERIFICATION DE LA CONTRAINTE
TABLEAU 25 : EPAISSEUR EQUIVALENTES DES COUCHES DE LA CHAUSSEE PAR SECTION
TABLEAU 26 : TABLEAU DE CALCULS DES CONTRAINTES
TABLEAU 27 : RESULTATS DES CALCULS DES CONTRAINTES
VIII. PRESCRIPTION DES TRAVAUX
18. INTRODUCTION
19. TRAVAUX PRELIMINAIRES
GCNT 0/315
TRAITEMENT DES ZONES MISE EN OEUVRE DES MATERIAUX OPERATION D’EPAULEMENT OU D’ELARGISSEMENT DE L’ACCOTEMENT TRAITEMENT ET MISE EN OEUVRE
20. MISE EN OEUVRE DES DIFFERENTES COUCHES DE LA CHAUSSEE
1. SCHEMA D’AMENAGEMENT
2. ETUDE DE L’ASSAINISSEMENT DE LA CHAUSSEE
IX. PROGRAMMATION DE CALCUL
3. INTRODUCTION
4. UTILITE DU PROGRAMME
5. EXPLICATION DU PROGRAMME
ON A AB = NH
FOSSES TRIANGULAIRES
ON PRENDRA B=0
FOSSES RECTANGULAIRES
IL SUFFIT DE PRENDRE N=0 ET M=0
X. SPICILEGE DES DONNEES DE CALCUL DE DEBITS DE CRUE
6. NOTE
7. EXECUTION DU PROGRAMME
UTILISATION DE LA BOITE DE DIALOGUE
XI. SPICILEGE DES DONNEES DE DIMENSIONNEMENT DE FOSSES
8. NOTE
9. COEFFICIENT DE RUGOSITE DU FOSSE
10. PENTE DU FOSSE
XII. APPLICATION DU PROGRAMME
11. DIMENSIONNEMENT DES FOSSES LATERAUX
12. RESULTATS DES CALCULS
13. CONCLUSION
XIII. ETUDE D’UN OUVRAGE TRANSVERSAL
14. INTRODUCTION
15. ETUDE DE L’OUVRAGE
S = 10,00 T
XIV. DEVIS QUANTITATIF EN MATERIAUX
16. DEFINITION
17. CUBATURE DE TERRASSEMENT
XV. PRIX MOYEN DE L’HEURE PAR CATEGORIE D’OUVRIER
18. ANALYSE DU PRIX DE L’HEURE
19. ETABLISSEMENT DU PRIX DE L’HEURE
XVI. ESTIMATION DU COUT DU PROJET
20. NOTE
21. DEVIS DESCRIPTIF
22. SOUS DETAIL DES PRIX
RECAPITULATION
XVII. ETUDE DE RENTABILITE DU PROJET
23. ESTIMATION DES AVANTAGES
TABLEAU 41:PROJECTION DE TRAFIC ET VALEUR UNITAIRE SUR LA SECTION 3
TABLEAU 42 : PROJECTION DE TRAFIC ET VALEUR UNITAIRE SUR LA SECTION 4
TABLEAU 43 :PROJECTION DE TRAFIC ET VALEUR UNITAIRE SUR LA SECTION 5
TABLEAU 45 : AVANTAGES ANNUELS SUR LA SECTION 2
TABLEAU 47 :AVANTAGES ANNUELS SUR LA SECTION 4
24. DEPENSE
25. TAUX DE RENTABILITE INTERNE
XVIII. LANNING D’EXECUTION DES TRAVAUX (METHODE PERT)
26. INTRODUCTION
CONCLUSION GENENERAL
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXE A
ANNEXE B
ANNEXE C
ANNEXE D
ANNEXE F
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