Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études by A. Jalil BENABBAS

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'Ã©tudes

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Série Méthodologie et pratique de HIMO ROUTES

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études Conception et réalisation de routes en terre et d'ouvrages de franchissement

Volume IV

Tome Il

Franco Olivier

Marc Van lmschoot

Bureau international du Travail Genève

cole n° 2, annexe à la Convention universelle pour la protection du droit d'auteur. Toutefois, de courts passages pourront être reproduits sans autorisation, à la condition que leur source soit dûment mentionnée. Toute demande d'autorisation de reproduction ou de traduction devra être adressée au service des publications (Droits et licences), Bureau international du Travail, CH 1211 Genève 22, Suisse. Ces demandes seront toujours les bienvenues.

Volume 1V

: tome I et 2: Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

ISBN 92-2-211149-4 Première édition 1999

Font partie de la même série Méthodologie et pratque de HIMO ROUTES: Volume I Volume Il Volume III

Volume V Volume VI Volume VII

Manuel pratique de formation pour cadre gérant de l'entreprise Manuel pratique de formation pour personnel d'encadrement de l'entreprise Cahier des charges-type pour la réhabilitation et l'entretien périodique des routes en terre suivant la technique HIMO Manuel illustré pour le surveillant des travaux d'entretien courant des routes en terre Gestion d'entreprise pour les travaux routiers HIMO Livre d'exercices I-11MO pour entreprise et bureau d'études

Les désignations utilisées dans les publications du BIT, qui sont conformes à la pratique des Nations Unies, et la présentation des données qui y figurent n'impliquent de la part du Bureau international du Travail aucune prise de position quant au statut juridique de tel ou tel pays, zone ou territoire, ou de ses autorités, ni quant au tracé de ses frontières. Les articles, études et autres textes signés n'engagent que leurs auteurs et leur publication ne signifie pas que le Bureau international du Travail souscrit aux opinions qui y sont exprimées. La mention ou la non-mention de telle ou telle entreprise ou de tel ou tel produit ou procédé commercial n'implique de la part du Bureau international du Travail aucune appréciation favorable ou défavorable. Les publications du Bureau international du Travail peuvent être obtenues dans les principales librairies ou auprès des bureaux locaux du BIT. On peut aussi se les procurer directement, de même qu'un catalogue ou une liste des nouvelles publications, à l'adresse suivante: Publications du BIT, Bureau international du Travail, CH -1211 Genève 22, Suisse. Imprimé à Madagascar

REPOBLIKAN'I MADAGASIKARA Tanindrazana - Fahafahana - Fandrosoana

Le Ministre des Travaux Publics

La coopération bilatérale avec le Gouvernement du Royaume de Norvège et l'assistance technique du BIT nous ont offert l'opportunité de tester et d'appliquer le procédé de construction de routes à Haute Intensité de Main d'Oeuvre (HIMO) dans plusieurs régions de l'île en

faisant appel à des Petites et Moyennes Entreprises (PME) formées par le Projet HIMO ROUTES.

Les PME, supervisées par des Bureaux d'Etudes (BE) également formés par le Projet, ont acquis cette technique, et construisent en qualité des routes en terre comparables à celles exécutées avec l'utilisation d'engins lourds, mais à des coûts très compétitifs.

L'impact sur l'emploi et les conditions de vie des populations rurales touchées par le Projet constitue aussi un bénéfice supplémentaire très important. Des sommes d'argent assez substantielles sont injectées dans les zones concernées, principalement sous forme de salaires. Les familles à faible revenu, les jeunes ménages ont pu bénéficier d'emplois temporaires rémunérateurs et d'un savoir faire qui sera utile pour les opérations d'entretien futures. Je souhaite que ce manuel puisse renforcer davantage l'application de la technique HIMO dans toute la Grande 11e. En effet, l'une des conditions d'un élargissement de cette approche et donc de tous les avantages économiques et sociaux qui l'accompagnent- est que ces travaux soient exécutés selon les règles de l'art, avec une efficacité technique et une rentabilité économique pleinement satisfaisantes. C'est là le défi qu'auront à relever les responsables, les techniciens et les travailleurs du secteur privé ainsi que ceux des services publics concernés. La raison d'être du manuel est précisément de guider et d'épauler les formateurs dans leur tâche d'augmenter les compétences de tous ces acteurs, afin qu' ils soient à la hauteur de ce que le pays attend d'eux.

Jedésirerais aussi que, dans le cadre nouveau de l'autonomie des Provinces, chaque collectivité décentralisée comprenne tout l'intérêt qu'il y a à promouvoir la construction et l'entretien de leurs infrastructures par des moyens simples, mais efficaces tels que ces méthodes HIMO qui ont maintenant été testées avec succès dans plusieurs programmes. La mise en valeur de nos campagnes, la croissance plus rapide de notre agriculture et, j'en suis convaincu, l'amélioration du niveau de vie de tous en dépendra.

Ce manuel devra être exploité au maximum par tous les agents, j'espère qu'il leur sera d'une grande utilité et qu'ils comprendront l'intérêt qu'ils peuvent et doivent tirer de ce manuel.

Enfin, je ne doute pas que nos partenaires bilatéraux et multilatéraux qui soutiennent les efforts du Gouvernement dans le secteur routier, apprécieront à sa juste valeur la technique HIMO telle que promue dans ce manuel, et je les invite à la prendre en considération dans nos programmes conjoints chaque fois que cela est techniquement possible et économiquement justifié.

Jean Emile Tsaranazy

Préface Les programmes d'investissement à Haute Intensité de Main d'OEuvre (HIMO) ont été mis en place à partir des années 1970 en tant qu'éléments partiels, mais essentiels, de la réponse du BIT à li détérioration de la situation de l'emploi dans les pays en développement. Comme ces pays allouent un pourcentage élevé (50 à 70%) de leur budget d'investissement à la création d'infrastructures et à leur entretien, le but de ces projets HIMO est d'influencer les politiques d'investissement dans le secteur du BTP de manière à obtenir un impact plus important sur la création d'emplois et l'éradication de la pauvreté. En démontrant comment ces infrastructures peuvent être créées et entretenues de manière rentable avec des méthodes intensives en emploi, les programmes HIMO tels que promus par le BIT favorisent la création d'emplois durables dans la limite des ressources d'investissement déjà existantes. Non seulement les programmes HIMO procurent des emplois et des revenus à ces travailleurs, mais ils contribuent à créer une capacité locale dans le secteur du BTP en fonnant et développant des entreprises du BTP (Bureaux d'Etudes et Petites et moyennes Entreprises) capables de concevoir et de réaliser des travaux de construction et d'entretien des routes avec un fort pourcentage de main-d'oeuvre et d'utilisation des matériaux locaux. Tout en fournissant une formation et des marchés à ces entreprises, les projets HIMO permettent également d'introduire de manière progressive mais concrète les normes fondamentales du BIT en ce qui concerne la protection des travailleurs. En outre, au niveau communautaire, les investissements dans les infrastructures de base telles que les routes rurales contribuent largement à améliorer les conditions de vie et de travail des populations pauvres, tout en les impliquant dans un processus d'auto-développement dans un cadre décentralisé.

A qui ce manuel ? Pourquoi ce manuel? A Madagascar, l'approche HIMO est maintenant appliquée par plusieurs projets dont les principaux sont: HIMO ROUTES financé par la NORAD et ayant le BIT comme agence d'exécution, FID, AGETIPA, SECALINE financés par la Banque Mondiale, ainsi que les différents programmes de micro-réalisations fmancés par le FED, le PNUD, l'UNICEF, le FENU etc.

Ce manuel pratique des techniques routières à Haute Intensité de Main-d'OEuvre marque une étape majeure dans l'évolution du Projet HIMO ROUTES: d'une part il capitalise l'expérience accumulée depuis 1990. à travers les cycles de formation et les nombreux chantiers de réhabilitation et d'entretien des routes rurales du Vakinankaratra effectués en régie (chantiers école) et par les PME, et d'autre part il a constitué un outil indispensable pour la nouvelle phase que ce Projet a abordé en 1995.

Cette nouvèlle phase a fait de la formation des cadres privés (Petites et Moyennes Entreprises, Bureaux d'études, collectivités décentralisées) et publics (ingénieurs et adjoints techniques du Ministère des Travaux Publics) l'objectif central du Projet. De ce fait, le Centre de Formation HIMO ROUTES a été appelé à étendre ses activités dans d'autres régions de Madagascar grâce à une Unité Mobile de Formation qui est intervenue à la demande des collectivités et des opérateurs désireux de développer dans leur région la réhabilitation et l'entretien des routes en terre selon la technique HIMO. Le projet a aussi assuré la formation de nombreux stagiaires provenant de plusieurs autres pays d'Afrique. L'expérience d'Antsirabe a en effet démontré l'intérêt et l'efficacité des méthodes à haute intensité de main-d' oeuvre pour ce type d'investissement dans le contexte malgache, comme c'est le cas ailleurs aussi dans de nombreux autres pays en développement. VII

Ce manuel "Conception et réalisation des routes en terre et des ouvrages de franchisseznent"est conçu pour la formation technique et pratique des cadres techniques (ingénieurs et techniciens supérieurs) des bureaux d'études dont la formation en plus grand nombre est la première étape d'une stratégie d'extension nationale de l'approche HIMO appliquée au secteur des routes rurales à Madagascar.

L'objectif principal de la formation des bureaux d'études est qu'elle améliore les performances évaluées en termes de:

o meilleure qualité d'études et de contrôle des travaux; o meilleure qualité des réalisations; o délais d'exécution respectés; o augmentation du pourcentage des ressources locales dans les travaux.

Ce manuel composé de deux tomes est le quatrième ouvrage de la série "Méthodologie et pratique de HIMO ROUTES".

Le Projet, ou le BIT, apprécieraient recevoir les observations et suggestions éventuelles des utilisateurs, aussi bien de l'administration publique et des bailleurs de fonds que des entreprises directement concernées.

Franco Olivier Marc Van Imschoot

VIII

Les auteurs1 Franco Olivier est un ingénieur civil des Ponts et Chaussées, Conseiller Technique Principal du BIT, qui a vécu sur le terrain depuis 1990, toutes les phases du Projet HIMO ROUTES en étroite collaboration avec l'équipe nationale. M. Olivier est auteur et coauteur pendant cette période également d'une série de manuels HIMO destinés aux différents groupes cibles comme les PME, les Bureaux d'Etudes et les collectivités décentralisées, d'une étude macro et micro-économique sur l'approche HIMO comparée avec l'approche à Haute Intensité

d'Equipement (H1EQ) et d'un logiciel de gestion informatique des travaux routiers HIMO (GETHIMO).

Marc Van Imschoot, ingénieur en génie civil et consultant du BIT et de la Banque Mondiale, a effectué nombreuses missions à Madagascar d'appui au projet HIMO ROUTES d'Antsirabe, au FID (Fonds d'Intervention pour le Développement) et à d'autres projets réalisés en HIMO. M. Van Imschoot a été responsable de la conception de la formation destinée aux bureaux d'études et co-responsable du manuel de formation y afférent.

Les auteurs tiennent à remercier pour leurs commentaires et suggestions: MM. J. Majeres et J. de Veen du BIT, M. Y. D'Hont consultant, la Direction des Infrastructures et le Service HIMO ROUTES du Ministère des Travaux Publics de Madagascar, l'équipe nationale du Projet HIMO ROUTES et M. J. Rakototsimba, responsable du volet formation HIMO.

Remerciements Ce manuel a été réalisé dans le cadre du Projet HIMO ROUTES financé par l'Agence Norvégienne de Coopération au Développement NORAD.

Le Bureau international du Travail souhaite ici remercier le Ministère des Travaux Publics pour sa coopération et son assistance au bon déroulement du Projet et il espère également que ce manuel sera un outil utile et efficace dans la phase actuelle d'extension de la technique HIMO à d'autres régions de Madagascar. Le Bureau international du Travail souhaite ici remercier également l'Union Européenne,

la Mission Française de Coopération et d'Action Culturelle, le Projet FAC "Appui à l'organisation de l'entretien routier", le FID (Banque Mondiale), la GTZ et le PNUD qui ont contribué financièrement à la publication de cet ouvrage et qui ont financé également des formations HIMO dispensées aux PME, aux bureaux d'études et aux agents du Ministère des Travaux Publics. Cette contribution représente un témoignage de l'unanimité qui se dégage, depuis ces dernières années, en faveur de l'approche HIMO. Un remerciement particulier à la Coopération Suisse au Développement et au collègue et ami feu Walter Amold en souvenir de la parfaite collaboration et de tous les efforts communs pour le développement d'un savoir-faire approprié dans la construction et l'entretien des routes à Madagascar.

Table des matières vii ix x

Préface

Les auteurs Remerciements Table de matières

xi xxi

Contenu et utilisation du manuel

TOME I PREMIERE PARTIE: APPROCHE HIMO 1.

APPROCHE HIMO DANS LE DOMAINE ROUTIER Objectifs didactiques du module Contenu du module Introduction Etat des routes Rôle de PEtat Technologie HIMO Choix technologique Exemples d'application de la technologie HIMO Besoins en formation Liens avec le secteur privé du BTP Priorités de formation Glossaire Etat des routes Travaux de construction et d'entretien des routes

1-1

l-1 1-1 1-1

1-4 1-7 1-7

l-11

l-14 1-14 1-15 1-17 1-17 1-17

DEUXIEME PARTIE: ETUDES DE PROJETS DE ROUTES RURALES 2.

CHOIX ET DIMENSIONNEMENT D'UNE ROUTE RURALE Objectifs didactiques du module Contenu du module Introduction Sélection des routes Identification et sélection des routes 1. Choix de la zone d'intervention 2. Identification initiale 3. Première vérification 4. Evaluation ex-ante 5. Fixation des priorités 6. Approbation Les standards géométriques Tracé en plan Tracé vertical Coupe en travers Choix du tracé Les souhaits de la population riveraine Les conditions des sols de fondation Les standards géométriques

2-1 2-1 2-1 2-1 2-1 2-2 2-2 2-3

2-4 2-4 2-5 2-5 2-5 2-5

2-6 2-12 2-13 2-13 2-14 xi

Le transport des matériaux de construction L'emplacement des ouvrages de franchissement Le coût de construction et de l'entretien Dimensionnement de la route Structure de la route Dimensionnement d'une route non revêtue Caractéristiques de la chaussée pour les routes en terre résultant de la pratique Couche de roulement en graveleux Couche de roulement en macadam l'eau Couche de roulement en cloutage Choix d'une carrière Seuils économiques de trafic pour le revêtement des routes Glossaire Composantes de la route

2-14 2-14 2-15 2-16 2-16 2-17 2-20 2-20 2-22 2-22 2-23 2-24 2-25 2-25

3. FONCTION ET DIMENSIONNEMENT DU SYSTEME D'ASSAINISSEMENT Objectifs didactiques du module Contenu du module Introduction Système d'assainissement d'une route rurale Fonction Principes d'hydraulique routière A. Méthode de détermination des débits B. Méthode de calcul de la capacité d'évacuation des divers ouvrages d'assainissement Conseils pratiques pour l'implantation du système d'assainissement Bombement de la route Fossés latéraux Les exutoires Les fossés de crête Les dispositifs anti-érosion Buses Dalots Drainage de la nappe phréatique Glossaire Assainissement

3-1 3-1 3-1 3-1 3-1 3-3 3-3

3-5 3-7 3-7 3-8 3-10

3-Il 3-12 3-14 3-17 3-17 3-20 3-20

4. ETABLISSEMENT DU SCHEMA D'ITINERAIRE ET PLAN D'AMENAGEMENT Objectifs didactiques Contenu du module Introduction Les différentes phases d'une étude routière Introduction Les différentes phases d'étude d'une route rurale Objet, éléments à inventorier et réalisation d'un schéma d'itinéraire et plan d'aménagement Objet Eléments Etablissement Déroulement des activités, composition et équipement Présentation des résultats XII

4-1

4-I 4-1 4-1 4-1

4-2 4-5 4-5 4-5 4-6 4-6 4-7

Glossaire Les acteurs Les différentes étapes d'une étude

4-12 4-12 4-12

5. CALCUL DES PRIX UNITAIRES ET DU PRIX DE REFERENCE Objectifs didactiques du module Contenu du module Introduction Rappel des principes de base pour le calcul des prix unitaires Objet Structure du prix pour une activité donnée Calcul des prix unitaires pour des travaux routiers Actions préalables Calcul du sous - détail de rendement Prix de référence Principes de base d'évaluation des offres

Critères utilisés par un fonds social ou une AGETIP financée par la BM Autres critères appliqués dans un projet de travaux routiers Appréciation des différentes méthodes d'évaluation et importance des prix de référence

5-1 5-1 5-1 5-1 5-1 5-2 5-7 5-7

5-7 5-11 5-11 5-11 5-12

5-13

6. ETUDE SOCIO-ECONOMIQUE Objectifs didactiques du module Contenu du module Introduction Collecte des données socio-économiques Objectifs Données socio-économiques principales Enqu&e de trafic Objectif

Principes d'évaluation socio-économique Types d'évaluation Principes du calcul de rentabilité (TRIF ou TRIE) Méthodes simples de calcul de la rentabilité Glossaire Etudes socio-économiques

6-1 6-1 6-1 6-1 6-1

6-2 6-5 6-5 6-8 6-8 6-9 6-9

6-12 6-12

ETABLISSEMENT DES DOSSIERS D'ETUDE RELATIVE AUX PROJETS DE ROUTES ET D'OUVRAGES DE FRANCHISSEMENT Objectifs didactiques du module Contenu du module Introduction Prestations de services à fournir par le bureau d'études Rappel Dossiers d'étude pour des projets de routes Avant-Projet Sommaire Avant-Projet Détaillé Dossiers d'étude pour des ouvrages de franchissement Avant-Projet Sommaire Avant-Projet Détaillé Annexe: Modèle de contrat pour la maîtrise d'oeuvre 1. Modèle de contrat

7-1 7-1 7-1 7-1 7-1 7-3 7-3 7-5

7-6 7-6 7-7 7-9 7-9

XIII

2. Objet du contrat 3. Localisation du (des) site(s) 4. Définition des termes 5. Obligations du Maître d'OEuvre 6. Obligations du Maître de l'Ouvrage Délégué 7. Honoraires et indemnités du Maître d'OEuvre 8. Modifications 9. Conditions d'emploi 10. Assurances 11. Contestations et résiliation

7-10 7-10

Annexe

7-21

7-11 7-11

7-18 7-18 7-19 7-19 7-19 7-20

TROISIEME PARTIE: ETUDES DES OUVRAGES DE FRANCHISSEMENT 8.

RECONNAISSANCE Objectifs didactiques du module Contenu du module Introduction Le type et le modèle des ouvrages Les différentes étapes d'une étude d'un ouvrage d'art Choix du site de franchissement Morphologie du cours d'eau Emplacement de l'ouvrage Etudes de terrain Données hydrauliques Caractéristiques du bassin versant Niveau des eaux Les exigences pour la navigation ou pour d'autres buts Plans Etude de sols pour les ouvrages Autres paramètres qui affectent la conception Durée de vie Trafic

Largeur de l'ouvrage Sollicitations à considérer Ressources locales Glossaire

8-1 8-1 8-1

8-2 8-6 8-9 8-9 8-11 8-11

8-li 8-12 8-12 8-13 8-13 8-15 8-16 8-16 8-16 8-16 8-17 8-17 8-19

9. CONCEPTION HYDRAULIQUE Objectifs didactiques du module Contenu du module Introduction Principes de base Les différentes étapes d'une conception hydraulique Séquence de conception Hauteur du pont Position des culées et piles Erosion Erosion globale Erosion locale Relèvement de l'axe de l'eau xiv

9-1 9-1 9-1 9-1 9-3

9-3 9-4 9-4 9-4 9-5 9-7 9-9

Utilisation de buses et de dalots Glossaire

9-9 9-10

10. RADIERS ET PONTS SUBMERSIBLES Objectifs didactiques du module Contenu du module Introduction Types d'ouvrages et leur emplacement Conception et construction de radiers Radiers souples Radiers rigides Conception et construction de radiers busés Ponts submersibles Méthode de calcul des radiers et des ponts submersibles Radier à fond de lit Radier surélevé Radier horizontal Radier à palier horizontal avec parties courbes Radier busé

10-1 10-1 10-1 10-1 10-3 10-3 10-8

10-10 10-15 10-16 10-16 10-17 10-17 10-18 10-18

11. PONTS: CONCEPTION DES CULEES, PILES ET FONDATkONS Objectifs didactiques du module Contenu du module Introduction Matériaux, emplacements et fonction Choix des matériaux de construction Fonction et éléments des culées Fonction des piles Estimation de la capacité portante admissible Sols grenus Sols cohérents Valeurs présumées Conception des culées Des cules en béton de masse Des murs en aile en béton de masse Des cules en béton armé Des murs en aile en béton armé Des fondations radeau Des sommiers Conception des piles Détails de construction Construction des murs de soutènement Coffrage pour des murs de soutènement Des fondations sur rochers Glossaire

11-1 11-1 11-1 11-1 11-1 11-5 11-5 11-8 11-9

li-9 11-11

il-12 il-12 il-14 ii-16 11-18

il-20 11-22 11-25 11-32 11-32 11-34

il-36 11-51

12. PONTS: CONCEPTION DES TABLIERS Objectifs didactiques du module Contenu du module Introduction Les tabliers en bois Utilisation

12-1 12-1 12-1 12-1 12-1

Les tabliers en béton Conception générale Détails de conception et de construction Les tabliers à poutrelles métalliques Conception générale Détails de conception et de mise en place Glossaire: Eléments des tabliers de ponts

12-8 12-8

12-10 12-23 12-23 12-27 12-38

TOME II QUATRIEME PARTIE: MEMENTOS TECHNIQUES 13.

TOPOGRAPHIE SIMPLIFIEE 13-1 Objectifs didactiques du module 13-1 Contenu du module 13-1 Introduction 13-1 Réalisation d'une ligne droite 13-2 Réalisation d'une ligne perpendiculaire 13-3 Réalisation d'une ligne courbe 13-3 Point d'intersection visible Piquetage du profil en long 13-6 13-6 Description Piquetage du profil en long d'une route en terrain accidenté ou montagneux.... 13-8 13-10 Piquetage du profil en travers de la route 13-10 Profil en travers de type classique (terrain plat) 13-12 Profil en travers d'un déblai 13-12 Profil en travers mixte (déblai-remblai) 13-13 Profil en travers d'un remblai 13-15 Mesures à flanc de coteau

14. ETUDES HYDROLOGIQUES Objectifs didactiques du module

Contenu dumodule Introduction Vitesse de l'écoulement Débit du projet

14-1 14-1 14-1 14-2 14-3

15. ETUDES DE SOLS Objectifs didactiques du module Contenu du module Introduction Principes d'études de sols Généralités Tests simples pour déterminer les propriétés du sol Compactage But du compactage Rappel de quelques principes de géotechnique Technologie de compactage Compactage de la plate-forme/chausse Matricule routière Etudes de sols pour les ouvrages Recommandations générales Reconnaissance géotechnique xvi

15-1 15-1 15-1 15-1 15-1

15-4 15-9 15-9 15-10 15-15 15-19 15-21 15-23 15-23 15-24

Essais mécaniques des sols Annexe

15-25 15-29

16. MISE EN OEUVRE DES DIFFERENTS MATERIAUX LOCAUX DE CONSTRUCTION Objectifs didactiques du module Contenu du module Introduction Matériaux rocheux Description Domaines d'application Conception et mise en oeuvre Bois Description Domaines d'application Conception Traitement Gabions Description Domaines d'application Conception Mise en oeuvre

16-1 16-1 16-1

16-2 16-2 16-4 16-6 16-7 16-7 16-8 16-9 16-10 16-11 16-11 16-13 16-14 16-15

17. LUTTE CONTRE LEROSION Objectifs didactiques du module Contenu du module Introduction Les matériaux de construction Les enrochements Des gabions Les couches filtrantes Des murs en palplanches L'enherbement Autres dispositions Méthodes de défenses contre l'érosion. Les fondations de piles et culées La protection des berges Digues de canalisation Epis

17-1 17-1 17-1

17-2 17-2 17-4 17-5 17-5 17-5 17-6 17-6 17-6 17-7 17-9 17-11

CINQUIEME PARTIE: TECHNIQUES D'EXECUTION DES TRAVAUX ROUTIERS

18. ACTIVITÉS PRINCIPALES DES TRAVAUX HIMO Objectifs didactiques du module Contenu du module Introduction Ordre des travaux de construction Organisation et déroulement des travaux HIMO Organisation des travaux Dimension des équipes Equilibrage des équipes Débroussaillage

18-1 18-1 18-1 18-1 18-2 18-5 18-5 18-6 18-7 xvii

Définition Description des travaux Rendement observé Quantité de référence Observations Description du prix Déblai Définition Description des travaux Conseils Rendement observé Quantité de référence Observations Description du prix

Remblai Description des travaux Conseils Rendement observé Observations Description du prix Fossé en terre Définition Description des travaux Rendement observé Observations Remarques importantes pour les P.M.E. Domaine d'application Description du prix Reprofilage léger Définition Description des travaux Remarques importantes pour les P.M.E. Rendement observé Observations Description du prix Reprofilage lourd Défmition Description des travaux Rendement observé Observations Description du prix Couche de roulement Définition Description des travaux Rendements observés Observations Très important Description du prix Couche de chaussée en macadam à l'eau Quantité de matériaux Mise en oeuvre

18-7 18-7 18-7 18-7 18-8 18-8

18-10 18-10 18-10 18-10 18-11 18-11 18-11 18-11 18-20 18-20

18-20 18-21 18-21 18-21 18-23 18-23 18-23 18-23

18-24 18-24 18-24 18-24 18-26 18-26 18-26 18-27 18-28 18-28 18-28 18-30 18-30 18-30 18-31 18-31 18-31 18-33 18-33 18-33

18-38 18-38 18-38 18-38 18-42 18-42 18-42

Description du prix Cloutage Description du prix Petits ouvrages d'assainissement Fossé maçonné Dalot maçonné Dallette maçonnée

18-43 18-43 18-43 18-46 18-46 18-55 18-59

19 NOTIONS DE RENDEMENT Objectifs didactiques du module Contenu du mbdule Introduction DéfInitions Rendement individuel Capacité Motivation Rendement d'une équipe

19-1 19-1 19-1 19-2 19-2 19-2 19-2 19-3

SIXIEME PARTIE: ENTRETIEN

ENTRETIEN DES ROUTES NON REVETUES EN HIMO Objectifs didactiques du module Contenu du module Introduction Types d'entretien Dégradations, causes, évolution en cas de négligence et actions d'entretien Entretien du système d'assainissement Entretien de la chaussée Entretien des dépendances Résumé des activités d'entretien courant, périodique et d'urgence Activités d'entretien courant Activités d'entretien périodique Activités d'entretien d'urgence

20-1 20-1 20-1

20-2 20-2 20-2 20-6 20-10 20-12 20-12 20-13 20-13

ENTRETIEN DES OUVRAGES D'ART Objectifs didactiques du module Contenu du module Introduction Dégradations, causes, évolution en cas de négligence et actions d'entretien Entretien des radiers Entretien des ponts Techniques d'exécution des travaux d'entretien des ouvrages d'art Entretien des ponts avec un tablier en bois Entretien des ponts avec un tablier dont la structure portante est composée de poutres métalliques Entretien des éléments d'un pont construits en maçonnerie de moellons Entretien des travaux en gabions

21-1 21-1 21-1 21-2 21-2 21-3 21-5 21-5

21-7 21-7 21-11

ORGANISATION ET GESTION DES TRAVAUX D'ENTRETIEN ROUTIER EN HIMO Objectifs didactiques du module Contenu du module Problématique

22-1 22-1 22-1

Aperçu des différents systèmes d'organisation de l'entretien courant Entretien courant en régie avec des équipes d'ouvriers permanents recrutés par l'Administration ou un service d'entretien Entretien courant par cantonnage Protocole d'accord avec les Communes pour l'entretien courant Contrats d'entretien courant confiés aux PME Contrats d'entretien périodique confiés aux PME Leçons à tirer des expériences en cours Annexe I Modèle de contrat communal de travaux d'entretien courant par tâcheronnage suivant la technique HIMO Exemple de Bordereau Détail Estimatif pour les travaux d'entretien courant et les travaux préliminaires Annexe 2 Contrat de travaux d'entretien courant de routes en terre et empierrées réalisés par les Communes en utilisant le système de cantonnage Exemple de calcul du coût total d'entretien courant

BIBLIOGRAPHIE

22-2 22-3 22-3

22-6 22-6 22-7 22-8

22-li 22-11

22-15 22-17

22-17 22-22

Contenu et utilisation du manuel Ce quatrième volume "Conception et réalisation de routes en terre et d'ouvrages de franchissement", structuré en deux tomes, six parties,vingt-deux modules, est destiné principalement à vous, ingénieurs et techniciens supérieurs, cadres de bureaux d'études. La brève description suivante vous aidera à trouver la "route" de ce manuel, les aspects qui vous intéressent le plus ou auxquels vous aimerez vous référer pour le travail que vous effectuez pour votre bureau d'étude.

TOME I Première partie: Approche HIMO

Le module 1, Approche HIMO dans le domaine routier, donne un aperçu sur la nécessité et les contraintes du développement et de l'entretien du réseau routier en général et, le rôle de l'Etat et du secteur privé. II donne également les principaux éléments dont consistent l'approche HIMO appliquée à la technique routière et la justification de ce choix technologique. Cela comprend la valorisation des ressources locales, la création d'emploi, le développement de l'industrie locale de construction. Le module indique aussi les catégories de travaux de construction et d'entretien et les types d'ouvrages d'art qui se prêtent à l'approche HIMO et montre des exemples pratiques d'application.

Deuxième partie: Etude de projets de routes rurales Le module 2, Choix et dimensionnementd'une route rurale, explique comment dimensionner des routes non revêtues et en particulier comment déterminer les caractéristiques des chaussées. Les facteurs qui influencent les standards géométriques sont abordés suivis par le choix du tracé de la route.

Le module 3, Fonction et dimensionnementdu système d'assainissement, donne un ensemble de directives pour la conception et l'implantation du système d'assainissement. Des méthodes d'estimation des débits des bassins versants de différent ordre de grandeurs de superficie sont expliquées ainsi que celles qui décrivent les concepts utilisés pour déterminer la capacité de divers petits ouvrages d'assainissement.

Le module 4, Etablissement du schéma d'itinéraire et plan d'aménagement,

explique au cadre de bureau d'études l'utilité de ce document graphique présentant

l'inventaire de la route et ses dégradations ainsi que la localisation, le type et les quantités des travaux à réaliser.

Le module 5, Calcul des prix unitaires et du prix de référence, présente la méthodologie pour l'étude et le calcul des prix des différentes activités routières HIMO, en respectant la forme actuellement en vigueur au Ministère des Travaux Publics de Madagascar. Les facteurs principaux composant le cott comme le personnel, le matériel, les matériaux et

l'outillage sont traités en détail, de même pour les notions de sous-détail de rendement, d'amortissement, de coefficient de majoration des déboursés K et de bénéfice. A la fm, les principes de base d'évaluation des offres soumises par des PME sont discutés par le biais de quelques exemples concrets.

Le module 6, Etude socio-économique, donne un résumé des données socioéconomiques à collecter par le BE lors de l'avant-projet sommaire et leur traitement en vue de justifier le niveau d'aménagement de la route par rapport aux bénéfices attendus. L'enquête de trafic fait également partie des tâches qui incombent au bureau d'études.

Le module 7, Etablissement des dossiers d'étude relatifs aux projets de routes et d'ouvrages de franchissement, traite les obligations des bureaux d'études concernant les xxi

études techniques par phase d'étude: Avant-Projet Sommaire (APS), Avant-Projet Détaillé (APD) et Dossier d'Appel d'Offres (DAO). Elles sont appliquées à des études routières à l'aide d'un exemple d'un contrat.

Troisième partie: Etude des ouvrages de franchissement Le module 8, Reconnaissance, donne un ensemble de directives pratiques pourles études de terrain à effectuer lors d'une reconnaissance de sites de franchissement de cours d'eau. Il

donne au début les différents types d'ouvrages possibles qu'on retrouve sur des routes rurales. De plus, les différents paramètres qui ont une influence sur la conception de ces ouvrages d'art sont abordés.

Le module 9, Conception hydraulique, présente de directives pratiques pour la

conception hydraulique d'un pont: détermination du débit du projet, de la hauteur du pont, et de la position des culées et des piles. De plus, des méthodes de calcul de l'érosion du lit de la rivière et autour des culées et des piles sont traitées.

Le module 10, Radiers et ponts submersibles, donne les principes de la conception

et de la construction de différents types de radiers et ponts submersibles. Leur emplacement, les matériaux de construction avec lesquels ils peuvent être construits et la protection de ces ouvrages y sont expliqués. De plus, des conseils sont donnés pour la construction des ponts submersibles.

Le module 11, Ponts: conception des culées, piles et fondations, traite les éléments structurels d'un pont qui portent le tablier, c'est-à-dire les culées, les piles et les fondations. Il explique comment on peut déterminer la capacité portante du sol de fondation. En annexe est présenté un ensemble de dessins-type de culées et de piles construites en béton avec des tableaux spécifiant les dimensions, le ferraillage et d'autres détails pour des portées jusqu'à 12 m et une série de conditions de sol. Des solutions à faible coût sont également présentées. Finalement, des détails de construction sont expliqués pour mieux construire ou surveiller la construction de ces éléments. Le module 12, Ponts: conception des tabliers,traite la structure supérieure d'un pont, c'est-à-dire le tablier. Il explique de quels matériaux le tablier peut être construit ainsi que les avantages et les inconvénients de chaque solution. Un ensemble de dessins types de tabliers en bois, en béton et à poutrelles métalliques pour des portées jusqu'à 12 m, est présenté en annexe. Finalement, des détails de construction et de mise en place des éléments préfabriqués sont expliqués pour mieux construire ou contrôler la construction du tablier.

TOME II Quatrième partie: Mémentos techniques Le module 13, Topographie simplifiée, décrit les opérations normalement effectuées en cours des travaux pour tracer les alignements horizontaux/verticaux, définir le profil de la route, indiquer Itemplacement des ouvrages et délimiter les tâches sur le chantier.

Le module 14, Etudes hydrologiques,traite la collecte des données hydrologiques en

vue d'adapter la conception de l'ouvrage aux caractéristiques de l'écoulement. Des méthodes pratiques et courantes sont présentées pour déterminer la vitesse et les débits de crue.

Le module 15, Etudes de sols, traite les études de sols pour les travaux routiers et les ouvrages de franchissement. L'étude de sols pour les travaux routiers porte sur la reconnaissance des sols de la plate-forme, les remblais et la chaussée (choix des matériaux et sélection des gîtes). Puis, il y a un chapitre entier consacré au compactage y compris sa mesure et les différents moyens de compactage: compacteurs statiques et vibrants. L'étude de sols pour les ouvrages de franchissement explique les méthodes de reconnaissance que l'on peut entrepren-

dre pour des ouvrages courants de petite ou moyenne taille que l'on trouve sur un réseau de routes en terre.

Le module 16, Mise en oeuvre des matériaux locaux de construction, reprend

sommairement la justification de l'utilisation des matériaux locaux. Puis, il donne les domaines d'application et la mise en oeuvre des principaux matériaux locaux (matériaux rocheux, bois et gabions) pour les petits ouvrages d'assainissement, les ouvrages de franchissement et des travaux annexes.

Le module 17, Lutte contre l'érosion, explique les différentes méthode1e défense contre l'érosion et les matériaux locaux couramment utilisés pour protéger les ouvrages d'art et les rives des rivières attaqués par le courant d'eau.

Cinquième partie: Techniques d'exécution des travaux routiers Le module 18, Activités principales des travaux HIMO, décrit en détail chacune des principales activités de réhabilitation / entretien des routes en terre réalisées en HIMO avec de nombreuses données pratiques tirées des chantiers-école 1990-1998 et des travaux confiés aux PME. Il explique aussi le déroulement des activités et l'organisation générale d'un chantier routier réalisé en HIMO. Le lecteur est invité à lire attentivement ce module.

Le module 19, Notions de rendement, énumère les principaux facteurs qui interviennent dans le rendement d'un ouvrier, d'une équipe et d'un chantier FIIMO ainsi que le principe de dimensionnement des équipes. Le lecteur est invité à lire attentivement ce module.

Sixième partie: Méthodes et techniques d'entretien routier

Le module 20, Entretien des routes non revêtues en 111MO, explique les

diffé-

rents types d'entretien ainsi que les dégradations habituelles, leurs causes, l'évolution en cas de négligence et les actions d'entretien requises.

Le module 21, Entretien des ouvrages d'art, traite les travaux d'entretien se rapportant aux radiers et ponts. Les différentes dégradations, leurs causes, l'évolution en cas de négligence et les techniques d'entretien des travaux d'entretien principaux sont expliquées.

Le module 22, Organisation et gestion des travaux d'entretien routier en H 1MO, reprend d'abord la problématique de l'entretien des routes en terre appartenant au réseau secondaire ou tertiaire. Puis, un aperçu des différents systèmes de contrat pour l'entretien courant et périodique est donné. Ensuite, les leçons des expériences en cours dans ce domaine avec les communes sont données. Finalement, quelques contrats communaux type utilisant des tâcherons ou cantonniers sont donnés comme référence.

XXIII

QuatriĂ¨me partie MĂŠmentos techniques

13. TOPOGRAPHIE SIMPLIFIEE Objectifs didactiques du module o Meilleure connaissance des principes fondamentaux de topographie simplifiée pour les routes en terre o Savoir comment l'appliquer d'une façon pratique

Contenu du module o Réalisation d'une ligne droite, d'une ligne perpendiculaire, d'une courbe o Piquetage du profil en long o Piquetage du profil en travers o Mesures à flanc de coteau

Introduction L'arpentage et le piquetage représentent les opérations préliminaires et en cours dtexécution des travaux pour:

o tracer les alignements horizontaux et verticaux; o localiser les repères kilométriques; o définir le profil en long et en travers de la route; o indiquer l'emplacement des ouvrages; o délimiter les tâches sur le chantier, etc. Le module présente les principes fondamentaux de topographie couramment utilisés dans les travaux routiers HIMO. Pour compléter ce module, le lecteur peut se référer également aux opérations décrites dans le module "Activités principales des travaux HIMO".

Réalisation d'une ligne droite En terrain plat, on commence par tracer l'axe sous la forme d'une suite de

lignes droites. On se sert pour cela des jalons et des piquets. Les piquets marquant l'axe ne doivent pas être espacés de plus de 20 m.

o identifier l'origine et la fin de la ligne, et y placer un jalon aux extrémités; o se placer derrière le premier jalon en regardant le dernier; o diriger le 3ème jalon (tenu par un ouvrier) placé à l'intérieur de la ligne jusqu'à ce que ce dernier soit parfaitement aligné aux jalons d'extrémité.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

13-1

Figure 13.1: Réalisation dune ligne droite

____- -%fl 4j I

FIN

TNTERIEUR Ligne droite tracée à partir des jalons placés ORIGINE

Réalisation d'une ligne perpendiculaire (Par exemple cas de placement d'un dalot/buse) o tracer l'axe de la route et y choisir le point K sur lequel passe la perpendiculaire;

o suivre la règle du triangle. Figure 13.2: Réalisation dune ligne perpendiculaire

---

-N 13-2

pe route

K " Point où Ion voudra IppicuIaire

Topographie simplifiée

Réalisation d'une ligne courbe Le tracé des courbes peut se faire de différentes façons. Toutefois, lorsqu'il s'agit de routes en terres destinées à recevoir un faible volume de trafic, il suffit généralement de suivre les routes existantes et d'en améliorer les courbes là où cela est nécessaire. Trois cas pour le tracé de courbes circulaires ou paraboliques peuvent se présenter selon que le point K d'intersection des deux lignes droites est accessible ou non.

POINT D'INTERSECTION VISIBLE Cas 1: o piqueter les lignes droites de l'axe de chaque côté de la route; o trouver le point d'intersection des deux lignes droites (K);

o choisir sur les deux lignes droites (tangentes), les points de commencement/fin de la courbe, et y placer les piquets (A et B);

o mesurer les distances AK et BK, les diviser en nombre égal de segments qui sont numérotés comme montré dans la figure 13.3; o relier les points avec les cordes comme illustré dans la figure 13.3; o les points de la courbe seront formés par les points de tangence A et B et les points d'intersection des droites l-1 avec 2-2, 2-2 avec 3-3, 3-3 avec 4-4, 4-4 avec 5-5. Figure 13.3: Réalisation d'une ligne courbe (intersection visible)

Cas 2: o piqueter les lignes droites de l'axe de chaque côté de la route; o trouver le point d'intersection K des deux lignes droites; o choisir le rayon de la courbe souhaité, exemple 22 m; o partir du point d'intersection K1, placer les piquets le long des lignes droites, par exemple tous les 10 m et y tracer une ligne perpendiculaire de 22 m et y placer un piquet; o relier tous les points ainsi trouvés: le point d'intersection des deux lignes sera le centre C de la nouvelle courbe; o procéder au piquetage de la route à partir du centre C.

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13-3

Figure 13.4: Réalisation dune ligne courbe (intersection visible)

Les deux méthodes exposées ci-dessus sont valables dans la mesure où l'on peut mettre en place l'arpentage nécessaire, mais des difficultés pourront parfois se présenter:

o sur un terrain en profil mixte, le point d'intersection peut ne pas se trouver au même niveau du sol, ou être inaccessible, de sorte qu'il sera impossible de mesurer la distance AK; o il peut y avoir un obstacle sur l'une des droites, ou entre la courbe et son centre (fig. 13.5). Dans ce cas, comme dans beaucoup de cas, lorsque le terrain ou la forêt exige que l'arpentage soit confiné à la route même, on xtiendra la méthode des perpendiculaires aux cordes successives. Figure 13.5: Obstacles

Centre de la courbe

Maison

13-4

Topographie simplifiée

Cas 3: Méthode des perpendiculaires aux cordes successives (fig. 13.6): On divise l'angle au centre en parties égales, chacune étant 2 f3 Soit: c = la longueur de la corde AP; On aura c/2 = R sin f3, et donc c = 2R sin f3. Une fois la longueur c déterminée, pour le premier point P on a: x = e cos f3; y = c sin f3;

En prolongeant la corçie AP, le point successif P' aura comme coordonnées: x = c cos 2 f3;

Y + c sin 2 f3, et ainsi de suite. Figure 13.6: Piquetage par la méthode des perpendiculaires successives

Après avoir marqué l'axe de la route on place des piquets de marquage à I m en dehors de l'emprise de la route comme indiqué dans la figure 13.7. Les points kilométriques sont inscrits sur ces piquets, qui servent à planifier, organiser et mesurer le travail au cours de la période de construction. Figure 13.7: Piquets de marquage de la route

o D D D

Angle droit

o o

Après la construction de la route, ces piquets serviront dutiles points de repère pour les responsables de l'entretien.

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13-5

Piquetage du profil en long Le profil en long appelé aussi section longitudinale, indique les différents niveaux de la route dans son axe. Comme pour le tracé en plan, il existe des normes applicables à ce profil (par exemple, il est fixé une inclinaison minimale et maximale). Naturellement, ces normes appliquées aux pentes et rampes influent fortement sur le tracé et sur l'importance des travaux de terrassement. Les pentes des différents tronçons de route devront être constantes et ne présenter ni creux, ni bosses. Les gabarits constitueront la meilleure méthode de vérification de la constante des pentes, sans recourir à un matériel topographique coûteux. Pour pouvoir réaliser des pentes constantes, il faut disposer d'au moins

5-6 gabarits identiques, d'une hauteur de 1,25 - 1,30 m selon la taille de l'opérateur.

DESCRIPTION o choisir deux points A et B dont les cotes finales sont bonnes (distance en ligne inférieure ou égale à 50 ml); o se placer derrière le premier gabarit à l'intérieur de la ligne;

o identifier le croisement entre la ligne reliant les points A et B, et l'extrémité du gabarit et mesurer les écarts h comme illustré en figure 13.8; o déterminer les zones à déblayer et à remblayer.

13-6

Topographie simplifiée

Figure 13.8: Piquetage du profil en long d'une route I 5m1

t ni

+ ni

li- -î

li T3e

'T2b

T3d

rrl

T3g1'

'il

T3c I

Tia

II T3h1

rji

TSf t

T3j

T3i il

--ffr-

Li'

I Jalon

/////7///

Jalon

Q Q ('J

Terrain naturel

Déblai

/ /./j

Remblai

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

13-7

PIQUETAGE DU PROFIL EN LONG D'UNE ROUTE EN TERRAIN ACCIDENTE OU MONTAGNEUX Le piquetage du profil en long d'une route en terrain accidenté ou montagneux exige une bonne expérience. On peut éviter d'importants travaux de terrassement en suivant d'aussi près que possible les courbes de niveau. C'est souvent le cas pour les routes rurales. Il va sans dire que les inclinaisons maximales doivent être respectées.

Le profil en long des routes rurales en terrain accidenté ou montagneux peut en principe être déterminé avec un clinomètre Abney et des nivelettes. Sur cette sorte de terrain, les piquets de relevé indiquent le niveau de la future route. Figure 13.9: Piquetage du profIl en long d'une route enterrain accidenté ou montagneux

Piquets de relevé (bord de la route) Piquets de relevé (axe)

Lorsque les piquets de relevé sont en place, c'est au chef de chantier de placer les piquets indiquant où les déblais doivent commencer. Il est toujours bon de les placer à une distance déterminée (par exemple 0,5 m) en dehors de la zone de déblai (figure 13.10). Pour guider les travailleurs, on peut aussi placer des piquets à usage multiple à l'endroit précis où les déblais doivent commencer. Ces piquets sont ensuite reliés entre eux par des cordeaux. L'endroit où cette limite supérieure doit être tracée dépend: de la largeur de la future route; de l'inclinaison du flanc de colline; de l'angle de la face apparente du déblai. 13-8

Topographie simplifiée

Des "tranchées" indiquant: j) le niveau de la route, ii) la zone à creuser, peuvent être faites dans le flanc de la colline (voir parties hachurées sur la figure) afm de faciliter la surveillance et la fixation des tâches. La méthode des entailles est étudiée en détail dans le module "Activités principales des travaux HIMO". Figure 13.10: Piquetage marquant le déblai

Piquets de relevé marquant le déblai

050m

Piquets de relevé

Là où il faut déterminer les déblais et les remblais, les piquets de relevé doivent être marqués de façon à indiquer la quantité à déblayer ou à rem-

blayer. Lorsqu'on inscrit sur un piquet les niveaux mesur,faut toujours prendre les mesures depuis le sommet du piquet (figure 13.11). Figure 13.11: Piquets de relevé et à usage multiple

-2.25 Déblai

- Piquet de relevé Piquet à usage multiple

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13-9

Les piquets de relevé sont placés en dehors de la zone de remblai ou de déblai pour qu'ils ne disparaissent pas au cours des travaux qui vont suivre. (On peut, bien entendu, placer des piquets à usage multiple aux limites exactes de la zone de déblai ou du remblai).

La largeur du déblai ou du remblai est déterminé par la largeur de l'emprise et par les angles des talus latéraux (de déblai ou de remblai).

Les piquets à usage multiple doivent être placés au cours des travaux mêmes, afm de montrer aux travailleurs où il faut mettre en dépôt ou creuser le sol. On peut se servir d'une équerre triangulaire pour vérifier si les talus ont l'inclinaison voulue ou pour placer de nouveaux piquets.

Piquetage du profil en travers de la route Le profil en travers montre:

o où se situent les diffirentes parties de la route (fossés, talus, accotements, chaussée);

o la quantité et la nature du travail à faire (remblai, déblai) pour construire la route dans un endroit donné.

Lorsqu'on fait le piquetage d'un profil en travers, les piquets de relevé et les piquets à usage multiple indiquent:

o l'axe de la route (terrain plat, figure 13.12); o le niveau de la route (terrain plat, accidenté, montagneux, déblai-remblai); o l'emplacement des fossés (terrain plat, figure 13.12); o les limites des déblais; o le pied du talus (remblai). Tous les profils en travers doivent être établis à angle droit par rapport à l'axe.

PROFIL EN TRAVERS DE TYPE CLASSIQUE (TERRAIN PLAT) En terrain plat, les piquets de relevé servent à marquer à la fois l'axe et le niveau de la route. Lorsqu'il faut déblayer ou remblayer pour arriver au niveau voulu, cette information est inscrite sur le piquet (figure 13.13). Le niveau s'exprime par un nombre à trois chiffres, indiquant le déblai ou

le remblai à faire en mètres (par exemple, + 0,20 signifie qu'il faut un rem-

blai de 20 cm). Les niveaux indiqués montrent le déblai du remblai à faire depuis le sommet du piquet.

13-10

Topographie simplifiée

Figure 13.12: Piquetage profil en travers pour une route en terrain plat et en remblai

Largeur de la route

Axe

Piquets à usage multiple 1m

Piquet de relevé (niveau de la route) Piquet de marquage

Remblai

+2.00

+15 Piquet à usage multiple Piquet de relevé

t -

0.50

Figure 13.13: Piquet de relevé

Piquet de relevé (20 cm de remblai depuis le sommet du piquet)

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13-11

PROFIL EN TRAVERS D'UN DEBLAI Ici, les piquets de relevé indiquent les niveaux de la route. Après les déblais, on place les piquets indiquant l'axe et les délimitations des fossés. Figure 13.14: Piquetage profil en travers pour une route en déblai Déblai latéral Largeur de la route (Lp.)

(Le)

Piquet à usage miii pie

050m Piquet de marquage (indique le PK et le niveau cote droite)

/ 1-lauteur

du déblai (HD)

Piquet de relevé (indique la limite du déblai et le niveau de la route)

PROFIL EN TRAVERS MIXTE (DEBLAI-REMBLAI) Ici encore, les piquets indiquent le niveau futur de la route. La figure 13.15 montre que le volume à déblayer est à peu près le double du volume du remblai et qu'il faudra creuser une tranchée en V (redan) pour assurer la tenue du côté remblayé de la route.

13-12

Topographie simplifiée

Figure 13.15: Piquetage profil en travers mixte Largeur de la pente latérale

Largeur du déblai latéral

Largeur de la route 1/3 LR

2/3 LR

Piquet de marquage

Axe

Hauteur de la section latérale

j, J

Hauteur du remblai (HR)

Piquet de relevé (indiquant le niveau de la route) Tranchée Piquets à usage multiple

PROFIL EN TRAVERS D'UN REMBLAI Les piquets de marquage de part et d'autre de la route indiquent la hauteur du remblai à effectuer. Cette hauteur est mesurée depuis le sommet du piquet et inscrite sur celui-ci. Notez qu'avec une pente de 1/1 des deux côtés on calcule la largeur de l'emprise de la route en ajoutant HRI et HR2 à la largeur de la route (fig. 13.16).

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13-13

13-14

Topographie simplifiĂŠe

Mesures Ă flanc de coteau

o G,

o U) G, U) Q)

o o

0 1)

= G,

o t', 'U (U

g C

.0 E

Q. 4', LI.

C.)

o. o-

U) U) U)

I-

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'ĂŠtudes

13-15

14. ETUDES HYDROLOGIQUES Objectifs didactiques du module o Meilleure compréhension des données hydrologiques dont on a besoin pour concevoir les ouvrages de franchissement et les travaux de protection o Meilleure connaissance des différentes méthodes de calcul du débit de crue

Contenu du module o Les différentes données hydrauliques à collecter o Calcul de la vitesse de l'écoulement o Les différentes méthodes pour calculer le débit du projet

Introduction Ce module traite la collecte des données hydrauliques en vue d'adapter la conception de l'ouvrage aux caractéristiques de l'écoulement. On reprend les méthodes les plus courantes et pratiques pour déterminer la vitesse d'eau et les débits de crue.

Ce module parle de la collecte des données hydrologiques en vue d'adapter la conception de l'ouvrage de franchissement aux caractéristiques du débit. L'ingénieur doit s'assurer que le débit peut transiter par l'ouvrage sans causer de dégâts à celui-ci, aux remblais de l'ouvrage et au terrain avoisinant Les dégâts peuvent se présenter sous différentes formes:

o le cours d'eau peut réagir contre les culées et les piles, qui constituent des obstacles à l'écoulement, en creusant le lit du cours d'eau jusqu'au dessous des semelles de celles-ci entraînant ainsi la destruction de l'ouvrage; o les rampes d'accès de la route peuvent agir comme un barrage pendant les crues. Elles peuvent être endommagées et causer des inondations en amont de l'ouvrage; o l'écoulement d'un cours d'eau peut creuser un autre lit et détourner l'ouvrage en coupant un nouveau canal en travers de la route. En vue de concevoir un ouvrage qui évite ces problèmes et qui ne coûte pas plus cher que nécessaire, les caractéristiques hydrauliques du cours d'eau doivent être comprises et quantifiées. L 'ouvrage le plus économique est normalement celui qui est juste suffisamment large et haut pour correspondre au débit du projei minimisant le coz2t total des culées, des piles, du tablier, des rampes et des travaux dh protection des berges.

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14-1

Les données hydrauliques requises pour la conception hydraulique décrite dans les chapitres suivants sont: - débit du projet (défini dans le module "Conception hydraulique"), niveau d'eau et vitesse afférents; - niveau des plus hautes eaux, débit et vitesse; - caractéristiques du lit du cours d'eau - rugosité, végétation; - profil du lit et largeur des plaines inondées; - sédimentation et caractéristiques des méandres;

- existence de débris flottant. Ces données sont utilisées pour déterminer ou calculer:

- la géométrie de la voie d'écoulement; le relèvement de l'axe de l'eau provoqué par le rétrécissement de l'écou-

lement à cause des culées et des piles; la profondeur d'érosion provoquée par le rétrécissement; les travaux fluviaux de lutte anti-érosive.

Vitesse de l'écoulement Bien que la mesure directe de la vitesse de l'eau lors des crues puisse être difficile, l'ingénieur doit s'efforcer de la faire chaque fois que c'est possible dans la mesure où c'est une donnée critique et que les méthodes alternatives pour estimer la valeur maximale sont moins précises. Après qu'une méthode simple, consistant à jeter un petit objet flottant à l'eau et de le récupérer ensuite, a été testée, on mesure le temps qu'il prend pour parcourir une certaine distance. La distance doit être au moins quatre fois la largeur du canal, de preférence, sur un tronçon rectiligne de profil homogène. Si la forme du profil en travers est complexe, il est conseillé de mesurer la vitesse à différentes sections à travers le canal. Dans des canaux simples, la vitesse moyenne est égale à la vitesse de surface au centre du canal multipliée par 0,85. La figure 14.1. présente des vitesses typiques à différentes sections et profondeurs.

L'alternative à la mesure directe de la vitesse moyenne est l'utilisation de la formule de Manning: 1

V=XR X 2/3

dans laquelle:

vitesse moyenne en m/s coefficient de rugosité (coefficient caractéristique de la nature du lit pris du tableau 14.1.) R rayon hydraulique (section mouillée / périmètre mouillé) i la pente du canal en décimales

V n

Quand on utilise le Tableau 14.1. pour choisir le coefficient de rugosité (n),

il faut choisir la valeur "minimum" quand les berges sont plus ou

moins lisses et la valeur "maximum" quand elles sont rugueuses.

14-2

Etudes hydrologiques

Figure 14.1: Profils typiques de vitesses d'eau surface

vitesse au centre de la section

profondeur

fond

vitesse en mis

vitesse en mis vitesse à la surface

Rive gauche

Centre

Rive droite

Débit du projet Quand on a mesuré ou calculé la vitesse moyenne de l'écoulement, on peut calculer le débit pour le niveau de l'eau, relatif à la crue du projet, à partir de la section mouillée et la vitesse. Dans le cas d'un écoulement simple, le débit est calculé par la formule:

Q=SxV dans laquelle:

Q débit en m3/s S

surface mouillée en m2

vitesse moyenne en m/s

Si la forme du lit d'eau n'est pas simple, on peut la diviser en plusieurs sections comme montré dans les figures 14.2. et 14.3. et le débit total peut être obtenu par l'addition des débits de chaque section. Cette méthode est fortement conseillée quand le cours d'eau déborde lors des crues. On choisit une forme simple pour chaque section et la vitesse V est mesurée ou calculée pour chaque section.

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14-3

Tableau 14.1. Valeurs du coefficient de rugosité pour lits naturels

/ 1. Cours d'eau mineurs (largeur à la surface libre au niveau de crue <30 mètres). a) Cours d'eau de plaine I. Sans obstacle et droit, sous régime de crue, sans fentes ou profondes dépressions 2. Comme ci-dessus, mais pierreux et herbeux 3. Sans obstacle, tortueux, avec quelques dépressions et dépôts 4. Comme ci-dessus, mais pierreux et herbeux 5. Comme au point 4, sous régime de maigre, avec des talus et tronçons plus irréguliers 6. Comme au point 4, plus pierreux 7. Des tronçons è courant lent, fort herbeux, avec de profondes dépressions 8. Des tronçons herbeux, de profondes dépressions, ou des tronçons principaux avec troncs et végétation b) Cours d'eau de montagne, lit sans végétation, berges abruptes, arbres et végétation le long des berges submergées en régime de

crue I. Fond: graveleux, pierreux et quelques blocs rocheux 2. Fond: pierreux avec de gros blocs rocheux

2. Lits exondés a) Prairie: sans broussaille 1. Herbes au ras-du-sol 2. Hautes herbes b) Surface cultivée 1. Sans culture 2. Culture en rangées 3. Culture sur parcelle c) Sous-bois 1. Sous-bois clairsemé, herbeux 2. Broussaille et arbres clairsemés, en hiver 3. Comme ci-dessus, en été 4. Sous-bois mi-épais, à épais en hiver 5. Comme ci-dessus, en été d) Arbres I. Saules, en été, droits 2. Sol déboisé, avec souches, sans pousses 3. Comme ci-dessus, mais avec plusieurs pousses 4. Arbres de haut fût avec sous-bois clairsemé, niveau de crue au-dessous des frondaisons 5. Comme ci-dessus, mais avec niveau de crue à hauteur de frondaisons

MAX.

MIN.

NORM.

0,025

0,030

0,033

0,030 0,033 0,035 0,040

0,035 0,040 0,045 0,048

0,040 0,045 0,050 0,055

0,045 0,050

0,050 0,070

0,060 0,080

0,075

0,100

0,150

0,030 0,040

0,040 0,050

0,050 0,070

0,025 0,030

0,030 0,035

0,035 0,050

0,020 0,025 0,030

0,030 0,035 0,040

0,040 0,045 0,050

0,035 0,035 0,040 0,045 0,070

0,050 0,050 0,060 0,070 0,100

0,070 0,060 0,080 0,110 0,160

0,110 0,030 0,050 0,080

0,150 0,040 0,060 0,100

0,200 0,050 0,080 0,120

0,100

0,120

0,160

3. Cours d'eau majeurs (largeur de la surface libre de crue > 30 mètres) La valeur de n est inférieure à celle des cours d'eau possédant les même caractéristiques, puisque, leurs berges présentent effectivement moins de résistance a) Tronçon régulier sans pierres ni sous-bois b) Tronçon irrégulier et rugueux

14-4

0,025 0,035

0,060 0,100

Etudes hydrologiques

Figure 14.2: Profil en travers du lit coupé en plusieurs sections

Le périmètre mouillé et la section mouillée sont calculés avec les formules suivantes: P=

(h3

2 2 - h2 +(x3x2)

A=23

x (x3x2)

Figure 14.3: Subdivision de la section I pour le calcul de P et A

Cote I du lit h3

Cote 2 du lit

Cote 4 du lit

-4distances

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

14-5

Une troisième possibilité est de calculer le débit à partir des mesures prises sur un pont existant situé sur le même cours d'eau en utilisant la formule d'orifice suivante:

Q=C0xJxLxh1 )<.\ (h0h1)+(l+e)x2g

dans laquelle: le débit en m3/s l'accélération due à la pesanteur (9,8 mIs2) la distance nette entre les culées moins la largeur des piles mesurée perpendiculairement au sens du courant en m

g L

hauteur d'eau en m juste en amont de l'ouvrage déduite des mar-

ques laissées par le cours d'eau pendant les crues (voir module 5) hauteur d'eau en m juste en aval de l'ouvrage déduite des marques laissées par le cours d'eau pendant les crues sur les piles, les culées ou les ailes vitesse moyenne d'approche en m/s (déduite de la formule

Q = A xV = h0 x W x V) Co et e

coefficients à prendre en compte relatifs à l'action de l'ouvrage sur l'écoulement (voir tableau 14.2.). Les dimensions sont montrées sur les figures 14.4. et 14.5.

On prétend que la formule donne des débits presque corrects pour la majo-

rité des profils du lit. La valeur de Q devrait être majorée de 5 % quand h

h0 h1 est plus grand que - Chaque fois que possible, les débits doivent être calculés avec les deux méthodes. Le débit le plus élevé est adopté comme

débit du projet si les deux valeurs ne sont pas trop différentes. S'il y a trop d'écart, l'ingénieur apprécie la fiabilité des données avec lesquelles chaque calcul a été fait. Tableau 14.2: VaJeurs de Co et de e dans la formule d'orifice

L/W 0,5

0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95

0,892 0,88 0,87 0,867 0,865 0,868 0,875 0,897 0,923 0,97

1,05 1,03 1,00

0,975 0,925 0,86 0,72 0,52 0,28 5

0,125

L = largeur du lit comme définie ci-dessus W = largeur du lit non perturbée

14-6

Etudes hydrologiques

Plan des culées et des piles Figure 14.4: Voie d'écoulement au site du pont

w = Largeur non perturbée du débit

\ L = Ii + 12 largeur de la voie découlement sous le pont

Figurel4.5: Relèvement de l'axe de l'eau Relèvement h = h0 - h1

Courant d'eau

Il y a encore d'autres méthodes qu'on peut appliquer comme par exemple la méthode rationnelle souvent utilisée si on n'a pas de données hydrologiques. A chaque ouvrage est associé un bassin versant dont les principales caractéristiques sont: la superficie, le périmètre, la longueur du plus long cheminement hydraulique, la pente, la couverture végétale et la formation géologique. On fait une estimation du débit sur la base de ces caractéristiques du bassin versant, le coefficient de ruissellement, l'intensité des pluies et un 1tcteur temps.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

14-7

Cette méthode très pratique est utilisée par l'Opération Micro-Hydraulique à Madagascar. La détermination de débits de crue spécifiques (débit par km) est donnée par un abaque de Rodier-Auvray, valable pour les bassins versants de superficie inférieure à 100 km2 pour les Hauts Plateaux de Madagascar. Il y atrois étapes:

Calculer la superficie du bassin versant à l'aide d'un planimètre; Le bassin versant en un point ou plus précisément dans une section droite (ouvrage de franchissement) d'un cours d'eau est défini comme la totalité de la surface topographique drainée par ce cours d'eau et ses aÇ

fluents à l'amont de la dite section, tous les écoulements prenant naissance à l'intérieur de cette surface doivent traverser la section considérée pour poursuivre leur trajet vers l'aval. On utilise du papier millimétré ou un planimètre, un appareil qui sert à déterminer la superficie d'une surface dans un plan en suivant le périmètre de cette surface (voir figure 14.6.). Utiliser l'abaque de la figure 14.7. qui donne le débit spécifique; On trouve la crue annuelle ou décennale en multipliant la surface du bassin par le débit spécifique annuel ou décennal. Il est toujours conseillé de comparer la valeur obtenue avec celles d'autres méthodes décrites ci-avant.

Au lieu d'utiliser des abaques, il existe dans plusieurs pays des formules qu'on peut utiliser. Les formules citées ci-après sont données comme exemple et sont déduites des observations hydrologiques de multiples bassins versants à Madagascar: o bassin versant dont la superficie est supérieure à 150 km2: QT = 0,002 x S°' x i°32 x PT'39

o bassin versant dont la superficie est comprise entre 10 km2 et 150 km2: QT = 0,009 x S° x i°'32 x P1"39 dans lesquelles: i

débit de crue de période de retour T en m3/s pente du bassin versant en mlkm

pluie maximale de 24 heures tombée en un point du bassin versant

pour la même période de retour T en mm Superficie du bassin versant en km2 Différentes fréquences (1, 2, 5, 10, 50 ou 100 ans)

14-8

Etudes hydrologiques

Figure 14.6: Détermination de a superficie du bassin versant par planimètre BASSIN VERSANT

Emplacement Ouvrage

LEGENDE '°'- Rivières Ruisseaux Rizières

Limite bassin versant Route carrossable

SURFACE B.V. 10 Lecture

20 Lecture MOYENNE

1528 1529 1528,5

SURFACE MESUREE 1528,5 X 10 mm2 = 15285 mm2 = 152,85 cm2

ECFIELLE:1/1 00.00 = I cm sur la carte

= 100 000cm au terrain =1 km 1cm2 sur carte = 1km2 au terrain 158,85 cm2 sur la carte = 152,85 km2 au terrain 87

ON LIT: 9874

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

14-9

Figure 14.7: Détermination de la crue annuelle ou décennale suivant la méthode RodierAuvray

DEBIT SPECIFIQUES

en msec,km2

40,0 30,0 20,0 15,0 10,0 9,0 6,0 5,0

4,0 Débit spécifique décennal

3,0 4

2,0

Débit spécifique annuel

1,5

1,0

1,5 2

4 5 678910 15 20

30 4050

100

Superficie du bassin versant e km

Qann = Débit spécifique ann. x superficie du bassin versant Qdéc = Débit spécifique déc. x superficie du bassin versant

14-10

Etudes hydrologiques

15. ETUDES DE SOLS Objectifs didactiques du module o Compréhension des principes d'étude des sols et leurs applications o Connaissance des tests simples pour détenniner d'une manière générale la nature des sols o Savoir comment classer les proportions de sol selon les dimensions des particules o Savoir comment on peut déterminer la portance des sols o Prise de conscience de l'importance des études de sols

Contenu du module o Principes d'études de sols - Généralités - Tests simples pour déterminer les propriétés des sols o Etude de sols pour les ouvrages de franchissement - Recommandations générales - Reconnaissance géotechnique - Essais de mécanique des sols

Introduction Ce module présente un rappel des principes de base des études de sols ef fectuées pour des travaux routiers et ouvrages de franchissement simples. L'étude de sols pour les travaux routiers porte sur la reconnaissance des sols pour la plate-forme, les remblais et la chaussée (choix des matériaux et sélection des gîtes). L'étude de sols pour les ouvrages de franchissement explique les méthodes de reconnaissance qu'on peut entreprendre pour des ouvrages courants de petite ou moyenne taille qu'on retrouve sur un réseau de routes de desserte.

Principes d'études de sols GENERALITES L'étude des sols sert à déterminer la composition et le comportement de

différents sols. Elle permet aussi de déterminer comment un sol (ou un mélange de sols) peut être amélioré pour qu' il se prête à différentes activités (construction de digues, couches de base, couche de surface, etc.).

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

15-1

Les sols sont caractérisés par les propriétés suivantes: j)

les proportions granulométriques;

j) la perméabilité; j) la cohésion; j)

la plasticité; la compacité.

Ces propriétés sont définies à l'aide de tests simples. Rappelez-vous

qu'un grand nombre de sols sont des mélanges, par exemple

gra-

vier/sable/argile ou limonlsable/argile. Par conséquent, en plus des indications recueillies sur les propriétés d'un sol par tests effectués sur le terrain, une classification détaillée des sols exige aussi des tests en laboratoire. Il

existe un grand nombre de types de sols différents et certains ne

conviennent pas à la construction de routes. Avant de construire une route, il faut déterminer la nature des sols existant le long du tracé projeté. En prélevant et en examinant des échantillons, on peut repérer les endroits susceptibles de causer des problèmes, par exemple les zones argileuses ou à sable fin. S'il est trop laborieux de contourner ces zones difficiles, on devra alors améliorer le comportement du sol: en le mélangeant avec un autre sol; j) en stabilisant chimiquement; i)

en posant une couche de roulement.

En connaissant les principes d'étude des sols, vous pourrez mieux juger de ce qu'il convient de faire dans différentes circonstances. On peut apprendre beaucoup de choses sur un sol rien qu'en l'observant et

en le touchant. Avant de faire un test, il faut répondre aux questions suivantes:

o Dimensions des particules: le sol est-il grossier ou fin ? Essayez de séparer les particules grosses des particules fines et d'estimer approximati-

vement leurs proportions respectives. Essayez d'écraser les particules grosses entre les doigts pour savoir si elles sont faites de particules fines (par exemple, les mottes d'argiles dures).

o Matières organiques:le sol contient-il beaucoup de fibres ou de petites racines ? A-t-il apparence terne ou sale? Lorsque le sol a une odeur de terre ou de plantes, il est probable qu'il s'agit d'un sol organique. Cette odeur devient plus forte lorsque l'on fait chauffer l'échantillon.

o Limon/argile ou sable/gravierles sols secs qui contiennent une forte proportion de sable ou de gravier sont rugueux et granuleux au toucher, alors que l'argile sèche est dure et lisse. Un limon sec a une consistance farineuse et se désagrège en poussière fine lorsqu'on le frotte. Mouillés, le sable et le gravier ne collent pas aux doigts, alors que les argiles et les limons humides sont collants et tachent les doigts. Comme ce sont les dimensions des particules qui, dans une large mesure, déterminent les propriétés d'un sol donné, les premiers tests décrits ici portent sur cet aspect de l'analyse. Selon leurs dimensions, les particules sont classées en fraction (graviers, sables, argiles ou limons). Le tableau 15.1 indique les dimensions, propriétés fondamentales et caractéristiques des principales fractions de sol.

15-2

Etudes de sols

= -

c= 'D

.cc'

,'D

'D.9

"D c.

'Drc

'D 'D C)

-1

E L)

.9 .

'D "D

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F-

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j. 'D

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='D

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'ĂŠtudes

15-3

TESTS SIMPLES POUR DETERMINER LES PROPRIETES DU SOL Quelques tests simples sont décrits ci-après pour déterminer les proportions de gravier, de sable et de particules fines dans un échantillon de sol.

Test de vibration La figure 15.1 montre un moyen très simple de séparer les particules selon leurs dimensions respectives. Placez un échantillon sec sur une planche ou un morceau de carton. Inclinez la planche et tapez légèrement dessus. Vous verrez que le matériau fin restera en place alors que les particules grosses et plus lourdes rouleront vers le bas de la planche.

Figure 15.1: Test de vibration

Si les particules les plus grosses et les plus fines ont des dimensions très différentes, on dit que l'échantillon possède une granulométriecontinue. Si on n'aperçoit que certaines dimensions, l'échantillon est un échantillon à dimension unique ou à granulométrie discontinue. Les matériaux à dimension unique se compactent mal, parce qu'il n'y a pas assez de particules fines pour remplir les vides entre les grosses et assurer un" lien mécanique".

Test de sédimentation C'est un test facile qui permet de déterminer les proportions des différentes fractions d'un sol (figure 15.2). On place un échantillon de terre dans un bocal

en verre à parois verticales. Le bocal doit être rempli à peu près jusqu'à la moitié. On y ajoute de l'eau jusqu'à remplir le bocal aux trois quarts. On met un peu de sel dans l'eau pour faciliter la sédimentation des matériaux fins. On agite fortement le bocal et on laisse l'échantillon de sol se déposer au fond.

15-4

Etudes de sols

Figure 15.2: Test de sédimentation

Particules fines moyennes grosses

Le gravier et les fractions de gros sable se déposeront immédiatement. Le sable fin et les fractions de limon grossier se déposeront plus lentement, en une demi minute environ. L'argile et le limon fin restent en suspension pendant quelques heures. Les différentes fractions du sol finiront par s'étaler en couches superposées.

Test de cohésion Pour déterminer si un sol contient une quantité considérable dé limon ou d'argile, on roule entre les mains une poignée de terre humide. Si la terre contient du limon ou de l'argile, la boule gardera sa forme et tachera les mains. Lorsque l'échantillon ne contient que du sable fin, la boule gardera sa forme mais s'effiltera si on la touche. Lorsque l'échantillon ne contient que du gros sable ou du gros gravier, le matériau ne se laisse pas mouler. Les tests ci-dessus montrent comment déterminer les proportions des par-

ticules grosses et fines, et indiquent si la terre contient du limon ou de l'argile. Examinons maintenant trois tests destinés à déterminer les proportions d'argile et de limon dans les fractions fines du sol.

Test de caractéristiques générales de limons et argiles Le limon sec a tendance à s'effriter et à se désintégrer en poudre fine quand on le frotte. 11 absorbe l'eau rapidement.

L'argile ne s'effrite pas lorsqu'une motte est brisée en morceaux plus petits: les surfaces exposées sont brillantes. L'argile sèche n'absorbe pas l'eau rapidement. On peut procéder aux tests suivants pour déterminer si un sol est argileux.

Test de moulage Une fois que l'échantillon est humide, on peut rouler l'argile en forme de bâtonnet qui reste ferme. Par contre, la plupart des limons s'effritent ou prennent la forme de petits bâtonnets qui se cassent (figure 15.3).

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

15-5

Figure 15.3:Test de moulage

Limon

Argile

Test de séchage Remplir une boîte d' allumettes avec un échantillon humidifié et laisser sécher.

Figure 15.4:Test de séchage

Argile humide

Argile sèche

La figure 15.4 montre que l'argile, après séchage, se rétrécit et se fissure. Le limon ne rétrécit pas, mais a tendance à s'effriter une fois sec. Comme déjà indiqué, beaucoup de sols sont des mélanges. De ce fait, les résultats des tests ci-dessus ne donnent que des indications sur le comportement auquel on peut nonnalement s'attendre.

Pour avoir une classification détaillée des sols, il est indispensable de recourir aux tests en laboratoire. D'après les tests exposés ci-dessus, on peut dire que:

Les sols à gros grains se reconnaissent d'après la dimension des particules;

Les sols à grains fins se reconnaissent à leur comportement quand ils sont humides ou secs; Les sols organiques se reconnaissent à leur odeur et à leur apparence.

Le tableau 15.2 indique comment décrire les différents sols après chaque test. Les différentes étapes à suivre pour déterminer manuellement les propriétés d'un échantillon sont résumées d'une façon logique sur la figure 15.5.

15-6

Etudes de sols

Tableau 15.2: Description des sols

Propriété principale

Caractéristique Cohésif

Solidité

Non cohésif Dimension des particules ou des grains

Gros grains Grains fins

Bonne répartition Dimension des particules et répartition granulométrique (fraction de sol à gros grains) Sol contaminé par déchets animaux et végétaux

Texture

Mauvaise répartition

Description du sol Fraction argileuse dominante. Solidité due à l'action du liant.

Gravier et sable dominants. Solidité due aux frictions (blocage mécanique).

Gravier et sable dominants(supérieur à 75 microns).

Limons et argiles dominants (passent par un tamis de 75 microns).

Nombreuses dimensions bien réparties Certaines dimensions

trop

importantes,

d'autres insuffisantes.

Répartition uniforme (répartition serrée, une seule dimension) Organique, humus, tourbe

- gamme de dimensions limitée; - une dimension principale.

Granuleuse, pierreuse

Grosses particules dominantes.

Couleur terne et sombre, odeur caractéristique.

Sablonneuse

Grossière ou à grains fins. Compact ou

Limon sableux

Mélanges de limon, de sable et d'argile,

Limoneuse

Sol fin, mou, poudreux à l'état sec, très

Argileuse

res en surface. Collant et mou à l'état hu-

meuble. Consistant à l'état humide. consistants ou meubles. mou à l'état humide. Sol fin, mottes dures à l'état sec avec fissumide.

Limon argileux, argile limoneuse, etc.

Tout mélange ou une fraction (limon, argile) dominante donne sa caractéristique au sol.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

15-7

Figure 15.5: Tests simples pour déterminer les propriétés du sol o

= 4)

'o) li_

'4)

.4)

Q CC

r')

I-

'C)

C')

0 E 'C

C'. 4)

.2E D 1= 4)

C'. Cl

C'.

'n4) =4) E

o 4) 4)

44CC

2= CC

o CC

'4) 4)

'44

C/)

= E4)

15-8

(

Etudes de sols

Compactage BUT DU COMPACTAGE Les raisons pour lesquelles il faut compacter le sol sont:

1) pour augmenter la résistance et la capacité pôrtante du sol pour qu'il puisse résister aux charges du trafic sans dégradations;

1) pour diminuer la perméabilité de la route. En d'autres mots pour éviter l'infiltration 4'eau dans la couche de roulement et la plate-forme amollissant et endom»ageant celle-ci.

Il &st donc clair que si on construit un remblai, le terrain doit être soigneusement compacté; on obtient ce résultat en fournissant de l'énergie mécanique permettant de produire des déformations plastiques dans le terrain. Figure 15.6: Effets du compctage Sol meuble avant compactage

Augmentation de la capacité portante sans avec compactage compactage

Le même sol après compactage

Diminution de l'infiltration de l'eau sans avec compactage compactage

Manu& pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

15-9

RAPPEL DE QUELQUES PRINCIPES DE GEOTECHNIE Teneur en eau Trois éléments sont présents dans tous les sols: les grains (particules) de sol, de l'eau et de l'air (fig. 15.8). La présence de l'air n'est pas désirable, car il permet à l'eau de circuler librement entre les particules solides réduisant ainsi la stabilité et la résistance du sol. Trop d'eau (fig. 15.7) réduit la portance du sol puisque l'eau lubrifie les grains du sol et leur permet de glisser et bouger sous les charges du trafic. Toutefois, un certain pourcentage d'eau est souhaitable lors du compactage, car elle facilite le glissement des particules dans les vides et produit ainsi une masse plus dense. Des sols argileux ont également besoin d'un certain pourcentage d'eau pour arrêter leur rétrécissement. Figure 15.7: Rôle de l'eau Poches d'air

Trop d'eau (pas assez de compactage à cause de l'eau qui remplit les vides à la place des matériaux)

Pas assez d'eau (friction trop élevée, compactage impossible)

Correct masse dense

Relation entre la densité et la teneur en eau On doit prêter une grande attention à tous les facteurs impliqués qui affectent le compactage. Pour mieux comprendre ce qui suit, il est nécessaire de rappeler les définitions suivantes (voir aussi fig. 15.9):

'y: yw:

ï: yd:

n: e:

w: a: Sr:

15-10

poids spécifique des grains solides; poids spécifique de l'eau; poids de l'unité de volume de terre (y compris le poids de l'eau); poids de l'unité de volume de terre sec ou densité sèche; porosité (volume des vides par rapport au volume total); indice des vides (volume des vides par rapport au volume occupé par la terre seule); teneur en eau ou humidité (rapport entre le poids de l'eau et celui du terrain sec, contenus dans un volume); pourcentage d'air (rapport entre le volume d'air et le volume total); degré de saturation (rapport entre le volume des vides occupés par l'eau et le volume total des vides).

Etudes de sols

Il existe les relations suivantes entre ces paramètres:

e 1n

n--; 1+e e

;

Sr== na W

y=yd(1+w); ;

7d a=n(1Sr)=1---Y5

Wy'

Le paramètre normalement pris comme mesure du compactage est le poids - volume sec yd; à une énergie donnée de compactage, la valeur 'Yd que l'on peut obtenir dépend fortement de l'humidité de la terre. En effet, au départ l'eau sert à lubrifier les grains, leurs déplacements et donc la compacité de terre. Toutefois, à partir d'un certain point, l'eau commence à avoir une influence négative parce qu'elle va occuper la plupart des vides. Dans cette situation l'énergie appliquée engendre des pressions internes, une compression de l'air qui n'arrive pa à être expulsé et donc un compactage modeste. Figure 15.8: Schéma technique de la composition du sol

Volumer

VIDES

I EAU

VoIume0

Poids,ot

Volumessildes Vs

POidseau

VoIume5ØIId5,

POids,sljdes

e L

V SOLIDES

VoIume555 Volumeeau

7s =

Ptot

'rot

n - porosité =

y50'

w-!m, sOIides

Vvkes Vtctai

e = indice des vides = Vs

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15-11

La figure 15.9 montre la relation Yd = F(w). Figure 15.9: Relation Yd

f(w)

* grlcm'

2.0

'Ydmax

1.8

92%

a=21%\

1,6

a=3,3% .1.4

1.2

Sr =

46%

1.0

L'humidité correspondant à Yd max est appelée humidité optimale ou teneuren eau optimale(W0), A égalité de matière solide par unité de volume, le point A est caractérisé par une quantité d'air compressible tandis

qu'en B les vides sont presque tous remplis d'eau incompressible. Si la terre est perméable, une augmentation de la pression (par l'action d'un rouleau vibrant) se traduit par une augmentation des pressions effectives avec expulsion de l'eau et/ou de l'air. Le terrain sera donc compacté. Si la terre est peu perméable, le degré de saturation joue un rôle fondamental. Si celui-ci est bas, les pressions totales générées par le matériel de compactage se traduisent en pressions effectives et la terre sera compactable: on aura tout d'abord expulsion et ensuite, éventuellement compression de l'air qui n'arrivera pas à sortir. Si au contraire, le degré de saturation est élevé (de l'ordre de 80 - 90), par l'effet de compactage il y aura de grandes pressions interstitielles et deux effets négatifs peuvent se manifester: le premier est relatif aux caractéristiques mécaniques du terrain qui se réduisent à des valeurs faibles; le second concerne la difficulté (ou impossibilité) de compacter le terrain qui subit des variations de forme mais pas de volume. Il existe donc, pour les terrains peu perméables, un pourcentage limite d'air au pointa0 de la fig. 15.10, de Pordre de 3- 6%, au dessous duquel on a une instabilité mécanique et de fortes difficultés de compactage.

Essais Proctor L'américain Proctor a étudié d'une façon systématique l'influence sur le compactage du niveau d'humidité et de l'énergie du compactage. Pour cette raison, l'essai au laboratoire avec lequel on calcule la variation du poidsvolume sec en fonction de l'humidité est connue sous le nom d'essai Proctor et les diagrammes y = F(w) sont appelés courbes Proctor. Pour une terre

15-12

Etudes de sols

donnée, si les modalités de compactage changent, la courbe 'y = F(w) change également.

Au laboratoire, l'essai est réalisé en mettant de la terre humide (par couches successives) dans un cylindre. Chaque couche est compactée grâce à un

pilon qui tombe plusieurs fois sur la masse de terre; on détermine ensuite l'humidité, Je poids-volume sec et le point relatif sur le diagramme. La répétition de l'essai conduit à tracer à la fin la courbe Proctor (Proctor normal).

Les modalités de l'essai Proctor ont été par la suite adaptées pour tenir compte des résultats effectivement obtenus sur les chantiers (essai Proctor modifié).

Le tableau 15.3 montre les données relatives à l'exécution de ces essais.

Tableau 15.3: Modalités d'exécution des essais de comptage Dimension du cylindre

Dimension et poids du mortier

)

E .E

ESSAI Diamètre Hauteur Volume Diamètre Poids

Proctor normal

I-

(mm)

mm)

(cm3)

(mm)

(kg)

101,6

116,6

945

50,8

305

6,5

101,6

116,6

945

50,8

457

27,53

152,4

116,6

2125

50,8

457

27,53

Proctor modifié

La figure 15.10 montre pour un terrain donné, les courbes Proctor obtenues avec différentes énergies de compactage (E3 > E > E1).

Figure 15.10: Courbes Proctor avec différentes énergies de compactage.

7d max

courbe de saturation (sr 100%, a = 0%)

On observe que fd augmente quand augmente l'énergie de compactage, tandis que W (W0) diminue. En plus les courbes ne se croisent jamais entre elles.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

15-13

Les branches sèches (ascendantes) sont bien distinctes entre elles tandis que les branches humides (descendantes) ont tendance à se confondre. La figure 15.11 montre les courbes Proctor pour différents types de terrain. et W(W0) varient sensiblement d'un terrain à l'autre, ainsi que la forme de Yd la courbe. En général, les terres à granulométrie uniforme ont une forme plate, tandis que les terres à granulométrie assortie ont des maxima bien visibles. Un cas limite est représenté par la terre D, extrêmement perméable qui arrive jusqu'à la courbe de saturation. Figure 15.11: Courbes Proctor pour différents types de terre

Argile plastique Argile - limon Sable argileux Terre très perméable Courbe de saturation de la terre D

Proctor a proposé aussi de mesurer la "résistance" de la terre en fonction de l'humidité à travers une espèce de pénétromètre (aiguille Proctor), mais cet essai fournit des résultats dispersés. Aujourd'hui la portance est contrôlée à travers l'essai CER ou à travers l'essai à plaque que l'on verra en détail plus loin. La figure 15.12 montre, pour une terre donnée, les courbes Proctor relatives à trois énergies de compactage différentes (E3 > E2 > E1) et les courbes

correspondantes CBR = F(w). On observe que ces dernières courbes présentent le maximum quand l'humidité est légèrement inférieure à w(W0), et une ligne décroissante indépendante de l'énergie de compactage. La nette diminution du CBR est compréhensible: lorsque l'humidité - et donc le degré de saturation - augmentent, des facteurs d'instabilité mécanique apparaissent.

15-14

Etudes de sols

Figure 15.12: Courbes Proctor relatives à trois diverses énergies de compactage CBR

3E2

E2 E1

TECHNOLOGIE DE COMPACTAGE L'épaisseur des couches à compacter, ainsi que le nombre de passes, dépend du type de machine et de la nature du terrain sur place. Elle varie entre

10 et 100 cm environ. Le matériel de compactage est divisé en 2 grandes catégories: les engins à action statique et les engins à action dynamique.

Tableau 15.4: Technologie de compactage Rouleaux lisses

ENGINS ACTION STATIQUE

poids 2-3-16-18 tonnes, vitesse 2-10 km/heure largeur 1,20-2,00 m charge/cm 30-100 kg/cm

surface pied 15-140 cm2 vitesse 2-4 km/heure pression contact 20-200 kg/cm2 Rouleaux à pieds de mouton charge par unité génératrice PD/L: PD/L <30 kg/cm légers 30 <PD/L < 60 kg/cm moyens PD/L > 60 kg/cm lourds

Rouleaux à pneus

vitesse 2-4 km/heure classification par charge roue: t légers; 2,5 <Q <4 t moyens 4 < Q <6 t lourds Q > 6 t très lourds pour chaussées bitumées

Q par

vitesse 2-3 km/h

charge par unité de génératrice Rouleaux lisses vibrantes ENGINS ACTION DY NAMIQIJE

Plaques vibrantes

Q/L: Q/L < 15 kglcm très légers 25 <Q/L <25 kg/cm légers 25 < Q/L < 35 kg/cm moyens 35 < Q/L < 45 kg/cm lourds Q/L > 45 kgfcm très lourds vitesse 1 km/heure

Rouleaux mixtes vibrants

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

15-15

Engins à action statique Ils avancent à vitesse lente et ils transmettent au terrain, par effet de leur poids, des pressions de type statique qui provoquent le compactage. A cette catégorie appartiennent les rouleaux lisses, les rouleaux à pieds de mouton et les rouleaux à pneus. Rouleaux lisses: Ils sont à 2-3 cylindres et sont classifiés selon leur poids total qui varie entre 2-3 et 16-18 t. La vitesse de travail varie entre 2 et 10 km/h et la largeur compactée entre 1,20 et 2,00 m. Un paramètre important est la charge par cm linéaire (roue génératrice) qui varie entre 30 et 100 Kg/cm. Ces types de rouleaux exercent de fortes pressions en surface, qui deviennent faibles au fur et à mesure que la profondeur augmente. Ils sont très bien adaptés aux chaussées bitumées. Rouleaux à pieds de mouton: Ils sont constitués d'un ou de plusieurs cylindres avec des profils sortants (pieds de mouton). La surface d'appui varie entre 15 et 140 cm2, la hauteur du profil entre 17 et 26 cm et la vitesse de travail entre 2-4 km/h. Les pressions exercées au contact varient entre 20 et 200 kg/cm2. Ces engins ont la caractéristique de transmettre au terrain des pressions très concentrées accouplées à des actions de poinçonnement (ou massage) en profondeur. Ils sont adaptés pour compacter les terrains plastiques, et quand il faut envisager un malaxage (par exemple barrage en terre).

Suivant la charge moyenne par unité de génération du cylindre PD/L ils sont classifiés en:

- Rouleaux légers: - Rouleaux moyens: - Rouleaux lourds:

PD/L

30 Kg/cm

30 <PD/L 60 Kg/cm PD/L> 60 Kg/cm

Rouleaux à pneus: lis présentent un grand poids supporté par de nombreuses roues garnies de pneus. La caractéristique essentielle est que le poids total du rouleau est réparti d'une façon presque égale sur toutes les roues, même si celles-ci, à cause de l'irrégularité du terrain, sont en contact avec le sol à différents niveaux: cette caractéristique est assurée par des dispositifs hydrauliques. En variant la pression de gonflage des pneus (de 3 à 8-9 Kg/cm ), on peut s'adapter aux différentes exigences du chantier. Les pneus peuvent être lisses ou sculptés. Avec des pressions de gonflage élevées et des pneus lisses on peut compacter énergiquement des couches de terrain modeste (15-20 cm) comme par exemple les chaussées bitumées. Avec des pressions de gonflage faibles, on obtient un compactage moins poussé mais plus homogène, même sur des épaisseurs notables. En tenant compte de ce que, outre les actions verticales, il y a les actions tangentielles dues à la déformabilité des pneus, il en résulte une action de malaxage; en fait rares sont les cas où ce type de rouleau est inadapté au compactage. La vitesse de travail est de 4-6 km/h, tandis que la largeur compactée varie entre 1,70 et 2,00 m.

15-16

Etudes de sols

Les rouleaux à 2 axes ont un nombre total de roues qui varie de 7 à 13 et se classifient sur la base de la charge Q par roue:

- rouleaux légers: - rouleaux moyens: - rouleaux lourds: - rouleaux très lourds:

2,5 t;

2,5 t < Q 4 t; 4 t < Q 6 t; Q> 6 t.

On observe qu'à cause de l'interférence de bulbes de pression (qui se vérifie à des profondeurs modestes), la charge par unité de longueur de l'axe est plus représentative que la charge Q par roue et varie entre 30 et 60 kg/m, même si dans certains cas les 90 kg/m ont été franchis. Enfin il faut noter que les pressions de contact dépendent de la défomrnbilité des éléments en contact (pneus - terrain) et que leurs valeurs sont inférieures de 50 à 80 % à la pression de gonflage, et ne sont pas uniformes sur toute la surface de contact.

Engins à action dynamique Secouer le terrain signifie le soumettre à deux types d'action:

o une pression verticale due au poids de l'engin qui se déplace lentement sur la surface;

o une oscillation forcée due à la vibration de l'engin. Sur l'effet d'une telle oscillation un point générique du terrain subit des déplacements d'amplitude maximale A et il est assujetti à une accélération proportionnelle à A et au carré de la fréquence.

Le compactage dynamique donne un résultat très efficace pour la presque totalité des terrains. Les rouleaux à action dynamique se divisent en rouleaux

lisses vibrants, en plaques vibrantes, et en rouleaux mixtes vibrants. Rouleaux lisses vibrants

Ils existent dans la version à un seul cylindre, à deux cylindres, dont un seul est vibrant (rouleaux tandem) ou à deux cylindres vibrants (rouleaux duplex). Les cylindres lisses en acier, sont mis en vibration par une ou plusieurs masses placées excentriquement à l'intérieur du cylindre. Les éléments particuliers de ces rouleaux sont: poids statique total poids statique sur le tambour L longueur de la génératrice du tambour Q/L charge statique par unité de longueur de la génératrice F fréquence de rotation de la masse excentrique m poids de la masse excentrique e distance de m par rapport à l'axe du cylindre M = m x e = moment. P Q

P varie entre:

0,6 - 1,5 t ou I - 3 t 7 - 10 t 12 - 18 t

pour les rouleaux légers; pour les rouleaux lourds; pour les rouleaux très lourds.

La largeur compactée varie entre 0,6 - 1,00 m pour les rouleaux légers et entre 1,60 - 2,20 m pour le rouleaux lourds. Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

15-17

La fréquence de vibration optimale varie entre 1.200 et 3.000 vibrations/minute (20-50 Hz). La vitesse de travail est de l'ordre de 2 - 3 km/h.

Pour ce type d'engin, le classement est fait sur la base de la charge par unité de génératrice:

- rouleaux très légers: - rouleaux légers: - rouleaux moyens: - rouleaux lourds: - rouleaux très lourds:

Q/L

15 Kg/cm

15 <Q/L 25 Kg/cm 25 <Q/L 35 Kg/cm 35 <Q/L 45 Kg/cm Q/L > 45 Kg/cm

1.200 Les rouleaux utilisés par le projet I-11MO ROUTES (Sovemat Q kg) rentrent dans la première catégorie Q/L 15 kg/cm et sont bien adaptés aux travaux routiers HIMO, car leur rendement est comparable à celui d'avancement journalier du chantier (l 00 mlIj de couche de roulement mise en oeuvre).

Par contre, ils ne sont pas bien adaptés là oi l'on prévoit la construction de grands remblais (H 3m), et lorsqu'il y a des empierrements importants. Dans ce dernier cas mieux vaut utiliser les rouleaux lisses et lourds (8-12 t).

La figure 15.13 illustre les différents effets des rouleaux statiques et vibrants. Notez comment le compactage par le rouleau vibrant pénètre plus profondément dans le sol.

Figure 15.13: Effets des rouleaux statiques et vibrants

I&,:.' Rouleau statique

Rouleau vibrant

/'/aques vibrantes Ce sont des plaques en acier auxquelles est relié élastiquement un moteur qui met en rotation des excentriques transmettant à la plaque une oscillation forcée sinusoïdale. En tenant compte de ce que la valeur maximale de la foite sinusoïdale est supérieure au poids de la plaque, celle-ci se soulève et retombe très rapidement, mettant ainsi le terrain en vibration. Le déplacement de la plaque est fait à la main. La vitesse d'avancement est d'environ I km/h.

Les caractéristiques de ces machines sont variables: les dimensions des côtés de la plaque varient de 30 à 120 cm, le poids va de quelques dizaines de kg à plus de 2 tonnes; tandis que les vibrations à la minute vont de moins de 800 pour les grandes plaques et à plus de 4.500 pour les petites plaques. Bien que dans certains cas l'on obtienne avec les plaques vibrantes un effet de compactage supérieur, celles-ci demeurent moins répandues que les rouleaux vibrants.

15-18

Etudes de sols

Rouleaux mixtes vibrants

Ils sont constitués par l'accouplement d'un tambour lisse vibrant et d'un groupe de 3 ou 4 roues à pneus. On réalise ainsi l'effet appelé "effet synergique" qui est obtenu en faisant travailler les pneus gonflés à haute pression à une distance optimale du tambour en vibration. L'action de compactage des pneus en est facilitée, car les matériaux sont en vibration et présentent une résistance au cisaillement très réduite. Cette action, particulièrement efficace en surface s'ajoute au compactage produit en profondeur par le tambour vibrant. D'après les expériences sur le terrain, ce type de rouleau donne des résultats meilleurs que ceux obtenus en faisant passer séparément le rouleau vibrant et ensuite le rouleau à pneu. Ces types de rouleaux s'adaptent bien à de nombreux types de terrain et dans beaucoup de cas ils arrivent à compacter une couche pouvant atteindre une épaisseur de 1 m, d'une façon énergique et presque uniforme.

COMPACTAGE DE LA PLATE-FORME/CHAUSSEE Le compactage a pour but d'enchevêtrer les pierres les unes dans les autres de manière à réduire les vides au minimum. Ces vides se remplissent d'ailleurs des débris provoqués par la friction des pierres les unes sur les autres. Un arrosage abondant est nécessaire pour contribuer au calage et à la fixa-

tion de la pierraille. En revanche il faut absolument proscriretout répandage de matière d'agrégation avant que le calage ait été réalisé, sinon elle s'interpose en excès entre les pierrailles et l'on obtient un empierrement peu résistant. Il faut commencer le compactage d'un côté de la route et à une extrémité du tronçon prêt pour l'opération. Le rouleau couvrira toute la longueur du tronçon en marche-avant, sur une largeur égale à celle du cylindre. L'engin repassera alors le même tronçon en marche-arrière. Une fois les deux passes iausées, le rouleau entamera une deuxième bande qui devra chevaucher la première de 15 cm du côté de l'axe de la route. Lorsqu'une moitié longitudinale de la chaussée aura été compactée, on commencera sur l'autre côté, du bord extérieur pour ensuite compacter jusqu'au milieu de la route. Une fois le tronçon compacté avec deux passes, on recommencera au point de départ en répétant la même série que préalablement jusqu'à ce qu'on réalise le nombre de passes prévu. Le laboratoire se chargera du contrôle de la qualité du compactage, qui devra atteindre au moins 95 % de l'OPM pour les terrassements et 98 % pour les surfaces de roulement. Pendant le compactage un ouvrier surveille le profil que prend la chaussée au passage du rouleau. Lorsque la pierraille est parfaitement calée, ce que l'on reconnaît lorsqu'un caillou jeté devant le rouleau ne pénètre plus mais est écrasé, l'on répand la matière d'agrégation. Elle forme avec l'eau une boue liquide que l'on brosse sur la partie cylindrée à l'aide de balais de manière à bien remplir les points de la mosaïque. Le compactage avec arrosage et brossage est alors poursuivi. On peut considérer que la matière d'agrégation est complètement incorporée lorsque l'eau d'arrosage ne pénètre plus dans l'empierrement mais s'écoule entièrement à sa surface.

On arrête alors l'arrosage et l'on répand une deuxième couche de matière d'agrégation; enfin l'on fait encore passer le rouleau autant de fois qu'il est nécessaire pour que la prise de l'empierrement soit complète. Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

15-19

La quantité d'eau nécessaire pour le compactage varie entre 1/3 - 1/4 du volume de la pierraille mise en oeuvre soit environ 25 - 30 11m2. Le nombre de passes d'un rouleau en un môme point de l'empierrement est

fort variable. 11 dépend de plusieurs facteurs: nature des matériaux utilisés, épaisseur de la couche de roulement, poids du rouleau, époque du cylindrage. Le compactage doit ôtre beaucoup plus fmi en saison sèche qu'en saison des pluies parce que la sécheresse est plus préjudiciable à la bonne tenue de la couche de chaussée peu après sa construction. Le tableau 15.5 donne à titre indicatif le nombre de passes requises pour les différents types de rouleaux / matériaux. Tableau 15.5: Tableau indicatif des rouleaux et les matériaux correspondants Vitesse opti-

Type de rouleau

male de roulement (km/h)

Matériaux cohésifs

Matériaux granuleux et d bonne granulometrie

E(mm)

Emm)

125 125 150

225

150

125 150 175 225

300 350 400 450

4 4 4 4

125 125 125 150 150 175

12 10 10 8

75 75 125

16 12 12

Rouleau lisse masse/m largeur (kg)

2.100-2.700 2.700 - 5.400 plus de 5.400 Pieds de mouton massefm largeur (kg) plus de 4.000

2,5 - 5,0

4- 10

Compacteur pneumatique masse par roue 1.000- 1.500 1.500 - 2.000

2.000 -2.500

2.500-4.000 4.000 - 6.000

1,6 - 24,0

6.000-8.000 8.000- 12,000 plus de 12.000

4 4

8 8

Compacteur vibrant masse/m largeur (kg)

270-450

maI

450 - 700

approprié

700- 1.300

100 125

150

4 4 4 4

1.300 - 1.800* 1.800 - 2.300

0,5 -2,5

2.300-2.900

175

2.900 - 3.600 3.600 - 4.300 4.300 - 5.000 plus de 5.000

200 225

250 275

4 4

150 150 175

200 225 250 275

4 4 4 4 4 4

Sovemat T85 E = épaisseur maximale de la couche compactée (mm) N = nombre de passes (par passe on entend le mouvement du compacteur dans une direction)

Sur le chantier, le contrôle se fera généralement sur la base du nombre de passes du rouleau concerné sur une surface donnée, dont l'épaisseur de la couche et les matériaux sont connus. Le cadre surveillant pourra toutefois inter15-20

Etudes de sols

venir pour exiger qu'on effectue des passes supplémentaires au cas oû il ne serait pas certain que la teneur en eau soit correcte, ou qu'après plusieurs passes la surface paraisse encore spongieuse.

MATRICULE ROUTIERE Le tableau 15.6 montre un exemple de matricule routière utilisée par le Projet HIMO ROUTES. Elle se divise en trois parties: - études; - aménagement; - contrôle.

Etudes Dans cette section sont reportées les caractéristiques de la plate-forme et du gisement meuble en ce qui concerne:

o le pourcentage de fines (% fines < 0,08); o la valeur de la limite de liquidité (WL) et l'indice de plasticité (IP); o l'humidité optimale (W0,) et le contenu d'eau naturel (W); o la densité maximale ('Yd maxi); o le CBR à 4 jours d'imbibition et le pourcentage de gonflement; o la classification LPCLHRB; o la puissance du gisement meuble.

Aménagement Dans cette section est indiqué le type de chaussée envisagée. Dans le cas de l'exemple, il s'agit d'une couche de roulement de 15-20 cm d'épaisseur.

Contrôle Dans cette section sont reportés les résultats des mesures de laboratoire fai-

tes sur le chantier lors de la réalisation de la plate-forme d'une part et de la chaussée d'autre part. Il s'agit: o du contenu d'eau naturel (W); o de la densité obtenue sur place (?d situ); o de la compacité (rapport entre le y ,, et la Yd maxi) o du type de compacteur utilisé et du nombre de passes.

Comme on peut le constater la compacité de la plate-forme et de la chaussée respecte les normes requises (95 % de l'OPM).

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

15-21

Tableau 15.6: Matricule routière 3 AVARABOHITRA

POINTS KILOMETRIQUES

REPERE GEOGRAPHIE

"r'

Planimétrie Altimétrie

Profil en travers

"2" J

GEOLOGIE GENERALE Zone homogène PF N° ... / Nature

LA. rougeâtre 1/LAR

%fines<0,08 PLATE-FORME

W, / IP

70/19

w0), / W,,.,,r

27,3/30,1

YduAXIMLTM

15,8 1//0,81 LtA6

BR à 40,7 % gonflement Classification LPC/HIRB Compacité IC % N° gisement / nature Situation I Axe % fines <0,08 GISEMENT

w, / IP

MEUBLE

Wopu / WsAer

Scories basaltiques (PK: 3 + 100.) utilisé 60 n,)

N°1

c.a .36

63/12 23,1 19,9

CBR à 40,7 % gonflement Puissance en m3 Situation / Nature LA

GISEMENT ROCHEUX

28 2300

Puissance en m3 OUVRA 0E El'

litai initial

ASSAJ7VISSXItf

Reprofilage

TERRASSEMENT

Leger Lourd

Remblai Déblai - Purges

ASSAINISS

OUVRAGE D'ART

Gauche Droite Buse Dalot Radier R Pont Couche de roulement Cloutage Mélange Traitement Autres

CHAUSSEE

Largeur(m)

W,.,,5. / Wcp',, PLATE-FORME

55flj / 'jd Msxi

Compacité IC %

CompacteurlNbpasses

6,0

6.0

6,0

23,4 27,3

24.127.3

23.0 27,3

22.727.3

21,825,5

15.0I'15,8

14,33 15.8

14,33 15.8 92

15,0115,8 95

15,01 16.2 95

lSVVbJvt4T

IN° gisement utilisé

N°3

Epaisseur/Largeur

13.1/1.0

13,6 4.0

16,44,0

15.04.0

1,94.0

155m' 'fiu,xu Compacité IC % Compacteur I Nb passes Cloutage Chaux Traitement Autres Yd

CHAUSSEE

F osse

13,1 13,9

13.613,9

16,4 13,9

15,0,15,9

16913,9

18,9019,9

18,519,9

18,90 19.9

18619,9

sovgj,itr

OBSERVATIONS

15-22

Etudes de sols

Etudes de sols pour les ouvrages RECOMMANDATIONS GENERALES L'étude des sols de fondation et des matériaux de construction a, de tout

temps, constitué une partie importante de l'étude des ouvrages d'art. Le poids du trafic, du tablier, des culées et des piles est porté par les sols suppor-

tant les culées et les piles. En vue de bien concevoir les fondations, l'ingénieur est obligé de déterminer la nature et la localisation des différents types de sols qu'on trouve sur le site de l'ouvrage jusqu'aux profondeurs contenant des couches suffisamment solides pour supporter ces charges mentionnées cihaut et la butée de la terre des rampes d'accès sans déformations significatives. Cette information est obtenue par l'analyse d'échantillons prélevés grâce à

des puits de reconnaissance ou des sondages couvrant la totalité du site en question et par des essais portant sur la densité, la plasticité et la compressibilité et la résistance au cisaillement.

De plus, la nature et le niveau de la nappe phréatique peuvent avoir une influence sur la conception de l'ouvrage et de ses travaux annexes.

Il est toujours conseillé d'examiner les déblais ou les zones d'emprunts existants dans les environs de l'ouvrage dans la mesure où ils peuvent révéler différents types de sols et de rochers. De plus, des bâtiments, des digues ou

d'autres infrastructures peuvent avoir un passé de tassement à cause de la présence de sols très compressibles ou instables. Dans la préparation d'un programme de reconnaissance, il faut aussi tenir

compte de l'importance des travaux. Si l'ouvrage prévu est d'un prix peu élevé, le cadre du bureau d'études ne peut se permettre d'inclure dans son programme d'étude qu'un nombre limité de forages de reconnaissance et quelques essais de laboratoire. On devra alors suppléer au manque de données précises sur le sous-sol en introduisant dans les calculs un généreux facteur de sécurité. Par contre, lorsqu'on doit entreprendre des travaux de même nature sur un sol analogue, mais cette fois à plus grande échelle, le coût d'une reconnaissance du sous-sol est généralement faible en comparaison des économies auxquelles elle peut conduire sur le projet, ou en comparaison des dépenses

qu'entraîneront la ruine de l'ouvrage au cas où les hypothèses de calcul se révéleraient fausses.

En ce qui concerne la question du choix de l'opérateur chargé de l'étude des sols, il dépendra également de l'importance de l'ouvrage. Pour des ouvrages à faible coût, un ingénieur peut employer de la main-d'oeuvre locale pour creuser les trous de reconnaissance ou utiliser des tarières. Pour des ouvrages plus importants, il est conseillé de la sous-traiter à une institution spécialisée offrant des facilités d'ensemble: sondages, prélèvement d'échantillons, tests in situ, essais de laboratoire et analyse géotechnique. L'ingénieur, responsable du projet, doit suivre et contrôler les sondages effectués par ces compagnies spécialisées et demander des sondages ou tests additionnels si nécessaire, mais toujours quand les activités de terrain sont encore en cours.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

15-23

RECONNAISSANCE GEOTECHNIQUE

Méthodes de reconnaissance Ce paragraphe doiine un aperçu des méthodes suivantes:

o puits de reconnaissance o forage à la tarière o forage par percussion o forage rotatif Les deux premières méthodes sont appropriées pour des ouvrages de petite dimension, tandis que les deux autres exigent l'intervention des compagnies spécialisées. La description des différentes méthodes est sommaire uniquement pour rappeler à l'ingénieur les principes de base et les limitations de chaque méthode.

La réalisation de puits de reconnaissance, d'au moins 1 m carré au fond, est une méthode simple et à faible coût pour l'exploration des couches se trouvant juste en dessous du terrain naturel. Cette méthode donne des informations excellentes sur les conditions souterraines jusqu'à une profondeur maximale de 5 m et permet à l'ingénieur d'obtenir une bonne indication sur la

stratification du sol. En dessous de 1,5 m les parois du puits doivent être étayées dans les sols peu cohérents ou on doit l'excaver à un angle plus convenable.

Normalement, on n'a pas besoin de pomper dans les trous creusés dans des sols cohérents au-dessus de la nappe phréatique. Il est conseillé de les laisser ouvert pendant une certaine période pour détecter, sur les parois du puits, des lignes d'infiltTation d'eau afin de déterminer le niveau de la nappe phréatique. Dans les sables fins il pourrait être nécessaire d'assécher le puits à l'aide d'une pompe. Ce sera plus difficile dans les sols gravelo-sableux dans lesquels il faut appliquer les techniques de forage.

Le forage à la tarièreest réalisé en faisant tourner cet outil dans le sol de façon qu'elle ne s'enfonce que sur une petite profondeur; puis en la retirant avec le sol qui y adhère. On extrait le sol de la tarière pour l'examiner. On redescend ensuite la tarière dans le trou et on la fait tourner à nouveau. Quelques types de tarière utilisés pour extraire le sol d'un fond d'un forage sont montrés ci-contre. Quand le trou se déforme soit par resserrement, soit par éboulement des parois, ce qui empêche l'introduction de la tarière, on doit le munir d'un tubage dont le diamètre intérieur est un peu plus grand que le diamètre de la tarière. Il n'est pas possible d'exécuter des forages à la tarière dans les sables qui se trouvent au-dessous de la nappe parce que le matériau n'adhère pas à la tarière, et dans les sols avec trop de pierres ou roches. Le diamètre du tubage pour les trous profonds creusés à la tarière est généralement de 102 mm. Pour des sondages plus profonds (plus de 5 m), on a recours aux techniques classiques de forage utilisées essentiellement pour fournir de l'eau potable aux villages et qu'on adapte aux besoins des études de sol. Le forage par percussion est approprié pour des sols et des rochers friables. Le diamètre du 15-24

Etudes de sols

tubage varie entre 150 mm et 300 mm pour une profondeur maximale de 60 mètres. Pour d'autres conditions du terrain, il y a un grand choix de derricks rotatifs de puissance et de poids variés.

Etendue de la reconnaissance L'étude des sols devrait préciser les limites des différentes couches de sols, de rochers et de la nappe phréatique couvrant la totalité du site, d'en examiner l'homogénéité et de situer les formations, qui, par leur nature, seraient susceptibles de nuire à la stabilité de l'ouvrage. Des essais de résistance sont requis dans les sols qui seront sollicités par l'ouvrage. Ces essais devraient être eftotués en dessous du niveau de fondation ou en dessous de toutes les couches qui ne conviennent pas pour les fondations, à une profondeur égale à 1,5 fois la largeur prévue de la fondation, sauf si on atteint la couche solide du rocher. Il faut faire attention qu'il ne s'agisse pas d'un rocher isolé. Normalement, trois forages par culée sont requis. On peut réduire ce nombre pour les piles si on a une idée claire des différentes couches et de leurs caractéristiques.

Prélèvement d'échantillons Le choix de la technique de prélèvement dépend du but pour lequel l'échantillon est requis et de la nature du sol. Il y a quatre techniques de prélèvement d'échantillons:

o des échantillons remaniés prélevés par outils de forages; o des échantillons au carottier chaque fois que le forage atteint une nouvelle couche;

o des échantillons à l'aide de derricks rotatifs; o des échantillons en forme de bloc découpé dans le puits de reconnaissance. Les échantillons des trois dernières techniques sont suffisamment intacts

pour en déduire la structure des sols. Le tableau 15.7 indique le poids d'échantillons requis pour permettre les essais en laboratoire: tests d'identifica-

tion, la granulométrie, les limites d'Atterberg, la teneur en eau et d'autres tests utiles. Il faut toujours prendre soin des échantillons pour qu'ils restent aussi intacts que possible. Ils devraient être étiquetés et emballés proprement. L'étiquette doit indiquer le nom du site, le numéro du puits (ou forage), la date du prélèvement, une description succincte et la profondeur (par rapport à la cote du terrain naturel) en haut et en bas de l'échantillon. Tableau 15.7: Poids d'échantillons requis pour les essais en laboratoire

Type de sol Argiles, limons et sables Graviers fin ou moyen Graviers gros

Poids requis 2 kg 5 kg

20kg

ESSAIS MECANIQUES DES SOLS L'annexe présente les bases sur lesquelles les sols sont classifiés pour des buts d'ingénierie ainsi que les abréviations couramment utilisées. En ce qui concerne la classification des sols, les laboratoires nationaux utilisent souvent la classification américaine et/ou française. Des essais in situ et en laboratoire Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

15-25

doivent être effectués selon les méthodes en vigueur dans le pays. Ces essais comprennent l'analyse par tamisage pour les sols pulvérulents, limites de liquidité et de plasticité pour des sols cohérents, essais de densité, de résistance et d'acidité. Quelques valeurs présumées de résistance des sols figurent dans le module "Ponts: conception des culées, piles et fondations", mais de toute façon il est fortement souhaitable que les essais soient effectués partout où des équipements de laboratoire et de sondage sont disponibles. Les tests in situ peuvent comprendre la mesure de la densité, les essais de résistance à la pénétration (pénétromètre dynamique, pénétromètre statique, S.T.P.) et le scissomètre de chantier. La résistance des sols pulvérulents est estimée par l'essai qu'on appelle souvent par son nom anglo-saxon "Standard Penetration Test" utilisant un derrick à percussion et un carottier (voir fig. 15.14). C'est un des essais géotechniques in-situ les plus anciens pour l'étude des sites de fondations. La valeur N qu'on obtient est utilisée directement dans les calculs (voir module "Ponts: conceptions des culées, piles et fondations"). Cette valeur correspond au nombre de coups (de battage) nécessaires pour enfoncer le "carottier" de 300 mm dans la couche en question sous une énergie de percussion connue. Aux Etats-Unis on a normalisé le mouton (63 kg) et la hauteur de chute (76 cm). Le tableau 15.8 donne la corrélation entre les valeurs N et la densité des sols grenus. Il permet également d'obtenir des échantillons remaniés indicatifs des couches traversées. Tableau 15.8: Corrélation entre N et la densité des sols grenus

Valeur de N Moins de 10 Entre 10 et 30 Entre 30 et 50 Plus de 50

Densité relative faible

moyennement dense dense très dense

Le sondage au pénétromètre dynamique consiste à faire pénétrer dans le sol, par battage, une pointe métallique de section déterminée, portée par un train de tiges et à mesurer l'énergie nécessaire à leur enfoncement sur une profondeur déterminée. C'est un test facile à mettre en oeuvre et rapide, utilisé dans des sols pulvérulents qui donne une idée qualitative de la succession des couches.

L'essai de pénétration au cône (C.P.T.) consiste à enfoncer, à vitesse lente et constante et à l'aide d'un vérin, un train de tubes terminé à sa p3rtie inférieure par un cône. On mesure la résistance au cône et le frottement latéral. Le C.P.T est particulièrement adapté pour toutes les gammes d'argiles molles à très molles.

Tous ces tests pénétrométriques permettent de déterminer la qualité des couches traversées, la côte des horizons résistants et l'homogénéité ou l'hétérogénéité du site. Le scissomètre permet d'avoir un ordre de grandeur de la cohésion non drainée du sol et est l'essai dé référence pour l'étude de stabilité des ouvrages

sur sols mous. On utilise un moulinet cruciforme, auquel on applique un 15-26

Etudes.de sols

moment de torsion, qui cisaille le sol suivant une surface cylindrique circonscrite au moulinet. En laboratoire, on utilise des essais de cisaillement à la boîte ou des essais triaxials pour déterminer la résistance au cisaillement du sol. II arrive que le sol ou les eaux souterraines contiennent des éléments chimiques capables d'attaquer le béton et l'acier. Les principaux éléments qui sont à l'origine de la détérioration du béton sont des sulfates qu'on retrouve dans les argiles, et des eaux acides. Deuxièmement dans les régions côtières, la salinité des eaux souterraines peut s'approcher de celle de l'eau de mer. Il existe des tests en laboratoire pour estimer l'agressivité des sols et des eaux souterraines sur le béton, comprenant la détermination du PH et la teneur en sulfate.

Malgré tous les essais, il est parfois très difficile de bien spécifier les conditions de fondation avant que toutes les tranchées soient excavées. Pour cette raison, l'ingénieur devrait être prêt et capable à tout moment de revoir ses plans si des conditions de sol inattendues ou différentes se révèlent lors des déblais.

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15-27

Figure 15.14: Essais mécaniques des sols 32.2 mm

19.8 mm

036 mm

45.0 mm

Manchon de frottement

900

22.8 mm Jupe

Angle au sommet

90°

Pénétromètre statique

Pénétromètre dynamique

Pénétromètro au cône

(Carottier du SPT)

(Pénétromètre Borro)

(CPT - pointe hollandaise

15-28

Etudes de sols

Figure 15.15: Essais pour déterminer la résistance au cisaillement des sois

Tige de transmission

øcontrainte normale

Piston

Demi-boîte supérieure (fixe)

Plan de cisaillement ________________

Drainage

Demi-boîte inférieure mobile

Scissomètre de chantier

Essais en laboratoire de cisaillement à la boîte

Annexe Fig. 15.16

Tab. 15.9 Tab. 15.10 Tab. 15.11 Tab. 15.12 Tab. 15.13 Fig.

15.17

Classification de laboratoire des sols fins - Diagramme de plasticité Classification des sols grenus Classification rapide des sols grenus Classification rapide des sols fins Représentation graphique et abréviations courantes Classification américaine des sols Exemple d'une courbe granulométrique (grave argileuse)

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

15-29

Figure 15.16: Classification de laboratoire des sols fins - Diagramme de plasticité.

Argiles très plastiques At

-J

Limons très plastiques

Argiles très plastiques 20

Sols organiques très plastques

Li .nsL .lsogan!ues

peu plastiques 0p j

o 0

100

Limite de liquidité WL

15-30

Etudes de sols

Tableau 15.9: Classification des sols grenus

CLASSIFICATION DES SOLS GRENUS (plus de 50 % des éléments > 0,08 mm)

Définitions

Conditions

Symboles

Appellations

D10

E E

(D30)2

etCc_DD

compris entre 1 et 3

d' E A E

grave propre bien graduée

grave propre mal graduée

Une des conditions de Gb non satisfaite

Limite d'Atterberg au-dessous de A

grave limoneuse

Limite d'Atterberg au-dessus de A

grave argileuse

I e

E E

D10

E E 00

etC

(D30)2

D10 xD60

compris entre 1 et 3

Une des conditions de Gb non satisfaite

Limite dAtterberg au-dessous de A

Limite d'Atterberg au-dessus de A

E E o

'è

sable propre bien gradué sable propre mal gradiié

sable limoneux

è"

sable argileux

Lorsque la fraction d'éléments < à 0,08 mm est> 5% et < 12 %, on utilise un double symbole

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15-31

Tableau 15.10: Classification rapide des sols grenus

CLASSIFICATION RAPIDE DES SOLS GRENUS PROCEDURE D'IDENTIFICATION SUR CHANTIER éléments> 60 mm exclus; poids des fractions estimé 2

E 00

AE c'1

E E 00

SYMBOLES DESIGNATION géotechnique 5

Tous les diamètres de grains sont représentés, aucun ne prédomine

Grave propre bien graduée

Une dimension de grains ou un ensemble de dimensions de grains prédominent

Grave propre mal graduée

Les éléments fins n'ont pas de cohésion

Grave limoneuse

Les éléments fins sont cohérents

Grave argileuse

Tous les diamètres de grains sont représentés, aucun ne prédomine

Sable propre bien gradué

Une dimension de grains ou un ensemble de dimensions de grains prédominent

Sable propre mal gradué

Les éléments fins n'ont pas de cohésion

Sable limoneux

Les éléments fins sont cohérents

Sable argileux

r/)

(I)

E E 00

EV)

-u .

-u

15-32

Etudes de sols

Tableau 15.11: Classification rapide des sols fins

CLASSIFICATION RAPIDE DES SOLS FINS

SYMBOLE PROCEDURE D'IDENTIFICATION SUR CHANTIER (poids des fractions estimés) Détermination de la plasticité sur chantier Consistance Résistance à Agitation sec 2 3 4a 4b 4c 5

E E

Rapide à lente

Nulle

Limons peu plastiques

Nulle à lente

Moyenne

Moyenne à grande

Argiles peu plastiques

Lente

Faible

Faible à moyenne

Limon et argile organiques peu plastiques

Lente à nulle

Faible à moyenne

Limons très plastiques

Nulle

Grande

Grande à très grande

Argiles très plastiques

Nulle à très lente

Faible à moyenne

Moyenne à grande

Limon et argile organiques très plastiques

Tourbes et autres sols très organiques

o I

CI)

E ce

DESIGNATION géotechnique

Les matières organiques prédominent

Reconnaissable à l'odeur, cou eur sombre, texture fibreuse, faible densite humide

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15-33

Tableau 15.12: Représentation graphique et abréviations courantes

CI)

C-

0 .0

n o

c'a

Tout vanant graveleux

%F<15

Gros sable

%F'(25

Sable moyen à fin

%F< 10

c,1

)J_,

(

V .,/4._ ., ., 4././

Y ;/?.-/.

SA SA (Tp)

IP <5

A-l-b A-3

IP< 10

A-2-4

IP lOà2Cl

A-2-6

IP> 20

A-2-7

A-4

Limon sableux

IP< 10

Limon argileux

1P lOà2O

A-6-

LA (Tp)

Limon argileux très plastique

IP >20

A-7-

Argile sableuse

IP<20

A-6-b

I, II IIII

Argile limoneuse

Argile

+±+

_l_±+++ +

RA '

IP20à30 A-7-b IP>30

A-7-c

-SOLSRoche saine Roche altérée

15-34

Sable ou graveleux limoneux Sable ou graveleux argileux Sable ou graveleux argileux très plastique

A-l-a

Classification HRB "aménagée"

Dénomination géotechnique

Hachures

Roche décomposée type "arène" Roche très décomposée limono-argileux

Terre végétale 'C-1,1 Micacé

teneur en eau W WL limite de liquidité IP indice de plasticité trés plastique TP F : fines, passant au tamis 0,08

ES. : équivalent sable

Etudes de sols

t. E

If)

N E

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II C/D

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E,.9

If)

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E E

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96 Ed .

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

15-35

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w -j

E C')

E CC

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15-36

C')

E E

Etudes de sols

16 MISE EN OEUVRE DES DIFFERENTS MATERIAUX LOCAUX DE CONSTRUCTION

Objectifs didactiques du module o Sensibiliser les concepteurs à l'utilisation de matériaux locaux o Donner quelques astuces pour la conception o Attirer l'attention sur certains aspects de leur mise en oeuvre o Fournir une liste de références pratiques

Contenu du module o Justification de l'utilisation de matériaux locaux o Domaines d'application et mise en oeuvre de matériaux rocheux o Domaines d'application et mise en oeuvre du bois de construction o Domaines d'application et mise en oeuvre des gabions

Introduction Ce module décrit les domaines d'application et la mise en oeuvre des principaux matériaux locaux utilisés pour les ouvrages d'assainissement, les ouvrages de franchissement et la lutte contre l'érosion. Bien que dans les modules précédents on ait signalé l'existence de matériaux locaux chaque fois qu'utile, ce module-ci récapitule plus systématiquement les principaux matériaux locaux utilisés dans le secteur des routes rurales non revêtues. Il est probable que ce cours doit être adapté à chaque pays et qu'à l'intérieur des pays il y a des différences régionales. Le but de ce module est de sensibiliser le concepteur à l'utilisation de matériaux locaux, à mieux comprendre les avantages et les inconvénients de chaque type de matériaux, leurs domaines d'application et les principes clés de leur mise en oeuvre.

Il se limite aux matériaux utilisés pour la construction des petits ouvrages d'assainissement, des ouvrages de franchissement qu'on retrouve sur des routes rurales non revêtues et la lutte contre l'érosion. La sélection des matériaux pour la construction de la plate-forme ou de la couche de roulement a été déjà

abordée abondamment dans le module 'Choix et dimensionnement d'une route rurale".

Les ouvrages de franchissement et les petits ouvrages d'assainissement ainsi que les fossés maçonnés sont généralement les éléments les plus coûteux de la construction d'une route. Par conséquent, il est fortement conseillé de Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

16-1

prendre soin de leur conception et de les adapter aux conditions locales. L'utilisation des matériaux locaux s'avère souvent plus économique que des matériaux importés et est techniquement équivalente ou meilleure. De plus, ils génèrent de l'emploi direct lors de la construction, de l'emploi indirect lors de la fabrication des matériaux et de l'emploi induit grâce à l'injection monétaire en milieu rural. On se limite dans ce module aux trois types de matériaux: les produits de roche, le bois et les gabions dont l'usage est répandu dans le secteur des rou-

tes rurales. L'utilisation d'autres matériaux locaux, leurs avantages et inconvénients sont décrits dans un module intitulé "La conception et les matériaux locaux" faisant partie des modules développés dans le domaine des bâtiments "Conception et études des bâtiments" par le BIT. Les matériaux locaux qui sont traités dans ce module sont: les liants, les bétons, la terre, les briques en terre cuite, autres matériaux de construction en terre cuite, les tuiles en fibrociment. Puis, une autre série de modules est consacrée aux revêtements pavés.

Matériaux rocheux DESCRIPTION La roche est une des premières sources de matériaux de construction. L'exploitation d'une carrière et la fabrication de matériaux de construction à partir de la roche peut être une activité à haute intensité de main-d' oeuvre. Les géologues distinguent divers types de roches, chaque roche a des qualités différentes qui déterminent l'utilisation qu'on pourra en faire. On divise les roches, d'après leur origine, en trois groupes principaux: les roches sédimentaires ou exogènes (formées à la surface, par diagenèse de sédiments); les roches éruptives ou magmatiques, qui cristallisent à partir d'un magna, en profondeur (roches plutoniques) ou en surface (roches volcaniques); les roches métamorphiques, qui résultent de la transformation de roches préexistantes par le métamorphisme. Les roches éruptives et métamorphiques, qui se forment ou ont leur origine en profondeur, sont parfois qualifiées de roches endogènes.

Roches granitiques Parmi les roches magmatiques, les roches granitiques sont des roches très courantes et en général très adaptées à une utilisation comme matériau de construction. Souvent très dures parce que cristallines, elles sont utilisées pour la production de pavés, pour la production de moellons taillés pour la maçonnerie d'ouvrages d'assainissement (fossés maçonnés, dalots, etc).

Basalte Le basalte est également une roche issue du magma comme les roches granitiques mais au lieu d'être acides, les basaltes sont des roches basiques. Les basaltes connaissent des utilisations analogues aux roches granitiques.

Roches calcaires Les roches calcaires sont des roches sédimentaires produites par la compression des squelettes calcaires d'organismes vivants, elles sont composées principalement de carbonate de calcium. Suivant l'origine, on en connaît des 16-2

Mise en oeuvre des matériaux locaux

formes très différentes, en particulier la dureté de ces roches varie de très dur (comme le marbre) à très tendre (la craie). Les utilisations varient donc aussi fortement suivant la nature du gisement.

Grès Les grès sont également des roches sédimentaires produites par la compression et la cimentation de couches sableuses. La cimentation peut être causée par la silice, des carbonates de calcium ou des oxydes de fer. Suivant les transformations subies, la nature de ces roches peut être très différente: de relativement dur quand les grains sont fins et bien cimentés à friable quand les grossiers sont peu cimentés entre eux.

Schistes Parmi les roches métamorphiques, les schistes sont produits par la compression de couches épaisses d'argile. Du fait de l'activité tectonique cette compression s'accompagne souvent de glissements qui produisent des fines couches appelées schistosités. Les schistes peuvent donc être débités facilement en plaques ce qui les rend utilisables comme revêtement de toitures.

Carapace latéritique La latérite est en fait une sorte de sol plutôt qu'une roche. C'est le produit final d'une intense érosion tropicale des roches primaires. La latérite consiste principalement en oxydes de fer et d'aluminium qui ont la propriété de durcir quand exposés à l'air libre. Même dans des régions pauvres en gisements rocheux on arrive à trouver des matériaux similaires. Ainsi en Afrique équatoriale se forment dans certaines conditions des couches de latérite dont parfois la partie supérieure est cimentée par des oxydes de fer et d'aluminium. Dans certains pays, cette carapace latéritique est exploitée pour la fabrication de moellons utilisés pour la maçonnerie.

Corail Dans certains pays le corail fossile ou vivant est exploité pour la construction de couches de chaussées, pour la fabrication de logements et pour la lutte anti-érosive comme matériau de remplissage de gabions. Les méthodes d'exploitation des roches varient d'une carrière à une autre et dépendent des caractéristiques des roches. Il y a deux approches fondamentalement différentes. Quand il s'agit de roches de valeur avec un lit régulier, une approche pierre par pierre peut être utilisée: la pierre est coupée directement dans le lit principalement avec des outils à main assistés éventuellement par des explosifs. L'opération est intensive en main-d'oeuvre et occasionne peu de pertes. La méthode alternative utilise des explosifs à grande échelle afin de produire de grandes quantités de blocs de roche de dimensions différentes. Ces blocs sont alors travaillés avec des outils à main. Cette méthode cxe de grandes quantités de chutes qui peuvent être utilisées dans la fabrication de graviers. Les méthodes de débitage et de définition peuvent également varier de très intensives en main-d'oeuvre à très mécanisées.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

16-3

Photo 16.1: Revêtement des rives dun oued par un perré maçonné en moellons latéritiques (Projet BIT à Kaya au Burkina Faso)

É'

'-* -I

4 -

DOMAINES D'APPLICATION Dans le domaine routier, l'utilisation des matériaux rocheux est très répandue. On se limite ici aux ouvrages d'assainissement, ouvrages de fran-

chissement et à la lutte contre l'érosion. Il s'agit essentiellement de la maçonnerie de moellons. Les principaux avantages des matériaux rocheux sont:

o sa dureté et donc sa durée de vie très longue; o sa mise en oeuvre est souvent bien maîtrisée par des maçons locaux et ne nécessite que des outils simples;

o son esthétique. L'inconvénient est que les matériaux rocheux pèsent très lourd d'où le coût de transport s'élève très vite avec la distance de transport. On pnférem donc des roches locales même si celles-ci ne présentent pas toujours les qualités maximales.

16-4

Mise en oeuvre des matériaux locaux

Les domaines d'application les plus courants dans le secteur des routes rurales sont;

o pour les petits ouvrages d'assainissement: fossés mnçonnés, caniveaux et dalots avec fond, murs latéraux, murs de tte, murs en aile et radiers en maçonnerie de moellons, seuils en blocages dans les fossés; o pour la construction de ponts: fondations, murs de front, murs en aile des culées et piles en maçonnerie de moellons; o la construction de pônceaux en voûte; o la construction de radiers en maçonnerie de moellons et leur protection en amont et en aval; o défense contre l'érosion: murs de soutènement en maçonnerie de moellons pour stabiliser les talus ou pour lutter contre les éboulements, perrés pour protéger les berges contre le courant d'eau ou blocages posés autour des culées et des piles (voir module "Lutte contre l'érosion").

Les travaux en gabions avec comme matériau de remplissage la pierraille font également partie des produits dérivés à partir de la roche. Comme c'est une technique à haute inten'sité de main-d'oeuvre, elle est décrite plus en détail dans le dernier chapitre de ce module. Puis, le gravier est un autre produit fabriqué à partir de la roche. On peut distinguer le gravier roulé produit par l'action mécanique dans les rivières et le gravier concassé produit artificiellement soit dans des installations de concassage soit, comme dans certains pays en utilisant des techniques intensives en main-d'oeuvre par le débitage à la main. Le sable de concassage est un sous-produit de la production de gravier. Le sable de concassage est utilisé dans les régions où on ne trouve pas de sable de rivière ou de gisements. Par exemple aux Comores, le sable de carrière est préféré au sable de mer puisqu'on ne trouve pas de sable de rivière.

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16-5

Photo 16.2: Pile dun pont en maçonnerie de moellons construit dans la région de Fianarantsoa (projet FID)

CONCEPTION ET MISE EN OEUVRE La pierre naturelle est le matériau de construction le plus durable, mais dans certaines conditions des dégradations peuvent se produire. La meilleure méthode d'utilisation des pierres naturelles est de choisir une pierre appropriée, de la protéger en utilisant une conception adéquate et de l'entretenir régulièrement. On peut assembler les moellons de différentes manières: à sec, avec du mortier, en employant des moellons de toutes formes ou en plaçant régulièrement des blocs bien taillés.

La maçonnerie à sec Pour les ouvrages simples et peu résistants, les moellons peuvent être posés sans mortier (Exemple: perré, mur de soutènement). On choisit de préférence des moellons de forme régulière. Les moellons sont calés solidement avec des éclats de pierre au fur et à mesure de la construction, tout en laissant le moins possible de vides entre eux. Cette solution est économique mais demande une grande habilité.

La maçonnerie àjoints de mortier Le mortier sert à coller les moellons entre eux et à augmenter la résistance de la maçonnerie. Le mortier est un mélange d'un liant, de sable et d'eau. On peut faire recours à différents types de liants, mais le plus souvent, du ciment dans des dosages normalisés est utilisé, en particulier pour les ouvrages d'art.

16-6

Mise en oeuvre des matériaux locaux

Le choix des matériaux, les outils, les différents types d'appareillages, les règles de maçonnerie comme la protection de la maçonnerie pendant le durcissement du mortier et contre la pluie sont sujet du Fascicule N° 2 - Maçonne-

rie de moellons - publié par le BIT dans le cadre des Programmes Spéciaux de Travaux Publics (PSTP) comme aide-mémoire de formation à l'usage des travailleurs des PSTP.

Bois DESCRIPTION Le bois a été un matériau de construction traditionnel depuis les temps les plus reculés. Pourtant, l'utilisation première du bois est le combustible; en effet les statistiques de la FAO montrent que 80% du bois est utilisé ainsi. Comme une surexploitation conduit à endommager l'environnement d'une façon irréversible il y a une forte tendance, sous l'influence des environnementalistes, d'abandonner l'utilisation du bois. Pourtant le bois est une ressource renouvelable, et une bonne gestion de cette ressource permet de bénéficier d'un matériau de bonne qualité pour la construction. Cette ressource n'est pas distribuée uniformément sur le globe mais là où elle est disponible elle constitue souvent un matériau de construction traditionnel. Le bois de construction est classé couramment en deux groupes - bois dur et bois tendre. Normalement, le bois dur est plus fort et plus durable et donc plus apte comme matériau de construction, mais ceci n'est pas toujours le cas. Scier, percer ou clouer de bois dur très dense peut poser des problèmes, tandis que des espèces comme par exemple le camphre sont connues pour avoir une sève qui réagit avec l'acier, corrodant les clous et les boulons. Un guide pratique pour la résistance du bois est donné par sa densité qui à son tour est relative à la fmesse des grains et la croissance, indiquée par la distance entre les anneaux de croissance. Plus vite un arbre pousse, moins il est dense et donc moins résistant ou durable. En général, des espèces qui ont une densité plus élevée sont plus résistantes, mais la résistance d'une pièce individuelle dépend aussi du nombre de noeuds, fentes et autres défauts. Les espèces de bois qui peuvent être utilisés comme élément portant d'un ouvrage sont données à titre indicatif dans le tableau 16.1, Cette liste n'est pas exhaustive et il existe dans la plupart des pays des tables d'utilisation qui dépendent des bois disponibles et de leurs caractéristiques. Le bois peut être utilisé sous la forme de troncs, ce qui constitue une utilisation économique, ou sous la forme de bois scié. Dans la plupart des pays, le bois scié existe dans des dimensions normalisées.

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16-7

Tableau 16.1: Espèces de bois se prêtant pour la construction

Groupe A - Bois durs et lourds Groupe B - Bois durs plus légers Densité comprise Densite*>650kg/m entre 420 et 650kg/m3 - Jarrah - Karri

- Teck - Iroko

- Azobé

-Yang - Bilinga - Sapele - Assamela

- Eucalyptus marghata - Eucalyptus diversicolor - Tectona grandis - Chlorophora excelsia - Lophira elata

-Méranti - Acajou d'Afrique - Doussié

- Dabéma/ dahoma - Padouk

- Shorea - Khaya ivorensis,

Groupe C - Bois tendres .

Dens ité*<42OkgIm

- Cèdre - Cyprès

- Cedrus - Cuppressus

-Pin d'Orégon

- Psewdatsuga taxiflora

anthotheca

- Afzelia - Piptadeniastrum afrcanum - Pterocarpus anyolensis

- Dipterocarpus - Nauclea diderrichii - Entandrophragima cylindricum - Pericopsis elata

ou Douglas - Pin de Paiana

- Araucaria

- Pitchpin

angustifolia -Pinus Caribaea

- Pin Sylvestre

-Pinus sylvestries

* Densité mesurée quand e bois est séché jusquà une humidité de 18%. La densité des bois tendres aptes à la construction de ponts doit être plus élevée que 420kg/m3.

DOMAINES D'APPLICATION Dans le domaine routier, le bois constitue une solution valable du point de vue technique et économique pour les travaux de lutte contre l'érosion, pour la construction de ponts semi-définitifs et comme fondation des ouvrages d'art dans les sols de faible portance. Les principaux avantages du bois sont:

o son coût plutôt faible lorsqu'il est utilisé pour la prévention et la lutte contre l'érosion et la construction de tabliers de ponts à travées courtes; o des qualifications de la main-d'oeuvre et du matériel relativement peu sophistiqués pour sa mise en oeuvre; o sa souplesse qui lui donne sa capacité à compenser un certain degré de tassement.

L'inconvénient du bois est qu'il est sujet au pourrissement, aux attaques par des insectes et des champignons. Les domaines d'application les plus courants dans le secteur des routes rurales sont:

o pour les petits ouvrages d'assainissement: caniveaux couverts par des rondins et seuils en piquets de bois; o pour la construction de ponts semi-définitifs: troncs d'arbres ou poutres sciées comme structure portante (tablier), platelage et bandes de roulement;

o pour la construction de ponts temporaires ou d'urgence à faible coût: piles et culées en rondins de bois (voir module "Ponts: Conception des culées, piles et fondations");

o pour la fondation de ponts définitifs ou semi-défmitifs: fondation sur pieux en bois dans des sols de faible portance;

16-8

Mise en oeuvre des matériaux locaux

o défense contre l'érosion: fascinages pour canaliser l'eau dans de petits ruisseaux, le fascinage et la plantation d'arbres ou d'arbustes pour stabiliser les talus ou pour lutter contre les éboulements, paiplanches en bois pour protéger les berges contre le courant d'eau. Photo 16.3: Pont en bois dans la région d'Amoron'i Mania (Projet STTP Ambositra)

Le bois comme matériau de lutte contre Ierosion est souvent combiné avec d'autres matériaux en appliquant des techniques de génie biologique spécifiques aux conditions rencontrées dans le pays (voir Bibliographie). Il y a aussi les coffiages pour les ouvrages d'art qui se font généralement

en bois car peu répétitifs. Les coffrages métalliques sont un matériel assez cher, à utiliser de préférence sur les grands chantiers qui présentent des éléments répétitifs.

CONCEPTION La durabilité d'un ouvrage en bois sera conditionnée par des facteurs climatologiques, biologiques et de conception. Le facteur climatologique le plus fondamental est l'humidité car les varia-

tions importantes journalières ou saisonnières dans le degré d'humidité du bois le font rétrécir ou gonfler ce qui diminue la résistance du bois. Les deux facteurs biologiques les plus importants sont les insectes et les champignons qui attaquent le bois. Le bois dur est généralement plus résistant aux attaques d'insectes que le bois tendre. Une longévité variant de 5 ans pour de bois tendre pas traité à 20 ans ou plus pour de bois dur traité peut être admise. Le traitement chimique

du bois pour le protéger contre les attaques d'insectes ou de champignons Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

16-9

peut prolonger considérablement la durée de vie de l'ouvrage en bois. Mais il ne faut pas oublier que la durabilité peut être assurée ou augmentée par une bonne conception. Par exemple pour des ponts semi-définitifs avec un tablier en bois, l'ingénieur devra:

o prévoir un drainage pour les longrines ou poutres sciées ainsi que pour le platelage;

o prévoir l'assainissement des rampes d'accès au pont pour éviter que l'eau de la route coule sur le tablier; o éviter que les extrémités des rondins ou poutres soient pourries par la terre, des débris ou de P eau;

o éviter que de la terre et des débris soient calés entre les madriers du tablier;

o prévoir des joints de dilatation ou suffisamment d'espace entre les éléments en bois afin de permettre le gonflage ou le rétrécissement du bois.

Des plans-type et conseils sont donnés dans le module 12 traitant la conception des tabliers en bois.

TRAITEM ENT Le traitement principal du bois utilisé est le séchage. Pour des usages à l'extérieur (ouvrages d'art), le bois est soumis à des variations très importantes de température et d'humidité et des attaques d'insectes et des champignons. Dans ce cas, le traitement chimique revêt une importance particulière. On distingue des méthodes sous pression et sans pression. La méthode sous pression est la plus chère et rarement utilisée dans les pays en développement. En général, le coeur dur et dense du bois dur ne permet pas l'absorption de produits chimiques. Dans tous les cas où le bois dur à utiliser contient une partie tendre (aubier), un traitement chimique est indispensable comme pour tous les bois tendres. Le traitement sur chantier est difficile. La meilleure méthode est de traiter le bois utilisant du créosote dans un bain chaud et froid. Une tranchée est creusée dans le sol et revêtue de tissus étanches (polythène ou autres). Puis, ce réservoir est rempli de créosote chaude (85900) qui peut être chauffé auparavant dans des fûts avec du bois de chauffàge. Ensuite, les rondins sont immergés, la température chasse l'eau du bois, et en refroidissant le bois absorbe le créosote. Ce procédé devrait être appliqué avec du bois écorcé et on peut assurer qu'un niveau satisfaisant de pénétration sera atteint. Cette méthode par le chaufihge de créosote est très laborieuse mais beaucoup plus adéquate que l'immersion dans de créosote froide. Si la fabrication d'un réservoir n'est pas pratique, il est suggéré que non seulement le bois soit écorcé, mais que l'aubier qui est plus sujet aux attaques d'insectes soit aussi enlevé. L'aubier est reconnu par sa couleur plus pâle et aura une épaisseur entre 12 et 50 mm. Si on utilise des troncs entiers comme c'est généralement le cas pour la structure portante des tabliers des ponts en bois, on a trouvé que leur résistance est 20% plus élevée que celle spécifiée pour du bois scié. Donc, la réduction de la section par l'enlèvement de l'aubier n'est pas critique pour ce qui concerne la capacité de portance du bois. En tout cas, on diminuera les chances de survie de colonies de termites car le coeur du bois est plus résistant. On peut toujours essayer de traiter le coeur du bois avec du créosote en utilisant une brosse. 16-10

Mise en oeuvre des matériaux locaux

Un autre traitement souvent utilisé consiste à enduire les éléments en bois

d'un mélange de gasoil et d'huile de vidange. Généralement, le traitement superficiel de peinture avec des produits chimiques qu'on trouve sur le marché ou un mélange de gasoil et d'huile de vidange ne donne qu'une protection légère qui doit être reprise régulièrement.

Gabions DESCRIPTION La technique des travaux en gabions est beaucoup utilisée dans des projets de défense anti-érosive en particulier pour des travaux annexes aux routes et aux ouwages de franchissement. La décision d'adopter ce matériau se justifie non seulement par des raisons techniques mais aussi par des raisons socioéconomiques. Son usage ne coûte pas cher lorsque les gabions sont tressés localement et si on utilise la main-d'oeuvre locale sous-employée car cette technique nécessite l'emploi d'un effectif non-qualifié important. On distingue deux types de gabions: des gabions boîte (ou gabions cage)

et des gabions matelas. Ce sont des structures ayant la forme d'un parallélépipède fabriqué à maille hexagonale double torsion. Le gabion matelas a une plus grande surface et faible épaisseur. Le fil employé est à galvanisation

riche sur recuit. Ils sont constitués de trois éléments: la structure centrale comprenant les parois verticales, le fond et le couvercle du gabion. Le gabion boîte ou matelas peut être divisé en compartiments par des diaphragmes disposés à un mètre l'un de l'autre. La longueur, la largeur et la hauteur des gabions boîte et matelas peuvent varier selon les applications. Ils sont commandés auprès des manufacturiers en se référant à des dimensions standards. Pour des gabions boîte, la largeur est toujours 1m, la hauteur est normalement 0,5m ou 1m et la longueur varie entre 2m et 6m. Pour les gabions matelas, la hauteur est normalement 0,1 7m, 0,23m, 0,30m ou 0,60m. Dans des pays en voie de développement, il est recommandé d'importer uniquement le fil de fer et de faire fabriquer les gabions localement. Si on est assuré de suffisamment de commandes, quelques PME peuvent se spécialiser dans la fabrication de gabions. Ils sont expédiés sur chantier pliés pour occuper le moins de volume possible et rendre leur transport plus économique et plus facile. Les dimensions des mailles et tout le fil employé pour la fabrication des gabions et même celui de ligature doivent répondre à des normes qu' on retrouve dans les publications citées dans la Bibliographie. Le diamètre du fil de la maille varie entre 2 et 3 mm.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

16-11

Figure 16.1: Types de gabion Gabion boîte

Gabion matelas Couvercle

Figure 16.2: Maille hexagonale à double torsion

16-12

Mise en oeuvre des matériaux locaux

DOMAINES D'APPLICATION Les gabions constituent une solution extrêmement valable du point de vue technique pour les travaux de lutte anti-érosive, Les murs de soutènement et même pour la construction des ouvrages simples de franchissement. Les principaux avantages des gabions sont leur:

o extrême souplesse qui permet l'adaptation aux mouvements du terrain sans compromettre la stabilité et I' efficacité de la structure; o forte résistance à la poussée du terrainévalué comme structure monolithique à gravité;

o forte perméabilité qui diminue la poussée de l'eau; o assemblage et remplissage ne nécessitant que des outils simples et une main-d'oeuvre non-qualifiée qui peut être formée sur le tas. Figure 16.3: Les outils de fermeture et de ligature 1 .Pipce$ ordinaires

Pinces à tricoises

Cisailles ((1

J2J

Outil de fermeture Levier 5

L'inconvénient majeur est leur prix d'achat s'il faut les importer de l'étranger. Les domaines d'application les plus courants pour les gabions sont:

o pour les travaux routiers: murs de soutènement, seuils pour canaliser ieau des petites rivières ou pour la correction des lits des cours d'eau, protection des berges ou des radiers en aval des ouvrages d'assainissement; o pour des ouvrages de franchissement: radiers en gabions, protection en

amont et en aval des radiers, murs en aile et protection des berges à l'endroit des ouvrages, protection des culées et des piles de ponts, construction de ponts temporaires avec des culées et piles en gabions. Si le sol du lit ou des berges des rivières est composé de matériau grenu et à granulométrie fine, il est possible que le sol soit entraîné en travers les vides de la pierraille du gabion. On peut l'empêcher en utilisant des filtres de gravier ou des géotextiles comme expliqué dans le module "Lutte contre l'éros ion".

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

16-13

Photo 16.4: Mur de soutènement d'un petit pont en gabions. Projet d'une piste rurale dans la préfecture du Byumba au Rwanda (projet PNAS).

CONCEPTION Des astuces pour la conception des travaux en gabions et quelques planstype sont donnés dans les modules spécifiques aux radiers et à la lutte contre l'érosion. En principe, un ouvrage en gabion est toujours calculé comme une structure monolithique à gravité. On considère la structure comme un mur. Il faut que la marge de sécurité soit supérieure à 1,5. De plus, le sol sur lequel il repose doit avoir une capacité portante suffisante pour résister aux charges venant du poids de la structure même et la poussée de terre. Le poids unitaire de la structure en gabions s'obtient grâce au graphique

de la figure 16.4 qui montre les valeurs indicatives en fonction du poids spécifique de certains matériaux rocheux.

Types de roche Basalte Granite calcaire compact Galets Grès calcaire tendre Tuf

16-14

Poids spécifique en tonne/m3 2,9 2,6 2,6 2,3 2,3 2,2 1,7

Mise en oeuvre des matériaux locaux

On trouve plusieurs exemples pratiques de calcul d'un ouvrage en gabion dans les publications de Maccaferri citées dans la Bibliographie. Figure 16.4: Poids spécifique des gabions par rapport au poids spécifique des roches Poids spécifique des roches (t/m3) 2.0

1.5

1.0

0.5

0.0

2.5

MISE EN OEUVRE La mise en oeuvre des gabions est décrite en détail dans l'aide-mémoire de formation, à l'usage des travailleurs des Programmes Spéciaux de Travaux Publics - Fascicule N° 3 - Gabions, publié par le BIT. Les recommandations principales sont reprises ci-après. Il est impératif de mettre en place les différents groupes de gabions lorsque ceux-ci sont vides afin de faciliter les opérations de ligature. Seules de solides ligatures entre les divers éléments rendent l'ouvrage en gabions monolithique et lui pennettent de supporter les déformations les plus fortes sans rien perdre de ses qualités. Pour le remplissage des gabions, la granulométrie minimum ne devra pas être inférieure à la plus grande dimension de la maille (12 voir fig. 16.2) et la

granulométrie maximale inférieure ou égale à 2,5 fois cette dimension. Les pierres de plus grande dimension ne doivent pas dépasser en volume 5% du volume que l'on doit remplir. De plus, il est recommandé que les pierres ne soient pas friables.

Il est important de positionner des pierres de formes parallélépipédiques rectangulaires à chaque angle du gabion afin de préserver la forme de celui-ci. Les pierres doivent être posées de façon à réduire au maximum les vides.

Au cours du remplissage, il est conseillé de disposer à l'intérieur du gabion un certain nombre de tirants (liens intermédiaires) ayant pour but de ren-

dre solidaire entre elles les parois opposées de l'armature métallique et d'éviter, en cas de déformation de l'ouvrage, un affaissement excessif des boîtes. Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

16-15

17. LUTTE CONTRE L'EROSION

Objectifs didactiques du module o Bonne compréhension des raisons pour lesquelles il faut protéger les ouvrages d'art o Bonne connaissance des matériaux qu'on peut utiliser o Meilleure conception des travaux de protection

Contenu du module o o o

La nécessité des travaux de protection Les matériaux de protection Les méthodes de défense contre l'érosion

Introduction Ce module explique les différentes méthodes de défense contre l'érosion et les matériaux locaux couramment utilisés pour protéger les ouvrages d'art et les berges des rivières attaqués par le courant d'eau. Une protection contre l'action érosive de l'écoulement est normalement requise lorsqu'un pont est construit à travers un cours d'eau ayant des méandres, si l'ouvrage produit un rétrécissement de l'écoulement ou s'il faut canaliser l'écoulement, en particulier, dans le cas d'un cours d'eau alluvionnaire. Dift érentes solutions sont possibles:

o o o o o

un enrochement du lit et/ou des berges; des revêterùents en gabions cages ou semelles; des épis; des murs de paiplanches; l'enherbement.

Le règle général est que les mesures de protection (à l'exception des épis) ne peuvent pas être protubérantes dans la voie d'écoulement, c'est-à-dire ne doivent pas gêner encore plus le courant, entraînant ainsi une érosion additionnelle. L'examen des ouvrages existants dans la zone du site sélectionné et surtout sur le cours d'eau en question est la meilleure fhçon de guider le concepteur. De plus, l'observation des cours d'eau lors des crues et du changement du profil donnera des indications sur les besoins de protection.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

17-1

Les matériaux de construction LES ENROCHEMENTS L'enrochement du lit consiste en la pose d'un tapis de blocs secs rangés à la main ou à l'aide de petit matériel, qui empêche le courant d'éroder les matériaux du lit du cours d'eau. Les blocs doivent être suffisamment lourds pour ne pas être emportés par les vitesses maximales lors de crues, et ils ne doivent pas être posés d'une façon telle qu'ils réduisent la section de l'écoulement. Les avantages principaux des enrochements sont:

o le prix relativement bon marché; o une protection flexible qui trouve souvent son propre équilibre; o la facilité à poser et à réparer si on a des moyens adéquats pour soulever les blocs. Comme il est peu probable de trouver des blocs de même dimension qui, par ailleurs, ne constitueraient pas une bonne protection, un certain degré d'hétérogénéité est recommandé. Ils doivent être disposés de manière à réduire au maximum le volume des vides, les éléments les plus légers étant rangés vers le lit de la rivière. Les blocs devraient avoir une granulométrie telle que les ratios entre les dimensions maximales et moyennes et entre les dimensions moyennes et minimales sont de ltordre de 2:1. Le tableau 17.1 donne deux exemples d'une graduation adéquate par poids et le tableau 17.2 donne le poids spécifique des différents types de roches. La figure 17.1 montre des dimensions recommandées des blocs pour différentes vitesses d'eau et la

figure 17.2 est un tableau pour convertir le diamètre nominal de blocs en poids. L'épaisseur de la couche de blocs devrait être au moins égale à la longueur des plus gros blocs et approximativement le double du diamètre moyen nominal. Les blocs ayant une forme cubique sont les meilleurs, tandis que les blocs plats devraient être refusés. Tableau 17.1 :Graduation des blocs pour le traitement des lits

Diamètre nomina! 0,3 m ou 35 kg de poids Vitesse maximale jusque 3m/s Graduation

Diamètre nominal 0,5 m ou 180 kg de poid Vitesse maximale jusque 4m/s kg

Graduation

100% moins lourd que

140

100% moins lourd que

700

au moins 20% plus lourd que

320

au moins 50% plus lourd que

180

au moins 80% plus lourd que

Note: les pourcentages sont par poids; les dimensions sont des diamètres équivalents calculés par la formule suivante:

Diamètre nominal = 1,24 x Ivo1ume

17-2

Lutte contre l'érosion

Tableau 17.2: Poids spécifique des roches Type de roche

Poids spécifique en tonne par m3

basalte

2,9

granite

2,6

calcaire compact

2,6

galets

2,3

grès

2,3

calcaire tendre

2,2

tuf

1,7

Figure 17.1: Dimensions recommandées des blocages vitesse deau (mIs) 6

0.4

0.6

1.0

1.2

Diamètre nominal des blocages (m)

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

17-3

Figure 17.2: Tableau de conversion du diamètre des blocs en poids

Poids des blocages (kg) 10 2.0

1.0

0.7 0.5 0.3

0.2

IIUIIIII

100

11111111 ààài

aiui _.___m*

auiii

iiuiii

1000

Iluiflhli

200

300

11111

toi'

2000

3000

----

_____u____ iauuiuii

_ u

uiÔ ______...__ anuuu _________

uumuiiii

DES GABIONS Les gabions constituent une solution valable techniquement et économiquement pour la lutte contre l'érosion à l'endroit des piles, des culées et des berges, quelle que soit la nature du sol et de l'écoulement, quand on trouve de la pierraille de remplissage à proximité du site. Les principaux avantages d'une protection en gabions sont leur: o forte perméabilité qui favorise le drainage des eaux des talus; o souplesse qui permet l'adaptation aux mouvements du terrain ou aux tassements des sols sans compromettre la stabilité et l'efficacité de la protection; o forte résistance à la poussée du terrain assimilé à un ouvrage monolithique à gravité. Les différents types de gabions, leurs dimensions standard et leur mise en oeuvre sont détaillés dans le module "Mise en oeuvre des différents matériaux locaux de construction". Le tableau 17.3 donne des épaisseurs minimales de gabions semelles pour une série de types de sols du lit de la rivière et des vitesses d'eau.

17-4

Lutte contre l'érosion

Tableau 17.3: Epaisseur minimale des gabions semelles

Argiles et des sols très plastiques Epaisseur Vitesse max. de l'eau (mis)

min. gabions (mm)

Limons et sables Vitesse max. de l'eau (mis)

Epaisseur min. gabions (mm)

Galets avec de graves Vitesse max. de l'eau (mis)

Epaisseur min. Gabions (mm)

170

230

3,5

170

230

300

4,5

300

4,5

500

230 300

LES COUCHES FILTRANTES Si les berges consistent en matériaux fins et grenus sans plasticité, ceux-ci peuvent être emportés à travers les vides des enrochements ou des gabions. On empêche cela par l'utilisation de géotextiles ou la pose d'une couche d'un matériau filtrant assurant le blocage du matériau des berges ou du lit. L'épaisseur de cette couche doit être approximativement la moitié de la couche d'enrochements ayant une graduation respectant les critères suivants: D

filtre

D50 base

<40; 5<

filtre

D15 base

<40,

filtre

D85 base

dans lequel D15, D50 et D85 indiquent les dimensions des particules pour lesquelles 15%, 50% et 85% des particules (tamisats cumulés) sont inférieurs

en poids à ces diamètres (voir courbe granulométrique dans le module "Etudes de sols"). Par "base" on se réf'ere au matériau du lit ou des berges.

DES MURS EN PALPLANCHES Des palplanches sont des profilés livrés prêts à être assemblés les uns aux autres, grâce à des rainures prévues à cet effet. Elles sont faites de bois, de béton ou d'acier et utilisées soit en prévention contre l'érosion, soit pour canaliser l'écoulement à travers le pont. Elles sont moins souples que les protections en enrochement ou en gabion et doivent être calculées contre la poussée des terres. Quelles que soient les formules employées, il se trouve que la poussée et la butée dépendent peu des surcharges, tandis qu'elles dépendent en

tout premier lieu de la nature du sol. Si on utilise du bois, la sélection du type de bois sera facilitée si l'on prend en considération les savoirs locaux en matière de résistance du bois sous conditions humides et sèches.

L'EN HERBEMENT L'enherbement des berges est réalisé soit par le piquetage de plaques de terres enherbées découpées à proximité du site soit par la plantation des espèces connues dans la région pour leur résistance à l'action érosive des crues.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

17-5

AUTRES DISPOSTIONS Quand il y a des ruisseaux ou des fossés évacuant les eaux de ruissellement à proximité de l'ouvrage, il est fortement conseillé de revêtir l'exutoire (en béton cyclopéen ou maçonnerie de moellons). Figure 17.3: Protection des berges à l'aide de palpianches en bois

Commence 'cl

u"-

NUIRISIIUIU!

lUulIUMIIlI

ELEVATION

50 X 150 mm bords en bois

50 X 150 palplanche en bois

COUPE

Méthodes de défense contre l'érosion LES FONDATIONS DE PILES ET CULEES Des semelles de fondation placées sur des sols sensibles à l'érosion doivent être protégées contre l'affouillement, c'est-à-dire l'érosion localisée (voir module "Conception hydraulique"). Normalement, elles ne devraient pas être exposées à l'érosion globale si la section de la voie d'écoulement est adéquate. La figure 17.4 montre le positionnement recommandé de la couche d'eurochements. La surface de cette couche ne devrait pas être au-dessus du niveau de l'érosion globale telle qu'elle est calculée dans le module 5. L'ingénieur peut choisir la dimension des blocs de la figure 17.1, se rappelant que la vitesse locale peut être 1,5 fois plus élevée que la vitesse moyenne calculée 17-6

Lutte contre l'érosion

à l'endroit de l'ouvrage. Si les gros blocs sont trop chers ou pas disponibles, on peut utiliser des gabions-semelles dont l'épaisseur est déduite du tableau 17.3.

LA PROTECTION DES BERGES Les mêmes principes sont valables pour le choix des roches pour la protection des berges. La vitesse locale contre les talus des berges plus ou moins parallèles au courant d'eau est de l'ordre de 0,7 fois la vitesse moyenne quand le tronçon du cours d'eau est rectiligne. La vitesse locale à la rive concave qui est la plus attaquée dans une courbe du cours d'eau est de l'ordre de 1,5 fois la vitesse moyenne. Des gabions-semelles placés sur le talus avec leur dimension la plus longue parallèle à la pente du talus ont une efficacité anti-érosive comparable à celle des enrochements. Les deux méthodes peuvent être appliquées avec une rampe, comme démontré sur la figure 17.5. La longueur de la rampe devrait être 1,5 fois la profondeur totale de l'érosion (d5). Des berges très raides sont mieux protégées par des murs de palpianches ou des murs en gabions avec parement extérieur vertical ou à gradins comme montré sur la figure 17.5. Figure 17.4: Aire de protection autour dune pile

Niveau de l'érosion globale

enrochement

L ELEVATION

Aire de protection (enrochements, gabions semelles) sens du courant

PLAN

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

17-7

Figure 1 7.5: Protection des berges en gabions Revêtement du talus Niveau de la crue du projet

Tapis d'enrochement de protection

Lit avant affouillement

Couche fihtrante

2 = 1,5 d2

Tapis après affouillement

Lit après affouillement

h3m H6M

Elevation Type 1

perré maçonné en moellons

matériau grenu

Elevation

Iø3OO

Section

Type 2

17-8

Lutte contre l'érosion

DIGUES DE CANALISATION Sur des cours d'eau, tressés ou ayant des méandres, dont la largeur est plus grande que celle qui est nécessaire pour laisser passer le débit de la crue, des digues de canalisation peuvent être utilisées afin de:

o limiter l'écoulement dans un canal unique; o contrôler l'angle d'attaque des eaux sur les piles et empêcher les méandres d'éroder les rampes d'accès au pont entraînant des brèches. Une seule digue de canalisation peut être suffisante si le courant peut être dévié vers un côté de la vallée présentant une rive résistante à l'érosion (fig. 17.6). Deux digues sont nécessaires si la voie d'écoulement est au centre de la plaine d'inondation. Figure 17.6: Digue unique ou double de canalisation voie tressée

rive pas sensible à l'érosion

détour méandre le plus prononcé digue de canalisation

digue de canalisation

rampe

étendue de la plaine d'inondation

La largeur minimale entre deux digues est la largeur requise pour obtenir la voie d'écoulement nécessaire à travers le pont. Une largeur plus grande peut être préférable dans la mesure où il est plus difficile et plus coûteux de construire une digue en terre dans de l'eau courante que de la construire en terrain naturel sec ou dans de l'eau stagnante. L'étendue des digues devrait être égale à la largeur de la voie d'écoulement, trois quarts en amont de l'ouvrage et un quart en aval, sauf si une plus grande longueur est nécessaire pour empêcher des méandres de former des brèches dans les rampes d'accès (Fig. 17.7).

Le profil en plan prend souvent la forme d'une ellipse avec un ratio du grand axe par rapport au petit axe de 2,5 à 1, le grand axe parallèle à la déviation majeure de l'écoulement à travers le pont (Fig. 17.8). Les talus des digues de canalisation doivent être protégés par des revêtements comme montré sur la figure 17.5. La largeur de la crête de ces digues doivent être au moins de 3 m et les extrémités de ces digues devraient être arrondies. La hauteur de ces digues doit être supérieure au niveau de la crue du projet majoré d'une revanche qui a pour but de mettre à l'abri la crête des digues des crues et remous causés par celles-ci. Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

17-9

Figure 17.7: Digues de canalisation - principes généraux

l'eau stagnante longueur des digues de canalisation digues de canalisation trop courtes entraînant une brèche dans la rampe par des méandres du cours d'eau (C) digues de canalisation plus longues évitant une brèche

Figure 17.8: Profil d'une digue de canalisation

Sens du courant

Pont

lErosion

i111

-I

t-I I. 0I

2.5 y

ç- Rampe -

17-10

Lutte contre l'érosion

EPIS Un épi est une digue en pierres, en gabions ou en blocs de béton qui est ancrée dans la berge et s'avance dans le lit du cours d'eau. Les dimensions de la digue (hauteur, largeur et longueur) dépendent non seulement de la voie d'écoulement désirée mais aussi de la hauteur de la berge, de la largeur du lit, de la nature des matériaux du lit et de la force du courant (volume et vitesse). La technique des épis a comme objectifs principaux d'empêcher le courant d'éroder la berge et de dévier l'écoulement. L'angle de l'épi avec la berge et avec l'axe du courant d'eau varie de 600 à 90° selon la force du courant. La distance entre deux épis est également conditionnée par la force du courant et la longueur des épis. En général, elle est de l'ordre de deux fois la longueur de l'épi (fig. 17.9). Figure 17.9: Positionnement des épis

///////////////////////// J900

Courant faible

\\1750

6O0

fort

moyen

////////////////////////// 2 2

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

17-11

Cinquième partie Techniques d'exécution des travaux routiers

18. ACTIVITÉS PRINCIPALES DES TRAVAUX HIMO

Objectifs didactiques du module o savoir décrire l'ordre normal des travaux routiers réalisés en HIMO

o être en mesure de bien suivre et contrôler correctement chaque activité principale HIMO o connaître le contenu du prix unitaire de chaque activité principale

Contenu du module o Ordre des travaux de construction o Activités principales HIMO

Introduction Le module présente en détail toutes les activités principales à Haute Intensité de Main-d'OEuvre nécessaires pour construire / entretenir une route en terre.

A partir de la définition de chaque activité (définition qui est reprise également dans les cahiers de charges-type d'entretien courant et entretien pério-

dique utilisés par le Projet HIMO ROUTES pour les travaux confiés aux PME), le module décrit la séquence des opérations pour chaque activité ainsi que le matériel, l'outillage, les matériaux, le personnel d'encadrement néces-

saires. Le rendement (moyen, minimal et maximal) pour chaque activité d'après les travaux effectués en régie et ceux confiés aux PME est donné également comme référence. De nombreux dessins /schémas et photos complètent au mieux la description pratique de chaque activité.

Ordre des travaux de construction Le travail de construction est divisé en un certain nombre d'opérations, dont chacune est subdivisée en activités. Les terrassements sont un exemple de type d'opération, qui se subdivisent comme suit: o débroussaillage; o abattage d'arbres;

o déblais; o remblai d'emprunt; o engazonnement. Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-1

Les opérations et activités doivent se succéder dans un certain ordre parce qu'elles dépendent les unes des autres comme illustré sur la figure 18.1. Les

déblais, par exemple, ne peuvent avoir lieu avant que l'on ait enlevé la végétation (débroussaillage). L'ordre normal des travaux de construction d'une route en terre est aussi indiqué dans le tableau 18.1 Tàbleau 18.1: Ordre normal des travaux de construction

Opération

Observations

Activités

Activité a'e soutien

- arpentage, piquetage

voir module "Topographie

simpli-

fiée"

Le remblai et le déblai ne doivent

Terrassement

- débroussaillage, abattage d'arbres, déblai, remblai

Assainissement

- fossé en terre;

Petits ouvrages d'assainissement

- fossé maçonné, dalot maçonné

Ces activités doivent débuter avec l'ouverture du chantier pour éviter

Plate-forme

- reprofilage léger, reprofilage lourd;

l'àctivité de la couche de roulement

- couche de roulement, couche en macadam à l'eau, cloutage.

Chaussée

commencer qu'après l'activité de débroussaillage Ces activités suivent les travaux de déblai et de remblai.

de retarder l'ensemble des tra aux. suivent de près Ces activités l'activité des fossés et précèdent (distance maximale 200-3 00 ml). Ces activités sont composées

sous-activités à la carrière/gîte et au chantier.

Organisation et déroulement des travaux HIMO Le chef de chantier sous les ordres du cadre gérant de "entreprise:

o organise, dirige et coordonne l'exécution des travaux au chantier et les différentes opérations;

o prend toutes les dispositions qui s'imposent, en cours de travaux pour respecter: i) les spécifications techniques; ii) le délai drexécution prévu; iii)

les consignes de sécurité de travail; iv) les règles de législation en vigueur; y) il assure le relevé des données de base nécessaires au suivi de la gestion du chantier (réf. Volume Il, module "Fiches de planification, programmation, suivi et contrôle des travaux HIMO", fiches groupe B).

L'organigramme type d'un chantier HIMO se présente comme à la figure 18.2.

18-2

Activités- principales des travaux HIMO

Figure 18.1: Chantier routier HIMO en activitĂŠ

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'ĂŠtudes

18-3

Q 0Q Q

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18-4

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Activités principales des fravaux HIMO

ORGANISATION DES TRAVAUX L'organisation du travail consiste à définir le travail de construction et à le répartir entre les équipes afin d'utiliser au mieux les ressources disponibles (main-d'oeuvre, matériel, matériaux, outillage). Pour parvenir à ce but, le chef de chantier doit savoir: dans quel ordre les opérations et les activités doivent se suivre;

détenniner la composition des diverses équipes (composition et équili-

brage des équipes); comment encourager les travailleurs par des stimulants tel quele travail à la tâche;

comment donner et recevoir des instructions correctement pour éviter les malentendus. Comme on a vu précédemment, le travail de construction est divisé en un certain nombre d'opérations (ex. terrassements, assainissement) et chaque opération est divisée en activités (ex. débroussaillage, déblais, remblai, etc.). Celles-ci doivent se suivre dans un certain ordre, d'aussi près que possible, sans que les travailleurs se gênent ou soient trop nombreux au même endroit.

Les déblais, par exemple, ne peuvent avoir lieu avant que l'on ait enlevé la végétation. En principe, chaque activité est confiée à une équipe spécialisée de travailleurs. Si les activités (et les équipes) sont trop proches les unes des

autres, la travail pourrait s'en trouver perturbé (par exemple, l'équipe des déblais pourrait devoir attendre que l'équipe de débroussaillage ait achevé son travail). En revanche, lorsque les activités sont trop espacées les unes par rapport aux autres, la pluie ou la circulation risque d'endommager les sections inachevées et la section de route à surveiller sera excessivement longue. Le chef de chantier doit donc faire en sorte que le démarrage du travail soit échelonné dans le temps et que les activités ne s'étalent pas sur une longueur de plus de 1 Km.

DIMENSION DES EQUIPES Le chef d'un chantier de construction est normalement responsable d'un effectif de quelques 70 à 200 travailleurs. Avec une formation et une certaine expérience, un effectif de cette dimension peut être dirigé avec efficacité par une seule personne. Les meilleurs résultats sont obtenus lorsque l'effectif est divisé en équipes ou groupes de 15 à 25 travailleurs. Chaque équipe doit avoir son propre chef d'équipe qui la dirige et lui sert de porte-parole. Les chefs d'équipe doivent avoir reçu une formation suffisante pour pouvoir aider le chef de chantier en ce qui concerne la répartition des tâches et la distribution des outils et remplir des fonctions de surveillance simple au sein de l'équipe.

Comme chaque équipe devient d'autant plus qualifiée qu'elle travaille plus longtemps à la même tâche, il est bon de la laisser exécuter la même opération pendanttoute la période de construction. On peut alors ainsi exploiter au mieux les compétences quelle a acquises.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-5

Les diffrentes activités constitutives des opérations doivent être menées

par des groupes de 2 à 20 travailleurs. La dimension de ces groupes est déterminée par la quantité de travail à faire.

EQUILIBRAGE DES EQUIPES L'équilibrage consiste à répartir l'effectif total entre les différentes opérations et activités de façon à ce que chacune d'elles puisse se dérouler le mieux possible sans entraver les autres. Dans l'idéal, chaque équipe devrait comprendre entre 20 et 25 travailleurs. Bien entendu, la distribution optimale de l'effectif varie avec la qualité et la nature des activités à faire sur une section particulière de route. Comme ces quantités varient d'une section à l'autre, le chef de chantier doit se montrer prévoyant et équilibrer ses équipes en fonction de la charge de travail requise par chaque activité.

Par exemple, sur une section de route A, il y a beaucoup de débroussaillage à faire mais peu de déblais, lasituation étant inverse sur la section B. Lorsque la section A est achevée, il faut transférer un certain nombre de travailleurs de l'équipe de débroussaillage à l'équipe des déblais. Il faut naturellement, que chaque travailleur sache à quelle équipe il appartient et qui est son chef. Si un travailleur passe d'une éqxipe à l'autre, le chef de chantier doit s'assurer qu'il sait qu'il a été transféré à une autre équipe, et pour combien de temps. Les chef d'équipe doivent être informés de ces changements un jour à l'avance afin qu'ils aient le temps de connaître le nombre et les noms des travailleurs.

Exemple: Les travaux de construction durent depuis 30 jours et l démarrage en a été écheloimé; 25 travailleurs (Equipe A) ont été embauchés le premier jour et ont

commencé par l'arpentage et piquetage et les travaux de terrassements (débroussaillage).

Une semaine après 25 autres travailleurs (Equipe B) ont commencé les travaux de terrassement (déblais, remblai, etc). Une semaine plus tard, 30 autres travailleurs (Equipe C) ont commencé la mise en place du système de drainage. Il se trouve que le 3Øm jour, l'Equipe C a presque rattrapé l'Equipe B,

tandis que l'équipe A a I km d'avance.

Il faut donc améliorerla répartitiondu travail en modifiant la dimension des équipes: dans le cas présen,til faut renforcerl'Equipe B en transférant des travailleurs depuis les Equipe A et C. Dans la mesure du possible, il est recommandé d'appliquer un système d'incitation comme le travail à la tâche fixe qui permet d'accroître sensiblement la productivité. Avant de fixer les tâches, il fut établir des normes de rendement (voir module "Notions de rendement").

Les travaux d'équipe sont plus faciles à fixer et à contrôler que les tâches individuelles. Celles-ci,par contre, sont plus stimulantes et peuvent s'appliquer à plusieurs activités.

18-6

Activités principales des travaux HIMO

Débroussaillage

Unité: m2

DEFINITION Le débroussaillage est la réalisation manuelle du désherbage et du dessouchage dans la zone qui comprend l'emprise de la route et la bande de 1 m de chaque côté (fig. 18.3). tâche comprenant coupe, ramassage, mise en sac et brûlage - désherbage: de végétation herbacée (clairsemée ou dense) hors de l'emprise de la route; - dessouchage: enlèvement des arbres (y compris leur racines) dont le diamètre est < 15 cm à 1 m au-dessus du sol.

DESCRIPTION DES TRAVAUX (PHOTO 18.1) o couper les herbes, la végétation, les arbustes, les arbres (petits) existants; o couper les branches d'arbres s'il y a lieu; o enlever toutes les racines et tous les fagots; o évacuer tous les produits résultant des opérations ci-dessus en dehors de l'emprise au lieu convenable (dépôt agréé etlou les mettre en tas et les brûler).

Matériel

Outillage

Matériaux

D Tracteur, remorque ou camion (d> 100 ml)

D Angady D Faucille D Coupe coupe / hachette D Pioche D Brouette D Matériel d'arpentage D Fourche D Râteau

IJ Néant

Equipe D Chef de chantier

Main-d'oeuvre D Chef d'équipe

D Hommes D Femmes

RENDEMENT OBSERVE o o o

maximal:250 m2/HJ moyen: 170 m2/HJ

minimal: 70 m2/HJ

QUANTITE DE REFERENCE Route à construire/réhabiliter

3000 - 7000 m2/km (zone dont la pluviométrie est environ 1000- 1500 rnm/an).

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-7

OBSERVATIONS Le chef d'équipe peut en même temps s'occuper des travaux de terrassement. Le rendement dépend de: o la nature et de la densité de la végétation (présence d'arbustes, d'arbres); o la distance d'évacuation des fagots.

DESCRIPTION DU PRIX Ce prix rémunère au mètre carré (m2) la réalisation manuelle du désherbage et débroussaillage de l'emprise dans la mesure où cette opération n'est pas incluse dans les prestations inhérentes à des travaux rémunérés par d'autres prix. Il comprend:

o toutes sujétions d'accès; o le désherbage, le déboisement, le déracinage, le déssouchage des arbres existants d'une circonférence inférieure à zéro mètre quinze (0,15 m) mesurée à 1 m au-dessus du sol;

o l'enlèvement, le transport des produits obtenus jusqu'à un lieu de dépôt agréé (quelque soit la distance), la mise en dépôt, le réglage sommaire et toutes sujétions.

La largeur à prendre en compte sera pour chaque profil l'enrise de la route et la bande de 1 mètre de chaque côté, déduction faite de la chaussée existante non recouverte d'herbes.

Les quantités à prendre en compte seront celles des documents du Projet approuvé ou selon l'attachement contradictoire. Photo 18.1: Travaux de débroussaillage

18-8

Activités principales des travaux HIMO

Figure 18.3: Emprise de débroussaillage pour différentes sections-type

Emprise (Débroussaillage) 1.00

11.00

,''Fossé de crête

COUPE TRANSVERSALE EN DEBLAI

___\

Emprise (Débroussaillage)

1.00

1.00f

COUPE TRANSVERSALE MIXTE U

Emprise (Débroussaillage)

t t 1.001

1 1.00

COUPE TRANSVERSALE EN REMBLAI

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-9

Unité: m3

Déblai DEFINITION

C'est l'excavation pratiquée dans le sol naturel pour la réalisation du profil en travers-type comportant en général des talus réglés.

DESCRIPTION DES TRAVAUX (FIG. 18.4 ET 18.5 ET PHOTO 18.2) o implantation de l'axe de la route en plaçant des piquets tous les 15 ml (phase A);

o suivant la hauteur de talus, implanter des piquets tous les 10 m, à l'aplomb des parois verticales externes (phase A); o excavation/évacuation de cette partie jusqu'à atteindre la banquette (phase B); o implantation des piquets du talutage (phase B); o excavation / évacuation de cette partie; o répéter les opérations ci-dessus jusqu'à atteindre (phases C, D) le niveau demandé sur une largeur correspondant aux bords des éventuelles banquettes; o réglage de la plate-forme d'une façon sommaire, i.e. presque plate. Ce sera l'équipe de reprofilage léger/lourd qui entamera par la suite les opérations successives de nivellement (voir activités de reprofilage léger page 18-26 et de reprofilage lourd page 18-30).

CONSEILS o évacuer les surplus de matériaux des déblais sur les dépôts agréés; o outils/matériels en fonction de la distance d'excavation: : dist. 2-5 ml; - Pelle : dist. 5-100 ml; - Brouettes : dist.> 100 ml; - Tracteur avec remorque ou camion o apporter beaucoup d'attention à ce que les matériaux ne risquent pas de compromettre l'assainissement de la plate-forme en perturbant l'écoulement des eaux pluviales ou en favorisant l'obstruction des fossés et exutoires. En d'autre terme éviter de jeter la terre sur les côtés de la route car elle empêche le ruissellement vers le fossé; o rassembler les sols rocheux/pierres d'un côté de la route pour les utiliser dans la couche de roulement ou pour l'amélioration de la portance de la plate-forme;

o bien étudier le parcours qui doit être fait par le matériel notamment dans le cas d'évacuation des matériaux en tranchée, en tenant compte de ce que la largeur de la route ne permet pas le croisement de deux tracteurs/camions (fig. 18.6).

18-10

Activités principales des travaux HIMO

Matériel

Outillage

Matériaux

D Tracteur avec remorque ou camion (d> 100m!)

J Angady D Pelle

D Néant

D Pioche / barre à mine

J Brouette D Matériel d'arpentage

Equipe

Main-d'oeuvre J Chef d'équipe

D Chef de chantier

!J Hommes

D Femmes (hauteur talus <2m)

RENDEMENT OBSERVE Rendement m3JllJ

Cas matériaux

excavé/évacués

excavés seulement

max.

moyen

min

max.

moyen

min

Terrain rocheux

1,50

1,00

0,50

3,41

1,92

> 1,50

Terrain argileux

3,70

2,87

2,00

5,00-6,00

3,70

3,00

QUANTITE DE REFERENCE Route à construire / réhabiliter:

o terrain plat: o terrain ondulé: o route en montagne:

500 - 1000 m3/km 1000 - 3000 m3/km 3000 - 9000 m3/km

OBSERVATIONS Le rendement dépend:

o de la nature du sol; o de la distance d'évacuation des déblais. La réalisation des terrassements peut rencontrer quelques difficultés particulières comme par exemple des propriétés bâties, des ouvrages ou des canaux d'irrigation.

DESCRIPTION DU PRIX Ce prix rémunère au mètre cube (in3) la réalisation des déblais et l'enlèvement des éboulements provenant de l'élargissement de la chaussée. Il comprend:

o le décapage; o le piquetage et l'excavation des matériaux suivant les plans-type; o le chargement et le transport des matériaux résultant de l'excavation sur toute distance; o le déchargement et le réglage des matériaux aux lieux de dépôt agréés; o le réglage des talus en fonction de la nature du sol et de la hauteur du talus (çente variable entre 1/2 et 1/5); o tous travaux de finition de talus. Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-11

Les quantités à prendre en compte seront celles approuvées dans les documents du Projet ou selon l'attachement contradictoire. Figure 18.4: Phases d'exécution des travaux de déblai pour une route nouvelle à construire (1/2)

Terrain Naturel

Profil définitif des talus

'T-

o Cotes

o ('j

TERRAIN

Cotes PROJET

Distances partielles

oI oI

I °'. I T-10'1

5.00

2.70

3.90

Distances partielles

ool I

0'I

'-l'_I

0.68 1.00 0.50

1.40 T" 0

3.55

0.48

Piquet en bois

Phase A

- Piquetage des parois verticales au-dessus de la banquette - Excavation et évacuation du déblai résultant

18-12

Activités principales des travaux HIMO

Figure 18.4: Phases d'exécution de travaux de déblai pour une route nouvelle à construire (2/2)

Piquet en bois

Phase B

Piquetage du talus

- Excavation et évacuation du déblai résultant

Phase C

Piquetage des parois verticales restantes

- Excavation et évacuation du déblai résultant

Phase D

Piquetage des talus restants - Excavation et évacuation du déblai résultant - Nivellement de la plate-forme -

Phase E

Piquetage des fossés latéraux (carrés) - Excavation et évacuation au centre de la route - Arrosage compactage -

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-13

Figure 185: Phases d'exécution de travaux de déblai pour une route existante à élargir (1/4)

Terrain naturel

Profil définitif des talus

! 00

Cotes TERRAIN

Distances partielles

1.60

00 r

Cotes

N-C')

PROJET

00 oec

C')

2.10

1.30

1.20

1.70

0.50

2.90

o (')NO

Ç')

0.68 1.00 0.50

Distances partielles

3.55

0.46

PHASES EXÉCUTION TRAVAUX DEBLAI

Phase A

- Piquetage des parois verticales au-dessus de la banquette - Excavation et évacuation du déblai résultant Note Générale: * L'Inclinaison des talus est fonction directe de la nature du sol et de la hauteur L'inclinaison à adopter sera étudiée cas par cas. Valeurs usuelles utilisées I

min

max

(**) Dans certains tronçons, la largeur pourra être Inférieure ou supérieure à la norme couramment utilisée

18-14

Activités principales des travaux HIMO

Figure 18.5: Phases d'exécution de travaux de déblai pour une route existante à élargir (2/4)

Piquet en bois

Phase B

- Piquetage des talus - Excavation et évacuation du déblai résultant

Phase C 1

- Piquetage des parois verticales restantes - Excavation et évacuation du déblai résultant

Phase D

- Piquetage des talus restants - Excavation et évacuation du déblai résultant - Nivellement de la plate-forme

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-15

Figure 18.5: Phases d'exécution de travaux de déblai pour une route existante à élargir (3/4)

Piquet en bois

Phase E 1

- Piquetage des fossés latéraux (carrés) Excavation et évacuation au centre de la route - Répandage, arrosage, compactage

Phase F

- Piquetage du versant des fossés - Excavation et évacuation au centre de la route - Reprofilage final de la plate-forme - Compactage soigné

Pente: :

7% avant compactage % après compactage

Phase G

- Exécution et pose des butées -Arrosage

18-16

Activités principales des travaux HIMO

Figure 18.5: Phases d'exécution de travaux de déblai pour une route existante à élargir (4/4)

Phase H

- Couche de roulement

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-17

Figure 18.6: Organisation des travaux de déblai en tranchée

s Zone de déblai à éffectuer

Front d'avancement des travaux

Croisement impossible des tracteurs

Zone de déblai à effectuer

Zone de déblai déjà effectué

Front d'avancement des travaux

18-18

Activités principales des travaux HIMO

Etat de la route avant les travaux

Organisation du travail pendant les travaux

Excavation des fossés (maçonnés)

Etatfinal de la route

'j Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau détudes

18-19

Unité: m3

Remblai

C'est un terrassement construit sur le sol naturel pour rehausser la chaussée par rapport à celui-ci et réaliser le profil en travers-type.

DESCRIPTION DES TRAVAUX (FIG. 18.7) o implantation de l'axe de la route en plaçant des piquets tous les 15 mètres (phase A);

o suivant la hauteur du remblai, implantation des piquets extérieurs à l'aplomb de la limite du remblai (phase A);

o scarification du terrain sur toute l'emprise, et au-delà sur I m de chaque côté;

o fouille/évacuation des matériaux de la partie centrale du futur corps de remblai afin de garantir un bon encastrement sur une épaisseur de 20 à 30 cm; o répandage des matériaux pour remblai en couches successives n'excédant pas 15 cm d'épaisseur avant compactage (fonction de Pénergie de compac_ tage) et procéder, pour chaque couche à l'arrosage (environ 35 11m) et

au compactage (de l'extérieur vers le centre de la route). Pour une nouvelle route à construire, effectuer à l'avance toutes les opérations de débroussaillage, de décapage, de profilage du terrain (redans) afin de permettre un bon encastrement du remblai; o bien veiller à ce que les 4 dernières couches présentent un profil en travers convexe ayant une pente transversale égale à 7% avant compactage et 5% après compactage, ceci pour faciliter l'écoulement des eaux de pluie et pour donner un profil correct à la couche de roulement. Eviter tous matériaux contenant des matières organiques et des éléments dont la plus grande dimension est> 12 cm; les poids volumiques secs à obtenir après le compactage seront de: - 90 % OPM en tout point pour le corps de remblais;

- 95 % pour les 30 derniers cm. o bien soigner les talus qui, une fois terminés, doivent apparaître parfaitement réguliers et conformes au profil-type adopté.

CONSEILS

L'apport des matériaux pour les remblais se fera en fonction de la distance de transport:

- pelle

: dist. 2-5 m : dist. 5-100 m - tracteur/remorque ou camion : dist.> 100 m

- brouette

18-20

Activités principales des travaux HIMO

Matériel

Outillage

Matériaux

J Tracteur avec remorque ou camion (d> lOOmI)

J Angady U Pelle U Pioche J Brouette

J Géotextile en

J Camion citerne

présence de mauvais terrains

U Matériel arpentage

J Compacteur

J Dameâmain Main-d'oeuvre

Equipe J Chef de chantier

J Chef d'équipe

J Hctnmes J Femmes

RENDEMENT OBSERVE o maximum: o moyen: o minimum:

1,80 m3/HJ 1,48 m3/HJ 0,95 m3/HJ

OBSERVATIONS Le rendement dépend de la distance de transport et du matériel de compactage utilisé. La réalisation de terrassement peut rencontrer quelques difficultés particulières, comme par exemple, des propriétés bâties, des ouvrages ou des canaux d'irrigation.

DESCRIPTION DU PRIX Ce prix rémunère au mètre cube (m3) la réalisation des remblais en provenance d'emprunts pour l'exécution de tout remblai en grandes ou petites quantités. Il comprend:

o le débroussaillage, le décapage, les découvertes des emprunts et l'aménagement des pistes d'accès et leur entretien; o l'extraction; o le chargement et le transport sur toute distance; o le répandage, la mise en oeuvre, le réglage, l'arrosage, le compactage, le talutage et toutes sujétions de mise en oeuvre (création de redans afin de permettre un bon encastrement du remblai) et l'obtention des qualités développées au chapitre II (Spécifications Particulières) du cahier des charges-type HIMO; o l'arrosage autant que de besoin et l'entretien pendant la période de consolidation dans le cas de remblai sur zone compressible.

Les quantités à prendre en compte seront celles des documents du Projet approuvé ou selon l'attachement contradictoire.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-21

Figure 18.7: Phases d'exécution d'une route en remblai

Profil final projet 11.00

Cotes TERRAIN 2.00

4.25

Distances partielles

2.00

4.25

Cotes PROJET 2.75

3.00

Distances partielles

2.75

3.00

Phase A - Piquetage de l'axe et des extrémités - Mise en place des gabarits d'extrémités

- Scarification du terrain sur toute l'emprise et sur un mètre de chaque côté

- Fouille et évacuation des matériaux de la partie centrale du futur corps de remblai afin de garantir un bon encastrement

Rculeau vibrant 1,2 T

-I

Ii L'

- Corps de remblai par couches successives de 15-20 cm (fonction de l'énergie de compactage) bien arrosées et compactées Note : Si le terrain naturel présente une pente 10%, il faut prévoir des redans pour un bon encastrement

Phase B Rculeau vibrant 1,2 T

- La plate-forme (4 dernières couches) fera l'objet du reprofilage exigé; pente transversale: 7% avant compactage 5% après compactage

Phase C - Exécution et pose des butées; Arrosage-couche de roulement-finition

18-22

Activités principales des travaux HIMO

Fossé en terre

Unfté: ml

DEFINITION C'est l'excavation régulière dans le sol naturel, permettant de recueillir et d'évacuer les eaux de surface telles que les pluies (chaussée) et les eaux des petits ruisseaux.

DESCRIPTION DES TRAVAUX (FIG. 18.8 ET PHOTO 18.3) o implantation de l'axe de la route en plaçant les piquets tous les 15 mètres; o implantation des piquets latéraux à l'aplomb des fossés carrés (phase A); o excavation du fossé carré et évacuation à la pelle' des produits de fouille au centre de la route; o vérification de la section transversale du fossé au moyen d'un gabarit; o implantation des piquets pour le versant; o réalisation du versant et évacuation à la pelle des matériaux au centre de la route;

o vérification de la section transversale du fossé au moyen d'un gabarit.

Matériel

Outillage

Matériaux

D Selon présence de mauvais matériaux et selon distance d'évacuation

D Angady

D Néant

D Pelle D Pioche D Brouette D Matériel d'arpentage D Gabarit

Equipe D Chef de chantier

Main-d'oeuvre D Chef d'équipe

D Hommes D Femmes

RENDEMENT OBSERVE o maximal:

o moyen: o minimum:

4,50 m3/HJ soit 14 ml/HJ; 3,30 m3/HJ soit - 10 ml/HJ; 0,5 m3/HJ soit 1,5 ml/HJ (présence de pouzzolane).

Les moyens d'évacuation des mauvais matériaux éventuels résultant de l'excavation des fossés dépendent de la distance de transport Le.: - brouette: distance 5 - 100 ml; distance> 100 ml. - tracteur / remorque ou camion: Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-23

OBSERVATIONS Le rendement dépend de:

o la nature des sols à excaver; o l'état de l'outillage;

o l'état du matériel, ainsi que de la distance de transport dans les cas de mauvais matériaux à évacuer.

REMARQUES IMPORTANTES POUR LES PME: o la réalisation des fossés ne doit pas commencer avant que la plateforme ne soit parfaitement plane ou légèrement bombée; o les matériaux résultant des fossés (cas de bons matériaux) doivent être placés sur la zone centrale de la plate-forme et non à proximité des fossés. Ils doivent être répandus le plus rapidement possible et compactés par l'équipe de reprofilage léger/lourd, ceci afin de préserver leur humidité naturelle et faciliter le compactage. DOMAINE D'APPLICATION Les fossés en terre s'adaptent bien là où la pente est inférieure à 6% et là où il n'y a pas de problèmes d'érosion. Dans tous les autres cas, les fossés maçonnés sont plus indiqués.

DESCRIPTION DU PRIX Ce prix rémunère au mètre linéaire (ml) l'exécution des fossés en terre selon les plans-type y compris l'évacuation des matériaux au centre de la route (cas des bons matériaux à utiliser pour la mise au gabarit de la plate-forme) ou aux lieux de dépôt agrées par l'Ingénieur de contrôle (cas des mauvais matériaux). Les quantités à prendre en compte seront celles des documents du Projet approuvé ou selon l'attachement contradictoire.

Photo 18.3 Fossés en terre

18-24

Activités principales des travaux HIMO

Figure 18.8: Phases d'exécution des fossés en terre Piquet en bois

FOSSE TRAPEZOIDAL

Phase A

Gabarit

Phase B

0,50

FOSSE TRIANGULAIRE Phase A

Phase B

1,00

420

Gabarit

2,75

0,80

0,50

Phase C

Triangulaire 1,30

DETAIL GABARIT

FOSSE

.40 f .30

.30

.80

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-25

Reprofilage léger

Unité: ml

DEFINITION C'est la correction des déformations et des dégradations de la plate-forme telles que nids de poules, flashes et ondulations. Le reprofilage léger se compose des activités suivantes:

Cas de la réhabilitation: o nivellement de la plate-forme, y compris I'emprise future des fossés, avec apport de matériaux appropriés (<0,3 m34n1), ou sans apport; o mise au gabarit de la plate-forme proprement dite après la réalisation des fossés latéraux (activité rémunérée à part);

o compactage de la plate-forme jusqu'à l'obtention de 95 % OPM en tout point; o travaux de finition de la plate-forme, qu à ce stade doit être prête à recevoir la couche de roulement.

Cas de l'entretien périodique: o mise au gabarit de la plate-forme avec apport de matériaux appropriés 0,3 m3/ml (l'activité de scarification là où la couche de roulement existe est rémunérée à part);

o compactage de la plate-forme jusqu'à l'obtention de 95 % OPM en tout point; o travaux de finition de la plate-forme, qui à ce &tade doit être prête à recevoir la couche de roulement.

Cas de l'entretien courant: o correction des déformations et des dégradations de la plate-forme telles que la tôle ondulée et le bombement insuffisant, en répartissant et en reprofitant les matériaux d'origine de la chaussée, sans apport de matériaux supplémentaires. En termes pratiques, on envisage un reprofilage léger quand l'accès est encore aisé pour un véhicule tout terrain (photo 18.4).

DESCRIPTION DES TRAVAUX (CAS DE LA REHABILITATION, PHOTO 18.4) o implantation de l'axe de la route en plaçant des piquets tous les 15 ml; o nivellement soigné de la plate-forme après l'opération de déblai), afin de permettre le piquetage et la réalisation des fossés latéraux (maçonnés ou en terre). On peut envisager d'apporter au maximum 0,3 m3/ml de matériaux pour réaliser une plate-forme parfaitement plane;

o après l'excavation des fossés (voir paragraphes: Fossés en terre et Fossés maçonnés), les déblais doivent être placés au centre de la plate-forme, puis répandus et mis en toit conformément au profil-type en travers adopté (7% avant le compactage et 5 % après le compactage). Le profil en travers est contrôlé à l'aide de gabarits (fig. 18.9);

18-26

Activités principales des travaux HIMO

o arrosage soit par citerne, soit manuel (présence d'une rivière / canal d'irrigation à une distance maximale de 100 m) è raison d'environ 1/3 - 1/4 du cubage des matériaux à compacter, soit, en termes pratiques: - environ 50 11m3 pour les terrains argileux normaux;

- environ 70 11m3 pour les terrains argileux secs; - environ 20 11m3 pour les terrains argileux très humides; o compactage afin d'obtenir en tout point, une densité sèche au moins égale ou supérieure à 95 % de l'OPM sur les 30 cm supérieurs de la plate-forme, (pour plus de détails voir le module "Etudes de sols"). A ce stade la plate-forme (chaussée + accotements) doit présenter le profil en travers-type et être prête à recevoir la seule couche de roulement. Les tolérances géométriques admises pour la plate-forme seront les suivantes:

o plus ou moins un (1) % sur les dévers prévus; o absence de bosses ou flashes supérieurs à trois (3) cm sous une règle parfaitement rigide de trois (3) mètres posée de champ sur la surface finie, quelque soit l'angle par rapport à l'axe.

REMARQUES IMPORTANTES POUR LES PME: o l'expression de "chantier propre" s'applique à tout moment et en particulierà ce stade: la vue des talus et de la plate-formedoit être conforme au profil-type adopté. Ne sont pas admis les travaux supplémentaires qui resteraient à faire, tels que l'évacuation des déblais et des produits divers, réglages des talus et des fossés etc. o le personnel de chantier voudra bien remarquer qù'en suivant les règles de base de chaque activité, le chantier gagnera en qualité, et nécessitera moins de ressources humaines et matérielles.

Le mot " retouche" ne fait pas partie du vocabulaire du bon chef de

chantier. Il doit disparaître le plus rapidement possible. On ne peut envisager de faire, défaire et refaire la même chose . En un mot: il faut exécuter les travaux selon les rèles de l'art. Matériel

Outillage

Matériaux

(J Tracteur avec remorque ou camion (d> 100 ml)

J Angady

J ( 0,3 m3

J Pelle

/ml)

(J Pioche I barre è mine

J Camion citerne

J Brouette (J Râteau

(J Compacteur

(J Matériel d'arpentage

Equipe J Chef de chantier

Main-d'oeuvre (J Chef d'équipe

(J Hommes

J Femmes

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-27

RENDEMENT OBSERVE 11,00 mIJHJ o maximal: 9,00 m1IHJ o moyen: 6,00 ml/HJ o minimum: OBSERVATIONS A la fin de l'opération de reprofilage léger, la plate-forme doit présenter une finition soignée: plane et ayant le profil en travers exigé. A ce stade en effet, la plate-forme diffère de la chaussée par la seule couche de roulement. Les éventuels défauts de la plate-forme se répercuteront tels quels sur la couche de roulement. La durée de vie d'une route dépend en grande partie de la qualité et de l'étanchéité de la plate-forme et de la chaussée.

DESCRIPTION DU PRIX Ce prix rémunère au mètre linéaire (ml), le reprofilage léger des routes en terre dans le cadre des travaux de réhabilitation ou d'entretien périodique. Il comprend:

o la mise en forme et au gabarit de la plate-forme conformément aux planstype avec l'apport des matériaux appropriés; o le compactage de la plate-forme et (cas réhabilitation) des banquettes éventuelles; o toutes les sujétions d'exécution, en particulier celles liées à l'obtention des spécifications définies à l'article 2.5 du cahier des charges-type HIMO. Il ne comprend pas les purges et le remplacement par des matériaux sains. Les quantités prendre en compte seront celles çles documents du Projet approuvé ou selon l'attachement contradictoire. Photo 18.4 Travaux de reprofilaqe léqer

18-28

ActÊvités principales des travaux HIMO

Figure 18.9: Mesure du bombement de Ii plate-forme/chaussée

2,00

Niveau

N FORME DE REGLAGEA5%

250 cm E

Contre-plaqué de 20 mm ou planche en bois

Niveau à bulle E VffA

ri:i

FORME DE REGLAGEA7%

250cm Niveau à bulle E

/ / / ////f

Au centre dv virage.

A l'approche da virage

Ligne droite.

ÉVOLUTION DU BOMBEMENT DE LA CHAUSSEE A L'APPROCHE D'UN VIRAGE

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-29

Unité: ml

Reprofilage lourd DEFINITION

C'est la correction des déformations et des dégradations profondes de la plate-fonne telles que ravines, nids de poules, flashes et ornières. Le reprofilage lourd se compose des activités suivantes:

Cas de la réhabilitation: o nivellement de la plate-forme, y compris l'emprise ffiture des fossés, avec apport de matériaux appropriés> 0,3 m3hnl; o mise au gabarit de la plate-forme proprement dite, après la réalisation des fossés latéraux (rémunérés à part);

o compactage de la plate-forme jusqu'à l'obtention de 90 % OPM en tout point et de 95 % OPM sur les 30 derniers cm; o travaux de finition de la plate-forme qui à ce stade, doit être prête à recevoir la couche de roulement.

Cas de l'entretien périodique: o mise au. gabarit de la plate-forme avec apport de matériaux appropriés > 0,3 m3/ml (l'activité de scarification la où la couche de roulement existe est rémunérée à part);

o compactage de la plate-forme jusqu'à l'obtention de 90 % OPM en tout point et de 95 % OPM sur les 30 demier cm; o travaux de finition de la plate-forme qui à ce stade, doit être prête à recevoir la couche de roulement.

DESCRIPTION DES TRAVAUX (CAS DE LA REHABIUTATION, PHOTO 18.5) o implantation de l'axe de la route en plaçant des piquets tous les 15 ml; o nivellement de la plate-forme, y compris l'emprise fùture des fossés la-

téraux, (après l'opération de déblai) avec apport de matériaux (> 0,3 m3/ml) pour boucher et corriger les défauts de la plate-forme;

o l'arrosage et le ompactage des matériaux apportés doivent se faire d'une façon systématique toutes les fois que la couche atteint l'épaisseur de 15 cm. Le nivellement, comme dans le cas de reprofilage léger, doit être soigné afin de permettre le piquetage ainsi que la réalisation correcte des fossés latéraux (maçonnés ou en terre);

o après l'excavation des fossés (voir paragraphes: Fossés en terre et Fossés maçonnés), les déblais doivent être placés par jet de pelle au centre de la plate-forme, pois répandus et mis en toit conformément au profil-type en travers adopté (7 % avant le compactage et 5 % après le compactage). Le profil en travers est contrôlé au moyen 4e gabarits (fig. 18.9).

Les phases successives (arrosage et coi1pactage) décrites ci-dessus correspondent exactement à celles décrites au paragraphe précédent "Reprofilage léger".

18-30

Activités principales des travaux HIMO

Matériel

Outillage

Matériaux

D Tracteur avec remorque ou camion (d> 100 ml) [J Camion citerne D Compacteur

D Angady

D (0,3 m3

J Pelle

/ml)

J Pioche / Barre à mine D Brouette

J Râteau U Matériel d'arpentage

Main-d'oeuvre

Equipe D Chef d'équipe

D Chef de chantier

D Hommes D Femmes

RENDEMENT OBSERVE o maximal: o moyen: o minimum:

6,00 ml/HJ 4,00 ml/HJ 2,00 ml/HJ

OBSERVATIONS A la fm de l'opération de reprofliage lourd, la plate-forme doit présenter une fmition soignée, comme pour le reprofilage léger.

Le lecteur voudra bien noter que la seule d(fférence entre reprofilage léger et reprofilage lourd consiste dans le volume des apports de matériaux nécessaire pour niveler la plate-forme.

DESCRIPTION DU PRIX Ce prix rémunère au mètre linéaire le reprofilage lourd des routes en terre dans le cadre des travaux de réhabilitation et ou entretien périodique. Il comprend:

o toutes les sujétions d'exécution, et en particulier celles liées à l'obtention des spécifications définies à l'article 2.5 du cahier des charges-type HIMO. Il ne comprend pas les purges et le remplacement par des matériaux sains.

Les quantités à prendre en compte seront celles des documents du Projet approuvé ou selon l'attachement contradictoire.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-31

Photo 18.5: Travaux de reprofilage lourd Etat de b route avant les travaux

"j -

jEtat final de la route

18-32

ActivitĂŠs principales des travaux HIMO

Couche de roulement

Unité:

ou ml

DEFINITION La réalisation de la couche de roulement est une opération qui comprend l'apport de matériaux graveleux sélectionnés sur la chaussée en vue de maintenir l'intégrité structurelle et le confort des usagers. Cette opération comporte des activités à la carrière et au chantier, plus précisément:

Carrière

Chantier

- décapage; - excavation; - chargement.

- déchargement; - butées; - répandage; - cassage; - arrosage; - compactage; - finition.

- transport

DESCRIPTION DES TRAVAUX

Carrière (photo 18.6 et fig. 18.10) Réalisation des sondages géotechniques afin de déterminer, entre autres: o la nature des sols/rochers; o la puissance du gisement; o la distance de la carrière par rapport à la route à réhabiliter / entretenir. Les échantillons sont ensuite envoyés au laboratoire afin d'y effectuer, entre autres, les essais géotechniques suivants:

o granulométrie; o masse volumique; o limites d'Atterberg; o équivalent de sable; o teneur en eau naturelle; o essai de compactage Proctor; o essai de portance ou CBR. Une fois les caractéristiques du sol à utiliser pour la couche de roulement connues, on détermine les caractéristiques du corps de la chaussée. Le dimensionnement des couches (épaisseur) est en fonction directe des matériaux uti-

lisés et de l'importance et du type de trafic (voir module "Etudes de sols", Vol. II ou Vol. IV). Réalisation dela route d'accès (chantier - carrière) et de l'aire de circulation à la carrière, qui feront partie intégrante des travaux de la route proprement dite. Cette route d'accès et l'aire de circulation à la carrière devront être à tout moment en bon état afin de permettre, entre autres: o Itévacuation rapide des matériaux graveleux vers le chantier; o réduire par conséquent le cycle de transport;

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-33

o solliciter au minimum les parties mécaniques du matériel utilisé pour le transport. Il en est de même pour la surface de circulation à la carrière.

o Décapage du gisement, i.e. l'excavationlévacuationde la couche végétale supérieure. L'évacuation des matériaux doit se faire sur des lieux appropriés.

o Excavation des matériaux: l'exploitation doit être conduite deiianière à obtenir un mélange homogène et à faciliter le chargement du matériel af fecté au transport. Les blocages extraits seront mis en tas séparés et chargés par la suite sur le matériel de transport. Si à l'extraction les matériaux sont hétérogènes, il faut procéder au gerbage pour les rendre conformes aux spécifications exigées.

o Chargement des matériaux sur le matériel de transport: ile fera suivant les dispositions du chantier (blocages seuls, matériaux fins pour la couche de fmition).

o Transport des matériaux avec le matériel de transport.

18-34

Activités principales des travaux HIMO

Photo 18.6: Carrière - Organisation des travaux

Décrochage de remorque vide

Accrochage de remorque pleine et départ pour le chantier

Excavation des matériaux Chargement de remorque

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau détudes

18-35

Figure 18.10: Organisation du travail à la carrière

c-c ép: 0.20 - 060m Couche végétale à décaper

Ii1WJ7

Matériaux pour la couche de roulement

Carrière

(4) (6)

Tas

A-A

L!IV

SORTIE

PARCOURS DU MATERIEL Tas de matériaux

ENTREE

r .# BB

Carrière

Remorques

Tracteur Carrière

Tas de matériaux

Chaussée

18-36

Activités principales des travaux HIMO

Chantier @hoto 18.7 et fig. 18.11) o Implantation de l'axe de la route en plaçant des piquets tous les 15 mètres; o Implantation des bords de la chaussée (butées); o Réalisation des butées (environ 15 cm de profondeur et 15 cm de largeur); o Déchargement des matériaux à la main ou mécaniquement (benne basculante);

o Cassage de blocages à la main (la plus grande dimension du blocage ne doit pas excéder les 12 cm);

o Répandage / pose à la main des blocages débités sur la chaussée (couche de 10-12 cm);

o Arrosage abondant des blocages débités afin de permettre un bon encastrement dans la couche de base. La quantité d'eau nécessaire pour le compactage varie entre 1/3 et 1/4 du cube des blocages à mettre en oeuvre, i.e. environ 30 11m3;

o Compactage mécanique de la couche; o Répandage des matériaux bien assortis (granulométrie approximative. 4020, et matériaux fins latéritiques de liaison, qui peut se faire en une ou plusieurs couches, suivant l'épaisseur finale souhaitée; o Arrosage à raison del/3 - 1/4 du cube des matériaux mis en oeuvre;

o Compactage mécanique de la couche jusqu'à obtenir une densité sèche supérieure ou égale à 95 % OPM; o Finition de la plate-forme/chaussée selon les plans-type.

Matériel

Type outillage

D Tracteur, remorque ou camion (d> lOOmI)

Carrière

Matériaux D Néant

D Pelle D Barre à mine D Pic/Pioche D Angady

D Citerne D Compacteur

J Fourche D Masse Chantier

D Masse (5kg)

U Pelle U Pioche U Angady D Brouette U Niveau à bulle D Matériel d'arpentage

Equipe

Main-d'oeuvre

Carrière:

D Chef de chantier

D Chef d'équipe

D Hommes

Chantier:

D Chef de chantier

D Chef d'équipe

U Hommes U Femmes

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-37

RENDEMENTS OBSERVES Chantier

Carrière

Excavation

Chargement

Transport

Répandage/ Cassage/ Compactage!

t,,

Arrosage

Finition

,_.

.'-. o C.)

max.

3,41

4,31

30,37

3,93

76,80

1,50

min.

1,38

2,10

12,39

1,86

31,45

0,26

moyen

1,90

3,10

16,90

2,60

49,73

0,76

OBSERVATIONS Le rendement dépend de:

Carrière

Transport

Chantier

- Nature des sols à exca- - Qualité et état du matériel. - Distance de la carrière par rapport à la route à construire (nombre de voyages ver par jour); - Qualité et état du matériel utilisé par le - Etat et qualité de l'outransport, pour l'arrosage et pour le tillage, en particulier compactage. les barres à mines et les pioches;

Nota: Les données présentées ci-dessus sont tirées du chantier école HIMO n°2 exécuté en régie par le Projet HIMO ROUTES en 1991, et se réfèrent aux rendements moyens mensuels tandis que pour le rendement global, les valeurs se réfèrent à l'ensemble de l'activité de la couche de roulement.

TRES IMPORTANT o dans un chantier de réhabilitation, la réalisation de la couche de roule-

ment occupe presque 50 % de la main-d'oeuvre totale du chantier. Ce pourcentage peut monter jusqu'à 70 % dans le cas des travaux d'entretien périodique; o la rentabilité d'un chantier HIMO exécuté en régie ou parle secteur privé (PME) dépend en grande partie du niveau d'organisation et dexécution de la couche de roulement.

DESCRIPTION DU PRIX Ce prix rémunère au mètre linéaire (ml) la fourniture et la mise en oeuvre de matériaux sélectionnés pour la constitution de la couche de roulement de cm d'épaisseur selon les plans-type. 11 comprend: o les pistes d'accès, le décapage quelle que soit leur importance; o tous les frais et sujétions d'exploitation des gîtes; o l'excavation et le chargement des matériaux d'emprunt, o le transport des matériaux extraits sur toutes distances et conformément au schéma d'itinéraire et diagramme d'aménagement; 18-38

Activités principales des travaux HIMO

o la mise en oeuvre des matériaux conformément aux Spécifications Particulières du cahier des charges-type HIMO (répandage, arrosage, réglage, compactage);

o toutes sujétions pour donner un travail réalisé selon les règles de l'art. Les quantités à prendre en compte seront celles des documents du Projet approuvé ou selon l'attachement contradictoire.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-39

Photo 18.7: Phases d'exécution de la couche de roulement

1hases de: 1 - déchargement;

2- répandage; 3 - cassage;

4-butées; 5 - arrosage; 6- compactage,

18-40

Activités principales des travaux HIMO

Figure 18.11: Phases de compactage de la chaussée

Tas de matériaux pour répandage

A-A

,,g Eau

Accotement

Compacteur Trajet du compacteur

Parties compactées

BB 5% w

Couche de roulement

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

I 8-41

Couche de chaussée en macadam à l'eau Unite: m3 ou ml La couche de roulement en macadam à Peau est réalisée avec des concassés compactés dont les vides seront remplis d'abord par les matériaux à ossature tels que les déchets de concassage ou du quartzite, et ensuite par des fines à l'aide d'un arrosage intense. Les concassés devront respecter la granulométrie suivante:

70 mm 90 -100 %

70 - 40:

ourcentage qui reste sur le tamis)

53mm25 -75%

45mm O - 15% 22,4mm O - 5% Le premier matériau de remplissage sera normalement constitué de sable de carrière ou de quartzite, ou plus généralement de matériaux non plastiques oi les fines (dimension < 75 .i) n'excéderont pas 10 % Le deuxième matériau de fermeture sera constitué de fines ayant un indice de plasticité entre 6 et 9.

QUANTITE DE MATERIAUX (POUR 10 M2). Concassés 40/70

Sable de carrière

Fines

Epaisseur 10 cm

1,2 à 1,4 m3

0,27 à 0,30 m3

0,12 à 0,16 m3

Epaisseur 7,5 cm

0,9 à 1,2 in3

0,10 à 0,12 m3

0,10 à 0,15 m3

MISE EN OEUVRE o préparation de la plate-forme comme spécifié dans les activités de reprofilage léger/lourd; o création des butées latérales; o répandage uniforme du concassé à la main; o compactage au moyen d'un rouleau lisse (poids minimum six (6) tonnes); les irrégularités de surface constatées seront corrigées par apport supplémentaire de seuls concassés. Il faut proscrire l'utilisation de matières d'agrégation avant que la couche de concassé ne soit parfaitement calée; o arrosage abondant. Lorsque le concassé est parfaitement calé, le remplissage des vides se fera en deux étapes: o la première consiste à répandre uniformément du sable de carrière ou autres matériaux répondant aux spécifications mentionnées ci-dessus, sur une très faible épaisseur, puis à compacter à sec. Cette opération est répétée deux ou trois fois si c'est nécessaire; o la deuxième consiste à répandre de la matière d'agrégation sur une faible épaisseur, puis à arroser abondamment. Un balayage à la main est nécessaire pour uniformiser le répandage avant compactage. Cette opération doit se répéter jusqu'à ce que l'eau ne pénètre plus. 18-42

Activités principales des travaux HIMO

J' Les tolérances de nivellement de la couche de chaussée seront: o plus ou moins un (1) % sur la pente transversale; o pas de flash, ni bosses, ni ondulations supérieurs à trois (3) cm sous une règle parfaitement rigide de trois (3) mètres posée de champ sur la surfâce finie et selon n'importe quel angle par rapport à l'axe.

DESCRIPTION DU PRIX Ce prix rémunère au mètre linéaire (ml) la mise en oeuvre de couche de roulement en macadam à l'eau de cm d'épaisseur. Il comprend:

o la fourniture, le transport quelle que soit la distance et la mise en oeuvre des matériaux, conformément aux Spécifications Particulières reportées aux chapitres I et II du cahier des charges-type HIMO; o toutes sujétions pour donner un travail réalisé selon les règles de l'art.

Les quantités à prendre en compte seront celles des documents du Projet approuvé ou selon l'attachement contradictoire.

Cloutage

Unité: m2

C'est une mince couche de matériaux de 5 à 7 cm environ encastrés dans la plate-forme soigneusement bombée et compactée. Les vides sont comblés par des matériaux fins. La figure 18.12 illustre les différentes phases d'exécution. Le cloutage qui est de loin moins cher qu'un macadam à l'eau, satisfait les normes requises de construction là où la portance de la plate-forme est bonne (CBR> 30) et là où il n'existe pratiquement pas d'effet de poinçonnement dû par exemple au trafic des charrettes.

D'après l'expérience du Projet HIMO ROUTES ce type de chaussée n'est pas tellement indiqué sur les Hauts Plateaux à cause de la nature des sols, de la pluviométrie et de l'importance du trafic de charrettes.

DESCRIPTION DU PRIX Ce prix rémunère au mètre linéaire (ml) la fourniture et la mise en oeuvre d'empierrement pour cloutage des chaussées. Le dosage en pierres cassées de 20/80 varie entre quarante (40) litres et soixante (60) litres au mètre carré. Il comprend:

o les pistes d'accès, le décapage quelle que soit leur importance; o tous frais et sujétions d'exploitation des gîtes; o l'excavation, le tri et le chargement des matériaux; o le transport des matériaux sur toutes distances et conformément au schéma d'itinéraire et diagramme d'aménagement; o la mise en oeuvre des matériaux conformément aux Spécifications Particulières (chapitres I et II, répandage, arrosage, réglage, compactage du cahier des charges-type HIMO); o toutes sujétions pour donner un travail réalisé selon les règles de l'art. Il s'applique au volume de matériaux mis en place suivant les profils-type. Il ne sera accordé aucune plus-value en cas de surépaisseur non ordonnée par l'Ingénieur chargé du contrôle.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-43

Par contre, en cas de sous dimensionnement, seules les quantités coffectement mises en oeuvre seront payées.

Les quantités à prendre en compte seront celles des documents du Projet approuvé ou selon l'attachement contradictoire.

18-44

Activités principales des travaux HIMO

Figure 18.12: Phases d'exécution du cloutage

Arroser et compacter (6 passes) le sol de la surface à clouter. Contrôler et régler le bombement avec le gabarit

Mettre les cailloux 20/50 (50 litres / m2)

Arroser abondamment

Compacter fortement pour enfoncer les cailloux dans la surface du sol humide

Remplir les vides restants avec du limon argileux très liquide Balayage énergique

. _.

...

Nettoyer une fois la surface sèche

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-45

Petits ouvrages d'assainissement UNITE: ML

FOSSE MAÇONNE

Définition Ouvrage en maçonnerie (moellons hourdés au mortier à 300 KgIm3) de forme régulière permettant de recueillir et d'évacuer les eaux de surface telles que les pluies (chaussée) et les eaux des petits ruisseaux sur les pentes > 6 % et dans les zones où les phénomènes d'érosion sont à craindre.

Description des travaux o implantation de l'axe de la route en plaçant des piquets tous les 15 ml; o implantation des piquets latéraux à l'aplomb des fossés à construire; o excavation/évacuation des matériaux résultant de la fouille (largeur 1 m, hauteur environ 70 cm pour les fossés 50 x 50); o suivre le procédé d'exécution pratique des fossés (fig. 18.13).

Mortier: o le malaxage des matériaux peut se fkire à la main à raison de 3 à 3,5 brouettes de sable pour I sac de ciment, selon la qualité du ciment utilisé;

o arroser les moellons afin qu'ils n'absorbent pas l'eau nécessaire pour le mortier.

Matériel

Outillage

Matériaux

U Tracteur / remorque ou camion (d> 100 ml)

U Angady

U Ciment U Sable U Moellon

U Pelle U Pioche U Brouette

UEau

U Outils maçon

Main-d'oeuvre

Equipe U Chef de chantier

O Chef d'équipe

O Maçons O Hommes U Femmes

Type de fossés o carré 50 X 50 (fig. 18.14 et photo 18.8); o trapézoïdal 80 x 50 x 50 (fig. 18.15 et fig. 18.16); o triangulaire (fig. 18.17); o pour ce qui a trait à l'utilisation d'un type de fossé plutôt qu'un autre, cela

est étroitement lié à ltemprise disponible de la route. Le fossé carré présente une largeur inférieure aux autres types de fossés;

o les fossés trapézoïdaux et triangulaires sont , par contre, moins sensibles au trafic de charrettes.

18-46

Activités principales des travaux HIMO

Fossés carré 50 x 50: o d'après l'expérience du Projet HIMO ROUTES le procédé 2 s'est avéré plus efficace et rentable.

Rendement observé o maximal:

o moyen: o minimum: Observations

7,00 ml / J - équipe: 1 maçon + 2 M.O; 4,00 ml / J - équipe: 1 maçon + 2 M.O; 2,00 ml / J - équipe: 1 maçon + 2 M.O.

Le rendement dépend:

o de la distance d'évacuation des produits de la fouille; o du procédé de construction pour le fossé carré 50 x 50.

Description du prix Ce prix rémunère au mètre linéaire (ml) l'exécution des fossés maçonnés (spécifier le type, ex: trapézoïdaux 80 x 50 x 50 cm) en maçonnerie de moellons appareillés y compris la fouille et toutes sujétions. Les quantités à prendre en compte seront celles des documents du Projet approuvé ou selon l'attachement contradictoire.

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18-47

Figure 18.13: Principes généraux pour l'exécution pratique des fossés maçonnés (1/2)

Cas N1 - Exécution du radier inférieur et ensuite des murs latéraux

A- PROCEDE D'EXECUTION PRATIQUE EN LIGNE DROITE

Cas N2 - Exécution des murs latéraux et ensuite du radier

1/2 Plate-forme 2.75

Axe route Gabarit Profil talus Linclinaison est fonction de la nature du sol ainsi que de la hauteur

\ I

-=== 3) I 5°'

_.ro11l final route Couche de Roulemént Ficelles E ra

Moellons 25x20x20

Mortier de ciment dosage 300Kç/m3

18-48

Activités principales des travaux HIMO

Figure 18.13: Principes généraux pour l'exécution pratique des fossés maçonnés (2/2)

COFFRAGE

FerTorou Lisse 0 10-12

pour tenir le coffra144

Ficelle supérieure

\.-

;?é:a:44

o C')

L..;,

en béton à couler

lanches en bois ép ...20 mm h ....16 cm longueur min 3-4 ml parfaitement rectilignes

Barbacane pour drainage du talus

Gabarit

Ligne de la ficelle du gabarit

Intérieur du fossé

Extérieur du fossé

B- EN PRESENCE DE VIRAGE

CORRECT

Mortier

Axe route

r, 'I

/ //

f 1,

NON CORRECT

Mortier

Dans les virages, les fossés seront exécutés par tronçons rectilignes de 2-3-4 m à la fois (polygonal consécutif) suivant toujours les principes énumérés ci-dessus

DOSAGE DU MORTIER I sac de ciment par 3.0 - 3.5 brouettes de sable. JOINTS Le mortier doit être réservé aux seuls joints et non

pas déborder les moellons afin d'améliorer l'écoulement de l'eau dans le canal et épargner du mortier.

De même «l'architecture» dans les fossés est à éviter pour les raisons ci-dessus, mais surtout pour de main-d'oeuvre éviter l'emploi supplémentaire (gain de temps).

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-49

o o

E D)

('4

o Q

u, Q)

D) G)

CCI

o C

o u, d

o G)

o ri o

o o o) U) o Q .o ci o

o o C

OLO

18-50

ActivitĂŠs principales des travaux HIMO

zw z U)

w a

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'ĂŠtudes

18-51

J 2

('1

< c,o C

w I

('-1

.0e'

zw z

o O)

cl) -

o U) o

-I

18-52

ActivitĂŠs principales des travaux HIMO

.a.

C') O C') w

zw z C/) LU

.w Coo

o o U) (D

U) C')

o o C') o U) o

090

18-53

Photo 18.8: Réalisation de fossé maçonné avec de la main-d'oeuvre féminine pendant l'exécution

travaux terminés

18-54

Activités principales des travaux HIMO

UNITE: UNITE

DALOT MAÇONNE

Définition Construction de section rectangulaire effectuée sous la chaussée et permettant le passage de l'eau de drainage ou de ruissellement d'un côté à l'autre de la route.

Description des travaux (fig. 18.18 et photo 18.9) o implantation de l'axe de la route en plaçant des piquets tous les 5 - 10 ml de chaque côté de l'emplacement prévu pour l'ouvrage;

o construction d'une ligne perpendiculaire (axe du dalot) à l'emplacement prévu;

o là où c'est possible, construction d'une déviation autour de l'emplacement; o fouille: excavation de l'emplacement du dalot (en procédant par moitié); o une fois le niveau de fouille atteint, nivellement et compactage du fond (couche mince de sable); o maçonnerie: radier + piédroits, comme pour les fossés maçonnés; o pose des dalles préfabriquées ou coulage sur place de la dalle supérieure; o construction du puisard amont et de l'avaloir y compris les murs en aile et les murs de tête;. o remblai dûment compacté autour et au-dessus de l'ouvrage jusqu'à la côte du projet; o nettoyage / finition.

Conseils o la fouille aura une largeur supplémentaire de 15 cm de chaque côté; o le compactage des matériaux (remblai) se fera à la main (dame de 5 Kg) et d'une façon symétrique; o le remblai dans la partie supérieure du dalot ne doit en aucun cas être inférieur à 50 cm. Toutefois, si le cas l'exige, le remblai peut être réduit à 15 - 20 cm; o les dalles préfabriquées seront conçues de telle sorte que leur transport et leur mise en oeuvre soient aisés: Exemple: 100 cm

Dalle 100x50 x 15cm; 50 cm

Poids: 190 kg.

épaisseur 15 cm

o bien étudier la possibilité de déviation de la route pour éviter en cours de travaux les dérangements dus au trafic.

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18-55

Matériel

Outillage

D Camion Tracteur / i- D Angady morque pour le trans- D Pelle port des matériaux (d> D Pioche 100 ml) D Brouette J Outils maçon

D Dame main

Equipe D Chef de chantier

Matériaux D Sable D Gravier D Ciment

D Fer D Moellon D Coffiages

Main-d'oeuvre D Chef d'équipe

D Maçons D Hommes D Femmes

Rendement observé o 1 dalot / 5 jours - équipe: 2 maçons + 5 M.O; o I dalot / 3 jours - équipe: 2 maçons + 5 M.O (cas dallettes préfabriquées).

Observations Le rendement dépend de la nature des matériaux rencontrés pendant la fouille, de l'aménagement des lieux (déviation du trafic) et du procédé de construction (dallettes préfabriquées ou non).

Description du prix Ce prix rémunère à l'unité la construction du dalot complet de dimension

(spécifier dimensions, ex: 80 x 80) cm exécuté en maçonnerie de moellons et dalle de couverture en B.A. dosé à 350 kg/m3. Il comprend:

o les fournitures et leur transport sur toutes distances; o les fouilles en terrain de toute nature; o la réalisation de la maçonnerie, le coulage/pose de dallages en B.A, le remblaiement jusqu'au niveau supérieur de la plate-forme fmie avec apports de matériaux, le compactage et toutes sujétions; o le chargement, le transport sur toutes distances, le déchargement et le réglage aux lieux de dépôt agréés des terres ou gravats issus des fouilles; o les aménagements d'extrémités et leurs fouilles.

Les quantités à prendre en compte seront celles des documents du Projet approuvé ou selon l'attachement contradictoire.

18-56

Activités principales des travaux HIMO

Figure 18.18: Dalot maçonné

VUE EN PLAN

Fossé trapézoïdal Plate-forme

5.50

Chaussée

4.50

Avaloir

Canne

Puisard Amont

COUPE LONGITUDINALE AA min 50cm

Couche de Roulement

Dalle en béton dosé à 300 Kg/m

I_______

II II I

Cote du Projet

u....

s 1

Pente 4%

Maçonnerie de moellons : dosage mortier 300 Kg/m3 Béton de propreté dosé à 150 KgIm3

BESOIN EN MATERIAUX TYPE 0E DALOT DALOT 60X60 h:0.60

Moellons Sable Ciment Gravier Fer Coffrage

U m3

Kg m3

Ihtl.35

b:0.60

380 2.20 650 0.84

DALOT 80 X 80

e: 15cm

B:1.00

h:0.801h1:1.551b:O.80

e: 15cm

B:1.20

DALOT 100 X 100

h:1.0

m Kg

490 4.3 850

1.00

U Kg

long. 0 12/15 transv. 0 12/15

5.40

6.60

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

Jhl:1.95J b:1.75

e: 20cm

B:1.40

630 5.50 1050 1.55

long. 0 12/15 transv. 0 12/15 850

18-57

Photo 18.9: Construction d'un dalot: ferraillage

18-58

ActivitĂŠs principales des travaux HIMO

DALLETTE MAÇONNEE

UNITE: ML

Définition Construction de section rectangulaire effectuée sous la chaussée à la jonction de deux routes, permettant le passage de l'eau des fossés de part et d'autre de la route.

Description des travaux (fig 18.19 et 18.20) o implantation de l'axe de la route en plaçant des piquets tous les 5 - 10 ml de chaque côté de Pemplacement prévu pour l'ouvrage; o là où c'est possible, construction d'une déviation autour de l'emplacement; o fouille à l'aplomb de l'emplacement de l'ouvrage; o réalisation des piédroits en maçonnerie de moellons; o coulage de la dalle en béton; o nettoyage / finition.

Matériel

Outillage

Matériaux

D Camion Tracteur / remorque pour le transport des matériaux (d>

D Angady

D Sable D Gravier D Ciment D Fer D Moellon D Coffiges

100 ml)

D Pelle D Pioche D Brouette D Outils maçon

Equipe D Chef de chantier

Main-d'oeuvre D Chef d'équipe

D Maçons D Hommes D Femmes

Rendement observé o I dallette de 3 ml/2,5 j - équipe: 1 maçon + 2 M.O; o 11 dallette de 3 ml/l j - équipe: 1 maçon + 2 M.O. (en dallettes préfabriquées).

Description du prix Ce prix rémunère au mètre linéaire (ml) l'exécution des dallettes en béton armé conformément aux plans-type y compris la fouille et toutes sujétions. Les quantités à prendre en compte seront celles des documents du Projet approuvé ou selon l'attachement contradictoire.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

18-59

Figure 18.19: Dallette en maçonnerie et dalle supérieure coulée sur place

Pxe route

Fossé longitudinal Dallette

Axe intersection

SECTION EN TRAVERS A : A Profil final route

D Dalle en béton armé dosage ciment: 300 Kg/m3 fer: maille 012/15

o 'q o

Moellons : dim 25x20x20

Mortier de ciment dosage 300 KgIm3

0.50

0.20

0.204

0.90

BESOIN EN MATERIAUX PAR ML

MATERIAUX

UNITE

QUANTITE

- Moellons

nbre

- Sable

0.13

- Ciment

- Gravier

0.07

- Fer

nbre

trans. 60 12 L = 136

- Coffrage

Long. 40 12 L =

18-60

0.50

Activités principales des travaux HIMO

t-.C)

EEEcoeo C)

o 'o .lO

C en

)

5II

00 dda, C'1

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o u) Ui

0,-.0 (00 (0

18-61

19 NOTIONS DE RENDEMENT Objectifs didactiques du module o Savoir les définitions de production et de rendement o Connaître les facteurs qui influent sur le rendement d'une équipe et d'un ouvrier

o Etre en mesure de vérifier le dimensionnement des équipes dans les dif férentes activités routières HIMO fait par le chef de chantier de la PME

Contenu du module o Définition de production et rendement o Rendement individuel et d'une équipe o Composition des équipes (cas travaux déblai)

Introduction La réussite des cadres techniques de bureau d'études et des gérants d'entreprise est liée à leur capacité de conserver dans le bureau d'études/entreprise des hommes compétents, de former des jeunes pour la relève, et en définitive de fournir des travaux de qualité. Ces cadres et chefs d'entreprise ont compris que sur les chantiers HIMO les ouvriers et le personnel d'encadrement se trouvent encore au stade de la recherche de satisfaction des besoins psycho-physiologiques et que:

o la rémunération et surtout la rémunérationà temps est le moyen le plus efficace pour motiver le personnel à bien travailler.t En effet, elle peut être utilisée comme un moyen de sanction, de prime et d'émulation;

o le souci de la condition sociale des ouvriers est très important;

o la présence fréquente des dirigeants sur le chantier est encore plus efficace que n'importe quelle mesure.

Le résultat tangible est que le rendement du chantier et de l'entreprise se trouve nettement amélioré. Le module ci-après rappelle la notion technique de rendement et les facteurs qui influent sur sa valeur finale

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

19-1

Définitions Production:

C'est la quantité de travail obtenue par la conjugaison d'un ensemble de moyens considérés comme facteurs déterminants de la production. ex: 500 m3 de déblai effectué en 5 jours par 40 hommes.

Rendement:

C'est le nombre résultant du quotient de la quantité de travail par les nombres mesurant les facteurs mis en présence pour obtenir cette production. ex: rendement d'un ouvrier de l'exemple ci-dessus: 500: 5 : 40 = 2,5 m3/jour soit en matière de déblai, dans cet exemple, un rendement de 2,5 m3/HL

Rendement individuel CAPACITE Le rendement individuel à retenir correspond à la quantité de travail qui peut être effectuée sans causer de fatigue excessive, étant entendu que le travailleur prend régulièrement des périodes de repos nécessaires pour se maintenir en forme, tant pour son bien-être physique que moral. Les principaux ficteurs du rendement individuel sont récapitulés et commentés au tableau 19. ci-après:

Tableau 19.1: Facteurs affectant le rendement individuel

Commentaires

Facteur Age

Alimentation Température et humidité Acclimatation et adaptation

Santé

Les hommes dans la force de l'âge (18 - 45 ans) ont généralement un meilleur rendement. La nourriture quotidienne doit comporter une quantité suffisante de calories. Le rendement est meilleur lorsque les travaux sont effectués dans la fraîcheur du jour. Il faut plusieurs jours à un travailleur pour s'habituer à son travail. Observer une bonne hygiène pour éliminer les maladies courantes et organiser des visites médicales périodiques.

MOTIVATION Une haute productivité est un signe évident de bonne santé et de bon moral. Un bon moral dépend principalement de la confiance que peut mettre le travailleur dans l'organisation du chantier et du paiement correct et régulier pour la bonne exécution du travail qui lui est demandé, pour le résultat qu'il peut en attendre. Quelques-uns des principaux facteurs qui conditionnent le moral et la motivation sont récapitulés au tableau 19.2.

19-2

Notions de rendement

Tableau 19.2: Facteurs conditionnant la motivation.

Commentaires

Facteur

Dans un chantier routier HIMO, le chef d'entreprise doit observer luiCommandement

Communication

Psychologie

même une discipline exemplaire; son intégrité, sa compétence, sa loyauté, sa justice, son sens humain doivent être incontestables. Il doit donner des instructions claires et rationnelles au chef de chantier pour qu'il puisse bien répartir le travail. Toute communication doit permettre le dialogue: - pour discuter des problèmes d'organisation; - pour expliquer les raisons des décisions prises; - pour discuter des problèmes du travailleur.

On doit respecter la dignité personnelle des travailleurs et reconnaître l'intérêt de leur travail; prévoir des possibilités d'épanouissement et de promotion.

Discipline

Les normes requises doivent être atteintes en développant, en accord avec les travailleurs, un esprit d'autodiscipline et la fierté du travail bien fait.

La productivité est maximale lorsque le paiement est en rapport direct

incitation financière avec les résultats obtenus.

Rendement d'une équipe Le rendement d'une l'équipe est fonction:

o du rendement des individus qui la composent; o du rendement de chaque poste de travail; o des objectifs donnés à l'équipe; o des matériels utilisés; o des méthodes de travail; o de la composition de l'équipe; o du savoir-faire du chef d'équipe. De tous ces facteurs, mis à part les méthodes de travail et le matériel à uti-

liser, le plus important est la composition de l'équipe, car elle conditionne les productivités individuelles des travailleurs ainsi que les méthodes de travail et le matériel à employer.

Dans l'exemple qui suit, l'opération comporte du déblai avec des sousactivités comme l'excavation, le chargement, le transport et répandage des matériaux, par des moyens manuels et des brouettes. Compte tenu des conditions propres au chantier, les normes retenues sont:

déblai (sous - activités)

o excavation à la main o chargement sur brouette o transport à la brouette et décharge o répandage à la main:

4,0 m3/jour 5,0 m3/jour 4,0 m3/jour 40,0 m3/jour

Les tableaux 19.3 et 19.4 suivants donnent, pour une même tâche, deux compositions de l'équipe et le rendement moyen. Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

19-3

Tableau 19.3: Composition de 'équipe (cas 1)

Opération par poste

Nombre j/h

d'ouvriers

Production m3/j par Production m3/j de l'équipe poste

Excavation déblai

Chargement et déchargemeni

Transport par brouettes

Répandage

Ensemble

Le rendement moyen par ouvrier est de: 20/23 = 0,87 m3/HJ. Tableau 19.4: Composition de l'équipe (cas 2)

Opération par poste

Nombre j/h Production m3/j par Production m3/j de l'équipe d'ouvriers poste

Excavation déblai

Chargement et déchargement

Transport par brouettes

Répandage

Ensemble

Le rendement moyen par ouvrier est de: 48 / 43 = 1,11 m3 / HJ.

La production journalière de l'équipe dans tous les cas est limitée à celle du poste de plus faible production. iimporte donc de choisir le nombre d'ouvriers affectés à chaque poste, de manière que les productions journalières de tous les postes soient les plus voisines possibles. On limite ainsi les temps morts sur certains postes, ce qui permet d'obtenir un rendement moyen par "hbmme/jour "plus important (dans le cas présent: 1,11 m3 au lieu de 0,87 m3).

Cependant, du fait des contraintes propres au chantier, il peut être nécessaire de réduire le nombre des ouvriers pour éviter un encombrement qui entraînerait une perte de productivité; dans ce cas, si l'on ne peut pas organiser

l'utilisation simultanée de plus de 9 brouettes, la composition idéale des équipes s'établit comme indiqué au tableau 19.5 ci-après:

19-4

Notions de rendement

Tableau 19.5: Composition de l'équipe (cas idéal)

Opération par poste

Nombre j/h

d'ouvriers

Production m3/j par poste

Excavation déblai

Chargement et déchargement

Transport par brouettes

Répandage

Ensemble

Production m3/j de l'équipe

Le rendement moyen par ouvrier est de 36 / 26 = 1,38 m3 / HJ.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

19-5

SixiĂ¨me partie Entretien

20. ENTRETIEN DES ROUTES NON RE VETUES EN HIMO Objectifs didactiques du module o Meilleure compréhension des différents types d'entretien devant être réalisés sur une route non revêtue

o Bonne reconnaissance des dégradations les plus couramment rencontrées, leurs causes probables, comment y remédier et les conséquences d'un entretien négligé

Contenu du module o différents types d'entretien o description des dégradations les plus couramment rencontrées, leurs causes probables, actions d'entretien et les conséquences d'un entretien négligé:

- entretien du système d'assainissement - entretien de la chaussée - entretien des dépendances o résumé des activités de l'entretien courant, périodique et d'urgence

Introduction Comme on ita mentionné dans le module "Approche HIMO dans le domaine routier", on considère qu'au niveau national à Madagascar, par défàut d'entretien, le linéaire du réseau praticable a été divisé par deux en vingt ans, notamment en ce qui concerne les routes en terre qui constituent en zone ruraie l'armature des voies de desserte. De nombreuses routes réhabilitées reviennent à leur état initial en quelques années par défaut d'entretien périodique et d'entretien courant qui permettrait d'atteindre le terme normal des entretiens périodiques. La Charte Routière de 1988, qui prévoyait le transfert aux collectivités territoriales décentralisées de l'entretien des réseaux secondaire et tertiaire, n'a pas été appliquée, et les collectivités ne disposent pas de toute manière des ressources nécessaires pour faire face à cette responsabilité.

La mise en place d'un système d'entretien efficace tenant compte des conditions et contraintes locales, le volume de trafic, l'intensité de la pluviométrie et la capacité des collectivités décentralisées et des PME est primordiale pour le développement socio-économique du pays. Un entretien tardif ou insuffisant se traduira par une augmentation des coûts de réparation, par des coûts de circulation plus élevés, des désagréments accrus pour les usagers et une détérioration de la sécurité. Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

20-1

Types d'entretien Une fois la route construite ou réhabilitée, sans entretien régulier, elle est condamnée à se détériorer et, en fin de compte, à disparaître. Au début, on ne constate que de légères dégradations dues à l'usure du bombement et au système de drainage non parfaitement fonctionnel. Après les pluies, les flaques d'eau restées dans les dépressions de la chaussée affaiblissent la couche de surface. Le passage des véhicules, mais surtout des charrettes et des camions finiront par former des nids de poules. Un autre phénomène est la formation d'ornières,c'est-à-dire les dégradations de la chaussée et de la plate-forme sous forme de bandes parallèles à l'axe de la chaussée et correspondant aux zones de passage préférentielles des roues de poids lourds ou charrettes (voir photo 20.1). La défaillance du système de drainage constitue une autre source de dégradation: elle entraîne l'écoulement de l'eau sur la chaussée, provoquant des dégâts importants qui détériorent complètement la route (photos 20.2, 20.3 et 20.4). Toutefois, si la route est bien construite, la plupart de ces problèmes peuvent être évités grâce à un entretien régulier appelé entretien courant. La remise en état (rétablissement de la route dans son état originel), après un certain nombre d'années d'utilisation, d'une route soumise à un système d'entretien régulier est appelée entretien périodique. Sur les routes en terre, ce travail comporte un reprofilage complet, voire la réfection de la plate-forme et le rechargement de la couche de roulement. La périodicité varie entre 4 et 8 ans suivant le volume de trafic et les conditions géotechniques et météorologiques. Lorsque surviennent sur la route des dégâts causés par des situations exceptionnelles (crues des fleuves, glissements de terrain, chutes de pierres, inondations, etc.) il faut intervenir sans retard pour rétablir immédiatement la situation. Ce type d'entretien qui est localisé sur une partie précise du tronçon est appelé entretien d'urgence. Le travail exigé varie selon les dégâts et ist à étudier cas par cas.

Dans le chapitre suivant on donne un aperçu des dégradations les plus couramment rencontrées, leurs causes, leur évolution en cas de négligence et les travaux d'entretien pour y remédier. Ce sont des extraits du guide pratique pour l'entretien des routes publié par AIPCR adaptés aux routes rurales construites à Madagascar.

Dégradations, causes, évolution en cas de négligence et actions d'entretien ENTRETIEN DU SYSTEME D'ASSAINISSEMENT Le système d'assainissement est l'élément le plus important d'une route principale ou rurale, même dans les régions à faible précipitations. Il comprend des fossés, des exutoires, des fossés de crête, des canalisations, des descentes d'eau, des buses, ainsi que des drains enterrés. L'entretien est essentiel pour préserver la plate-forme et la couche de roulement. 20-2

Entretien des routes non revêtues en HIMO

L'objet de l'entretien de l'assainissement est de faire en sorte que les éléments du système restent libres de toute obstruction, et qu'ils gardent les profils et pentes prévues. Ils doivent fonctionner correctement de manière à ce que les eaux de pluies ou souterraines puissent s'écouler librement et rapidement.

Dégradation: obstruction des fossés Causes principales de la dégradation

o croissance de la végétation, buissons, débris, alluvions, éboulis. Evolution possible

o blocage du fossé ce qui mène au ravinement de la chaussée et des accotements. Actions d'entretien

o débroussaillage et désherbage; o enlever des débris.

Dégradation: envasement des fossés Causes principales de la dégradation

o la pente du fossé est trop faible, l'eau ne peut pas s'écouler à une vitesse suffisante;

o l'espacement des exutoires est trop grand. Evolution possible

o blocage du fossé provoquant le ravinement de la chaussée et des accotements.

Actions d'entretien

o curage des fossés et/ou mettre plus d'exutoires; o lorsqu'il n'est pas possible d'approfondir ou de mettre des exutoires, la construction d'une nouvelle buse, caniveau ou dalot avec une dénivellation à l'entrée peut être envisagée de manière à assurer le passage de l'eau vers l'autre côté de la route.

Dégradation: stagnation de l'eau dans le fossé et sur les accotements Causes principales de la dégradation

o le profil transversal du fossé est trop petit; o la pente du fossé est trop petite. Evolution possible

o le matériau de l'accotement se ramollit et est davantage vulnérable à l'érosion. La chaussée peut aussi être inondée et, de ce fait, affaiblie.

Actions d'entretien o agrandir ou approfondir le fossé; o creuser de nouveaux fossés d'évacuation.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

20-3

Photo 20.1: Envasement et dégradation du profil du fossé entraînant la destruction de la chaussée

Dégradation: le profil trans ersal du fissé non revêtu est détruit Causes principales de la dégradation

o la vitesse d'écoulement de l'eau dans le fossé est trop élevée; o la pente du fond du fossé est trop grande; o la circulation de véhicules ou le piétinement du bétail causent un a1 fouillement.

Evolution possible

o il se produira un envasement partiel si les parois du fossé se sont ef fondrées;

o le fossé devient plus profond (ravinement), les parois s'effondrent alors, l'accotement, voire même une partie de la chaussée peuvent être emportés.

Actions d'entretien o refaire la pente et le profil en long; o revêtir le fossé; o construire des dispositifs anti-érosion (brise-lames); o lorsqu'il n'est pas possible d'approfondir ou de mettre des exutoires, la construction d'une nouvelle buse, caniveau ou dalot avec une dénivellation à l'entrée peut être envisagée de manière à assurer le passage de l'eau vers l'autre côté de la route.

20-4

Entretien des routes non revêtues en HIMO

Dégradation: le revêtement du fossé est détruit Causes principales de la dégradation

o exécution médiocre du revêtement; o tassement du terrain, érosion du terrain en dessous du revêtement du fossé;

o mauvais profil en long du fossé revêtu. Evolution possible

o lorsque l'eau qui s'écoule atteint la terre protégé par le revêtement, l'érosion commence. La quantité de terre emportée par les eaux augmente, le revêtement est encore plus endommagé par le manque de soutien, ce qui mène à la destruction totale du revêtement.

Actions d'entretien

o réparer le revêtement; o revoir le profil en long du fossé.

Dégradation: érosion à la sortie du fossé ou exutoire Causes principales de la dégradation

o écoulement trop rapide ou trop concentré par rapport à la résistance du sol. Evolution possible

o l'érosion se poursuivra en remontant le fossé et augmentera dans l'aire de sortie. L'érosion peut, au stade ultime, menacer la route ainsi que les terrains environnants.

Actions d'entretien Réduire la quantité et la vitesse de l'écoulement en:

o réduisant la pente du fossé par des brise-lames; o ajoutant d'autres exutoires, en amont de celui qui existe. Réduire l'érosion à la sortie en:

o construisant un bassin de dissipation d'énergie; o construisant un perré maçonné ou en gabions ou en appliquant d'autres techniques de défense contre l'érosion (engazonnement, clayonnage).

Dégradation: ensablement ou obstruction par des débris de buses, dalots et dallettes Causes principales de la dégradation

o la pente du fond de la buse ou dalot est trop faible; o la buse ou le dalot a été calé trop bas, de telle sorte que les matériaux charriés par l'eau se déposent dans la buse. Evolution possible

o la section d'écoulement sera progressivement réduite jusqu'à obstruction. L'eau stagnera ou créera une mare du côté amont de la buse ou dalot et pourra, finalement, franchir la route et causer un ravinement. La route est alors en danger d'être emportée par les eaux. Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

20-5

Actions d'entretien

o curer les buses et les dalots; o si la buse s'envase rapidement, la reconstruire avec un niveau et une pente correcte.

Dégradation: érosion à la sortie de la buse Causes principales de la dégradation

o le fond de la buse a été construit selon une pente trop accentuée;

o erreurs de conception: on n'a pas prévu un perré en aval ou d'autres dispositions anti-érosives.

Evolution possible

o une ravine se développe à la sortie, la tête aval et les murs en aile de la buse ou dalot, voire même une partie de la buse et du remblai de la route peuvent s'effondrer dans la ravine. Actions d'entretien o réparer les dégâts et construire un bassin de dissipation d'énergie; o placer un perré maçonné, un revêtement aval en gabions ou appliquer d'autres techniques de défense contre l'érosion (voir engazonnement, clayonnage).

Dégradation: dégâts mineurs au mur de tête, murs en aile ou même au radier Causes principales de la dégradation

o tassement léger; o affouillement ou érosion. Evolution possible

o érosion au niveau du mur de tête ou du radier; o blocage ou effondrement de la buse. Actions d'entretien

o réparer le mur de tête ou le radier; o consolider le sol autour du mur de tête et le radier.

ENTRETIEN DE LA CHAUSSEE Le but de l'entretien de la chaussée est de conserver sa forme et sa géométrie, de manière à ce que les véhicules puissent emprunter la route en toute sécurité, de fournir un confort de roulement à une vitesse appropriée qui caractérise ce type de route (40 km/h). La conservation de sa forme et sa géométrie permet aussi d'évacuer les eaux de pluie rapidement vers les fossés.

Dégradation: déformations du profil en travers (manque de bombement, nids-de-poule) Causes principales de la dégradation

o disparition du bombement à cause des charges du trafic; o la plate-forme a été mal compactée lors de la construction; o tassement de la route. 20-6

Entretien des routes non revêtues en HIMO

Evolution possible

o sur une route dont la surface est devenue plane ou concave l'eau va s'accumuler.. L'association de l'eau et du trafic favorise la formation rapide de nids-de-poule ce qui mène à une dégradation rapide de la route.

Actions d'entretien o effectuer des réparations localisées: bouchage des nids-de-poule;

ô scarifier la surface existante afin d'ameublir le matériau de la plate-forme suivi par un reprofilage de la surface dont l'objectif est de former un profil en toit correct. Photo 20.2: Dégradation - Nids de poule

Dégradation: ornières et ravinement Causes principales de la dégradation

o Ornières: dépression de la chaussée sous forme de bandes parallèles à l'axe de la chaussée et correspondant aux zones de passage préférentielles des roues de poids lourds ou charrettes; o Ravinement longitudinal ou transversal: dépression allongée et profonde creusée par l'écoulement des eaux sur la chaussée à cause d'un mauvais assainissement. Evolution possible o l'eau pluviale tend à s'écouler le long de la route et ou à former des rigoles d'érosion ou ravines de plus en plus profondes menant à la dégradation de la route.

Actions d'entretien

o reprofilage de la route; o pour arrêter le ravinement: réparer le système d'assainissement. Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

20-7

Photo 20.3: Dégradation de la route - Ornières causées par les charges des charrettes et des camions

Photo 20.4: Ornières vues pendant la saison des pluies

20-8

Entretien des routes non revêtues en HIMO

Photo 20.5: Ravinement transversal à cause d'un mauvais assainissement

Photo 20.6: Ravinement longitudinal dû à un mauvais assainissement

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

20-9

Dégradation: usage ou enlèvement des matériaux de la chaussée Causes principales de la dégradation

o le matériau de surface des chaussées non revêtues est usé par le passage des véhicules, érodé par la pluie et emporté par le vent. Evolution possible

o lorsque les pertes dans la couche de roulement atteignent la plate-forme, la portance de la route diminue et des tronçons de route peuvent complètement disparaître. Actions d'entretien

o avant que tout le matériau de surface n'ait disparu, il faut recharger la chaussée (10 à 15 cm);

o avant de procéder au rechargement, il est indispensable de réparer ou d'améliorer, si nécessaire, le bombement et le système d'assainissement de la route. A défaut, la nouvelle chaussée rechargée risque de se dégrader très rapidement;

o lorsque seuls de courts tronçons sont gravement dégradés, on procède à une opération de rechargement par zones.

Dégradation: tôle ondulée Causes principales de la dégradation

o rigoles transversales espacées l'une de l'autre, qui se développent graduellement sur les chaussées à cause des effets combinés du trafic et des intempéries. Evolution possible o les rigoles se développent de plus en plus ce qui diminue progressivement les conditions de circulation.

Actions d'entretien On peut remédier à cette situation par: o un grattage de la surface de la route qui corrige des déformations n-Lineures de la chaussée;

o un reprofilage.

ENTRETIEN DES DEPENDANCES Les dépendances comprennent les accotements et les talus latéraux, ainsi que les surfaces situées dans les limites de la route qui doivent être entretenues à l'exception de la chaussée. Le but de l'entretien des accotements est de conserver leur forme et leur géométrie de manière à ce que les véhicules puissent utiliser, en toute sécu-

rité, les accotements en cas d'urgence et que l'eau puisse s'évacuer de la chaussée vers le fossé latéral.

L'objet de l'entretien des talus et des autres surfaces accessoires de la route est d'assurer que les talus soient protégés des forces d'érosion potentielle de l'eau, et que soient conservées leurs formes et leur stabilité.

20-10

Entretien des routes non revêtues en HIMO

Dégradation: accotement déformé, plus élevé ou plus bas Causes principales de la dégradation

o le matériau de la chaussée s'est accumulé sur l'accotement par l'action de la circulation et de l'eau; o la plate-forme a été mal compactée lors de la construction; o le matériau du talus a glissé sur l'accotement; o le matériau de l'accotement a été déplacé par l'action de la circulation; o le tassement de l'accotement par la circulation. Evolution possible

o les eaux de ruissellement peuvent affaiblir davantage la chaussée et l'accotement; o le fossé latéral peut être obstrué par un excès de matériau; o risque accru d'accidents.

Actions d'entretien o reprofiler, à un bon niveau, la surface de l'accotement; o enlever des matériaux en excès.

Dégradation: végétation excessive sur l'accotement et les talus Causes principales de la dégradation

o l'herbe, les plantes, les arbustes ou les arbres ont eu la possibilité de croître sans contrôle; o insuffisance de désherbage et de débroussaillage.

Evolution possible

o les eaux de ruissellement peuvent développer des flaques sur le bord de la plate-forme et affaiblir la chaussée;

o la végétation peut obstruer le système d'assainissement. Actions d'entretien o maîtriser la végétation par un débroussaillage et désherbage régulier; o élagage des arbustes sur les talus.

Dégradation: érosion des talus Causes principales de la dégradation

o les eaux de pluie sont concentrées dans les ravines en haut des talus; o la couverture végétale est insuffisante. Evolution possible

o érosion profonde des talus; o glissements de terrain; o construction du fossé ou de l'accotement et de l'ensemble des dispositifs d'assainissements. Actions d'entretien Prévenir l'érosion ou réparer en: o créant des bermes ou des fossés de crête; o installant des descentes d'eau dans les remblais; o engazonnant, clayonnant ou empierrant les talus. Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

20-11

Dégradation: glissement de terrain Causes principales de la dégradation

o la pente du talus était trop forte pour sa hauteur et pour la nature du sol; o l'eau a pénétré le talus par le haut; o il y a une pression et un. écoulement de l'eau de la nappe phréatique. Evolution possible o le sol du talus peut continuer sa progression vers le bas, obstruant ou coupant la route; o l'eau ne pourra plus s'écouler dans les fossés.

Actions d'entretien On peut remédier à cette situation en:

o réduisant l'angle du talus; o enlevant la terre qui a glissé; o construisant des murs de soutènement en maçonnerie de moellons ou en gabions; o appliquant des techniques de génie biologique.

Résumé des activités d'entretien courant, périodique et d'urgence ACTIVITES D'ENTRETIEN COURANT Ce sont des opérations devant être réalisées une fois ou plusieurs fois cha-

que année dépendant du volume de trafic et de la pluviométrie. Il s'agit généralement d'opérations simples ou de faible ampleur qui n'exigent qu'une main-d'oeuvre peu qualifiée. Celles-ci comprennent: o l'enlèvement de tout obstacle sur l'emprise de la route (chutes d'arbres, petits éboulements); o le débroussaillage et le désherbage de la végétation poussant sur les bords de la route (accotements et talus descendants); o le curage des dalots/dallettes; o le curage des fossés, des exutoires et des fossés de crête (enlèvement des matériaux inutilisables tels que les débris, la végétation et la vase, rétablissement du profil en travers original, reconstruction des brise-lames); o la réparation des brise-lames; o la réparations des fossés maçonnés et des dalots endommagés; o le comblement des ravins et ornières causés par l'érosion sur la chaussée et sur les accotements; o le bouchage des nids de poule; o le reprofilage de la chaussée (maintien du bombement de la chaussée); o l'engazonnement des talus et des remblais.

20-12

Entretien des routes non revêtues en HIMO

ACTIVITES D'ENTRETIEN PERIODIQUE Opérations devant étre réalisées à l'issue d'une période de plusieurs an-

nées. Il s'agit de travaux de plus grande ampleur, exigeant de la maind'oeuvre spécialisée et du matériel approprié. Ceux-ci comprennent:

o le reprofilage de la route en travers et en long; o les travaux de renouvellement de la couche de roulement; o la réparation ou renforcement d'ouvrages de franchissement (ponts, radiers) et d'autres ouvrages endommagés; o la réparation des murs et autres éléments maçonnés (enrochements, penés, etc.).

ACTIVITES D'ENTRETIEN D'URGENCE De temps à autre, des travaux d'urgence peuvent être nécessaires. Il est généralement impossible de programmer ce type d'entretien (lieux, moment et nature des dégâts) car il est lié à des événements imprévus et exceptionnels. Les dégâts qui pourront se produire seront par exemple:

o éboulement de talus de déblai; o glissement de terrain, notamment d'un talus de remblai; o brèche dans une digue; o affouillement autour des fondations des ouvrages; o effondrement d'une culée ou d'une pile de pont; o effondrement d'un tablier d'un pont, dégâts au platelage ainsi que bien d'autres dégradations.

Ils seront exécutés dès que leur besoin apparaîtra en tenant compte des ressources et des moyens disponibles.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

20-13

21. ENTRETIEN DES OUVRAGES D'ART Objectifs didactiques du module o Meilleure compréhension des différents types d'entretien devant être iausés sur des ouvrages de franôhissement

o Bonne reconnaissance des dégradations les plus habituelles, leurs causes probables, des méthodes pour y remédier et les conséquences d'un entretien négligé

o Savoir à quelles techniques d'exécution il faut avoir recours pour les travaux d'entretien des ouvrages de franchissement

Contenu du module Ce module traite des travaux d'entretien se rapportant aux radiers et aux ponts. o Dégradations, causes, évolution en cas de négligence et exécution des travaux d'entretien:

- entretien des radiers - entretien des ponts o Techniques d'exécution des travaux d'entretien principaux: - entretien des ponts avec un tablier en bois - entretien des ponts avec un tablier dont la structure portante est composée de poutres métalliques

- entretien des éléments d'un pont construits en maçonnerie de moellons

- entretien des travaux en gabions

Introduction Comme on l'a mentionné dans le module 'Reconnaissance", les ouvrages

de franchissement tels que les ponts et les radiers sont généralement les éléments les plus coûteux de la construction d'une route. Ce sont les points faibles d'un réseau routier mais souvent très importants pour désenclaver des zones à fort potentiel agricole. Il ne suffit pas de prendre soin de leur conception et réalisation mais aussi il faut les entretenir. L'entretien de ces ouvrages d'art vise à les conserver en bon état et à garantir les conditions de sécurité pour le trafic. Lorsqu'un pont ou un radier en-

jambe un cours d'eau, l'eau doit pouvoir s'écouler librement à tous les niveaux de crue sans endommager l'ouvrage, sans créer d'affouillements au niveau des fondations et sans mettre en danger les habitations et les aménage-' ments riverains.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

21-1

Dans le paragraphe suivant on donne un aperçu des dégradations les plus courammênt rencontrées, leurs causes, leur évolution en cas de négligence et les travaux d'entretien pour y remédier. Ce sont des extraits du guide-pratique pour l'entretien des ouwages publié par AIPCR adaptés aux ouvrages d'art construits à Madagascar.

Dégradations, causes, évolution en cas de négligence et actiôns d'entretien ENTRETIEN DES RADIERS Les surfaces des franchissements submersibles sont souvent constituées par

des dalles en béton (béton non armé ou béton cyclopéen) avec des murs de tête en maçonnerie de moellons et des protections en aval (perré maçonné ou gabions). Ily a un risque important d'emportement ou de mouvement de la dalle causé par la turbulence de l'eau L'entretien courant doit corriger tous les défauts mineurs au fur et à mesure qu'ils apparaissent, afin d'éviter des travaux importants et coûteux ultérieurement. Les activités courantes peuvent comprendre la réparation du béton et de la maçonnerie, la mise en place de gabions et de protection des ouvertures du radier surélevé comme dans le cas des radiers busés.

Dégradation: défauts mineurs Type de défauts mineurs

o tassement léger des dalles; o la chaussée du radier est couverte de débris; o les jalons de guidage manquent ou sont endommagés. Causes principales du défaut

o le charriage naturel dans les rivières qui amène et dépose des débris lors des crues ou qui endommage les jalons de guidage; o la force de l'écoulement qui cause de petites fissures dans la chaussée ou qui emportent des jalons; o jalons endommagés par des accidents ou par vandalisme.

Evolution possible

o les fissures dans la chaussée s'étendent et s'élargissent en particulier durant la saison des crues. L'érosion brisera graduellement la chaussée; o l'usager ne perçoit plus clairement les limites de la chaussée; les véhicules peuvent s'égarer sur le lit meuble de la rivière au bord du radier et être endommagés ou immobilisés.

Actions d'entretien o effectuer de petites réparations; o dégager la surface du gué; o remplacer les jalons.

21-2

Entretien des ouvrages d'art

Dégradation: défauts majeurs Type de défauts majeurs

o tassement important des dalles; o forte érosion en aval de l'ouvrage. Cause principales du défaut o le fond des buses ou ouvertures dans des radiers busés a été construit selon une pente trop accentuée, les buses sont mal réparties sur la longueur du radier, etc.; o autres erreurs de conception: on n'a pas prévu un perré en aval ou d'autres défenses contre l'érosion; o érosion régressive. Evolution possible

o une ravine ou mare se développe en aval du radier, le mur en tête aval et les murs en aile du radier, voire même une partie des dalles peuvent s'effondrer dans la ravine.

Actions d'entretien

o réparer les dégâts et construire un bassin de dissipation d'énergie; o placer un perré maçonné en aval, des petits ouvrages en gabions ou appliquer d'autres techniques de défense contre l'érosion (voir module "Lutte contre l'érosion").

ENTRETIEN DES PONTS

Dégradation: défauts mineurs (non structurels) Type de défauts mineurs

o le tablier, les sommiers et les joints sont couverts de saleté, de terre et de débris;

o évacuations bouchées; o débris de crue contre ou sous le pont; o végétation et terre dans les barbacanes des culées et des murs de soutènement (murs en aile). Causes principales du défaut

o le charriage naturel dans les rivières qui amène et dépose des débris lors des crues; o mauvais drainage sur les approches de la route.

Evolution possible

o création de flaques d'eau sur le tablier, l'eau pénètre et attaque l'ouvrage; o mauvaise ventilation des poutres et madriers en bois ce qui provoque leur pourrissement; o le tablier du pont ne peut pas se dilater ou se rétracter comme prévu ce qui peut mener à des dégâts structurels; o l'eau dans les remblais ne peut s'écouler, le remblai peut se tasser ou les culées et les murs de soutènement peuvent s'incliner sous la pression. Actions d'entretien Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

21-3

o nettoyer et dégager après chaque crue.

Dégradation: défauts mineurs (structurels) Type de défauts mineurs

o clous ou boulons mal enfoncés ou desserrés; o planches de tablier endommagées; o acier rouillé, peinture écaillée;

o bois non traité; o joints de maçonnerie défectueux. Causes principales de la dégradation

o jeu sous l'action de la circulation, roule ou malfaçons; o action de la circulation, de l'eau, pourriture;

o intempéries; o manque de traitement et de protection du bois; o tassement, construction médiocre. Evolution possible

o perte de planches du platelage, de madriers et pourrissement des poutres en bois; o corrosion des parties métalliques; o pertes des parties en bois par l'action des insectes; o effondrement local de la maçonnerie.

Actions d'entretien o réparer les assemblages desserrés ou manquants; o peindre les éléments en acier;

o préserver le bois; o refaire les joints de maçonnerie.

Dégradation: défauts majeurs (structurels) Type de défauts majeurs

o tassement du tablier, des culées ou des piles; o structures métalliques sérieusement corrodées; o béton ou maçonnerie fissurés; o érosion à l'endroit des culées, des piles et des rives. Causes principales de la dégradation

o rétrécissement trop important de l'éctulement et vitesse d'eau trop importante par rapport à la résistance des sols; o intempéries et crues exceptionnelles; o manque de traitement et de protection du bois ou d'acier; o tassement, faible conception ou construction médiocre.

Evolution possible

o enlèvement du terrain non protégé des rives et du sol autour des piles et des culées par le cours ce qui mène d'abord au tassement des culées et des piles et finalement à la destruction de l'ouvrage; 21-4

Entretien des ouvrages d'art

o corrosion importante des parties métalliques diminuant la capacité de portance du tablier; o effondrement de la maçonnerie et de la structure portante de l'ouvrage. Actions d'entretien

o lutte anti-érosive qui peut comprendre les activités suivantes: enrochement, radiers anti-affouillement en gabions, murs de soutènement en gabions ou en maçonnerie de moellons, pose de pieux (voir module "Lutte contre l'érosion't); o remplacer des éléments trop pourris ou corrodés; o réparer ou reconstruire de la maçonnerie et les éléments en béton fissurés.

Techniques d'exécution des travaux d'entretien des ouvrages d'art Les travaux de défense contre l'érosion sont abordés dans un module spécialement consacré à ce sujet vu son importance. Dans ce dernier chapitre, on traite les autres techniques d'exécution de l'entretien couramment appliquées pour des ouvrages simples qu'on retrouve sur un réseau de routes rurales.

ENTRETIEN DES PONTS AVEC UN TABLIER EN BOIS

Réparation des assemblages desserrés ou manquants (fig 21.1) Les assemblages de madriers les plus courants sont les clous et les bou-

lons. Ceux-ci se relâchent sous la circulation et doivent être contrôlés fréquemment. Lorsqu'il sont partis ou rouillés ils doivent être remplacés.

les assemblages boulonnés La tige du boulon doit avoir un contact étroit avec le trou foré. Les rondelles doivent être assez épaisses et de diamètre suffisamment grand pour que le bois ne se délite pas lorsque le boulon est serré.

les assemblages cloués Les clous sont une source d'ennuis fréquents, particulièrement lorsque l'on utilise le mauvais modèle ou la mauvaise longueur. Ils se relâchent dans le bois des tabliers, ils peuvent être arrachés par l'effet de succion des pneumatiques et endommager ces derniers. Il faut examiner le revêtement des tabliers au passage du trafic pour déceler des mouvements. Il faut enlever tous les clous relâchés, reclouer dans des endroits différents (pas dans les anciens trous de clouage) en utilisant des clous dont la longueur est égale à trois fois l'épaisseur du revêtement. Il faut forer un avant-trou si les planches ont tendance à fendre lorsque les clous sont enfoncés. Le diamètre de perçage des avant-trous doit être légèrement inférieur au diamètre des clous. Pour améliorer la résistance des clous à l'arrachage, il fàut utiliser des clous dont la tige est irrégulière, par exemple: o des clous à sillons annulaires, ou o des clous à sillons en spirale.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

21-5

Figure 21.1: Réparation des assemblages desserrés ou manquants

Remplacer les planches endommagées (fig. 21.2) les planches en long o il faut extraire tous les clous, enlever les planches défectueuses et nettoyer la zone du tablier aux surfaces de contact; o il faut utiliser des planches neuves de dimension identique à celle des planches à remplacer. Les planches neuves devront être bien séchées et traitées avec un produit protecteur du bois. Utiliser environ trois clous à chacune des extrémités des planches et deux clous tous les 25 cm le long des. planches. Ne pas enfoncer de clous à proximité des bords des planches; il faut rester au moins à 3 cm du bord. Tous les clous doivent être chassés pour ne pas saillir de la surface de la planche; o il ne faut pas utiliser de bois défectueux, présentant, par exemple des courbures, des angles, des torsions, des flaches ou trop de noeuds.

remplacement des madriers o il faut enlever les clous et soulever d'abord les planches du platelage suivi des madriers en ayant soin d'éviter d'endommager les poutres en bois; o examiner la surface des poutres pour déceler les défauts. Les poutres atteintes de pourrissement devront être remplacées; o il faut clouer les nouveaux madriers, bien séchés et traités avec un protecteur de bois. Puis, il faut maintenir les vides de ventilation et de drainage entre les madriers; o lorsque les madriers sont en place, remettre les planches de platelage si el-

les sont en bon état. Dans le cas contraire, remplacer celles-ci par des planches neuves bien séchées et traitées. Clouer en position en respectant des joints décalés.

21-6

Entretien des ouvrages d'art

Protection du bois Les méthodes de protection du bois (imprégnation avec de la créosote et avec un produit protecteur du bois avec une brosse à peinture) sont décrites dans le module "Mise en oeuvre des matériaux locaux".

Protection contre termites II faut éliminer les tunnels de termites ou «fourmis blanches» de la proximité des ponts en bois en utilisant des pioches, des pelles ou autre outils appropriés. Simultanément, imprégner le sol d'un produit chimique efficace et approuvé pour lutter contre les insectes destructeurs du bois. Si possible, il faut localiser le nid des termites, creuser le sol et l'imbiber du produit chimique agréé. L'imbibition du sol peut être efficace mais là où il y a beaucoup de termites il faut répéter l'opération. Les termites du bois sont très difficiles à éradiquer complètement. Une fois qu'un madrier ou une poutre est attaquée, le plupart des mesures ne sont efficaces que temporairement. Le bois traité à l'huile sous pression, qui a été manipulé avec précaution après le traitement, peut résister efficacement aux attaques des insectes.

Lorsque l'on ne dispose pas de bois traité sous pression, le traitement par aspersion du sol avec un produit de protection et le remplacement du bois infesté sont possibles dans le cadre de mesures provisoires. Le bois infesté devra être écarté du pont et brûlé complètement.

ENTRETIEN DES PONTS AVEC UN TABLIER DONT LA STRUCTURE PORTANTE EST COMPOSEE DE POUTRES METALLIQUES Il faut s'assurer que la peinture des poutres métalliques soit bien faite. Les étapes suivantes sont recommandées:

o nettoyer toutes les surfaces métalliques en enlevant la crasse, la poussière, les écailles de rouille et la peinture qui n'adhère plus. Là ou c'est possible, utiliser un chalumeau et ensuite frotter la surface avec une brosse métallique pour enlever toutes les particules détachées; o appliquer une couche primaire à la brosse: bien étaler sur la surface métallique en s'assurant que la peinture couvre avec une pellicule régulière sans coulure. Nettoyer les pinceaux à des intervalles réguliers pour éviter la saturation; o laisser sécher la couche primaire (24 heures ou selon l'expérience locale); o appliquer une couche intermédiaire (en utilisant une peinture de haute qualité, à base d'huile, de métal, de résine synthétique ou autre); o laisser sécher complètement la couche intermédiaire; o appliquer une dernière couche de finition.

ENTRETIEN DES ELEMENTS D'UN PONT CONSTRUITS EN MACONNERIE DE MOELLONS Cette activité ne devrait concerner que les éléments en maçonnerie relati-

vement en bon état. Si la structure s'est tassée ou est en danger d'effondrement, on ne saurait recommander qu'une reconstruction complète.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

21-7

Les étapes suivantes sont recommandées (fig. 21.3):

o nettoyer et gratter le mortier friable, la terre et la végétation des joints défectueux, en utilisant de l'air comprimé ou un jet d'eau, ainsi que marteaux et burins;

o aux endroits où le joint doit être complètement rénové, ta pierre doit être déposée temporairement jusqu'à ce qu'un nouveau lit de mortier ait été mis en place;

o préparer un mortier de sable et de ciment comme il se doit (I partie de ciment, 3 parties de sable) et n'ajouter que ce qu'il faut comme eau pour mettre le mortier en place;

o placer le mortier dans le joint, en remplissant tout l'espace disponible, compacter avec un rondin de bois adapté. Ne pas utiliser le mortier qui est tombé à terre;

o lisser les joints avec un outil adapté (un morceau de tuyau ou un rond à béton courbe); o la surface fmale du mortier devra être en léger retrait par rapport à la surface de la pierre ou de la brique afin de réaliser une finition agréable; o dans des conditions climatiques sèches, le mortier peut sécher rapidement. Il faut éviter cela en humidifiant les joints avec de l'eau avant la prise du mortier et jusqu'à ce que le mortier soit complètement durci. Autrement, couvrir la zone de travail avec des sacs de jute mouillés ou quelque chose de semblable;

o nettoyer les surfaces visibles des pierres ou des briques qui ont été salies par le mortier ou par l'eau de gâchage au cours du travail de telle sorte que le travail terminé puisse présenter un aspect satisfaisant.

21-8

Entretien des ouvrages d'art

Figure 21.2: Remplacement des planches endommagĂŠes d'un tablier en bois

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'ĂŠtudes

21-9

Figure 21.3: Rejointoiement de la maรงonnerie

211O

Entretien des ouvrages dart

ENTRETIEN DES TRAVAUX EN GABIONS Il est bon de procéder périodiquement (une fois par an au moins), à une inspection des ouvrages réalisés en gabions tissés manuellement pour effectuer les travaux d'entretien qui seront nécessaires. L'entretien se limite normalement au renforcement des fils coupés par des morceaux de fils galvanisés (fig. 21.4). Figure 21.4: Entretien des gabions

Au cas où les gabions ont été endommagés ou déplacés sérieusement, il faut les reconstruire, renforcer et remplir de nouveau correctement. Le remplissage des gabions devra être effectué à la main en utilisant des pierres dures et d'une dimension pas inférieure à la maille. Les pierres devront être tassées de manière à laisser un minimum de vide.

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21-11

22. ORGANISATION ET GESTION DES TRAVAUX D'ENTRETIEN ROUTIER EN HIMO

Objectifs didactiques du module o Meilleure compréhension des différents types de contrats d'entretien auxquels on peut avoir recours pour l'entretien des routes non revêtues o Conseils pratiques pour la préparation et la gestion des contrats d'entretien de routes non revêtues o Fournir quelques contrats-type qui peuvent être adaptés ailleurs aux conditions et capacités locales

Contenu du module Ce module traite les sujets suivants:

o Problématique de l'entretien des routes en terre appartenant au réseau secondaire ou tertiaire o Aperçu des différents systèmes de contrat pour l'entretien courant et périodique o Leçons des expériences en cours En annexe:

o Contrat-type pour l'entretien communal par tâcheronnage o Contrat-type pour l'entretien communal par cantonnage

Problématique Dans un nombre croissant de pays d'Afrique, le Gouvernement, avec l'appui de la Banque Mondiale, met en place des Fonds d'Entretien Routier (FER) pour l'entretien du réseau principal ou économique. Cela implique que l'Etat Central se désengage graduellement de l'entretien du réseau secondaire et tertiaire composé essentiellement des routes en terre qui lient les communes aux pôles de développement régionaux. Une étude à Madagascar a démontré que deux tiers de la population rurale et du produit agricole brut se localisent au-delà de la zone directement influencée par le réseau national. Il y a un risque qu'en concentrant trop les moyens sur le réseau national, le reste du réseau routier se dégrade encore davantage. En moyenne nationale, l'accessibilité des ruraux aux marchés risque donc de se réduire plutôt que de s'améliorer. Cela peut conduire, à terme, à une diminution de l'activité agricole et, en tout cas, à une marginalisation Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

22-1

progressive d'une part importante de la population malgache, qui aura de moins en moins accès aux opportunités de ses marchés intérieurs et des marchés internationaux. On retrouve la même situation dans beaucoup d'autres pays en Afrique qui peut être résumée comme suit:

o le réseau des routes en terre est mal entretenu et nécessite souvent une réhabilitation avant qu'il soit possible de mettre en place un système d'entretien; o désengagement de l'Etat central passant la responsabilité de l'entretien des routes en terre aux régions et aux communes; o la capacité fmancière et technique et les ressources humaines sont très limitées au niveau des collectivités décentralisées.

La question qui se pose est "Quel système d'entretien mettre en place pour des routes en terre dont la responsabilité relève des collectivités décentralisées ?"

Aperçu des différents systèmes d'organisation de l'entretien courant Comme on l'a vu dans les modules "Entretien des routes non revêtues en HIMO" et "Entretien des ouvrages d'art", la main-d'oeuvre peut, en principe,

accomplir la majorité des activités de l'entretien routier. La seule activité pour laquelle l'équipement est préférable est celle qui consiste à araser la tôle ondulée. Toutefois, sur la plupart des routes rurales où le trafic ne dépasse pas 30 véhicules par jour, on peut se passer d'une surface de roulement parfaitement unie, puisque les vitesses supérieures à 30 ou 40 km/h ne sont ni indispensables ni désirables. Ce que l'on exige surtout de ces routes c'est d'être praticables toute l'année afin d'assurer l'accès permanent aux zones rurales. Pour choisir une méthode d'entretien pour une route en terre donnée, il faut considérer les facteurs suivants:

o quels sont les buts (par exemple, évacuation des produits agricoles) et la fonction de la route? o combien de véhicules par jour prévoit-on? o la route est-elle conçue pour des vitesses élevées, c'est-à-dire faut-il une surface de roulement très régulière? o où la route est-elle située et peut-on recruter de la main-d'oeuvre sur place pour assurer l'entretien courant?

Si on envisage un système d'entretien courant à base de main-d'oeuvre, sa

disponibilité, sa volonté de travailler et sa motivation deviennent des ilcteurs très importants. On peut agir sur les deux premiers facteurs en offrant des

emplois temporaires et sur le degré de motivation en adoptant des mesures d'incitation appropriées.

22-2

Organisation et gestion des travaux d'entretien routier en HIMO

Plusieurs systèmes d'organisation d'entretien courant sont possibles:

o entretien courant avec des équipes d'ouvriers permanents recrutés par l'administration ou un service d'entretien (approche classique);

o contrat d'entretien courant par cantonnage, par tâcheronnage ou par un groupement; o contrat d'entretien courant par PME; o protocole d'accord entre les collectivités locales et l'Administration (contrats communautaires).

Naturellement il est possible de combiner ou de modifier les approches cidessus de plusieurs façons, en partant du fait qu'il existe plusieurs possibilités d'utiliser les ressources locales disponibles pour l'entretien courant.

ENTRETIEN COURANT EN REGIE AVEC DES EQUIPES D'OUVRIERS PERMANENTS RECRUTES PAR L'ADMINISTRATION OU UN SERVICE D'ENTRETIEN Ces équipes sont généralement logées dans des camps d'entretien et ont des moyens de transport à leur disposition. Bien qu'elles soient normalement employées en même temps que du matériel pour les opérations où le matériel seul ne suffit pas, elles peuvent en principe accomplir toutes les activités d'entretien. Pour plusieurs raisons toutefois, cette solution ne donne généralement pas de très bons résultats. Premièrement, les pannes ou le manque de fonds immobilisent souvent les moyens de transport au camp; les activités d'entretien courant se limitent alors au voisinage immédiat du camp. Deuxièmement, les ouvriers ne sont guère incités à accroître leur rendement à moins que le système permette l'application de mesures d'encouragement (telles que l'octroi de temps libre ou d'une rémunération supplémentaire). Troisièmement, le transport de la main-d'oeuvre entre le camp et le chantier exige un temps considérable. L'administration et l'organisation de ce système sont relativement aisées puisque les équipes sont:

o employées en permanence;

o rattachées à un seul ou plusieurs

chantiers dans

la même zone

d'intervention.

Les activités telles que le paiement des salaires et la surveillance s'en trouvent aussi facilitées. C'est probablement pour ces raisons que les équipes permanentes travaillant avec du matériel est le système d'entretien le plus fréquemment appliqué pour les axes importants comme les routes nationales et certaines routes provinciales.

ENTRETIEN COURANT PAR CANTONNAGE Dans ce système, et à la différence du cas précédent, le travail est eflotué par des personnes habitant le long des routes à entretenir. Si la route a été construite récemment avec des méthodes à base de main-d'oeuvre, il est préférable de recruter les ouvriers qui ont fait eux-mêmes ce travail, non seulement parce qu'ils ont acquis l'expérience nécessaire aux activités d'entretien, mais aussi parce que l'on saura probablement lesquels d'entre eux sont les plus sérieux et les plus travailleurs. Chaque individu (ou groupement) reçoit un contrat pour maintenir en bon état un tronçon (ou une section) de route. Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

22-3

Le sens du ternie "en bon état" est précisé dans le contrat, qui indique en détail les activités dont est chargé le contractuel.

Longueur du tronçon à entretenir Comme les ouvriers sous contrat habitent la région et sont souvent de petits exploitants agricoles, la longueur de chaque tronçon à entretenir par un cantonnier ne doit pas empêcher celui-ci de consacrer suffisamment de temps à ses autres occupations. En d'autres termes, le travail d'entretien doit être pour lui une source de revenus supplémentaires et ne pas absorber plus de la moitié du temps de travail dont il dispose. La longueur de la section à entretenir varie avec:

o le nombre et la dimension des véhicules empruntant la route; o la nature du sol (l'érosion est-elle forte ?);

o la nature de la végétation sur les accotements et les parois des fossés (pousse-t-elle rapidement? en d'autres termes, quelle sera la fréquence de fauchage ?);

o les pentes situées sur le tronçon à entretenir (les pentes fortes subiront une érosion plus rapide et exigeront davantage d'entretien); o les profils en travers (y a-t-il des remblais ou des déblais importants avec de grandes surfaces de talus?);

o le nombre d'ouvrages de drainage tels que les buses, les dalots et les ponceaux.

L'expérience des projets d'entretien à base de main-d'oeuvre montre qu'une section de route d'un à deux kilomètres (selon les facteurs précités), ayant une plate-forme de 5,50 m et une densité de trafic de moins de 30 véhicules/jour peut être correctement entretenue par un seul ouvrier travaillant à temps partiel.

Organisation Comme il s'agit d'un système contractuel oi seuls les résultats importent, il n'est pas nécessaire de contrôler le nombre de jours ou d'heures passés à travailler, ni de savoir si le cantonnier a fait le travail seul ou avec d'autres. Si la route est en "bon état", le paiement a lieu quels que soient les moyens utilisés.

Ce système ne fonctionne bien que si des tournées d'inspection sont effectuées régulièrement (par exemple, une fois tous les 15 jours) et si les paiements sont effectués promptement aux dates fixées dans le contrat (naturellement, sous réserve que le travail soit bien fait). Si ces conditions ne sont pas respectées, le cantonnier sous contrat se sentira vite découragé, perdra toute volonté de travailler et négligera le travail d'entretien qui lui a été confié. Un inspecteur des travaux d'entretien employé à plein temps et disposant d'un véhicule à quatre roues motrices et d'un chauffeur peut couvrir à peu près 120 km de routes par jour. Il devrait pouvoir ainsi rendre visite à chaque cantonnier deux fois par mois, une fois pour le paiement des salaires et une fois

pour une inspection complète des travaux. Des contrôles supplémentaires peuvent être également effectués par un chef d'équipe sous contrat. Ce chef d'équipe est doté d'un moyen de transport (bicyclette par exemple) lui permet22-4

Organisation et gestion des travaux d'entretien routier en HIMO

tant d'assurer un contrôle fréquent des travailleurs répartis sur les différents axes. Après un certain temps, l'inspecteur peut se contenter de visites mensuelles ce qui lui permettra de couvrir un plus grand nombre de kilomètres.

Outils Quel que soit le système appliqué, il est essentiel de fournir aux ouvriers chargés de l'entretien des outils à main de bonne qualité et du matériel adapté aux différentes opérations qu'ils ont à effectuer. L'outillage requis pour l'entretien courant est présenté au tableau 22.1. Tableau 22.1: Outils à main et matériel pour l'entretien courant

Outillage

Nombre

Angady / Pelle* Faucille *

Durée de vie estimée (mois) (pour l'entretien seulement)

Pioche *

Dameàmain

Brouette

Barreàmine Coupe-coupe *

Chaque ouvrier chargé de l'entretien devrait avoir les outils marqués d'un astérisque dans le tableau ci-dessus. Les autres outils seront nécessaires ou non selon les circonstances. Par exemple, s'il existe des gisements de matériaux dans le voisinage de la route, on peut fournir un pic ou une barre à mine pour l'excavation. Lorsque les outils sont livrés, l'ouvrier doit en accuser réception en signant un registre. Il est bon de les marquer clairement pour qu'ils ne puissent être remplacés par des outils de qualité inférieure ou plus anciens. Il faut aussi les inspecter régulièrement (au moins une fois par mois) pour en vérifier le nombre et l'état. Ce contrôle permettra à l'inspecteur de prévoir les remplacements nécessaires et d'adapter les chiflles ci-dessus concernant la durée de vie estimée.

Si l'inspection des outils a lieu le jour de la paie, le coût des outils "perdus" peut être retenu sur les salaires ou la rémunération prévue par le contrat. A chaque tournée d'inspection ou à chaque paye, il faut apporter des outils pour remplacer les outils usés ou abîmés par les ouvriers.

Inspection des travaux Avant de payer un contractuel, il faut inspecter le travail accompli. Cette inspection doit être faite de fhçon juste et équitable pour tous et sera suivie d'un rapport d'inspection établi au moins une fois par mois, qui indiquera:

o le nom et le type de la route; o le nom du contractuel; o la section dont il est responsable; o la date de l'inspection; o l'état de la surface de la route, des fossés, des buses et des ouvrages; Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

22-5

o la première retenue faite sur la rémunération; o les instructions données au contractuel; o la deuxième retenue faite sur la rémunération; o les licenciements et les remplacements.

Des modèles de contrat des travaux d'entretien par cantormage et par tâcheronnage 111MO sont présentés en annexe.

PROTOCOLE D'ACCORD AVEC LES COMMUNES POUR L'ENTRETIEN COURANT En conformité avec la politique de décentralisation, il est indispensable de mettre en place une stratégie d'entretien courant fondée sur la responsabilisation des communes aussi bien que les groupements d'usagers. Dans la majorité des projets promouvant une approche ascendante, la commune, à la recherche de fonds pour la réhabilitation de routes dans son territoire, est invitée à contribuer aux coûts des travaux. Cette contribution peut se réaliser sous forme d'espèces ou de travail bénévole c'est-à-dire que la population exécute des travaux simples comme le débroussaillage, amène des moellons pour la construction de petits ouvrages de drainage, etc., avant que l'entreprise commence les travaux. Souvent, cette contribution varie entre 5 et 20% des coûts des travaux dépendant des moyens de la commune et de la population. Une des raisons pour laquelle cette contribution est exigée, est de mesurer la motivation de la commune pour l'entretien fbtur de la route réhabilitée. Dans la même logique, le projet HIMO ROUTES a mis en place en collaboration avec les communes des projets d'entretien des routes déjà réhabilitées. Des protocoles d'accord d'une durée d'un an sont passés avec la commune qui rétrocède l'entretien à des tâcherons (annexe 1) ou des cantonniers (annexe 2). Dans ce contrat sont définis, entre autre, le schéma d'itinéraire et le diagramme d'aménagement, le Bordereau Détail Estimatif, les spécifications particulières, la rémunération et la fréquence des différentes activités. La différence entre l'entretien confié à un tâcheron ou à des cantonniers, est que pour le premier système le tâcheron est responsable pour une section de la route d'une longueur variant entre 8 et 15 km et qu'il est libre de recruter la main-d'oeuvre locale lui-même. Les résultats de cette expérience sont décrits dans la dernière partie de ce module.

CONTRATS D'ENTRETIEN COURANT CONFIES AUX PME Le recours à l'entreprise pour ce type de travaux soulève de nombreux problèmes pratiques. Les travaux sont de montants modestes et ils sont éparpillés à travers le territoire; les ressources disponibles pour les études techniques et pour la gestion des contrats sont limitées; enfin, les PME, n'ont pas une grande expérience de ces travaux, qui antérieurement étaient réservés aux brigades de régie. Mais la standardisation des documents et la simplification des procédures peuvent augmenter considérablement l'efficacité. En premier lieu, l'utilisation d'un inventaire routier composé d'un jeu de feuilles montrant les caractéristiques principales des routes à entretenir est recommandée. Cela facilitera le travail des missions de reconnaissance qui détermineront les travaux à réaliser, un élnent essentiel du processus contractuel puisque l'entrepreneur va devoir ire exactement ce que le contrat stipule. 22-6

Organisation et gestion des travaux d'entretien routier en HIMO

En appliquant un barème de coûts unitaires, connus ou estimés, on peut calculer les coûts d'intervention. Les deux types de contrat les plus utilisés sont des contrats à prix unitaire de travaux et des contrats forfaitaires. Pour le premier type de contrat, les entrepreneurs soumissionnent sur la

base des quantités de travaux estimées. Mais ils sont payés sur la base des quantités réellement exécutées sur le chantier. Ce type de contrat peut soulever des problèmes d'application lorsqu'une équipe de contrôle efficace n'est pas en permanence sur le chantier. En effet, certains types de travaux se prêtent mal à une vérification a posteriori.

Les travaux qui peuvent être contrôlés à posteriori sont: le débroussaillage, le curage des fossés et des petits ouvrages d'assainissement, la réparation de ces ouvrages. L'entrepreneur peut solliciter une visite du contrôleur lorsqu'il estime que les travaux sont terminés. Par contre, le reprofilage et le rechargement sont des activités qui doivent être contrôlées pendant la mise en oeuvre.

Le contrat à forfait est, en principe, celui qui incite le plus l'entrepreneur à maximiser sa productivité, mais son application aux travaux d'entretien routier n'est pas toujours facile. Le Maître d'Ouvrage spécifie le niveau de qualité de service de la route, et l'entreprise est libre de choisir et de réaliser les travaux adéquats pour atteindre cette qualité. L'entreprise payée forfaitairement

par kilomètre entretenu et par an est évidemment poussée à rechercher l'efficacité maximale. Mais spécifier la qualité n'est pas simple. En résumé, le choix du système à adopter pour payer les travaux et rédiger les contrats, le choix corrélatif des dispositions à prendre pour la prépàration et le contrôle des travaux, doivent tenir compte des trois variables suivantes: le type de travaux; la disponibilité et la capacité d'équipes de contrôle; la disponibilité et la capacité d'entreprises.

Dans la plupart des cas, le contrat à prix unitaires est à préférer. La préparation de feuilles standardisées pour l'inventaire routier, de clauses contractuelles, et de procédures standardisées et simplifiées, facilite et accélère la préparation et le contrôle des travaux et la passation des contrats. Cette standardisation développe une culture "contractuelle" chez les maîtres d'ouvrage, les maîtres d'oeuvre et chez les entrepreneurs.

CONTRATS D'ENTRETIEN PERIODIQUE CONFIES AUX PME Les contrats d'entretien périodique des routes en terre ou empierré sont très similaires aux contrats utilisés pour la réhabilitation de ce type de routes. D'habitude, ils comprennent des travaux de reprofilage (léger et lourd) et les travaux de la couche de roulement. Cette dernière activité se prête très mal au contrôle à posteriori, parce qu'on ne peut plus mesurer la quantité de matériaux apportés, dont l'épaisseur prescrite peut varier de section en section. La qualité des matériaux et le taux de compactage doivent aussi être contrôlés

pendant la mise en oeuvre. Pour plus de détails, le lecteur est invité à se référer au volume III "Cahier des charges-type" pour la réhabilitation et l'entretien périodique des routes en terre suivant la technique HIMO".

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

22-7

LEÇONS A TIRER DES EXPERIENCES EN COURS A Madagascar, les efforts du Ministère des Travaux Publics et des bailleurs de fonds depuis 1994 sont de stopper la dégradation Continue du réseau, soit au niveau national (fonds STABEX), soit dans le cadre de programmes

régionaux de développement (HIMO ROUTES pour l'entretien courant et périodique du réseau secondaire dans la région de Vakinankaratra et CAPUSAID dans plusieurs zones d'intervention dans les provinces de Fiananrantsoa et Mahajanga), dans l'attente d'une clarification institutionnelle (nouvelle Charte Routière) et d'un système de fmancement pérenne à la mesure des besoins (Fonds d'Entretien Routier). Il est de ce point de vue important de distinguer les deux types d'entretien qui requièrent des solutions spécifiques:

o l'entretien courant, d'un coût de l'ordre de 200 US$Ikm/an, qui peut être réalisé au niveau communal ou de préférence intercommunal, par

des tâcherons, des cantonniers, des associations d'usagers et/ou de producteurs, avec une contribution partielle ou totale des collectivités locales et des usagers; l'organisation de systèmes locaux d'entretien courant peut être mise en oeuvre sans attendre la mise en place effective

du FER, comme l'atteste les premières tentatives en ce sens de CAPUSAID et de 111MO ROUTES;

o l'entretien périodique, de l'ordre de 8000 US$/km tous les quatre à huit ans (dépendant notamment de la qualité de l'entretien courant, du type et volume du trafic), qui requiert une technicité et des moyens

matériels, notamment de transport de matériaux, dont ne disposent que des entreprises confirmées. Les sommes à mobiliser sont hors de portée des communes et des usagers. C'est dans ce domaine que l'on peut escompter un impact majeur du transfert des compétences aux régions et de la création du FER abondé par l'affectation de la majeure partie de la taxe sur les produits pétroliers. Les entretiens périodiques devraient alors être programmés au niveau régional, avec le concours financier du FER. Les systèmes décentralisés d'entretien courant mis en place depuis un an par CAP-USAID et HIMO ROUTES reposent tous deux sur une responsabilisation et une structuration des collectivités bénéficiaires mais selon des modalités institutionnelles différentes. Le Projet CAP-USAID, dont l'objectif est de promouvoir la commercialisation des produits agricoles et le développement du secteur agro-industriel, suscite la création d'associations d'usagers de la piste (AUP) pour assurer la

gérance de l'entretien des pistes réhabilitées. Les Provinces transfèrent la gérance des pistes aux Communes qui la rétrocèdent par contrat aux associations qui en font la demande. Les Communes mettent en place un Comité de Conseil et de Suivi (CCS) chargé notamment de contrôler la qualité des travaux. Les ressources proviennent des cotisations, des contributions des collectivités, des participations des opérateurs économiques, et des péages perçus aux barrières de pluies. 24 AUP et 2 Unions d'AUP ont été créées depuis avril 1997 sur les 130 km de pistes réhabilitées dans le cadre du programme 1995, au terme du délai de garantie d'un an. Les AUP sont encadrées pendant

au moins un an (mais trois ans sont jugés plus réalistes) par des socioorganisateurs. Sur la base d'un coût d'entretien estimé à 100 à 150 US$/km, le pourcentage des ressources collectées sur les dépenses prévisionnelles va22-8

Organisation et gestion des travaux d'entretien routier en HIMO

rient de 28 à 120% selon les AUP, avec une moyenne de 52% dans la Province de Mahajanga, et de 54% dans la Province de Fianarantsoa. La mise en oeuvre des premières AUP a demandé 10 mois, pour un coût estimé à 5% du montant des travaux. Comme pour toute action de responsabilisation et de structuration des bénéficiaires (cf. ci-après l'approche adoptée par HIMO ROUTES), "la mise en oeuvre de ces procédures est délicate", mais le principal atout de la démarche, aux yeux de ses promoteurs, est "d'avoir instauré une collaboration entre les AUP, les autorités territoriales et le secteur privé". On doit également porter au crédit de cette formule un taux d'autofmancement important dès le démarrage. Le projet FIIMO ROUTES s'est d'abord attaché à démontrer la faisabilité technique et sociale de la réhabilitation de routes par des PME préalablement formées (300 km de routes en terre "tous temps"). Dans sa phase actuelle, son

objectif premier est la mise en place d'un système d'entretien routier performant capable d'assurer la pérennité de ces investissements au delà de la durée du projet, notamment par la prise en charge de l'entretien courant au niveau local (l'entretien périodique requérant des solutions à un autre niveau). Un programme-test d'entretien courant a donc été préparé fin 1995, appliqué dans trois communes riveraines d'une route provinciale empierrée à compter d'octobre 1996, et étendu à deux autres en octobre 1997. Les formules testées sont: j) le cantonnage en régie;

l'entretien communal exécuté par un tâcheron lié par contrat à la commune;

l'entretien communal par des cantonniers recrutés et gérés par la Commune.

Le projet apporte un appui technique, notamment en formation, et une part importante mais décroissante du financement (80% la première année, 50% la seconde...). Une ONG apporte un appui à la structuration et à la gestion, no-

tamment à la budgétisation progressive de l'entretien des routes d'intérêt communal, pour mieux en assurer la pérennisation. La perception de péages aux barrières de pluies apporte l'essentiel de la contribution communale. Sur le plan technique les premiers résultats sont à ce jour satisfaisants. Selon les

communes, l'entretien courant a nécessité de 63 à 106 journées de travail/km/an et a coûté de 80 à 120 US$/km/an. Les difficultés de mise en place ont été surtout d'ordre institutionnel dans cette phase de rodage de l'institution communale. La personnalité des maires est un facteur primordial. Des actions d'accompagnement s'avèrent indispensables, notamment la formation des élus, ainsi qu'un appui à la mobilisation de ressources et à la gestion budgétaire. La responsabilisation des usagers est réelle, comme l'atteste leur participation financière et le respect des barrières de pluies. Le passage indispensable d'une gestion communale à une gestion intercommunale est en cours, mais s'est avéré beaucoup plus laborieux que prévu. Les expériences des projets HIMO ROUTES et CAP-USAID ont démontré les faiblesses et les problèmes qu'on rencontre au début lorsqu'on veut lan-

cer un programme d'entretien courant avec les communes (ou les comités d'usagers):

o faible autonomie fmancière; o tâtonnement inévitable des nouveaux élus (faible capacité de gestion); Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

22-9

o faiblesse de leur capacité d'apprentissage; o isolement communicationnel des élus; o méfiance mutuelle entre les maires;

o imprécision des textes sur la décentralisation (ou manque de textes d'application); o divergence entre Conseil et Bureau exécutif de la Commune.

Malgré ces contraintes, les deux projets ont prouvé qu'il est faisable de mettre en place un programme d'entretien courant avec les communes à condition: qu'on augmente d'abord la conscience des bénéficiaires de prendre en main leurs infrastructures; qu'on mette en place une formation des élus et des cantonniers (ou tâcherons);

qu'il existe un organisme auquel ils peuvent faire appel lorsqu'ils rencontrent des problèmes; qu'on prévoit un désengagement graduel de l'assistance financière.

Les premiers résultats du projet CAP-USAID et de HIMO ROUTES de-

mandent à être confirmés sur le moyen terme, mais ils ont commencé à démontrer la pertinence d'une stratégie d'entretien courant fondée sur la responsabilisation des communes aussi bien que des groupements d'usagers. Les deux approches rencontrent les mêmes contraintes et nécessitent impérativement, pendant une durée qui ne peut encore être déterminée, un appui rapproché tant sur le plan technique que pour la formation à la gestion. Le choix entre l'une ou Pautre approche doit se faire cas par cas, en fonction des souhaits et des capacités des collectivités locales et des usagers.

22-10

Organisation et gestion des travaux d'entretien routier en HIMO

Annexe I MODELE DE CONTRAT COMMUNAL DE TRAVAUX D'ENTRETIEN COURANT PAR TACHERONNAGE SUIVANT LA TECHNIQUE HIMO

Entre les soussignés:

La Commune de par Monsieur

, dénommé ci-après "la Commune" représentée Maire de la commune

et le Projet HIMO ROUTES, denommé "Le Projet"

d'une part, et

néà

M le

Domicile: Carte d'identité nationale n° ci-après désigné "Le Tâcheron",

Firaisana

d'autre part

Il est convenu et arrêté ce qui suit:

Article 1: La Commune confie au Tâcheron, qui accepte, l'exécution des travaux d'entretien de la route (PK + à PK + km. ) soit

Article 2. Pièces constituant le contrat Le Tâcheron s'engage à exécuter le présent contrat conformément aux dis-

positions des documents énumérés ci-dessous par ordre de priorité, documents auxquels il reconnaît un caractère contractuel:

Annexe A: "Spécifications PartcuIières des travaux"; Annexe B: "Bordereau Détail Estimatif'; Annexe C : "Schéma d'itinéraire et diagramme d'aménagement ";

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

22-11

Annexe D: "Manuel illustré pour le surveillant des travaux d'entretien des routes en terre"; Annexe E: "Fiches de planification, programmation,suivi et contrôle

des travaux". En cas de discordance entre les documents énumérés ci-dessus, c'est la pièce portant rang prioritaire qui fait la loi des parties Contractantes.

Article 3: Les travaux, répartis en deux phases, se décomposent principalement en: Travaux préliminaires qui consistent essentiellement à la remise à niveau de la route et ses accessoires selon le schéma d'itinéraire et le diagramme d'aménagement. Travaux d'entretien par cantonnage qui consistent à la mise en place des cantonniers responsables chacun d'environ 1,5 km de route.

Article 4: La Commune notifiera au Projet et au Tâcheron la personne déléguée chargée de l'entretien de la route. Le Projet notifiera par écrit à la Commune et au Tâcheron le nom de son représentant. Ces deux personnes devront contrôler la qualité et la quantité des travaux exécutés par le Tâcheron, co - établir les attachements des travaux et co - gérer le fonds d'entretien de la route. Article 5: Le début des travaux fera l'objet d'un Ordre de Service de la partde la Commune. Article 6: Le délai d'exécution des travaux préliminaires est fixé à deux mois, celui des travaux d'entretien par cantonnage est fixé à 10 mois.

Article 7: Le Tâcheron est tenu de recruter la main d'oeuvre ordinaire dans la zone avoisinante la route à entretenir.

Article 8: La Commune prendra en charge la pose et le gardiennage de barrières de pluie pendant la période des pluies. Elle assurera en permanence un entretien minimal de viabilité, de visibilité et de protection contre tout acte de vandalisme ou de destruction de la route et ses accessoires.

Article 9: Un fonds communal d'entretien pour les travaux d'entretien de la route sera établi par la Commune, le Projet, et éventuellement des tiers. La contribution de la Commune au Fonds communal d'entretien de la route sera constituée par la part de son Budget aflècté à l'entretien des routes, par les subventions éventuelles du Fivondronana et du Faritany, et d'autres ressources de la collectivité ( barrière de pluie.... péage.... etc.). Ce fonds sera alimenté au début des travaux par la Commune à raison de Fmg. Fmg et par le Projèt à raison de La Commune alimentera par la suite le fond trimestriellement à raison de Fmg. Le Projet alimentera le fond mensuellement sur la base des travaux réalisés.

Le fonds sera tenu dans une boîte métallique solide fournie par le Projet. Cette boîte sera placée et encastrée dans un lieu sûr de la mairie aux frais de la

Commune. La boîte métallique sera dotée de deux cadenas nominatifs, un sous le contrôle direct du représentant du Projet et l'autre sous le contrôle direct du représentant de la Commune. L'ouverture de cette boîte métallique sera possible seulement en présence de ces deux personnes. 22-12

Organisation et gestion des travaux d'entretien routier en HIMO

La Commune et le représentant du Projet tiendront des registres séparés

sur lesquels seront inscrites toutes les recettes et dépenses au titre de l'entretien courant de la route. Ils veilleront à ce que toutes les dépenses et iucettes soient accompagnées des justificatifs correspondants. La comptabilité sera tenue en confonnité aux règles de la Commune.

Le fond pourra faire l'objet d'une inspection de la part des supérieurs hiérarchiques du Projet et de la Commune.

Article 10: Le montant des travaux du marché est estimé à FRANCS Fmg) et sera couvert par les contributions

MALAGASY ( suivantes:

10.1 Contribution totale de la Commune 10.2 Contribution du Projet 10.3 Contribution minimum des tiers

Article 11: Afin de réaliser les travaux prévus au présent contrat, le Projet remettra au Tâcheron l'outillage suivant:

Valeur unitaire de remplacement Type d'outils

Nombre (Fmg)

(ariary)

Pelle (Lapela)

6.500

1.300

Pioche (lapika)

43.000

8.600

Dameàmain(dama)

52.000

10.400

210.000

42.000

Barre à mine (baramina)

42.650

8.530

Coupe-coupe (fibara)

20.700

4.140

Brouette (borety)

Les outils seront restitués au Projet en fin des travaux. En cas de perte, vol ou mise hors d'état, le Tâcheron remboursera l'outillage sur la base des valeurs unitaires indiquées ci-avant. Les outils courants (angady, faucille, coupe-coupe, etc) seront fournis par le Tâcheron.

Article 12: La Commune et le Projet établiront mensuellement les décomptes des travaux effectués par le Tâcheron. La Commune et le Projet co-signeront l'ordre de prélèvement correspondant sur le compte du fonds communal. Le paiement au Tâcheron se fera sur place le jour prévu de la dernière semaine de chaque mois. Article 13: Le Tâcheron encourt une mise en demeure d'une durée de 30 jours dans les cas de: - non respect du délai d'exécution et du programme de travail établi par la Commune et par le Projet; - non remplissage ou remplissage non conforme des fiches de planification, de programmation, suivi et contrôle des travaux. Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

22-13

La Commune procédera à la résiliation du marché aux pleins torts du Tâcheron lorsque le délai de mise en demeure est passé sans que le Tâcheron soit en mesure de faire face pleinement à ses obligations. Dans ce cas le compte du fonds communal sera fermé et les sommes éventuellement restantes sur ce compte seront reversées respectivement à la Commune et au Projet proportionnellement à leurs apports.

Fait à Antsirabe ,le Lu et accepté

Tâcheron

Commune

Nom

Fonction

Qualification

Signature

Projet

Nom Qualification

Signature

22-14

Organisation et gestion des travaux d'entretien routier en HIMO

EXEMPLE D'UN BORDEREAU DETAIL ESTIMATIF POUR LES TRAVAUX D'ENTRETIEN COURANT ET LES TRAVAUX PRELIMINAIRES AXE Soanindrariny - Mangidiovy

LotNl Km (PKO+000àPK8+500) N°

Désignation des travaux et prix unitaires en toutes lettres TRAVAUX PRELIMINAIRES Désherbage et débroussaillage LE METRE CARRE: 3.4.2 Enlèvement d'éboulement LE METRE CUBE: 3.4.3 Remblai d'emprunt LE METRE CUBE: 3.4.4 Engazonnement LE METRE CARRE: 3.4.5 Abattage d'arbre L'UNITE Total Terrassement prix 3.4 3.41

3.5 3.5.1

ASSAINISSEMENT Fascinage

L'UNITE: 3.5.2 Curage fossé! exutoire

Unité

Quantité Prix unit (Fmg)

23.200

ni3

2.818

Montant (Fmg)

1.299.200

42.270

ni3

1.341.370

1.127

11.270

16.000

376

6.016.000

5.635

202.860

LE METRE LINEAIRE

Curage dalot! dallette L'UNITE: 3.5.4 Réparation de dalot L'UNITE: 3.5.5 Réparation de fossé maçonné à40 % 3.5.3

U ml

47.571

LE METRE LINEAIRE: Total Assainissement 3.6 3.6.1

7.181.550

OUVRAGES D'ART

Construction d'ouvrage en béton armé dosé à 350 LE METRE CUBE: 3.6.2 Réparation de maçonnerie LE METRE CUBE: 3.6.3 Réparation de perré non maçonné LE METRE CARRE: Total Ouvrages d'art CHAUSSEE Reprofilage LE METRE LINEAIRE: 3.7.2 Matériaux sélectionnés LE METRE LINEAIRE: 3.7 3.7.1

951.420

0,6

437.043

262.226

ni3

197.800

395.600

ni2

657.826 ml

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

22-15

3.7.3 Bouchage de nids de poule LE METRE CARRE: Total Chaussée

in2

56.360

2.818

56.360

ENTRETIEN PAR CANTONNM1E Pendant la saison des pluies Après la saison des pluies En saison sèche Total Entretien par cantonnage 3.8 3.8.1 3.8.2 3.8.2

km km km

8,5 8,5 8,5

264.500 116.380 56.426

2.248.250 989.230 479.621 3.717.101

RECAPHULATION Série:

1.341.470 7.181.550 657.826 56.360 3.717.101

3.4 Terrassement 3.5 Assainissement 3.6 Ouvrages d'art 3.7 Chaussée 3.8 Entretien

12.954.307

Total

Arrêté le montant estimé du marché à la somme de DOUZE MILLIONS NEUF CENT CINQUANTE QUATRE MILLE TROIS CENT SEPT FRANCS MALAGASY (12.954.307 Fmg).

Fait à Antsirabe ,le

1996

Lu et accepté

Tâcheron

Commune

Nom

Fonction

Qualification

Signature

Signature Projet Nom Qualification

Signature

22-16

Organisation et gestion des travaux d'entretien routier en HIMO

ANNEXE 2 CONTRAT DE TRAVAUX D'ENTRETIEN COURANT DE ROUTES EN TERRE ET EMPIERREES REALISES PAR LES COMMUNES EN UTILISANT LE SYSTEME DE CANTONNAGE Contrat

Date

Contrat établi entre:

Le Projet HIMO ROUTES d'Antsirabe, dénommé ci-après "le Projet",représenté par M. et La Commune de

représentée par Maire de la Commune, dénommé ci-après "le Contractant". Il est convenu et arrêté ce qui suit:

Article I: La Commune confie au Contractant, qui accepte, l'exécution des travaux d'entretien courant par cantonnage de la route (PK + à PK + ) soit km.

Article 2. Pièces constituant Le contrat Le Contractant s'engage à exécuter le présent contrat conformément aux dispositions des documents énumérés ci-dessous par ordre de priorité, documents auxquels il reconnaît un caractère contractuel:

Annexe A: "Schéma d'itinéraire et diagramme d'aménagement"; Annexe B: 'Manuel illustré pour le surveillant des travaux d'entretien des routes en terre"; Annexe C: "Fiches de planification, programmation, suivi et contrôle des travaux". En cas de discordance entre les documents énumérés ci-dessus, c'est la pièce portant rang prioritaire qui fait la loi des parties contractantes.

Article 3: Lé travaux, répartis en deux phases, se décomposent principalement en: Travaux préliminaires qui consistent essentiellement à la remise à niveau de la route et ses accessoires selon le schéma d'itinéraire et le diagramme d'aménagement.

Travaux d'entretien par cantonnage qui consistent à la mise en place des cantonniers responsables chacun d'environ 1,5 km de route. Ces travaux comprennent:

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

22-17

l'enlèvement de tout obstacle sur l'emprise de la route (chutes d'arbres, éboulement des talus, etc.); le désherbage de la végétation poussant sur l'emprise de la route (accotements et talus descendants); le curage des dalots et des dallettes;

le curage I réparation et remise au gabarit des fossés longitudinaux, des exutoires et des fossés de crête (enlèvement des matériaux inutilisables tel que les débris, la végétation et la vase); le travaux de construction / réparation des brise-lames; le comblement des ravines et ornières causées par l'érosion sur la chaussée et sur les accotements; le bouchage de nids de poule par des matériaux sélectionnés fournis dans un rayon de I km par le Projet; l'engazonnemetit des talus et des remblais.

Article 4: La Commune notifiera au Projet la personne déléguée chargée de l'entretien de la route. Le Projet notifiera par écrit à la Commune le nom de son représentant.

Article 5: Le début des travaux fera l'objet d'un Ordre de Service de la part du Projet. Article 6: Le délai d'exécution des travaux préliminaires est fixé à deux mois, celui des travaux d'entretien par cantonnage est fixé à 10 mois. Article 7: Les activités énumérées à l'article 3 devront être menées d'une fçon régulière par les cantonniers pendant toute la durée du contrat suivant le tableau ci-après et le manuel illustré. Périodes

avant la saison des pluies pendant la saison des pluies après la saison des pluies en saison sèche Total HJ/km X an

1er octobre au 30 novembre 1er décembre au 31 mars

Hommes Durée Nombre de (mois) jours de travail jours par kilomètre par mois

Activités

a, c, d, e, g

a, o, d, e, g, h

1er avril au 30 juin

d, f, g, h

1er juillet au 30 sep-

b, f, g, h

tembre

Article 8: Le Contractant assurera en permanence un entretien minimal de viabilité, de visibilité et de protection contre tout acte de vandalisme ou de destruction de la route et ses accessoires. Les travaux imprévus comme l'enlèvement de tout obstacle sur l'emprise de la route (par exemple chutes

d'arbres, éboulements etc.) seront exécutés sans délai et à la charge du Contractant. Le Contractant s'engage également à mettre en place des barrières de pluie et à en assurer le gardiennage. PK Lieux d'implantation: Nombre de barrières:

22-18

Organisation et gestion des travaux d'entretien routier en HIMO

Article 9: Le Contractant est tenu de recruter la main d'oeuvre ordinaire dans la zone avoisinante la route à entretenir. Le Contractant s'engage à ce que 25 % au minimum des ouvriers recrutés soient des femmes.

Article 10: Coût de l'entretien Le coût des travaux préliminaires' est de

Le coût des travaux d'entretien par cantonnage2 est de

Le coût total est estimé à (a + b) Article 11: Le montant du coût d'entretien de l'article 10 paragraphe b) sera couvert par les contributions suivantes: 11.1 Contribution totale du Contractant soit % du total b) 11.2 Contribution minimum des tiers soit % du total b) 11.3 Contribution du Projet inférieure ou égale à soit % du total c)

Fmg, Fmg

Fmg,

Article 12: Le fonds communal d'entretien pour les travaux d'entretien de la route sera alimenté par le Contractant et par des tiers suivant le tableau ciaprès:

Dates versement Contractant

Montant

2 3

Total Dates versement tiers

Montant

2 3

Total Total général

Dans le cas de travaux nécessaires pour la remise à niveau de la route. Exemple de calcul en annexe suivant les paramètres spécifiques de la Com-

mune.

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

22-19

La contribution de la Commune au fonds communal d'entretien de la route sera constituée par la part de son Budget affecté à l'entretien des routes, par les subventions éventuelles du Fivondronana et du Faritany, et d'autres ressources de la collectivité ( barrière de pluie.... péage.... etc.). Le fonds sera tenu dans une boîte métallique solide fournie par le Projet. Cette boîte sera placée et encastrée dans un lieu sûr de la mairie aux fiais du Contractant. La boîte métallique sera dotée de deux cadenas nominatifs, l'un tous le contrôle direct du représentant du Projet et l'autre sous le contrôle direct du représentant du Contractant. L'ouverture de cette boîte métallique sera possible seulement en présence de ces deux personnes. Le Contractant et le représentant du Projet tiendront des registres séparés

sur lesquels seront inscrites toutes les recettes et dépenses au titre de l'entretien courant de la route. Ils veilleront à ce que toutes les dépenses et ra-

celtes soient accompagnées des pièces justificatives correspondantes. La comptabilité sera tenue en conformité aux règles de la Commune.

Le fonds pourra faire l'objet d'une inspection de la part des supérieurs hiérarchiques du Projet et du Contractant.

Article 13: Afin de réaliser les travaux du présent contrat, le Projet remettra au Contractant l'outillage suivant: Type d'outils

Nombre

Valeur unitaire de remplacement (Fmg)

(ariary)

Pelle (Lapela)

6.500

1.300

Pioche (lapika)

43.500

6.700

Dameàmain(dama)

52.000

9.000

Brouette (borety)

210.000

46.000

Barreàmine(baratnina)

27.500

5.500

Coupe-coupe (fibara)

20.700

4.000

Double mètre

7.800

1.560

Massede5kgs

51.850

10.370

Les outils seront restitués au Projet en fin des travaux. En cas de perte, vol ou mise hors d'état, le Contractant remboursera l'outillage sur la base des valeurs unitaires indiquées ci-avant. Les outils courants (angady, faucille) seront fournis directement par le Contractant.

Article 14: Procédure de paiement de la main-d'oeuvre Le Contractant devra tenir à jour les fiches suivantes:

- fiche de présence des cantonniers signée par le chef cantonnier, par le Maire et visée par le représentant du Projet; - fiche Compte Rendu Journalier (CRi) tenue et signée par le chef cantonnier et vérifiée par le représentant du Projet;

22-20

Organisation et gestion des travaux d'entretien routier en HIMO

Article 15: Le constat contradictoire des travaux réalisés aura lieu la dernière semaine de chaque mois. La fiche "Etat des Salaires et de Paiement" (ESP) sera établie contradictoirement par le Contractant et le représentant du Projet à cette occasion. Le paiement des cantonniers et du chef cantonnier aura lieu après avoir établi ce document.

Article 16: En cas de non respect de l'une ou de plusieurs clauses du présent contrat par l'une des parties, l'autre partie sera en droit d'adresser à la partie défaillante une mise en demeure d'avoir à remplir ses engagements. Si celle-ci demeure sans effet dans un délai de 30 jours, le contrat est résilié sur simple notification écrite à la partie défaillante. Dans ce cas le compte du fonds communal sera fermé à l'initiative de la partie ayant résilié le contrat. Les sommes éventuellement restantes sur ce fonds seront reversées respectivement au Contractant et au Projet proportionnellement à leurs apports. Fait à Antsirabe le Fait en double exemplaire

Commune:

Projet ..HIMO ROUTES

Nom:

Fonction: Maire

Fonction:

Signature

Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

22-21

ANNEXE: EXEMPLE DE CALCUL DU COUT TOTAL D'ENTRETIEN COURANT Commune d'AMBANO Longueur (L) du tronçon (article 2) Km

13,2

Hommes - jour par Km et par an (HJ)

104

Période du contrat (T) (article 8) mois

Salaire journalier cantonnier (SMO) Fmg Salaire mensuel chef cantonnier (Sch) Fmg

Coût total d'entretien courant (CT) Fmg (montant reporté à l'article 10)

4 000 160 000

7 411 200

dont

CT = (L) * (HJ) * (SMO) + (Sch) * (T)

22-22

7 411 200 Fmg

Organisation et gestion des travaux d'entretien routier en HIMO

BIBLIOGRAPHIE A. Liste des publications utilisées pour la production des modules dônt la consultation est recommandée aux stagiaires 1

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Bibliographie

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Manuel pratique de formation pour cadres techniques de bureau d'études

Impression et Réalisation:

MADPRINT - Dépôt Légal n896- Mars 1999- Tir. : 500 ex.