Mémoire AVOHOU Trinité_compressed.pdf

REPUBLIQUE DU BENIN

*********

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA

RECHERCHE SCIENTIFIQUE

(M.E.S.R.S)

***********

UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI

(U.A.C)

***********

ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI

(EPAC)

**************

DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL

Mémoire de fin de formation Pour l’obtention du

Diplôme d’ingénieur de conception

Option : Bâtiments & Travaux Publics (BTP)

Thème

Réalisé par:

Trinité AVOHOU

Soutenu publiquement le samedi 23 Février 2019 devant le jury composé de :

Président : Dr ZEVOUNOU Crépin, Enseignant à l’EPAC/UAC, Directeur de LERGC

Membres : 1°) Dr. HOUINOU Agathe, Maître de mémoire

2°) Dr. DOKO Valery, Enseignant à l’EPAC/UAC

3°) Mr. BOUSSARI Balogun, Collaborateur de l’EPAC/UAC

4°) Dr ZINSOU Luc, Co-maître de mémoire

Année Académique 2017-2018

11ème Promotion

Essais géotechniques au laboratoire pour le

dimensionnement de la structure de chaussée /cas du projet

d’aménagement et de bitumage de la route des pêches :

tronçon PK 11+200 au PK 11+700

Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement de la structure de chaussée /cas du projet


troncon PK 11+200 au PK 11+700

Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU I

A Dieu le Père Tout Puissant,

Toi le Maître de l’Univers, l’Alpha et l’Omega, l’Eternel des armées, toute la Gloire te

revient. Merci pour ton assistance et pour toutes les bénédictions dont tu m’as comblée

tout au long de ma vie !




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU II

DEDICACES

A mon père Aimé AVOHOU dont l’abnégation, la persévérance, la rigueur dans le travail

et l’humilité ont été pour moi, jusqu’ici, des exemples édifiants à suivre.

A ma chère mère Jeannette AVLESSI « Qui honore sa mère se prépare un trésor »

pardonne-moi de ne pas trouver le mot juste pour honorer l’amour, le don de soi et les

sacrifices consentis à mon égard. Je tâcherai d’être digne de toi, afin que tu trouves en cela

la marque de ma gratitude. Que Dieu te bénisse et t’accorde la longévité. Merci maman !

A ma grande sœur Irène ainsi que mon grand frère Marius, votre amour, votre soutien et

votre complicité ont été plus que nécessaires pour faire face aux nombreuses difficultés

que j’ai rencontrées tout au long de ma formation.




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU III

REMERCIEMENTS

Dire « Merci » est, et demeure, un acte de gratitude envers ceux qui accordent une grâce.

Ainsi, je ne saurais commencer la rédaction de ce travail sans adresser mes sincères

remerciements à tous ceux qui ont contribué d’une manière ou d’une autre à son

aboutissement.

Une note particulière de gratitude revient à mes encadreurs le Docteur Agathe HOUINOU

et le Docteur Luc Codjo ZINSOU dont les sages conseils et les orientations ont enrichi et

éclairé ce travail.

Je tiens à remercier :

- le Directeur de l’EPAC, le Professeur Guy Alain ALITONOU, et le Directeur

adjoint, Professeur François Xavier FIFATIN ;

- l’ancien Directeur de l’EPAC, le Professeur Mohamed SOUMANOU, et l’ancien

Directeur Adjoint, Professeur Clément AHOUANNOU ;

- le Chef du Département de Génie Civil, Docteur Jean Gossou HOUINOU,

Spécialiste en Géodésie, Maître Assistant des Universités ;

- Dr Ezéchiel ALLOBA, Docteur spécialiste en route, Maître Assistant des Universités ;

- Dr Mathias SAVY, Docteur des Sciences en Calcul de Structures, CES de l’Ecole

Nationale des Ponts et Chaussées, spécialité : Ouvrages d’Art, Maître Assistant des

Universités ;

- Pr Edmond ADJOVI, Professeur Titulaire en Sciences de l’Ingénieur ;

- Dr Taofic BACHAROU, Docteur Ingénieur en Hydraulique, Maître Assistant des

Universités ;

- Dr Noël DIOGO, Docteur Architecte ;

- Dr François de Paule CODO, Docteur Ingénieur en Génie Minier, Maître de

Conférences des Universités ;

- Dr Léopold DEGBEGNON, Docteur Ingénieur en Géodésie, Maître Assistant des

Universités ;




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU IV

- Dr Aïssè Gérard GBAGUIDI, Docteur Ingénieur en Génie Civil, Maître

Conférences des Universités ;

- Dr S. Victor GBAGUIDI, Docteur Ingénieur en Génie Civil, Spécialiste en

Structure, Maître Conférences des Universités ;

- Dr Mohamed GIBIGAYE, Docteur Ingénieur en Génie Civil, Spécialiste en

Structure, Maître Conférences des Universités ;

- Dr Adolphe TCHEHOUALI, Docteur Ingénieur en Génie Civil, Spécialiste en

Matériaux de Construction, Maître Conférences des Universités ;

- Dr Tonalémi Epiphane WANKPO, Docteur Ingénieur en Hydraulique;

- Dr Crépin ZEVOUNOU, Docteur en Géologie, Maître Conférences des

Universités ;

- Dr Gédéon CHAFFA, Docteur en Energétique, Maître Conférences des

Universités ;

- Monsieur Damien SEWANOUDE, Enseignant de Comptabilité ;

- Dr Etienne SIMICLAH, Docteur en Droit ;

- Monsieur Cyprien LAADE, en Service à la Documentation du Département de

Génie Civil ;

- Monsieur Mahamadou ABDOU, Chef de Mission de contrôle de la route des

pêches, Ingénieur en Génie Civil ;

- Monsieur Fabian DAN, Chef de laboratoire à Héros-GC ;

- Messieurs Mounirou SALIFOU, Sourou TOGNISSE, Arnaud SEGO et Germain

ATANKPON ;

- Monsieur Morel AKABASSI ;

- Tous mes camarades de la onzième promotion de l’EPAC.




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU V

LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONS

AASHO : American Association of State Highway Officials

AFNOR : Association Française de Normalisation

BB : Béton Bitumineux

BCEOM : Bureau Central des Etudes d’Outre-Mer

CBR : Californian Bearing Ratio (Indice Portant Californien)

CEBTP : Centre Expérimental du Bâtiment et des Travaux Publics

CNERTP : Centre National d’Essais et de Recherches des Travaux Publics

CPT : Cahier de Prescription Technique

DDTP : Direction Départementale des Travaux Publics

DGM : Direction Générale des Mines

DGTP : Direction Générale des Travaux Publics

DSRP : Document de Stratégie de Réduction de la Pauvreté

E : Module d’élasticité

GB : Grave Bitume

GNT : Grave Non Traité

GTR : Guide des Terrassements Routiers

HRB : Highway Research Board

Ic : Indice de consistance

Ip : Indice de plasticité

IPI : Indice Portant Immédiat

INRAB : Institut National de Recherches Agricoles du Bénin

LCPC : Laboratoire Central des Ponts et Chaussées

LH : Liant Hydraulique

MO : Matières Organiques

NF : Norme Française

OPM : Optimum Proctor Modifié

OBRGM : Office Béninois de Recherches Géologiques et Minières

PAG : Programme d’Action du Gouvernement

PF : Plate-Forme

PL : Poids Lourds




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU VI

PK : Point Kilométrique

PDT-RP : Projet de Développement Touristique de la Route des Pêches

Rc : Résistance à la compression après 7 jours de cure à l’air

R'c : Résistance à la compression à 3 jours de cure à l’air et 4 jours

d’immersion dans l’eau

Rt : Résistance à la traction après 7 jours de cure à l’air

SC : Sol Ciment

SETRA : Service d’Etudes Techniques des Routes et Autoroutes

STLH : Sables Traités aux Liants Hydrauliques

TB : Terre de Barre

TMJA : Trafic Moyenne Journalière Annuelle

TRRL : Transport Road Research Laboratory

UPL : Unité de Poids Lourd

VL : Véhicule Léger

WL : Limite de liquidité

Wp: : Limite de plasticité




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU VII

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Classes de trafic et de plates-formes utilisées dans le dimensionnement des

chaussées par la méthode du CEBTP ................................................................................ 16

Tableau 2 : Epaisseur des différentes couches en fonction du CBR et de la classe du trafic

............................................................................................................................................ 17

Tableau 3 : Trafic poids lourds moyen journalier ............................................................ 18

Tableau 4: Matériaux de couches d'assises ...................................................................... 27

Tableau 5 : Composition des mélanges bétons bitumineux et enrobés denses ................ 29

Tableau 6 : Localités situées le long de la route des pêches ............................................. 38

Tableau 7 : Pluviométrie moyenne journalière ................................................................. 42

Tableau 8 : Résultats de l’analyse Granulométrique ........................................................ 59

Tableau 9 : Résultats limites d’Atterberg ......................................................................... 62

Tableau 10 : Indice de plasticité recommandé [4] ............................................................ 63

Tableau 11: Résultats de détermination des matières organiques .................................... 64

Tableau 12 : Résultats de l’essai Proctor (matériau cru) .................................................. 66

Tableau 13 : Résultats de l’essai CBR (matériau cru) ...................................................... 68

Tableau 14 : Résultats de l’essai de poinçonnement CBR ............................................... 69

Tableau 15 : Résultats des indices portants californiens .................................................. 69

Tableau 16 : Récapitulatif des caractéristiques du sable silteux à l’état cru ................... 71

Tableau 17 : Valeurs nominales du CBR pour les matériaux naturels utilisés en corps de

chaussée [5] ........................................................................................................................ 71

Tableau 18 : Résultats de l’Analyse Granulométrique (concassé 0/31,5) ....................... 72

Tableau 19 : Résultats de l’équivalence de sable (concassé 0/31,5) ................................ 73

Tableau 20 : Résultats de l’Essai Proctor Modifié (concassé 0/31,5) .............................. 74

Tableau 21 : Résultats de l’essai CBR (concassé 0/31,5) ................................................. 75

Tableau 22 : Résultats de l’essai de poinçonnement CBR (concassé 0/31,5) .................. 76

Tableau 23 : Résultats des indices portants californiens (concassé 0/31,5) ..................... 76

Tableau 24 : Fuseaux Granulométriques .......................................................................... 78

Tableau 25 : Résultats de l’analyse Granulométrique sur le bitume ................................ 79




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU VIII

Tableau 26 : Formulation du Béton Bitumineux à module élevé (BBME 0/10)

Reconstitution théorique .................................................................................................... 80

Tableau 27 : Variation des caractéristiques d’un enrobé en fonction de la teneur en liant

par l’étude de l’essai Marshall (BBME) ............................................................................ 81

Tableau 28 : Résultat à 25°C de l’essai de pénétration à aiguille 1/10mm ...................... 84

Tableau 29 : Résultat de l’essai de ramollissement .......................................................... 86

Tableau 30 : Résultat de l’Essai de pénétration restante : Apres perte de masse au

chauffage ............................................................................................................................ 86

Tableau 31 : Résultat de l’Essai de pénétration restante : La perte de masse au chauffage

............................................................................................................................................ 86

Tableau 32 : Résultats de l’essai duriez ............................................................................ 87

Tableau 33 : Caractéristiques d’essais duriez n ................................................................ 87

Tableau 34 : Caractéristiques d’essais duriez n ................................................................ 88

Tableau 35 : Essai Proctor Modifié (matériau amélioré à 3,5% de ciment) ..................... 90

Tableau 36 : Essai Proctor Modifié (matériau amélioré à 4% de ciment) ........................ 91

Tableau 37: Récapitulatif de l’essai Proctor Modifié ....................................................... 92

Tableau 38 : Essai CBR (matériau amélioré à 3,5%) avant immersion et après immersion

.......................................................................................................................................... 102

Tableau 39 : Poinçonnement (matériau amélioré à 3,5% de ciment) .............................. 95

Tableau 40 : Essai CBR (matériau amélioré à 4%) avant immersion et après immersion

............................................................................................................................................ 97

Tableau 41 : Poinçonnement (matériau amélioré à 4% de ciment) ................................. 98

Tableau 42 : Récapitulatif de l’essai CBR ........................................................................ 99

Tableau 43 : Tableau des indices CBR recommandés [4] ................................................ 99

Tableau 44 : Essai Proctor Modifié (matériau amélioré à 3% de ciment) ...................... 101

Tableau 45 : Poinçonnement (matériau amélioré à 3% de ciment) ............................... 103


.......................................................................................................................................... 102

Tableau 47 : Tableau récapitulatif des essais de compression et de traction sur les

différents mélanges (amélioré au ciment à 3,5 %)........................................................... 106




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU IX


différents mélanges (amélioré au ciment 4 %) ................................................................ 106

Tableau 49 : Résultats de l’essai de stabilisation au ciment ........................................... 108

Tableau 50 : Résultats des essais de compression et de traction en fonction de la charge

.......................................................................................................................................... 109

Tableau 51 : Récapitulatif des essais de compression et de traction .............................. 109

Tableau 52 : Relatif aux prescriptions techniques [5] .................................................... 110

Tableau 53 : Résultat du trafic ........................................................................................ 112

Tableau 54 : Essai Proctor Modifié (matériau de la plate-forme) .................................. 113

Tableau 55 : Essai CBR (matériau de la plate-forme avant immersion et après immersion)

.......................................................................................................................................... 115

Tableau 56 : Résultats de l’essai de poinçonnement CBR ............................................. 116

Tableau 57 : Classe de plate- forme CEBTP [4] ............................................................ 118

Tableau 58 : Structures proposées par CEBTP............................................................... 118

Tableau 59 : Variation de la température à Cotonou, Allada et Bohicon ....................... 120

Tableau 60 : Récapitulatif des caractéristiques d’entrée des matériaux pour la simulation

.......................................................................................................................................... 123

Tableau 61 : Tableau de vérification des contraintes et déformations ........................... 130

Tableau 62 : Récapitulatif des résultats de simulation sur le logiciel Alizé après itération

.......................................................................................................................................... 131




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU X

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Schéma du principe illustrant la déflexion d'un sol sous l'effet d'une charge .... 5

Figure 2 : Nomenclature d’une chaussée ............................................................................ 6

Figure 3 : Types de chaussées classiques ........................................................................... 6

Figure 4 : Coupe type de chaussée souple .......................................................................... 7

Figure 5 : Coupe type de chaussée rigide ........................................................................... 8

Figure 6 : Définition des termes d’une chaussée ................................................................ 9

Figure 7 : Abaque donnant l’épaisseur de la chaussée en fonction du CBR et de la charge

P ......................................................................................................................................... 11

Figure 8 : Abaque TRRL .................................................................................................. 14

Figure 9 : Pressions vis-à-vis de la chaussée d’un véhicule léger et d’un poids lourd. .... 17

Figure 10 : Plan de localisation de la zone du projet ........................................................ 39

Figure 11 : Répartition mensuelle des précipitations ........................................................ 43

Figure 12 : Formes types des particules d’un sol grossier ................................................ 47

Figure 13 : Définition relative à la forme des granulats ................................................... 48

Figure 14 : Profils en travers type n°PT4.......................................................................... 55

Figure 15 : Profils en long type n°1 .................................................................................. 57

Figure 16 : Profils en long type n°2 .................................................................................. 57

Figure 17 : Courbe d’analyse granulométrique ................................................................ 60

Figure 18 : Courbe limite d’Atterberg .............................................................................. 62

Figure 19 : Position du point P (WL ; IP) sur le diagramme de plasticité [5] .................. 65

Figure 20 : Courbe Proctor (matériau cru) ........................................................................ 67

Figure 21 : Courbe de poinçonnement CBR (matériau cru) ............................................. 70

Figure 22 : Courbe CBR (matériau cru) ........................................................................... 70

Figure 23 : Courbe d’analyse granulométrique (concassé 0/31,5) ................................... 73

Figure 24 : Courbe Proctor (concassé 0/31,5) .................................................................. 74

Figure 25 : Courbe de poinçonnement CBR (concassé 0/31,5) ........................................ 77

Figure 26 : Courbe CBR (concassé 0/31,5) ..................................................................... 77

Figure 27 : Courbe granulométrique ................................................................................. 80

Figure 28 : Courbe de stabilité .......................................................................................... 81




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU XI

Figure 29 : Courbe de compacité ...................................................................................... 82

Figure 30 : Courbe de fluage ............................................................................................ 83

Figure 31 : Courbe Proctor (amélioré à 3,5%) .................................................................. 90

Figure 32 : Courbe Proctor (amélioré à 4%) ..................................................................... 92

Figure 33 : Poinçonnement (matériau amélioré à 3,5%) .................................................. 95

Figure 34 : Courbe CBR (amélioré à 3,5%) ..................................................................... 96

Figure 35 : Poinçonnement (matériau amélioré à 4%) ..................................................... 98

Figure 36 : Courbe CBR (amélioré à 4%) ........................................................................ 99

Figure 37 : Courbe Proctor (matériau amélioré à 3%) .................................................... 101

Figure 38 : Courbe de poinçonnement CBR (matériau amélioré à 3%) ........................ 104

Figure 40 : Courbe Proctor (matériau de la plate-forme) ............................................... 114

Figure 41 : Poinçonnement (matériau de la plate-forme) ............................................... 117

Figure 42 : Courbe CBR (matériau de la plate-forme) ................................................... 117

Figure 43 : Courbe CBR (matériau de la plate-forme) ................................................... 119

Figure 44 : Modèle de calcul multicouche ...................................................................... 119




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU XII

LISTE DES PHOTOS

Photo 1 : Résultats des contraintes et déformations ........................................................ 124

Photo 2 : Calcul de l’allongement de traction par flexion sur BB .................................. 126

Photo 3 : Calcul de l’allongement de traction par flexion sur GB .................................. 127

Photo 4 : Calcul de la contrainte de traction par flexion sur le sol ciment ..................... 129

Photo 5 : Calcul de la déformation verticale sur gnt et sol ............................................. 130

Photo 6 : Résultat de l’itération sur la couche de fondation ........................................... 131

Photo 7 : Compactage du silteux avec le compacteur cylindrique ................................. 165

Photo 8 : Photo du concassé 0/31,5 ............................................................................... 165

Photo 9 : Photo du concassé 0/6 .................................................................................... 165

Photo 10 : Photo du concassé 6/10 ................................................................................ 166

Photo 11 : Compactage du béton bitumineux avec le compacteur cylindrique .............. 166

Photo 12 : Réalisation de l’essai Marshall sur le béton bitumineux ............................... 166




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU XIII

LISTE DES ANNEXES

Annexe 1 : Résultats des profils en travers .................................................................... 149

Annexe 2 : Résultats issus de la teneur en liant optimale .............................................. 150

Annexe 3 : Poids spécifique des granulats ..................................................................... 149

Annexe 4 : Résultats des itérations dans ALIZE ............................................................ 149

Annexe 5 : Classification des sols fins suivant NF P 11-300 ou GTR 92 (Classe A) ... 153

Annexe 6 : Tableau récapitulatif des critères d’utilisation des graveleux naturels [5] .. 164

Annexe 7 : Quelques images de l’application du silteux ............................................... 165

Annexe 8 : Les différents types de concassés utilisés dans le projet ............................. 165

Annexe 9 : Bitume 0/10 .................................................................................................. 166

Annexe 10 : Béton Bitumineux ...................................................................................... 166




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU XIV

RESUME

Les travaux menés dans le cadre de cette étude portent principalement sur les essais

géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement de la structure de chaussée de la

route des pêches.

Les travaux consistent à identifier les caractéristiques physiques et mécaniques de certains

matériaux tels que le silteux et le concassé 0/31,5 à l’état naturel. Ces essais ont permis de

conclure que le silteux peut-être utiliser en couche de forme car son indice CBR à 95% de

l’Optimum Proctor Modifié (OPM) satisfait à la condition exigée par le CPT.

En vue d’améliorer les performances mécaniques et physiques de chacun de ces matériaux

vis-à-vis des contraintes imposées pour leurs utilisations en couche de fondation, ils ont

été améliorés au ciment à différents pourcentages 3,5% et 4% pour le silteux et 3% pour le

concassé.

L’Indice Portant CBR à 95% de l’Optimum Proctor Modifié du sable silteux passe de 34,5

à l’état naturel à 195,5 à 3,5% de ciment et le concassé passe de 71,6 à l’état naturel à 213

à 3% de ciment. Ces indices trouvés sont supérieurs à 160 imposé par le CPT. Nous

concluons que l’amélioration à 3,5% de silteux et à 3% du concassé donnent des résultats

conformes aux spécifications du CPT en ce qui concerne l’indice CBR pour une classe de

trafic T4. En raison de la situation géographique de la zone du projet nous proposons

d’adopter une structure mixte d’où le choix de l’utilisation du concassé amélioré au ciment

en couche de fondation.

Il a été également effectué des essais sur le béton bitumineux. De ces résultats il en

ressort qu’avec six pour cent (6,0 %) de bitume de classe MG 35/50, nous avons un béton

bitumineux à module élevé (BBME 0/10) qui répond aux exigences des normes. Enfin il a

été proposé une structure de chaussée en tenant compte des différents aléas du projet. La

variante de la structure retenue est la suivante :

Revêtement : 5 cm de Béton bitumineux

Couche de base : 10 cm de graves bitumes

Couche de Fondation : 25 cm de concassé amélioré à 3% de ciment

Plate-forme support : sable silteux naturel

Mots clés : dimensionnement, CBR, concassé, couche de fondation, silteux.




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU XV

ABSTRACT :

The work in this study focuses on the trials geotechnical laboratory to design the pavement

structure of the fishing route.

The work consists in identifying the physical and mechanical characteristics of

some materials such as silt and 0 / 31.5 crushed in the natural state. These tests led to the

conclusion that silt can be used as a topcoat because its 95% CBR index of the Modified

Proctor Optimum (OPM) satisfies the condition required by the CPT.

In order to improve the mechanical and physical performance of these materials vis-à-

constraints imposed for their basecoat applications, these materials were upgraded to

cement at different percentages 3.5% and 4% for thesilty and 3% for crushed.

The 95% CBR showing of the Modified Proctor Optimum of Silty Sand goes from 34.5 in

the natural state at 195.5 to 3.5% cement and the crushed rose from 71.6 to the state natural

to 213 to 3% of cement. These indices found are greater than 160 imposed by the technical

prescription book (CPT). We conclude that the improvement to 3.5% of salty and 3% of

the crushed stone give results in accordance with the specifications of the CPTas regards

the CBR index for a T4 traffic class.Due to the geographical situation

geographical area of the project area we propose to adopt a mixed structure from where the

choice of using crushed cement to improve the foundation.

It has also been tested on asphalt concrete.from these results he that with six percent (6.0%)

35/50 MG grade bitumen, we have a high modulus asphalt concrete (BBME 0/10) that

meets the requirements of the standards.

Finally, a pavement structure has been proposed taking into account the various hazards of

the project. The variant of the structure chosen is the following:

Coating: 5 Cm of bituminous concrete

Base layer: 10 cm thick bitumen

Foundation Layer: 25 Cm Crushed Improved to% Cement

Support platform: natural silty sand

Key words: sizing, CBR, crushed, basecoat, silt.




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU XVI

SOMMAIRE

DEDICACES .................................................................................................................. II

REMERCIEMENTS .................................................................................................... III

LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONS ................................................................ V

LISTE DES TABLEAUX ........................................................................................... VII

LISTE DES FIGURES ................................................................................................... X

LISTE DES PHOTOS ............................................................................................. XIIII

LISTE DES ANNEXES .......................................................................................... XIIIII

RESUME ................................................................................................................ XIVIV

ABSTRACT : ............................................................................................................ XVV

SOMMAIRE ................................................................................................................. xvi

INTRODUCTION........................................................................................................... 1

1- PROBLEMATIQUE .................................................................................................................... 1

2- OBJECTIFS .................................................................................................................................. 2

3- METHODOLOGIE...................................................................................................................... 3

PREMIERE PARTIE : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE .................................... 4

CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LES ROUTES ......................................................................... 4

CHAPITRE 2 : MATERIAUX UTILISES EN TECHNIQUE ROUTIERE AU BENIN ................ 22

CHAPITRE 3 : TRAITEMENT DES SOLS ....................................................................................... 28

DEUXIEME PARTIE : PRESENTATION DU PROJET ET ETUDE

GEOTECHNIQUE ....................................................................................................... 36

CHAPITRE 4 : PRESENTATION DU PROJET................................................................................ 36

CHAPITRE 5 : CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUES DE LA ROUTE ............................... 49

CHAPITRE 6 : LES ESSAIS D’IDENTIFICATIONS SUR LES MATERIAUX DE VIABILITE

POUR LA CHAUSSEE, ANALYSES ET INTERPRETATIONS DES RESULTATS ................. 58




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU XVII

TROISIEME PARTIE : MESURE DES PERFORMANCES MECANIQUES SUR

LES MELANGES ET PROPOSITION DE DIMENSIONNEMENT DE LA

STRUCTURE DE CHAUSSEES ................................................................................ 89

CHAPITRE 7: ESSAIS REALISES SUR LES MELANGES, ANALYSES ET INTERPRETATIONS

DES RESULTATS ................................................................................................................................ 89

CHAPITRE 8 : DETERMINATION DES PERFORMANCES MECANIQUES DES MELANGES

105

CHAPITRE 9: MODELISATION, DIMENSIONNEMENT ET SIMULATION DE LA

STRUCTURE DE CHAUSSEE .......................................................................................................... 111

CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES .............................................. 143

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ................................................................. 149

NORMES UTILISEES ............................................................................................... 148

ANNEXE ...................................................................................................................... 149

TABLE DES MATIERES .......................................................................................... 158




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU XVII

INTRODUCTION




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU 1

INTRODUCTION

1- PROBLEMATIQUE

Le réseau routier d’un pays constitue l’un des patrimoines qui revêt une importance

capitale dans son développement. En effet, la route assure le lien entre les zones

d’économie complémentaire, de production, d’importation, d’exportation et de

consommation au sein des Etats mais aussi entre les Etats. Aussi, elle assure des liaisons

humaines et sociales d’une importance inestimable car elle permet l’établissement

d’échanges culturels, sociaux, politiques et administratifs s’avèrent être un des éléments

promoteurs à tout développement. Ainsi se justifie dans nos pays la raison du caractère

particulier de la conception et de la réalisation des routes ayant une résistance mécanique

nécessaire qui fait d’elles un patrimoine qu’il faut préserver.

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

investissements. Ainsi, le coût de la chaussée par rapport au coût total de l’investissement

est très important. La qualité de la chaussée est donc étroitement liée au mode de

dimensionnement.

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

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

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

œuvre et de l’environnement (climat, condition d’exploitation) de la route [10]. Compte

tenu de ces paramètres, diverses méthodes ont vu le jour dans différents pays en fonction

de leurs caractéristiques propres.

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

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

support à la structure, le trafic et les disponibilités en matériaux constitutifs du corps de

chaussée. Ceci implique que les matériaux utilisés soient parfaitement connus à travers

plusieurs gammes d’essais, afin que les conditions de mise en œuvre soient correctement

adaptées.





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

des chaussées routières dès la mise en service. A peine achevées, ces chaussées routières

commencent à se dégrader. Plusieurs explications peuvent être attribuées à ce genre de

phénomènes il y a la surcharge de la route, le dimensionnement mal fait et une étude

géotechnique mal faite etc…. Il est donc illusoire de rechercher une précision sur la

géométrie, si l’on n’a pas une précision du même ordre sur la géotechnique (le trafic, le

tonnage, le respect des CPT).

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

bitumage de la route des pêches au Bénin. Elle se concentre sur la problématique du

dimensionnement des chaussées, particulièrement par les méthodes pratiques de calcul des

chaussées en usage, qui imposent une connaissance approfondie des techniques

d’exécutions et des disponibilités locales en matériaux.

D’où l’importance de ce thème qui s’intitule : « Essais géotechniques au laboratoire pour

le dimensionnement de la structure de chaussée /cas du projet d’aménagement et de

bitumage de la route des pêches : tronçon PKA 11+200 au PKA 11+700 ».

Le développement dudit thème sera scindé en trois grandes parties à savoir:

Première partie : Synthèse bibliographique

Deuxième partie : Présentation du projet et étude géotechnique

Troisième partie : Mesure des performances mécaniques sur les mélanges et

proposition de dimensionnement de la structure des chaussées : analyses et résultats

2- OBJECTIFS

Objectif général

L’objectif général de notre travail est de déterminer les caractéristiques géotechniques de

certains matériaux pour le dimensionnement de la structure de chaussée de la route des

pêches.





Objectifs spécifiques

Pour atteindre cet objectif, il faut essentiellement:

maîtriser tous les essais de laboratoire intervenant dans les travaux de construction

routière ;

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

rechercher des carrières de matériaux ;

maîtriser les méthodes et outils manuels de dimensionnement des chaussées en

géotechnique routière ;

utiliser les programmes informatiques de conception et de dimensionnement des

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

promouvoir l'utilisation de nouveaux matériaux en construction routière.

3- METHODOLOGIE

Pour mener à bien cette étude, la procédure suivante a été adoptée. La méthodologie suivie

consiste à :

faire une recherche documentaire pouvant permettre de cerner les contours du sujet ;

étudier les caractéristiques à l’état naturel des matériaux en présence ;

varier la granulométrie de ces matériaux par ajout d’un correcteur granulaire ;

soumettre les nouveaux matériaux aux essais ;

traiter les matériaux au ciment ;

déterminer les performances mécaniques de ces matériaux traités au ciment ;

analyser et interpréter les résultats obtenus ;

proposer la structure de chaussée la mieux adaptée.




Réalisé et présenté par Trinité AVOHOU

PREMIERE PARTIE :

SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE

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PREMIERE PARTIE : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE

CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LES ROUTES

La route est, de nos jours, un des facteurs importants dans le développement économique

et social d'un pays et, sa construction nécessite des études préliminaires indispensables

(étude du trafic, études géotechniques, disponibilité en matériaux de qualité …). Ainsi le

dimensionnement d'une route, c'est à dire le calcul de l'épaisseur de ses différentes couches

et le choix des matériaux devant être utilisés s’avèrent nécessaires pour un meilleur service

(uni, confort, sécurité…) aux usagers.

1.1. Nécessité d'une structure de route

Lorsqu'un véhicule se déplace sur un sol, le poids du véhicule est transmis au sol sous

forme de pressions, par l'intermédiaire des pneumatiques. Ces pressions, voisines de la

pression de gonflage des pneumatiques, sont relativement importantes : 1 à 2 kg/cm2 pour

un véhicule léger, 6 à 7 kg/cm2 pour un poids lourd.[1]

D'une manière générale, les sols ne peuvent supporter, sans dommages de telles pressions.

Si le sol n'est pas assez résistant, le pneu comprime le sol et il se forme une ornière (Fig.1).

Si le sol est résistant, il se passe deux choses imperceptibles mais qu'il faut bien comprendre

(Fig.2) :

1. le sol s'affaisse sous le pneu. C'est la déformation totale : Wt

2. lorsque la roue s'éloigne, le sol remonte mais pas totalement: il reste une

déformation résiduelle Wr.

La différence d = Wt - Wr s'appelle la « déflexion». [1]

L'orniérage est la déformation résiduelle Wr qui s'accroît au fur et à mesure des passages

des véhicules et proportionnellement à leur charge. Ce processus est schématisé à la

figure1.






Figure 1 : Schéma du principe illustrant la déflexion d'un sol sous l'effet d'une charge

Source : [1]

Il est donc nécessaire d’interposer entre le véhicule et le sol une chaussée qui aura pour but

de répartir sur une plus grande surface et de réduire ainsi les pressions transmises au sol

jusqu’à une valeur admissible.

1.2. La structure d’une route

La structure est l’ensemble des couches de matériaux empilées les unes sur les autres pour

résister aux sollicitations du trafic. Une fois empilées, les couches ne sont plus susceptibles

de subir des variations et conservent donc leur épaisseur. Une structure type de route est

schématisée sur la figure 2.





Figure 2 : Nomenclature d’une chaussée

Source : [5]

1.3. Les deux types de chaussées classiques

Il est d’usage de distinguer les chaussées rigides et les chaussées souples. Les premières

sont constituées par des dalles de béton de ciment (figure 3-a). Les secondes sont

constituées par un empilage de matériaux pierreux recouverts de revêtement plus ou moins

épais à base de bitume ou de goudron (figure 3-b).

a) b)

Figure 3 : Types de chaussées classiques

Source : [5]

On trouvera des chaussées en béton recouvert de revêtement hydrocarboné. On trouvera

aussi des chaussées souples dont certaines couches sont améliorées au ciment.





1.3.1. Les chaussées souples

Elles comportent une couverture bitumineuse relativement mince, reposant sur une ou

plusieurs couches de matériaux granulaires non traités. Celles-ci, du fait de l’absence de

cohésion des couches qui la compose, sont très flexibles. Elles se déforment au passage

des charges roulantes, et la surface de la chaussée, sous la charge et au voisinage de celle-

ci, forme une dépression de petites dimensions et de flèche relativement importante (une

fraction de millimètre à plusieurs millimètres selon les cas. figure 3-b). Ceci a pour effet

de localiser les pressions sous le sol sous-jacent dans un faible rayon autour de l’axe de

charge. Pour diffuser ces pressions et réduire la valeur maximum sur l’axe de charge, il

faut augmenter l’épaisseur de chaussée. Ces constats sont à la base de toutes les méthodes

de calculs de chaussées souples qui relient l’épaisseur requise à la pression maximale

admissible sur le sol pour une charge donnée. La figure 4 illustre la coupe type d’une

structure souple.

Figure 4 : Coupe type de chaussée souple

Source : [5]





1.3.2. Les chaussées rigides

Elles sont constituées par des dalles de béton. La pression qui règne au passage des charges

ne dépend guère de l’épaisseur de la dalle. Cette pressions qui est largement répartie sous

la charge et la déformée de la dalle, est une faible déflexion très étalée (Figure 3-a). Si les

pressions au sol ne sont guère dangereuses, la dalle peut se rompre.

C’est ce point de vue qui domine les méthodes de calcul des chaussées rigides, méthodes

qui combinent l’épaisseur et la résistance du béton des dalles, pour une charge et un sol

donné. La figure 5 présente la coupe type de chaussée rigide.

Figure 5 : Coupe type de chaussée rigide

Source : [5]

1.3.3. Famille de chaussées

Des deux types de chaussées classiques, il en découle une famille de chaussées :

Les chaussées bitumineuses épaisses : elles se composent d'une couche de surface

bitumineuse sur une assise en matériaux traités aux liants hydrocarbonés.

Les chaussées à assise traitée aux liants hydrauliques : elles comprennent une

couche de surface bitumineuse sur une assise en matériaux traités aux liants

hydrauliques ;





Les structures mixtes : elles comportent une couche de surface et une couche de

base en matériaux bitumineux sur une couche de fondation en matériaux traités aux

liants hydrauliques. De plus, le rapport de l'épaisseur de matériaux bitumineux à

l'épaisseur totale de chaussée est de 0,5 ;

Les structures inverses : elles se composent d'une couche de surface et d'une

couche de base en matériaux bitumineux, sur une couche en grave non traitée de

faible épaisseur, reposant elle-même sur une couche de forme traitée aux liants

hydrauliques qui joue également le rôle de couche de fondation.

1.4. Rôle des différentes couches d’une chaussée

1.4.1. Le sol-support

Il est surmonté généralement par une couche de forme. L’ensemble sol-support et couche

de forme représente la plate-forme support de la chaussée (éventuellement compris la sous-

couche). La couche de forme a une double fonction. Pendant les travaux, elle assure d’une

part la protection du sol-support contre la pluie et les effets de cycle gel-dégel. D’autre

part, elle permet la qualité du nivellement ainsi que la circulation des engins. En service,

elle permet d’homogénéiser les caractéristiques mécaniques des matériaux constituant le

sol ou le remblai et d’améliorer la portance à long terme (Figure 6).

Figure 6 : Définition des termes d’une chaussée

Source : [5]





1.4.2. La couche de base et la couche de fondation

Elles forment le corps de chaussée proprement dit qui a le rôle de réception des charges

produites par le trafic et les répartit sur la plate-forme support afin de maintenir les

déformations à un niveau admissible. La couche de base, plus proche de la surface de la

chaussée, subit des contraintes et des déformations notables; il est donc nécessaire qu’elle

présente des caractéristiques mécaniques plus élevées que celles de la couche de forme.

1.4.3. La couche de surface

Elle se compose de la couche de roulement et éventuellement d’une couche de liaison. Elle

a deux fonctions. D’une part, elle assure la protection du corps de chaussée vis-à-vis des

infiltrations d’eau et d’autre part, elle reçoit directement la pression des pneus de véhicule

et la transmet vers le corps de chaussée après avoir subi une déformation admissible.

Dans le massif de chaussée, de haut en bas, la distribution de la charge est de moins en

moins importante. Cela permet d’utiliser des matériaux ayant des caractéristiques

mécaniques variées en fonction de leur position dans la structure de la chaussée.

1.5. Les différentes méthodes de dimensionnement

1.5.1. Approches empiriques ou classiques

1.5.1.1. La méthode du CBR (Californien Bearing Ratio)

C'est une méthode semi empirique basée d'une part sur la résistance au poinçonnement du

sol de plateforme (résistance appréciée par un essai normalisé, le CBR) et d'autre part sur

la méthode Boussinesq donnant la répartition en profondeur des pressions verticales. On

considère un massif homogène isotrope et élastique limité supérieurement par un plan

horizontal et de dimension infinie. Si l'on veut appliquer à la partie supérieure du massif

une charge verticale P répartie uniformément sur un rayon R, il en résulte sur un plan

horizontal situé à une profondeur z une pression verticale qui est maximum à l'aplomb du

cercle et vaut z. À une épaisseur z=e, la pression qui s'exerce sur le sol de plateforme doit

être inférieure à la résistance au poinçonnement de ce sol.

𝝈𝒛 = kI, k étant un coefficient de sécurité. [4]

Des abaques américains ont été tracés donnant l'épaisseur « e » en fonction de la charge «

P» et du CBR « 1» :





Figure 7 : Abaque donnant l’épaisseur de la chaussée en fonction du CBR et de la charge

P

Source : [4]

Ces abaques correspondent à la formule :

𝒆 =𝟏𝟎𝟎 + 𝟏𝟓𝟎√𝑷

𝒊 + 𝟓

e = épaisseur de la chaussée en cm ;

P = charge par roue en tonne ;

i = indice CBR du sol

Cette formule qui ne tient pas compte de l'intensité du trafic a évolué à la faveur de la

publication des abaques de la Road note 29 du Road Research laboratory (RRL) anglais

entre 1960-1962 ; abaques résultant de l'observation du comportement des chaussées

anglaises. Ces abaques ont été mis sous forme d'équation par monsieur Peltier du LCPC.

On obtient alors : [8]





e =𝟏𝟎𝟎+√𝑷(𝟕𝟓+𝟓𝟎𝒍𝒐𝒈(𝑵

𝟏𝟎⁄ )

𝒊+𝟓

e = épaisseur de la chaussée en cm ;

P = poids de la roue maximum exprimé en tonnes ;

i = indice CBR du sol ou du matériau;

N = nombre moyen journalier de véhicules de plus de 1500kg à vide qui circule sur la chaussée

Cette méthode, de l'esprit de ces initiateurs, ne s'applique qu'aux chaussées dont aucune

des couches ne présente de rigidité ou mieux, il ne doit pas y avoir de poinçonnement de

la plate-forme des terrassements.

1.5.1.2. La méthode basée sur les essais AASHO

C'est une approche qui permet d'observer le comportement sous trafic des chaussées réelles

ou expérimentales. Elle consiste à se fixer un critère pour déterminer la fin de la durée de

vie de la chaussée et de définir en utilisant ce critère, la durée de vie des sections observées.

Ces essais ont été réalisés de 1957 à 1961 sur 240 sections de chaussées souples, 271

sections de chaussées rigides et une cinquantaine de sections de chaussées souples avec

couche de base stabilisée. Chacune de ces chaussées a reçu en moyenne un million de

charges roulantes. Ces essais ont permis de préciser [4] :

l’état de la chaussée et l'évolution de son comportement dans le temps;

les équivalences entre les différentes couches de matériaux ;

les équivalences entre les différents types de charges par essieu;

l'influence de ces charges et de leur répétition sur le comportement des chaussées;

les relations entre les déflexions en surface et la durée de vie de la chaussé





1.5.1.3. La méthode TRRL

Du nom de Transport Road Research Laboraty, le TRRL fait partie des méthodes pratiques

de dimensionnement. Elle est issue de la méthode CBR et s'appuie sur cette dernière pour

publier des abaques en 1962, abaque appelé Road Note 29 à la suite des observations des

chaussées britanniques durant 15ans. Ces abaques fixent les épaisseurs minima du

revêtement et de la couche de base en fonction du trafic uniquement. Seule l'épaisseur de

la couche de fondation dépend de la valeur du CBR du sol de plateforme, la couche de base

étant en concassé. Dans la même période sont connus les résultats des essais AASHO en

particulier la notion du coefficient d'équivalence des matériaux. Ainsi en 1971 le TRRL de

Londres publie la Road Note 31 pour les territoires anglophones (la 29 étant relégués à la

métropole). Ce guide insiste sur les aspects essentiels : -la prise en compte de l'influence

du climat tropical sur les conditions de teneur en eau de sol de plateforme. Les sols de

plateforme sont classés en fonction du niveau de la nappe et de ses fluctuations en fonction

des saisons. Adoption souhaitable d'un aménagement par étapes de la chaussée lorsque le

taux d'accroissement du trafic est élevé ou que les prévisions à long terme sont incertaines.

Tout comme la Road Note 29, les épaisseurs de la couche de base et du revêtement sont

fixées en fonction du trafic exprimé en nombre d'essieux standards de 8.2t cumulés par

sens de circulation pendant la durée de vie qui va de 0 à 20 ans. La couche de fondation est

déterminée en fonction du CBR de la plateforme avec cependant une épaisseur minimale

de la fondation prise à 10 cm. Le CBR de la plateforme correspond à la teneur en eau la

plus élevée susceptible de se produire dans le sol après la mise en service de la route. En

plus de ces abaques, elle a également amélioré la formule de calcul de l'épaisseur de la

chaussée de la méthode CBR. L’épaisseur de couche de roulement est déterminée à partir

des abaques de TRRL tirées des essais AASHO ci -après qui prennent en compte le trafic

et le CBR du sol de Plate-forme [4].





Figure 8 : Abaque TRRL

Source : [4]

1.5.2. Approches théoriques ou rationnelle

En amont la conception des structures ;

En aval le mode de présentation des résultats pour les rendre utilisables aux

projecteurs.

Les méthodes de dimensionnement des chaussées ne sont en fait que des méthodes de

vérification de structures de chaussées préalablement établies.

le modèle de Boussinesq (1885) ;

le modèle de Westergaard ;

le modèle de Hog ;

le modèle multicouche de (Burmister, Jeuffroy et Bachelez).

A l'heure actuelle, il existe dans le domaine des multicouches, réservés aux chaussées

souples, une série impressionnante de logiciels de calcul réputés plus performants les uns

que les autres.





Ces logiciels vont du simple outil de calcul des contraintes aux modèles que l'on pourrait

qualifier de complets et qui permettent de déterminer les durées de vie présumées des

chaussées en fonction de données relatives aux trafics, aux caractéristiques mécaniques des

matériaux et aux conditions climatiques; l'ensemble de ces données peut, de plus, être traité

de manière probabiliste.

Dans le domaine des chaussées rigides l'évolution s'est surtout manifestée à travers la

méthode aux éléments finis, qui permet de bien prendre en compte l'influence des

discontinuités au niveau des bords et des joints, et de déterminer les contraintes d'origine

thermique. Un certain nombre de logiciels analytiques, d'usage en principe plus simple, ont

également été développés. Les logiciels comme Alize III et IV du LCPC, Ecoroute, Bistro

de Shell et CHEV de Chevron sont basés sur ce modèle. Ce modèle a abouti pour la

première fois à la production d'un jeu d'abaques par Jeuffroy et Bachelez qui ont tenté de

résoudre les problèmes d'une plaque reposant sur une massive bicouche de type Burmister.

Il faut signaler aussi que ce modèle ne tient pas compte des effets de bord. Son utilisation

nécessite donc l'évaluation de l'effet des charges en bord.

1.5.3. Les méthodes semi empiriques

Ce sont des méthodes basées sur des catalogues de structures de chaussée. Leur utilisation

est pratique. Elles mettent à la disposition des ingénieurs des structures pré calculées et

testées par l'expérience au niveau national. On peut citer entre autre:

le guide pratique de dimensionnement des chaussées pour les pays tropicaux réalisé

en 1971 par le CEBTP et révisé en 1980 ;

le manuel de conception des chaussées neuves à faible trafic;

le manuel pour la conception et le dimensionnement des chaussées neuves,

catalogue de structures types LBTP Abidjan 1977 ;

le catalogue des structures types de chaussées neuves;

la Road note 29 du TIR de Londres (1962) en usage en Grande Bretagne;

la Road note 31 du TTR de Londres (1966) destinée aux pays tropicaux ;

le guide technique de conception et de dimensionnement des structures de chaussée

du SETRA - LCPC de décembre 1994 ;

le guide SATCCI développé en Afrique du Sud en 1978.





Dimensionnement par la méthode du CEBTP

Ce dimensionnement nous permettra d'avoir une idée sur les épaisseurs que donnerait la

méthode empirique du guide du CEBTP. En outre on aura un ordre de grandeur entre les

épaisseurs données par le calcul rationnel et celles données par la méthode du CEBTP. Le

guide de dimensionnement du CEBTP a été établi en 1972 par le Centre Expérimental du

Bâtiment et de Travaux Publics (CEBTP).

Ce guide a vu la participation de beaucoup d'ingénieurs des Laboratoires Nationaux des

Travaux Publics en relation avec le CEBTP. Ce guide présente sous forme de tableau, les

épaisseurs des couches de chaussées, granulaires ou traitées en fonction du trafic et du CBR

du sol de plateforme. Pour l'utiliser on doit disposer du CBR du sol de plateforme qui reçoit

la route selon la classification du CEBTP et de la classe de trafic sur le tronçon recevant la

route. On pourra ainsi, à partir du guide et des matériaux disponibles, choisir les épaisseurs

des couches de chaussée de la structure qui conviendraient.

Tableau 1 : Classes de trafic et de plates-formes utilisées dans le dimensionnement des

chaussées par la méthode du CEBTP

CLASSE DE

TRAFIC

N équivalant PL

CEBTP

Trafic équivalant

Véh/j

Classe de plate-forme

CEBTP

T0

T1 < 5 105 < 300 5 < CBR < 10 S1

T2 de 5 105 à 1,5 106 de 300 à 1000 10 < CBR < 15 S2

T3 de 1,5 106 à 4 106 de 1000 à 3000 15 < CBR < 30 S3

T4 de 4 106 à 107 de 3000 à 6000 30 < CBR < 80 S4

T5 de 107 à 2 107 de 6000 à 12000 CBR > 80 S5 Source : [4]

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

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

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

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

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

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

Dans le cas de notre projet, l’option est l’utilisation des catalogues de structures de

chaussées en association avec les résultats de l’étude géotechnique.





Tableau 2 : Epaisseur des différentes couches en fonction du CBR et de la classe du trafic

T1 T2 T3 T4

CF BB CF BB CF BB CF BB

Classe de

portance de

la plate-

forme

S1 20 15 25 15 25 20 30 20

S2 15 15 20 15 20 20 25 20

S3 10 15 15 15 15 20 20 20

S4 0 15 0 15 0 20 0 20

S5 0 0 0 0 0 0 0 0

Revêtement Type 1 Type 2 Type 3 Type 4

2cm 3cm 4cm 5cm

Source : [4]

1.6. Les paramètres de dimensionnement des chaussées

Le trafic, les matériaux à utiliser et la nature du sol support sont les principaux paramètres

de base pris en compte dans la conception des chaussées.

1.6.1. Le trafic

Le trafic constitue un élément essentiel de dimensionnement des chaussées. Le trafic

considéré est le trafic poids lourds du fait que leur agressivité est beaucoup plus importante

que celle des véhicules légers (FIg.9).

Figure 9 : Pressions vis-à-vis de la chaussée d’un véhicule léger et d’un poids lourd.

Source : [11]





La conception et la construction des chaussées sont basées sur des méthodes qui tiennent

compte du trafic, c’est à dire l’intensité des charges et leur répétition dans le calcul des

structures. Ce trafic est pris en compte par le biais du calcul du trafic équivalent en nombre

de passage d’un essieu standard. Ainsi la répétition des charges impose des contraintes aux

chaussées et lorsqu’on assiste à des surcharges comme c’est généralement le cas, les

contraintes vont augmenter de façon considérable, ce qui provoque la détérioration précoce

des chaussées. Pour obtenir des données fiables sur les charges réelles permettant de

calculer la durée de vie résiduelle des chaussées, des contrôles de pesée doivent être

effectués pour vérifier la charge à l’essieu des poids lourds afin d’éviter des dégradations

prématurées.

1.6.1.1. Les différentes classes de trafic

Selon l’importance du trafic poids lourds moyen journalier, on définit plusieurs classes de

trafic :

Tableau 3 : Trafic poids lourds moyen journalier

Classes Trafic PL/j

𝒕𝟔 0-10

𝒕𝟓 10-25

𝒕𝟒 25-50

𝒕𝟑− 50-100

𝒕𝟑+ 100-150

𝒕𝟐 150-300

𝒕𝟏 300-750

𝒕𝟎 750-2000

Source : [1]

Ces classes de trafic définissent deux grandes catégories de routes à savoir :

- les voiries à faible trafic regroupant toutes les classes de 𝒕𝟔 à 𝒕𝟑− ;

- les voiries à moyen et fort trafics regroupant toutes les classes de 𝒕𝟑+ à 𝒕𝟎.





1.6.2. Les matériaux routiers

1.6.2.1. Les matériaux utilisés en couches de chaussées

Il existe différentes sortes de matériaux granulaires utilisés en couches de chaussées. Les

plus utilisés, tels que répertoriés par le SETRA sont : [8]

les graveleux latéritiques naturels ;

les graveleux latéritiques améliorés au ciment ou à la chaux ;

les concassés ;

les graves naturels ;

les sables argileux ;

les sables argileux améliorés au ciment ou à la chaux ;

les matériaux coquilliers naturels ou améliorés.

1.6.2.2. Les matériaux granulaires non liés

Présentation

Les matériaux granulaires non liés sont utilisés pour la construction des chaussées à faible

trafic (chaussées souples, routes en terre). Ils sont composés de granulats dont le calibre

dépend de leur destination.

Un matériau granulaire est un matériau constitué en réalité d’un grand nombre de particules

distinctes (grains).

Il est dit «non traité » lorsqu’aucun liant n’est ajouté pour assurer sa cohésion. Dans le cas

d’ajout de liant on parle de matériaux stabilisés ou améliorés au liant hydraulique ou

hydrocarboné. [6]

Utilisation

Les chaussées souples sont constituées d’un revêtement hydrocarboné, parfois décomposé

en une couche de roulement et une couche de liaison, d’un corps de chaussée lui-même le

plus souvent divisé en une couche de base à la partie supérieure et une couche de fondation

sous-jacente en matériaux non traités, reposant sur un ensemble appelé plate-forme support

de chaussée.





Les matériaux granulaires non liés sont utilisées pour la réalisation de chaussées assurant

un trafic routier faible à moyen (moins de 200 poids lourds/ jour). Comparées aux assises

de chaussées en matériaux traités (dédiées aux trafics plus importants), les couches en

matériaux non traités sont souvent considérées comme peu nobles ; elles conservent

cependant un indiscutable intérêt, notamment pour le réseau routier secondaire ou elles

sont alors utilisées comme couche de fondation ou couche de base pour assurer l’assise de

la chaussée.

Ces deux couches jouent un rôle important au niveau de la résistance mécanique de la

chaussée aux charges verticales induites par le trafic ; elles repartissent les pressions sur la

plate-forme support afin de maintenir les déformations à un niveau admissible. Dans le cas

où la résistance mécanique n’est pas assurée par cette couche d’assise, la chaussée va très

vite se dégrader et on verra apparaitre un phénomène de fissuration de la couche de surface

et d’orniérage de la chaussée.

Granularité: Elle est très importante, en effet, le comportement des grains lors du

compactage dépend d'elle. Une compacité élevée assure une bonne stabilité et une

bonne résistance à l'apparition des ornières, elle augmente aussi le module

d'élasticité E et assure un meilleur étalement des charges sur le sol de fondation.

C'est en fait la distribution dimensionnelle des grains du granulat.

Angularité: Plus cette caractéristique est élevée, plus la stabilité de la chaussée sera

bonne. C'est la proportion de granulats à arêtes vives.

Forme: Elle résulte de la manière de fabrication des granulats et est définie par la

grosseur et l'épaisseur.

Propreté: C'est un élément essentiel de la stabilité par temps humide. En effet, il

représente le comportement du sol par rapport à l'eau. Cette 'propreté' est appréciée

par l'essai d'Equivalent de Sable. C'est la proportion de fines (granulat de très petites

dimensions) présente dans et sur les granulats.

Dureté : Puisque rien ne lie les granulats, des efforts plus importants sont appliqués

sur eux, ce qui fait que pour ne pas s'effondrer à la première charge trop grande, il

leur faut certaines caractéristiques de dureté. Ce qui assure une bonne qualité de

l'assise, même s'il y a beaucoup de trafic. Cette dureté est appréciée par l’essai Los.





1.6.2.3. Les différents matériaux granulaires disponibles au Bénin

Dans le cadre de la mise en œuvre de son programme d’action, le Gouvernement, par

l’entremise du Ministère Délégué, Chargé des Transports Terrestres, des Transports

Aériens et des Travaux Publics a confié au Centre National d’Essais et de Recherches des

Travaux Publics (CNERTP) la recherche des matériaux routiers pour la réalisation et/ou

l’entretien des infrastructures routières. [9]

Dans son rapport présenté en 2009, le CNERTP a répertorié les différents types de

matériaux routiers disponibles sur l’étendue du territoire national et les a réparti comme

suit :

ATACORA-DONGA : graveleux latéritique, du quartz, du granite et des sables de

cours d’eau BORGOU-ALIBORI : graveleux latéritique,

ZOU-COLLINES : graveleux latéritique, sable argileux,

MONO-COUFFO : sable argileux, quelques poches de graveleux latéritique,

ATLANTIQUE-LITTORAL : sable argileux, sable silteux, quelques poches de

graveleux latéritique

OUEME-PLATEAU: sable argileux, sable silteux et quelques poches de graveleux

latéritique.

1.6.2.4. Caractéristiques des matériaux granulaires utilisés au Bénin

Les caractéristiques géotechniques des matériaux portent essentiellement sur :

la nature du matériau ;

le diamètre maximal des grains ;

le refus au tamis de 20 mm ;

le passant au tamis de 80μ ;

le pourcentage de matières organiques ;

les limites d’Atterberg ;

les classifications USCS et HRB ;

le poids spécifique des grains solides ;

les références Proctor modifié ;

les indices CBR à 90 %, 95% et 100% après 96 heures d’imbibition

le gonflement linéaire.





CHAPITRE 2 : MATERIAUX UTILISES EN TECHNIQUE

ROUTIERE AU BENIN

Le domaine routier est un grand consommateur de matériaux granulaires. Une construction

routière nécessite, l'exploitation, la préparation et la mise en place d'une quantité

considérable de matériaux de bonne qualité.

L'exigence de la bonne qualité des matériaux de chaussées va décroître des couches

supérieures aux couches inférieures. En effet, la couche de base, plus proche de la surface

de la chaussée subit des contraintes et des déformations notables; il est donc nécessaire

qu'elle présente des caractéristiques mécaniques élevées. Quant à la couche de fondation

les contraintes et les déformations auxquelles elle est soumise, conduisent à un niveau de

qualité mécanique moindre que celui de la couche de base.

2.1. Origine et nature des matériaux

Les matériaux sont dits:

- naturels, lorsqu’ils sont issus de roches meubles ou massives, extraites in situ, et

qu’ils ne subissent aucun traitement autre que mécanique ;

- artificiels, lorsqu’ils proviennent soit de la transformation thermique de roches,

minerais et déchets, soit de la démolition d’ouvrages divers. [5]

Les granulats naturels peuvent se caractériser par:

- la nature des gisements d’où ils sont extraits ;

- leur nature pétrographique ;

- leur niveau de performance en utilisation routière.

Du point de vue du gisement dont ils proviennent, on distingue les matériaux

alluvionnaires et les matériaux de roches massives. Les dépôts alluviaux se situent dans

les lits des rivières, dans leurs basses vallées ou dans des terrasses déposées au cours des

temps géologiques. Les matériaux alluvionnaires sont meubles et leur extraction peut être

réalisée à un prix modéré. Les roches massives sont extraites dans des carrières d’où elles

doivent être abattues à l’explosif avant de subir les opérations d’élaboration.





Du point de vue de la nature pétrographique, la variété des roches qui constituent les

granulats est très grande. On peut les regrouper en roches sédimentaires, roches

métamorphiques et roches magmatiques.

Les roches sédimentaires se sont déposées dans le lit des rivières, des lacs et des océans et

se sont consolidées sans transformations chimiques importantes par précipitation de la

silice, du calcium ou parfois du magnésium dissous [5].

Les roches métamorphiques proviennent de la transformation des roches sédimentaires

sous l’effet des contraintes et de la température élevée résultant de leur enfouissement à

grande profondeur. Dans ce processus, les minéraux sont profondément transformés et une

schistosité apparaît, d’autant moins accentuée que la transformation minéralogique est plus

prononcée. Les principaux constituants des roches métamorphiques sont le quartz,

extrêmement dur, inaltérable et résistant, le feldspath (silicate d’alumine et de sodium,

potassium ou calcium) un peu moins dur et altérable, les micas (silicates d’aluminium avec

du magnésium et du potassium) très lamellaires et tendres et de nombreux autres silicates

en quantité plus ou moins importantes (pyroxènes, amphiboles, etc.) [5].

Les roches magmatiques s’enracinent en profondeur en masses importantes (roches

plutoniques) ou par les cheminées ou failles par lesquelles sont montées les coulées de

lave. Leur niveau de cristallisation est variable. Certaines laves sont totalement vitreuses

[5].

2.2. Les matériaux de plate-forme

La plate-forme constitue l'infrastructure de la chaussée. Sa mise en œuvre mérite une

attention particulière car beaucoup de méthodes de dimensionnement s'appuieront sur sa

résistance au poinçonnement qui est la capacité portante (CBR).

Les niveaux de portance des sols de plate-forme ont été définis et divisés selon des

intervalles de valeurs CBR.





2.3. Les sables naturels et améliorés

Le sable constitue le matériau de base des plates-formes. C’est un matériau granuleux qui

provient de la désintégration de roches ou de l’écrasement de roches friables. Un sable

naturel peut être définit par un granulat dont le diamètre maximal des grains est inférieur

ou égal à 6,3 mm et un passant au tamis 0,08 inférieur à 35%.

Si les propriétés du sable ne répondent pas aux exigences des cahiers de prescription

technique, on procède à des améliorations pour augmenter ses performances.

Un sable traité au liants hydrauliques ou pouzzolaniques (S.T.L.H) est un mélange de

sables, corrigés éventuellement par un ajout granulaire, d’un ou plusieurs liants

hydrauliques ou pouzzolaniques, d’eau, et quelquefois d’additifs, ayant éventuellement fait

l’objet d’un traitement à la chaux. Cependant il faut éviter le surdosage dans le cas du

ciment sous risque de créer des effets de dalles. [5]

2.4. Les matériaux pour la couche de fondation

2.4.1. Les sables naturels

Ils sont utilisés en couche de fondation pour les faibles trafics T6, T4 et T3 rarement. Pour

les trafics élevés, on procède selon le cas à l’amélioration du sable au liant pour augmenter

ses performances mécaniques. Les normes imposent un CBR supérieur à 30 obtenu à 95%

de la densité sèche maximale.

2.4.2. Les sables traités

Il existe deux types de traitement: le traitement au ciment et celui par le bitume. Le

traitement s'opère par le ciment dans le cas où la couche de base est en grave ciment ou en

grave bitume. Le ciment est un produit manufacturé, obtenu par cuisson, essentiellement à

partir de calcaire et d'argile avec addition de gypse. Il permet de rigidifier la couche de

fondation et d'absorber les contraintes dues à la traction à la base de des graves traitées de

la couche sus-jacente. Toutefois, il faudra éviter un surdosage en ciment sous risque des «

effets de dalles ».

Le traitement au bitume est utilisé pour les sols de bonne portance mais avec une faible

teneur en eau. Son coût élevé fait qu'il est très rarement utilisé.





2.4.3. Les graveleux latéritiques

La latérite est une roche résiduelle rougeâtre issue d'un processus d'altération de roches

meubles silico-alumineuses avec départ de la silice et enrichissement relatif en alumine:

on utilise la partie graveleuse et bréchique. Les graveleux latéritiques sont les matériaux

les plus utilisés en construction routière au Bénin et plus généralement en Afrique

subéquatoriale. Ces matériaux constituent le sol du Centre et du Nord Bénin. Le critère

d’utilisation est le même que celui du sable (ICBR > 30 à 95% de l’OPM) [4].

Cependant, il faudra prendre certaines précautions pour les utiliser selon qu'on est en zones

arides (effet de la température) ou en zones humides (teneur en eau).

2.4.4. Les graves

Ce sont des mélanges granulométriques continus de cailloux, de graviers et de sables avec

généralement une petite proportion de particules fines.

La couche de fondation est constituée généralement de grave, un mélange naturel de

gravier et de sable, le mélange pouvant être du tout-venant ou spécialement composé en

centrale. Le matériau peut être rond (déblais) ou concassé (exploitation carrière de roches

massives ou d'excavation en rocher). [5]

2.4.5. Les matériaux pour la couche de base

La couche de base est destinée à résister aux contraintes engendrées par le trafic. Etant

proche de la couche de roulement, elle subit des contraintes et des déformations notables;

les matériaux qui la composent doivent donc avoir des caractéristiques mécaniques élevées

[5].

2.4.6. Les matériaux non traités

Les graveleux latéritiques constituent les matériaux les plus utilisés en couche de base. A

l'état naturel son indice portant doit être supérieur à 80% mesuré après 4 jours d'imbibition

sur squelettes compactés à la teneur en eau optimale.





2.4.7. Les matériaux traités

2.4.7.1. Matériaux améliorés aux liants hydrauliques

Le contexte de raréfaction des matériaux de qualité a beaucoup contribué au

développement des procédés de traitement et de stabilisation dans les projets routiers. Les

objectifs visés sont l'amélioration des propriétés géotechniques: [7]

aptitude au compactage,

diminution de la sensibilité à l'eau,

augmentation de la résistance et de la portance.

Dans le cas d'amélioration au ciment, les pourcentages varient de 3 à 7 % en poids secs du

matériau. Ceci aura comme effet de réduire la plasticité du matériau, son aptitude au

compactage améliorée et la portance considérablement augmentée (> 180 %).

Pour le cas des bétons neufs le pourcentage en ciment est de l'ordre de 10 à 12 %. La

stabilisation peut aussi se faire avec un liant hydrocarboné ou mécaniquement [4].

2.4.7.2. Sables améliorés au bitume

L'amélioration au bitume s'effectue pour des sols de bonne portance et de mauvaise teneur

à l'eau. Elle peut être utilisée en couche de base pour les trafics T1, T2, et parfois T3. Le

CEBTP a synthétisé des matériaux de couches d'assises de chaussées en fonction du type

de trafic dans le tableau 4. [4]





Tableau 4: Matériaux de couches d'assises

Source : [4]

2.4.8. Les matériaux pour le revêtement

2.4.8.1. Les enduits superficiels (ESU)

Les enduits superficiels sont une structure monocouche ou bicouche à simple ou double

gravillonnage constitués de granulats, de liants hydrocarbonés et éventuellement d'une

dope d'adhésivité. La granularité utilisée doit permettre de former une mosaïque de telle

sorte que les granulats de petites dimensions remplissent les vides entre les gros granulats.

Le liant doit être choisi de façon à adhérer convenablement à la surface sur laquelle il est

appliqué. Son dosage doit être tel que le granulat puisse s’y accrocher sans donner lieu à

du ressuage. De plus il doit, après épandage, présenter une viscosité suffisamment élevée

pour empêcher que le trafic n’arrache les granulats, provoquant ainsi la pelade du

revêtement.

Trafic Couche de fondation Couche de base

T1

Graves latéritiques Graves latéritiques ou améliorés (au

ciment, au concassé ou à la chaux)

Sable argileux améliorés in-situ Sable améliorés au ciment ou au bitume

Granulométriquement Tout-venant de concassage 0/40

Graves sableuse

Tout-venant de concassage 0/60

T2

Graves latéritiques (améliorées au besoin) Graves latéritiques de très bonne qualité

(améliorées au besoin)

Sol traité au bitume Sol bitume (mélangé en centrale).

Sol traité à la chaux ou au ciment Sol traité à la chaux ou au ciment.

Tout-venant de concassage 0/60 Tout-venant de concassage 0/40

T3

Graves latéritiques de très bonne qualité

(améliorées au besoin)

Graves latéritiques d'excellente qualité

(préférablement améliorées)

Sol bitume (mélangé en centrale) Sol fins (mélangé en centrale)

Sol traité à la chaux ou au ciment Tout-venant de concassage 0/40


T4

Graves latéritiques d'excellente qualité

(préférablement améliorées)

Graves latéritiques (améliorées en

centrale)

Sol bitume (mélangé en centrale) Grave bitume ou grave ciment

Sol traité en centrale, à la chaux ou au ciment


(préférablement amélioré au ciment ou

au bitume)





L'utilisation d'une dope d'adhésivité permet d'assurer le mouillage du granulat par le liant

et s'opposent ultérieurement à la rupture de cette liaison.

La structure de l'enduit (monocouche ou bicouche) dépend du trafic et de l'état du support.

Les structures monocouches sont composées d'une couche de granulat (3/8 et 8/16) et d'une

couche de granulats (6/10 et 10/14) pour les trafics faibles TI, T2 et T3. Pour les structures

bicouches nous avons deux couches de granulats (2/4 et 6/10) et deux couches de granulats

(4/6 et 10/14).

La rapidité d'exécution et le coût peu élevé des enduits superficiels font qu'ils sont plus

utilisés. Cependant ils sont limités au trafic faible.

2.4.8.2. Les enrobés denses

Ce sont des mélanges de liant (bitume) et de granulats en centrale posés à chaud et qui

doivent être répandus et compactés pendant qu'ils soient à une température élevée. La

température minimale de pose est de 120°C. Elles assurent les rôles de rugosité,

d'étanchéité et d'uni de la couche de roulement.

Au Bénin, les bitumes couramment utilisés pour la confection des enrobés denses sont : les

bitumes purs, les bitumes fluidifiés ou cut back, les bitumes fluxés et les émulsions de

bitumes.

2.4.9. Les bétons bitumineux

2.4.9.1. Définition

Le béton bitumineux est un mélange, parfaitement contrôlé et de haute qualité, réalisé à

chaud. Il est constitué de granulats de bonne qualité et bien calibré provenant

exclusivement de roches massives et de bitume pur tenant à la fois d'éléments mouillant et

agglutinant. Il doit être bien compacté en une masse uniforme et dense.

2.4.9.2. Domaine d'utilisation

Les bétons bitumineux représentent à l'heure actuelle l'une des solutions techniques les plus

avancées pour la réalisation des couches de roulement des chaussées revêtues. Par rapport

aux autres mélanges bitumineux (sand-asphalt, enrobé dense...) le béton bitumineux

présente les avantages suivants:





- une meilleure homogénéité d'ensemble ;

- une meilleure étanchéité ;

- une grande stabilité ;

- une meilleure résistance au glissement.

Suivant le pourcentage des vides, du filler d'ajout et de la granulométrie, on distingue les

bétons bitumineux des enrobés denses comme résumé dans le tableau 5 ci-après:

Tableau 5 : Composition des mélanges bétons bitumineux et enrobés denses

Type de mélange Granulats Liant

Bétons bitumineux

Concassés (sable peu rond)

Bitume ou bitume-goudron en

pourcentage dépendant du

pourcentage de filler

Roche dure, non polissable

Forme cubique propre

Fuseau étroit

% filler élevé

% filler élevé

Enrobés denses

Concassés, ronds ou mélange des

deux

Bitume % de 4 à 5 Fuseau large

% filler faible (5 %)

% vides de 8 à 12

Source : [4]





2.5. Ciment

2.5.1. Définition (NF P15-301 relative aux ciments courants)

Le ciment est un liant hydraulique, cést-à-dire une matière inorganique finement moulue

qui, gâchée avec de léau, forme une pâte qui fait prise et durcit par suite de réactions et

processus d´hydratation et qui, après durcissement, conserve sa résistance et sa stabilité

même sous léau.

Le ciment, gâché et mélangé avec des granulats et de léau de façon appropriée, doit être

capable de produire un mortier ou un béton qui conserve une ouvrabilité pendant un temps

suffisamment long et doit, après des périodes déterminées, atteindre des niveaux de

résistance donnés et aussi présenter une stabilité de volume à longue échéance.

Le durcissement de la pâte de ciment est principalement dû à l´hydratation de silicates de

calcium, mais dáutres composés chimiques peuvent également intervenir dans le

processus de durcissement, tels que, par exemple, les aluminates.

La somme des proportions dóxyde de calcium (CaO) et de dioxyde de silicium (SiO2)

réactifs doit être dáu moins 50 % en masse, dans les ciments.

Les ciments sont constitués de petits grains individuels de différentes matières, mais ils

doivent être statistiquement homogènes en composition.

Un haut degré de régularité dans toutes les propriétés du ciment est obtenu par un procédé

continu de production en masse et, en particulier, par des procédés convenables de broyage

et d´homogénéisation.

2.5.2. Constituants principaux

Clinker Portland (K) : le clinker Portland est un matériau hydraulique qui doit être

constitué dáu moins deux tiers, en masse, de silicates de calcium [(CaO)3.SiO2] et

[(CaO)2.SiO2], la partie restante contenant de lóxyde dáluminium (Al2O3), de lóxyde de

fer (Fe2O3) et dáutres oxydes. Le rapport en masse (CaO)/(SiO2) ne doit pas être inférieur

à 2,0. La teneur en oxyde de magnésium (MgO) ne doit pas dépasser 5,0 % en masse.





Le clinker Portland est obtenu par cuisson, au moins jusqu´à fusion partielle, dún mélange

fixé avec précision de matières premières (farine crue, pâte ou suspension) contenant CaO,

SiO2, Al2O3 et de petites quantités dáutres matières. La farine crue, la pâte ou la suspension

doivent être finement divisées, intimement mélangées et être de la sorte, homogènes [7].

Pouzzolanes naturelles (Z) : les pouzzolanes naturelles sont :

des substances dórigine volcanique ou bien des roches sédimentaires ayant une

composition chimique et minéralogique appropriée ;

des argiles et des schistes activés thermiquement.

2.5.3. Constituants secondaires

Il est possible d'ajouter des constituants secondaires, dans une proportion n'excédant pas 5

% en masse. Il s’agit de matériaux minéraux naturels, de matériaux minéraux issus des

procédés de fabrication du clinker, de laitiers issus de la sidérurgie au carbone en filière

oxygène ou de constituants principaux, spécialement sélectionnés, à moins qu'ils n'entrent

déjà dans la composition du liant hydraulique routier comme constituants principaux.

Les constituants secondaires améliorent, après une préparation adéquate et en raison de

leur granularité, les propriétés physiques du liant hydraulique routier (telles que

l'ouvrabilité ou la rétention d'eau). Ils peuvent être inertes ou présenter des propriétés

faiblement hydrauliques, hydrauliques latentes ou pouzzolaniques. Aucune exigence n'est

toutefois requise à cet égard.

Les constituants secondaires doivent être préparés correctement, c'est à dire sélectionnés,

homogénéisés, séchés et broyés, selon l'état dans lequel ils se présentent après production

ou à la livraison. Ils ne doivent pas accroître sensiblement la demande en eau du liant

hydraulique routier, ni diminuer en aucune façon la résistance du matériau traité [7].

2.5.3.1. Additifs

Les additifs sont des constituants ajoutés éventuellement pour améliorer la fabrication ou

les propriétés du ciment. La quantité totale de tels additifs ne dépasse pas 0,5 % en masse,

dans tous les ciments, à léxception des CHF et des CLK, dans lesquels il peut être ajouté

des sels chlorés dans la limite de 1 %.





Ces additifs nónt ni dáction nocive sensible sur les propriétés du ciment ni sur les

armatures du béton [7].

2.5.3.2. Spécifications mécaniques, physiques et chimiques

Elles sont disposées dans ladite norme.

2.5.3.3. Effets des liants sur les sols

La poudre de ciment contient plusieurs phases différentes. Les phases principales sont :

l’alite (C3S), la bélite (C2S), l’aluminate tricalcique (C3A), l’aluminoferrite tétracalcique

(C4AF) et la périclase (MgO). Des phases mineures sont également trouvées: la chaux libre

(CaO), les sulfates de sodium et de potassium (Na2SO4 et K2SO4). Suivant les proportions

de ces éléments, les ciments pourront avoir des propriétés différentes. Par exemple, une

forte teneur de C3S donnera une résistance élevée, par contre un ciment à forte teneur en

C3A aura une faible résistance à l’action des eaux agressives.

Une fois le mélange avec le sol réalisé, le ciment va se dissoudre et s’hydrater si la quantité

d’eau est suffisante pour former des constituants hydratés. La principale réaction provient

de l’hydratation des deux silicates de calcium (C3S et C2S) qui forment deux nouveaux

composés: la porlandite (CH) et le silicate de calcium hydraté (C-S-H : 3CaO.2SiO2.3H2O)

: [7]

C2S + 2H C-S-H + CH

C3S + 3H C-S-H + 2CH

L’hydratation des aluminates tricalciques (C3A) dépend de la teneur en gypse du ciment.

En présence de gypse, l’ettringite est formée, ce qui contribue à l’augmentation de la

résistance : [7]

C3A + 3CSH2 + 26H C6AS3H32

En l’absence de gypse, les C3A réagissent avec l’eau pour donner des C4AH13, C2AH8, et

des C3AH6. Les C4AH13 et C2AH8 sont instables. Sous l’action de la chaleur d’hydratation,

ils se transforment en C4AH8.





La phase ferrite (C4AF) réagit également rapidement en présence de gypse pour former de

l’éttringite selon la réaction suivante : [7]

C4AF + 3CSH2 + 30H C6AS3H32 + FH3 + CH

La minéralogie et la granulométrie des sols traités influent peu sur les effets du ciment

puisque la poudre de ciment contient en elle-même tout ce dont elle a besoin pour réagir et

former des produits cimentaires ; le ciment va créer des liens physiques entre les particules

augmentant ainsi la résistance des sols. Pour les sols très peu argileux, les constituants

hydratés du ciment enrobent et relient les grains entre eux formant des sortes de ponts de

plus en plus nombreux et solides, ce qui explique que la portance, la rigidité, le module de

déformation, la résistance au gel, les résistances mécaniques augmentent au cours du

temps. Dans le cas de sols argileux, l’hydroxyde de chaux Ca(OH)2 formé par l’hydratation

du ciment pourra peu à peu se combiner aux éléments argileux. Dans certains cas, les

particules d’argile pourront ralentir la prise du ciment en formant autour des grains une

enveloppe protectrice. La composition chimique et minéralogique des argiles ainsi que leur

quantité jouent donc un rôle fondamental dans les phénomènes d’interaction qui auront

lieu et qui se poursuivront dans le temps entre elles et le ciment.





CHAPITRE 3 : TRAITEMENT DES SOLS

3.1. Définition et objet

Le traitement des sols avec un liant est une technique qui consiste à incorporer, au sein du

sol, cet élément d’apport avec éventuellement de l’eau et de les mélanger plus ou moins

intimement in situ, jusqu’à l’obtention d’un matériau homogène pour lui conférer des

propriétés nouvelles. Il s’agit d’un traitement qui utilise les affinités chimiques du sol et du

liant, par opposition au traitement mécanique, comme le compactage, qui peut se

superposer au premier.

Le traitement des sols pour l’exécution des remblais et des couches de forme, a pour objet

de rendre utilisable un sol qui ne présente pas les caractéristiques requises pour servir sans

préparation, à supporter une assise de chaussée, de parking ou de plate-forme. Il a deux

raisons d’être :

soit pour améliorer des sols trop humides, qu’il s’agisse du sol en place pour

permettre la progression du chantier ou de sols à réutiliser en remblai ;

soit pour réaliser des plates-formes rigides et stables aux intempéries pour la

circulation de chantier et la mise en œuvre de la fondation.

L’optique du traitement est différente selon le cas :

dans le premier cas, on cherche un effet rapide et de niveau suffisant pour rendre la

circulation des engins et la mise en œuvre possibles, mais sans chercher à obtenir

des performances mécaniques élevées par la suite ;

dans le second cas, on recherche une résistance mécanique pour la plate-forme. Le

choix des opérations est alors étudié pour obtenir un matériau relativement noble

par rapport au matériau naturel.

3.2. Avantages de la technique

Le traitement des sols en place à la chaux et/ou au ciment ou au liant hydraulique routier

(LHR) est une technique qui offre trois types d’avantages : techniques, économiques,

écologique environnementaux. [12]





3.2.1 Avantages techniques

Le traitement des sols en place à la chaux et/ou au liant hydraulique permet la réalisation

en remblais et en couches de forme, d’une couche traitée homogène, durable et stable,

présentant des caractéristiques mécaniques comparables à celles d’une grave-ciment ou

grave hydraulique. En outre, cette technique assure une bonne répartition des charges sur

le support, grâce à la rigidité de la nouvelle structure. Cette technique assure un bon

comportement par temps chaud sans déformation, ni orniérage et un bon comportement

vis-à-vis des cycles de gel-dégel, grâce à la rigidité du matériau et à l’effet de dalle induit.

Enfin, le traitement des sols en place est une technique possédant une facilité d’adaptation

aux contraintes d’exploitation.

3.2.2 Avantages économiques

Le traitement des sols en place à la chaux et/ou au liant hydraulique est une technique de

traitement à froid, donc utilisant peu d’énergie. L’utilisation des matériaux en place est un

facteur d’économie important puisqu’il réduit au minimum les déblais issus du

décaissement, la mise en décharge, l’apport de granulats et le coût de leur transport.

L’absence de transport de granulats ou des déblais en décharge contribue à la préservation

du réseau routier situé au voisinage du chantier. Enfin, le traitement des sols en place est

une technique très économique, notamment du fait de la durée plus courte des travaux par

rapport à une solution avec décaissement.

3.2.3 Avantages écologiques environnementaux

Le travail à froid réduit sensiblement la pollution et le rejet de vapeurs nocives dans

l’atmosphère. En outre, cette technique permet une importante économie d’énergie globale,

par la réduction des matériaux à transporter, des matériaux à mettre en décharge et donc

une diminution des impacts indirects, des gênes à l’usager et aux riverains et une réduction

de la fatigue du réseau routier adjacent au chantier. La réutilisation des matériaux en place

limite l’exploitation des gisements de granulats (carrières, ballastières), ressources

naturelles non renouvelables. Ce qui contribue à préserver l’environnement.





3.3. Les liants et les différents types de traitements

Selon l’utilisation prévue ou en fonction du type de sol à stabiliser, il existe plusieurs types

de traitements des sols qui ne diffèrent que par la nature du liant utilisé. En France, on

utilise presque exclusivement les traitements suivants :

le traitement à la chaux (selon les normes NF EN 459-1 et NF P 98-101) dans le cas

de sols fins destinés à une utilisation en remblais ou en couches de forme ;

le traitement au ciment (selon la norme NF EN 197-1) ou au liant hydraulique

routier (LHR) (selon les normes NF P15-108 et ENV 13 282 ou avis technique du

Comité Français pour les Techniques Routières - CFTR);

le traitement mixte à la chaux puis au ciment ou au liant hydraulique routier destiné

à une utilisation en couches de forme. [7]

3.4. Le ciment

3.4.1. Production du ciment

La fabrication proprement dite du ciment consiste à doser et à moudre finement les

différents constituants dans des proportions bien déterminées. En broyant le clinker

portland avec un régulateur de temps de prise et les éventuels constituants

complémentaires, en fonction du type de ciment à fabriquer, on obtient un mélange

homogène et intime des constituants. La finesse finale de monture est fixée en fonction de

la réactivité et de la classe de résistance souhaitées.

3.4.2. Différents types de ciments

On distingue cinq types de ciments courants :

CEM I Ciment Portland ;

CEM II Ciment Portland composé ;

CEM III Ciment de haut fourneau ;

CEM IѴ Ciment pouzzolanique ;

CEM Ѵ Ciment composé.

3.4.3. Choix du ciment pour le traitement de sol

Dans la gamme étendue disponible, le choix du type de ciment se fera sur différents

critères :





temps de prise assez long pour la mise en œuvre ;

bonne résistance à moyen et long terme ;

compatibilité avec le sol à traiter ;

bon rapport qualité/prix.

En principe, toutes les classes de ciment peuvent convenir pour le traitement des sols. Les

ciments les plus couramment utilisés dans ce domaine, sont les ciments de haut fourneau

de classe de résistance 32.5N ou 42.5N. Les ciments à prise rapide ne sont pas

recommandés.

3.4.4. Action du ciment sur les sols

Le traitement des sols au ciment permet d’améliorer les caractéristiques initiales des

matériaux et s’applique à des sols fins prétraités à la chaux ou des sols peu ou pas

plastiques, dont les teneurs naturelles en eau trop élevées ne permettent pas de réaliser des

remblais ou des couches de forme dans de bonnes conditions et avec des garanties

suffisantes de qualité. Il est surtout utilisé dans le but d’obtenir un développement rapide

et durable des résistances mécaniques et des stabilités à l’eau et au gel. Compte tenu de sa

propriété, le ciment modifie de façon sensible le comportement des sols peu ou pas

plastiques, grâce à deux actions distinctes : [12]

des modifications immédiates et à long terme des propriétés géotechniques et

mécaniques du sol.

Les réactions du ciment avec un sol consistent essentiellement en une hydratation

des silicates et aluminates de calcium anhydres, avec passage par la phase soluté

suivie de la cristallisation des produits hydratés : c’est la prise hydraulique.

La croissance des microcristaux formés, leur enchevêtrement, leur feutrage

progressif, enrobent et relient les grains du matériau entre eux, formant des ponts

de plus en plus nombreux et solides. Ce qui conduit rapidement au durcissement du

mélange, à l’obtention de caractéristiques mécaniques élevées et sa stabilité à l’eau

et au gel.

une diminution de la teneur en eau. La teneur en eau d’un mélange sol-ciment se

trouve abaissée en raison de :

l’apport de matériaux secs ;





la consommation de l’eau nécessaire à la prise hydraulique du ciment;

l’évaporation d’eau par l’aération du sol lors du malaxage ;

en revanche, on ne note pas de modifications importantes de la courbe Proctor.

3.5. La chaux

Outre son utilisation pour le traitement des sols en construction routière, la chaux peut être

utilisée dans de nombreux domaines: sidérurgie, verrerie, industrie papetière, agriculture,

construction, etc. Aujourd'hui, les chaux utilisées en construction sont des produits

normalisés (norme NBN EN 459 - 1, 2 et 3). Outre les paramètres repris dans la norme,

des caractéristiques supplémentaires sont spécifiées dans les cahiers des charges types.

3.5.1. Fabrication

La chaux aérienne (ou chaux grasse) est obtenue par calcination de pierres calcaires très

pures à haute température (± 950 °C): [12]

ca𝑐𝑜3+chaleur→cao+𝑐𝑜2

La chaux aérienne peut durcir lentement (recarbonatation) sous l'action du CO2

atmosphérique (cette qualité de prise à l'air est à la base de la qualification de chaux

aérienne).

3.5.2. Les différents types de chaux aériennes

La chaux aérienne peut exister sous les trois formes suivantes:

3.5.2.1. Chaux vive

Elle est principalement constituée d'oxyde de calcium CaO (en général à plus de 90 %).

Une chaux vive pour le traitement des sols est selon la norme NBN EN 459 à définir comme

NBN EN 459-1 – CL90-Q;

3.5.2.2. Chaux éteinte (ou hydratée)

Elle est principalement constituée d'hydroxyde de calcium Ca(OH)2. Elle est fabriquée par

hydratation (extinction) de la chaux vive. La réaction d'hydratation est une réaction

fortement exothermique: [12]

CaO + H2O → Ca(OH)2 + chaleur (15,5 Kcal/mole CaO )





L'extinction de la chaux vive par l'eau entraîne une pulvérisation très fine du produit. Une

chaux hydratée pour le traitement des sols est selon la norme NBN EN 459 à définir comme

NBN EN 459-1 – CL90-S;

3.5.2.3. Lait de chaux

Ce type de chaux est peu/pas utilisé en Belgique. Le lait de chaux est obtenu par mise en

suspension de chaux éteinte dans de l'eau. La concentration varie entre 300 et 400 g de

chaux éteinte par litre de lait. Le lait de chaux peut également être préparé à partir de chaux

vive, mais des précautions particulières sont à prendre en raison de l'exothermicité de la

réaction d'hydratation de l'oxyde de calcium.

Son emploi en traitement de sols présente l'avantage de supprimer la poussière et

d'humidifier les sols secs (alors que la chaux vive achève au contraire de les dessécher). En

pratique, le lait de chaux ne fait pas l'objet d'une norme car ses caractéristiques, c'est-à-dire

essentiellement sa concentration, sont déterminées par les besoins réels des matériaux au

moment des travaux. On mesurera donc :

sa concentration (exprimée en extrait sec ES);

éventuellement la teneur en chaux libre.

La chaux vive contient à peu près 30 % de CaO disponible de plus que la chaux éteinte.

Une tonne de chaux vive est équivalente à environ 1 300 kg de chaux éteinte. La chaux

vive pèse entre 700 et 1 100 kg/m3 alors que la chaux éteinte ne pèse que 560 kg/m3.

3.5.3. Caractéristiques importantes des chaux aériennes

En ce qui concerne le traitement des sols à la chaux, trois caractéristiques de ce liant sont

importantes:

3.5.3.1. La teneur en CaO.

Le CaO peut être :

disponible: c'est-à-dire non combiné, sous forme de CaO pour la chaux vive et sous

forme Ca(OH) 2 pour la chaux éteinte





combiné: sous forme de carbonate (son importance est appréciée par la teneur en

CO2 de la chaux), de silicates et d'aluminates (la somme du CaO libre et du CaO

combiné représente le CaO total). Sous forme combinée, le CaO n’est pas réactif et

ne présente donc pas d’avantages pour le traitement.

3.5.3.2. La finesse de mouture

Elle conditionne l'homogénéité du mélange sol-chaux, garantissant l'hydratation complète

de la chaux). Elle intervient également dans les conditions de stockage et de transport.

3.5.3.3. La réactivité d'une chaux vive

Elle est évaluée par sa vitesse d'hydratation et le dégagement de chaleur provoqué par cette

réaction chimique. Plusieurs facteurs influencent la réactivité d'une chaux vive, les

principaux étant le mode de cuisson de la pierre calcaire originelle, sa pureté et le broyage

de la chaux. L'essai est détaillé dans la norme NBN EN 459-2, § 5.10. La méthode de

mesure normalisée consiste à suivre le dégagement de chaleur issu de l'addition de 150

grammes de chaux vive à 600 grammes d'eau préalablement portée à une température de

20 °C, et ce dans un récipient isotherme. Le temps mis par le mélange pour atteindre une

température de 60 °C est appelé le t60 et est exprimé en minutes. Plus la chaux est réactive,

plus ce délai est court. Il est à noter que cette valeur n'exempte pas de réaliser la

détermination des caractéristiques granulométriques et de la teneur en CaO disponibles.

3.5.4. Action de la chaux aérienne

La chaux aérienne incorporée à un sol cohésif humide s'engage dans deux réactions

distinctes avec les minéraux argileux:

une réaction rapide responsable des effets immédiats de la chaux (amélioration des

sols à la chaux);

une réaction lente conduisant à un durcissement progressif du mélange sol-chaux

compacté et conduisant aux effets à long terme (stabilisation). La vitesse de réaction

dépend directement de la température.





3.5.5. Choix du type de chaux

Pour le traitement des sols, toutes les chaux pulvérulentes, qu'elles soient vives ou éteintes

conviennent. Toutefois, s'il est nécessaire d'assécher le sol pour se rapprocher des

conditions optimales de réemploi, le choix de l'utilisateur s'orientera vers la chaux vive qui

permet de diminuer la teneur en eau du sol. Si l'on travaille dans des zones «sensibles»,

l'utilisateur s'orientera vers la chaux à émission de poussière réduite ou le lait de chaux)

et/ou adaptera les méthodes de travail.




Réalisé et présenté par AVOHOU Trinité

DEUXIEME PARTIE :

PRESENTATION DU PROJET ET

ETUDE GEOTECHNIQUE







DEUXIEME PARTIE : PRESENTATION DU PROJET ET

ETUDE GEOTECHNIQUE

CHAPITRE 4 : PRESENTATION DU PROJET

4.1. Généralités

L’aménagement de cette route s’inscrit dans le cadre du Projet de Développement

Touristique de la Route des Pêches (PDT-RP) qui est un important programme mis sur pied

par le Gouvernement du Bénin pour le développement du tourisme balnéaire.

Le bitumage de la route des Pêches et ses bretelles d’accès sur la Rue Nationale Inter-Etat1

(RNIE1) en vue de leur donner un bon niveau de praticabilité, est considéré comme une

étape décisive d’enclenchement du processus de réalisation des objectifs du Projet de

Développement Touristique de la Route des Pêches (PDT-RP).

En effet, le PDT-RP est une opération d’aménagement volontariste de l’espace et de

développement régional qui fait partie intégrante des grands projets d’Etat du Bénin et qui

trouve son fondement au regard des principaux documents nationaux de cadrage du

développement à savoir :

Document de Stratégie de Réduction de la Pauvreté (DSRP)

Etudes de perspective à long terme Bénin 2025

PAG Bénin Révélé (2016-2021)

Le PDT-RP est également pertinent au regard du New Partnership of Africa Development

(NEPAD).

Ce projet trouve son fondement dans la mise en œuvre de l’axe 2 du DSRP et relatif au

renforcement des bases matérielles de l’économie.

Il s’agit de l’un des projets phares (projets structurants) du Programme d’Action du

Gouvernement dénommé « Bénin Révélé ».






4.2. Les objectifs

Les objectifs visés par le projet sont entre autres :

dynamiser les activités halieutiques traditionnelles au plan national et international

à travers une meilleure collaboration entre les pêcheurs en provenance et en partance

de certains pays tels que la Mauritanie, le Sénégal, la Côte d’Ivoire, le Togo, le

Nigéria, le Cameroun et le Gabon ;

s’intégrer au schéma directeur du Grand Cotonou - constitué par les Communes de

Ouidah, d’Abomey-Calavi, de Cotonou, de Sèmè-Kpodji et de Porto-Novo en

favorisant les échanges entre les différents pôles, avec pour fonction principale

d’assurer une meilleure condition de mobilité entre les matrices origine-destination

et sur le contournement des agglomérations congestionnées au plan du trafic routier

assurer une fréquentation en toute saison des sites culturels et touristiques tels que

les plages entre la Commune de Ouidah et la « Porte du non-retour » qui avaient

joué un rôle important dans la traite négrière et qui constituent un point d’attraction

de touristes.

4.3. Cadre géographique du projet

Le projet se localise dans les départements du Littoral et de l’Atlantique du Bénin ainsi

qu’il suit :

le tronçon urbain de la ville de Cotonou sur environ 5.800 km plutôt;

le tronçon interurbain de Cotonou à Ouidah sur environ 37.200 km qui se divise en :

- tronçon interurbain du département du Littoral sur 1.075 km ; projet ayant

pour vocation de relier la commune de Cotonou à la commune de Ouidah sur

environ 43 km, en traversant une localité de la commune d'Abomey-Calavi.

De par la localisation, les travaux concerneront administrativement les

départements du Littoral et de l’Atlantique;

- tronçon interurbain de l'Atlantique sur 33.625 km

- le tronçon urbain de la ville de Ouidah sur environ 2.500 km.

Les principales agglomérations traversées par la route des Pêches dans les deux

départements sont :





Tableau 6 : Localités situées le long de la route des pêches

Localité

Communes

traversées

PK

Longueur

route dans la

localité

Distance de la

localité à

partir du

PK0+000

Début Fin (Km) (Km)

AEROPORT Cotonou

0+000 1+640 1.640 0.820

FIDJROSSE PLAGE 1+640 6+875 5.235 4.260

TOGBIN DAHO Abomey-

Calavi 6+875 11+100 4.225 8.900

ADOUNKO

Ouidah

11+100 13+600 2.500 12.350

HOUNDODJI 13+600 14+600 1.000 14.100

HIO HOUTA 14+600 16+800 2.200 15.700

AHLOBE 16+800 18+400 1.600 17.600

AGBANZINKPOTA 18+400 20+580 2.180 19.500

AVLÉKETE 20+580 24+700 4.120 22.640

AGOUIN 24+700 26+600 1.900 25.650

AHOUANDJI 26+600 28+400 1.800 27.500

FLANWO 28+400 29+600 1.200 29.000

KOUVENANFIDE 29+600 31+800 2.200 30.700

AMOUAKODJI II 31+800 32+800 1.000 32.300

DAAKODJI 32+800 33+750 0.950 33.300

DJEGBADJI 33+750 36+000 2.250 34.900

DEGOUE 36+000 38+050 2.050 37.000

HOUAKPE 38+050 41+500 3.450 40.000

OUIDAH 41+500 43+000 1.500 42.250

TOTAL 43.000

Source : Enquêtes ETRIC 2015





Figure 10 : Plan de localisation de la zone du projet

Source : HEROS GC

Situation géographique du projet Route des Pêches





4.4. Description du projet

La route des Pêches se situe dans un environnement dont les potentialités naturelles se

prêtent au développement durable du tourisme. En effet, la zone possède des atouts

paysagers pour les loisirs et le tourisme, un patrimoine culturel et religieux riche et une

vocation naturelle pour un tourisme balnéaire.

En termes de potentialités pour le développement du tourisme, la « Route des Pêches »

bénéficie d’une position géographique intermédiaire entre deux zones :

Cotonou et Porto-Novo, avec une réserve touristique provenant de l’Est du Bénin et

notamment du Nigéria ;

Ouidah et Grand-Popo, ouverte sur une demande internationale et régionale et

notamment sur le (Togo) à l’Ouest.

4.4.1. Brève description de la commune de Cotonou

Cotonou est une commune du Littoral, capitale économique du Bénin, la ville abrite

beaucoup de services gouvernementaux et diplomatiques. Elle est subdivisée en 13

arrondissements, avec une superficie de 79 km2. Jusqu’à la fin de l’année 2013, il y avait

679 012 habitants dans la commune de Cotonou, la densité de la population est de 8595

habitants/km2.

La position géographique de Cotonou est très importante. La ville est située sur le cordon

littoral entre le Lac Nokoué et l’Océan Atlantique. La ville est coupée en deux par un canal,

la lagune de Cotonou, creusée par les Français. Trois ponts assurent la liaison entre les

deux rives.

Capitale économique, Cotonou abrite les deux tiers des industries du pays. Les principales

entreprises (une cimenterie du groupe allemand Heidelberg Cement)/SCB et banques du

Bénin, la plupart des institutions gouvernementales y siègent.

La proximité de la frontière avec le Nigéria en fait désormais une des plaques tournantes

du commerce informel de la sous-région. Le marché Dantokpa, le plus gros de l'Afrique de

l'ouest (un milliard de francs CFA d'échanges par jour, soit environ 1,5 million d'euros), en

est le centre.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Lac_Nokou%C3%A9

http://fr.wikipedia.org/wiki/Oc%C3%A9an_Atlantique

http://fr.wikipedia.org/wiki/HeidelbergCement

http://fr.wikipedia.org/wiki/Nig%C3%A9ria

http://fr.wikipedia.org/wiki/Dantokpa





La capitale économique du Bénin est aussi connue dans la région pour son marché de

voitures d'occasions européennes, qu'elle stocke dans d'immenses parkings à ciel ouvert au

port autonome de Cotonou et dans ses environs.

En tant que capitale économique du Bénin, Cotonou jouis d’une notoriété dans le monde;

les colloques et les conférences internationales y sont souvent organisés.

Sur le plan du transport, notamment routier, Cotonou est reliée par route aux différents

pays de la région : Nigeria, Togo, Niger, Burkina Faso. La ville s'identifie aussi par le

développement de son transport en taxi moto "Zemidjans" dont elle est le berceau mondial.

4.4.2. Brève description de la commune Ouidah

Situé à l'ouest de Cotonou, Ouidah est une commune du département de l'Atlantique, Cette

ville a été au XVIIIe siècle un des principaux centres de vente et d'embarquement

d'esclaves dans le cadre de la traite négrière occidentale.

Avec une population de 162 034 habitants jusqu' à la fin de 2013, elle a une superficie de

364 km², soit une densité de 445 habitants/km².

Ouidah est un territoire à vocation multiple : historique, culturelle et touristique, dont les

activités commerciales sont : l’agriculture, la pêche, l’élevage, l’artisanat, le commerce,

les services et quelques industries.

La commune est bien positionnée par rapport aux grandes villes du Bénin et aux pays

voisins comme le Togo, le Ghana et le Nigeria pour les échanges commerciaux, son réseau

de communication est constitué par : le réseau ferroviaire traversant la commune sur 30

km, le réseau routier et le réseau fluvio-laguno-lacustre.

4.4.3. Brève description de la commune d'Abomey-Calavi

Situé au nord-ouest de Cotonou, Abomey-Calavi est une commune du département de

l’Atlantique. Elle a une population de 656 358 habitants jusqu' à la fin de 2013 et une

superficie de 650 km², soit une densité de 1010 habitants/km². Les activités économiques

génératrices d'emplois et de revenus sont : l'agriculture, l'élevage, la pêche, l'artisanat, le

commerce, le tourisme, l'hôtellerie et les petites unités de transformation des quelques

ressources naturelles.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Nigeria

http://fr.wikipedia.org/wiki/Togo

http://fr.wikipedia.org/wiki/Niger

http://fr.wikipedia.org/wiki/Burkina_Faso

http://fr.wikipedia.org/wiki/Esclavage

http://fr.wikipedia.org/wiki/Commerce_triangulaire





Sur le réseau routier, le transport urbain est assuré principalement par les taxis moto et les

mini bus entre Abomey-Calavi et Cotonou.

4.5. Caractéristiques du milieu naturel de la zone d’étude

4.5.1. Climat

Encadrée par les isohyètes interannuelles 900 mm et 1500 mm, la zone d’étude appartient

à une zone de climat subéquatorial humide, avec une alternance de deux saisons pluvieuses

et deux saisons sèches.

Ce régime climatique bi-saisonnier est régi par le mouvement du Front Intertropical (FIT)

caractérisé par le flux et le reflux de deux types de masses d'air :

la mousson, chargée d’humidité, provenant de l’anticyclone de Sainte Hélène,

dirigée vers la zone de convergence selon la direction Sud-ouest, souffle d’avril à

novembre ;

l’harmattan, vent sec et brumeux, chaud le jour et frais la nuit, provenant de

l'anticyclone des Açores (zone de haute pression) et dirigé vers la zone de

convergence suivant la direction inverse de celle de la mousson, souffle de

novembre à mai, apportant une poussière ocre orange : c'est la masse d'air qui

s'installe durant les saisons sèches. [14]

4.5.2. Pluviométrie

Tableau 7 : Pluviométrie moyenne journalière

Source : ASECNA 2015

Stations Pluviométrie journalière maximale pour différentes fréquences

Pjmax (mm)

2 ans 5 ans 10 ans 20 ans 50 ans 100 ans

Cotonou 110 156 178 200 230 250





Figure 11 : Répartition mensuelle des précipitations

Source : [14]

La figure que voici présente la situation météorique de Cotonou au cours de l’année. De

cette figure nous constatons que le mois de juin présente une précipitation élevée

comparativement aux autres mois, ce qui veut dire que dans le mois de juin les travaux

vont prendre de recul par rapport aux autres mois.

4.5.2.1. Eaux de surface

La zone du projet est occupée essentiellement par le bassin hydrographique côtier, qui

comprend du côté Ouest, l’ensemble Mono-Couffo et du côté Est, l’ensemble Ouémé-

Yéwa.

Tout l’ensemble côtier se jette dans un système lagunaire, qui relie les ensembles Est-

Ouest.

Le réseau hydrographique est dégradé dans les vallées qui entaillent les plateaux et qui se

présentent comme de larges dépressions, au sud desquelles on note la présence d’une zone

marécageuse, bordée par le cordon littoral où existent des lacs (lac Nokoué et Ahémé) et

des lagunes.





4.5.2.2. Eaux souterraines

Les eaux souterraines dans la zone du projet sont essentiellement des eaux des aquifères

sédimentaires localisées dans des alluvions anciennes et récentes du quartenaire, lesquelles

sont en étroite relation avec les eaux de surface des cours d’eau voisins et des eaux

météorites. Les eaux souterraines qui sont dans les alluvions récentes subissent l’influence

des eaux de la mer, du fleuve Ouémé, et du lac Nokoué qui bordent Cotonou à l’ouest, à

l’est et dont les crues aggravent les inondations dans plusieurs quartiers de Cotonou.

Les inondations à Cotonou sont essentiellement liées à des facteurs d’ordre naturel,

notamment les difficultés d’évacuation des eaux pluviales en raison de la faible

dénivellation (en moyenne 0,7 m au-dessus du niveau de la mer et 4,5 m par endroits). De

même la nappe phréatique est relativement perchée et remonte rapidement en saison

pluvieuse.

4.6. Description et localisation du silteux, concassé, du bitume

4.6.1. Silteux

Le sable silteux, est un des matériaux utilisés en couche de fondation depuis plusieurs

années, il présente une bonne performance surtout lorsqu’il est amélioré avec du ciment à

faible dose. Ce type de sable est retrouvé dans le département du littoral plus précisément

dans la commune de Djrègbé et de Ouidah. Se trouve en annexe7 quelques images du

matériau déjà appliqué sur la route.

4.6.2. Les concassés : les roches de provenance au Bénin

4.6.2.1. Les granites

Deux types de granites sont rencontrés dans le socle du Bénin:

Les granites concordants ou syntectoniques : ils sont concordants avec la schistosité des

terrains encaissants ; ils ont une grandes extension et se présentent en batholites. Pétro

graphiquement, ils sont d’une grande hétérogénéité, ceci étant dû à la multiplicité des

phases de leur mise en place et à l’assimilation des terrains encaissants.

Les images du concassés 0/31,5 se trouvent dans l’annexe 8.





Malgré la complexité de leurs caractères pétrographiques, les granites concordants

présentent les principaux types de faciès suivants :

un faciès grenu large, comportant des granites à biotites connus essentiellement dans

le massif de Parakou, des granites à deux micas (massif des Ténnekas) batholites,

diorites quartziques.

un faciès porphyroïde : granites porphyroïdes à biotite (dans le massif de Parakou,

à Dassa-Zoumè), granites porphyroïdes à deux micas se rencontrent (dans le massif

de Parakou).

un faciès aplitique et pegmatique : postérieurement à la phase grenue fine. Une

phase aplitique recoupe en film les phases précédentes. La phase pegmatite est plus

tardive.

précédentes. La phase pegmatite est plus tardive.

Les granites discordants ou postectoniques : ils se représentent aussi en batholites, mais

de dimension moindre que les précédentes recoupant à l’emporte-pièce les terrains d’âge

Dahoméyen (ou les granites concordants). A l’inverse des précédents, ils sont caractérisés

par une certaine homogénéité pétrographique.

Du Nord au Sud, ils sont répartis sur une même direction tectonique générale (massif du

LORO, de DIEDIA, de YARRA, de SYNANDE, de GOBADA, de FITA-BIFUR, de

BANAME). Ces granites sont calco-alcalins avec une nette tendance à l’alcalinité.

4.6.2.2. Les intrusions basiques

Les intrusions basiques qui traversent les formations précambriennes sont de faibles

dimensions. On y rencontre essentiellement :

Des gabbros : gabbro à hypersthène d’Affon sur la route Djougou- N’dali ;

affleurement du gabbro sur l’Ouémé au Nord-Ouest d’Okpara puis massif de gabbro

à hypersthène sur le sentier Dérouvarou-Tendara.

Des diorites : diorite à amphibole et à biotite de Doguéré

Des trachy-andésites affleurent au Nord-Ouest de Salékoara.





4.6.2.3. Les roches métamorphiques

Les roches métamorphiques retrouvées dans le socle du Dahomey sont constituées surtout

de migmatites (POUGNET 1955).

Dans cette famille, on retrouve les gneiss, les migmatites et les amphibolites. Au

microscope elles sont constituées de quartz, de feldspaths, de grenats etc.

En résumé le socle est largement dominé par des granites. Sous ces granites affleurent des

roches métamorphiques ; ils sont recoupés parfois par de petits filons lamprophiryques.

Par essence le granite est une roche très dure composé de feldspath, de quartz et de mica.

4.6.2.4. Propriétés des concassés

La dureté

Nous constatons que dans une assise non traitée, et par suite de l’absence de liant, les efforts

de fragmentations et d’attrition supportés par les granulats sont nettement plus intenses que

dans le cas d’une assise traitée.

La dureté, qui dépend de la nature pétrographique des granulats, constitue une

caractéristique essentielle pour la permanence des qualités de l’assise sous le trafic et des

conditions climatiques. La résistance à la fragmentation est mesurée par l’essai Los

Angeles (LA) et la résistance à l’attrition par l’essai Micro-Deval en présence d’eau (MDE)

ou par l’essai Deval Humide (DH).

Forme des particules

L’angularité, c’est-à-dire, le fait pour les granulats de présenter les arêtes vives. La forme

des particules individuelles est au moins importante que la distribution granulométrique et

affecte le comportement géotechnique des sols granulaires.

La réalisation des corps de chaussées et des couches de roulement nécessitent de n’utiliser

que des granulats ayant une forme assez ramassée, à l’exclusion des granulats plats. Ils

réduisent la compacité des couches d’assise et conduisent à des couches de roulement

glissant.





Les tout-venants sont naturellement anguleux que les matériaux alluvionnaires qui sont

généralement roulés et sans aspérités. Il faut donc définir un indice de concassage (Ic) qui

donne une mesure de l’angularité du granulat obtenu.

Une détermination qualitative visuelle a permis de classifier les sols à grains grossiers

comme suit (fig12):

Figure 12 : Formes types des particules d’un sol grossier

Source ; [4]

Il est par ailleurs recommandé de faire l’essai d’aplatissement (Norme NF P 18-561) pour

mieux appréhender la forme des granulats (Fig13).





Figure 13 : Définition relative à la forme des granulats

Source ; [4]

4.6.3. Le béton bitumineux

La procédure décrit les objectifs de la mise en œuvre de la couche de roulement du béton

bitumineux 0/10 à module élevé. L’objectif principal est d’examiner les conditions

optimales d’utilisation des moyens humains et matériels appropriés afin de réaliser la

couche de roulement suivant les exigences.

Les matériaux ayant constitués le mélange sont :

le bitume 35/50-57/67

les graviers concassés 0/6 et 6/10

Le tout à une émulsion ECR69. Le béton bitumineux utilisé pour le projet de la route des

pêches vient de la centrale de SETTO. En annexe 9 se trouve quelques images de ce

matériau en cour d’application.

Les différents essais éffectués sur le béton bitumineux nous donnent plus d’explication sur

les prescriptions utilisés lors de son exécution.





CHAPITRE 5 : CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUES DE LA

ROUTE

L’élaboration de tout projet routier commence par la recherche de l’emplacement de la

route dans un environnement et son adaptation la plus rationnelle à la configuration de

terrains définis géométriquement par trois éléments qui sont :

tracé en plan ;

profil en long ;

profil en travers.

5.1. Le tracé en plan

5.1.1. Définition

Le tracé en plan d’une route est obtenu par projection de tous les points de cette route sur

un plan horizontal. Il est constitué en général par une succession d’alignements droits reliés

entre eux par des raccordements en courbe.

Le tracé en plan est caractérisé par une vitesse de base à partir de laquelle on pourra

déterminer les caractéristiques géométriques de la route. Il doit permettre d’assurer de

bonnes conditions de sécurité et de confort.

5.1.2. Règles à respecter dans le tracé en plan

Pour obtenir un bon tracé en plan, on essaie d’appliquer la norme technique

d’aménagement des routes si possible :

l’adaptation du tracé en plan au terrain naturel afin d’éviter les terrassements

importants ;

éviter de passer sur des terrains agricoles et des zones forestières ;

respecter la pente maximum, et s’inscrire au maximum dans une même courbe de

niveau ;

le raccordement du nouveau tracé au réseau routier existant ;

éviter au maximum les propriétés privées ;

respecter la cote des plus hautes eaux ;

éviter les sites qui sont sujets à des problèmes géologiques ;

respecter les normes d’aménagement routier.





5.2. Profil en long:

5.2.1. Définition

Le profil en long est une coupe verticale passant par l’axe de la route, développée et

représentée sur un plan à une échelle (n’est pas une projection horizontale).

5.2.2. Règles à respecter dans le tracé du profil en long

Dans ce paragraphe on va citer les règles qu’il faut prendre en compte sauf dans des cas

exceptionnels lors de la conception du profil en long. L’élaboration du tracé s’appuiera sur

les règles suivantes :

respecter les valeurs des paramètres géométriques préconisés par les règlements en

vigueur ;

éviter les angles rentrants en déblai, car il faut éviter la stagnation des eaux et assurer

leur écoulement pour assurer un bon écoulement des eaux. On placera les zones des

dévers nul dans une pente du profil en long ;

assurer une bonne coordination entre le tracé en plan et le profil en long, la

combinaison des alignements et des courbes en profil en long doit obéir à certaines

règles;

limité la déclivité pour une catégorie donnée (i ≤ Imax) ;

respecter les règles de déclivités Max et Min (B40).

5.2.3. Elément géométrique du profil en long

Le profil en long est composé d’éléments rectilignes par leur déclivité (pente ou rampe), et

des raccordements paraboliques caractérisés par leur rayon.

5.2.3.1. Les rayons en angle saillant (convexes)

Les rayons correspondants doivent être dimensionnés au regard des contraintes de sécurité

et de visibilité. En fonction des caractéristiques du tracé en plan, on s'attachera à garantir

la visibilité sur obstacle ou pour dépassement.

5.2.3.2. Les rayons en angles rentrants (concaves)

Ces rayons ne posent pas de problèmes de sécurité majeurs mais leur dimensionnement est

essentiellement conditionné par des contraintes de confort dynamiques, les conditions de

visibilité nocturnes et l'évacuation des eaux de ruissellement.





5.2.4. Les éléments constituants le profil en long

5.2.4.1. Les alignements

Ce sont des segments droits caractérisés par leurs déclivités.

5.2.4.2. La déclivité

On appelle déclivité d’une route, la tangente des segments de profil en long avec

l’horizontal. Elle prend le nom de pente pour les descentes et rampe pour les montées.

Le raccordement entre une pente et une rampe se fait par un arc de cercle dont la nature

fixée par la différence M des deux déclivités :

raccordement pente- rampe (m<0): arc concave ;

raccordement rampe.

Déclivité minimale

Pour les déclivités minimales en profil en long, il n’est plus imposé en règle générale en

valeur minimale. Elle est:

0.5% dans les zones ou la pente transversale de la chaussée est inférieure à 0.5%,

s’il y a risque de verglas ;

dans la section en déblai ; au moins 0.2% pour que l’ouvrage longitudinal

d’évacuation des eaux ne soit pas trop profondément enterré du côté aval ;

au moins 0.2% dans les sections en remblai prévues avec des descentes d’eau.

Déclivité maximale :

Il est recommandable d’éviter la déclivité maximum qui dépend de :

condition d’adhérence ;

vitesse minimum de PL ;

condition économique.

5.2.5. Coordination du profil en long et du tracé en plan

Il est très nécessaire de veiller à la bonne coordination du tracé en plan et du profil en long

(en tenant compte également de l’implantation des points d’échange) afin:

d’avoir une vue satisfaisante de la route en sus des conditions de visibilité

minimale ;





de prévoir de loin l’évolution du tracé ;

de distinguer clairement les dispositions des points singuliers (carrefours,

échangeurs, etc.).

pour éviter les défauts résultants d’une mauvaise coordination tracée en plan et

profil en long. Les règles suivantes sont à suivre :

augmenter le ripage du raccordement introduisant une courbe en plan si le

profil en long est convexe ;

amorcer la courbe en plan avant un point haut lorsque le tracé en plan et le

profil en long sont simultanément en courbe ;

faire coïncider le plus possible les raccordements du tracé en plan et celle du

profil en long (porter les rayons de raccordement vertical à 6 fois au moins

le rayon en plan).

5.3. Profil en travers

Le profil en travers d’une chaussée est la coupe perpendiculaire à l’axe de la chaussée par

un plan vertical.

Le profil en travers contient tous les éléments constitutifs de la future route, dans toutes les

situations (remblais, déblais, trottoirs).

5.3.1. Différents types de profil en travers

Dans une étude d’un projet de route l’ingénieur doit dessiner deux types de profil en

travers.

5.3.1.1. Profil en travers type

Il contient tous les éléments constructifs de la future route dans toutes les situations (en

remblai, en déblai, en alignement et en courbe).

5.3.1.2. Profil en travers courants

Ce sont des profils dessinés à des distances régulières qui dépendent du terrain naturel

(accidenté ou plat).





5.3.2. Les éléments constitutifs du profil en travers

L’emprise de la route est la surface de terrain appartenant à la collectivité, c'est la limite

du domaine public.

5.3.2.1. L’assiette

L’assiette de la route est la surface du terrain réelle c’est à dire les limites des terrassements.

5.3.2.2. La plate-forme

Elle est entre le fossé et les crêtes des talus en remblais ; la plate-forme plus les accotements

(éventuellement le terre-plein central et voies auxiliaires).

5.3.2.3. Chaussée

La chaussée est la partie de la route affectée à la circulation des véhicules, la chaussée

unique ou chaussée séparée par un terre-plein central.

5.3.2.4. Accotements

Les accotements sont les zones latérales qui bordent extérieurement la chaussée. Ils

peuvent être dérasés ou surélevés.

5.4. Application au projet

5.4.1. Profil en travers type

Il est préconisé quatre (04) profils en travers type pour l’axe principal.

5.4.1.1. TP1 de l’axe principal

Il est composé de deux chaussées de 7m séparées par un TPC de 2m et de trottoirs de 2m

adaptés aux caniveaux latéraux de part et d’autre des chaussées. Il en résulte donc une

plateforme de 2x7m+2m+2x2m= 20 mètres.

Ce profil en travers type correspond au tronçon de route existant et pour lequel il est retenu

de conserver les caniveaux latéraux existants. Il concerne la section PK 0+ 000 et PK 0 +

850. (Photo ; voir annexe 1)






Il est composé de deux chaussées de 7,00m, chacune séparées par un TPC de 2,00m.

La chaussée sud (côté berge) est bordée par une contre-allée de 5,50m séparée de la

chaussée par un caniveau de 1,20m de large, par une piste piétonne de 2,00m de large

séparée de la contre-allée par un alignement de plots ajourés.

La chaussée nord est bordée par un trottoir de 2,00m adapté au caniveau latéral nord ; Il en

résulte une plateforme de :(2x7m+2m+1,20m+5,5m+0,25m+2m+2m = 26,95m).

Ce profil en travers type (voir documents graphique) est à appliquer aux sections de route

PK 0+850 au PK 1+600 et PK 1+675 au PK 2+400. (Photo; voir annexe 1)


Il est composé de deux chaussées de 8,50m chacune séparées par un TPC de 2,00m.

La chaussée sud (côté berge) est bordée par une contre-allée de 5,50m séparée d’elle par

un alignement de plots ajourés de 0,25m de largeur suivie d’un caniveau de 1,20m et d’une

piste piétonne de 2,00m.

La chaussée nord est bordée par un trottoir de 2m adapté au caniveau latéral nord ; Il en

résulte une plateforme de (2x8, 50m+2,00m+0,25m+5,50m+1,20m+2m+2m =29,95

mètres).

Ce profil en travers type est à appliquer à la section de route du PK 2+400 au PK 6+000.


Il est composé de deux chaussées de 8,5m séparées par un TPC de 2,00m et de deux

trottoirs de 2,00m chacun situés de part et d’autre de la route et auxquels sont adaptés des

caniveaux latéraux.

Il en résulte une plate-forme de :(2x8, 50m+2,00m+2x2, 00m=23,00m).

Ce profil en travers type (voir documents graphiques) est à appliquer à la section PK 6+000

au PK 13+200 (fin du projet).





Les chaussées principales ainsi que les contre-allées et les pistes piétonnes recevront des

revêtements en béton bitumeux, alors que les trottoirs seront en pavés de 8cm posés sur lit

de sable de rivière de 4cm d’épaisseur.

Figure 14 : Profils en travers type n°PT4

Source : HEROS GC

Sur l’axe principal, il est prévu l’aménagement de deux (2) importants carrefours qui se

présentent comme suit :

Carrefour de Fidjrossè au PK 2+527,6

C’est un carrefour giratoire à quatre branches avec des ilots directionnels au niveau de

chaque branche et dont une orientée vers la berge est aménagée en cul de sac.

Carrefour Togbin –Daho

C’est un carrefour à trois branches. Son aménagement est composé d’ilots directionnels

sur chaque branche. Il relie la route principale au village Togbin–Daho.

Cependant, en raison des différentes visites et des contraintes notées sur le chantier,

quelques modifications pourraient intervenir dans le cadre d’une actualisation. Les études

sont en cours à l’entreprise qui le soumettra pour étude de la mission de contrôle.





5.4.2. Profil en long

5.4.2.1. La route principale

La route principale repose en majeure partie sur une plateforme sableuse traversant

quelques fois des cactus. Le profil en long retenu est celui d’une nouvelle route qui sera

construite en grande partie dans des zones sablonneuses qui nécessite des traitements de

latérite comme apport de matériaux pour couche de forme avant les autres couches de

chaussée.

5.4.2.2. Les Bretelles

La bretelle d’Avlékété est traversée par deux importants plans d’eau et des étendues

marécageuses à caractère hydromorphe. Cette route repose en grande partie sur les sables

du cordon littoral actuel (du PK 0+000 au PK0+500 et du PK2+100 au PK 5+300, origine

prise à partir de Avlékété sur l’axe principal). Le reste de cette route, c’est à dire du PK

0+500 au PK2+100, traverse les dépôts tidaux et lagunaires. Il s’agit des formations

constituées d’argiles, de sables et de niveaux charbonneux. Le profil en long retenu est le

même que celui de la voie principale, seulement que la zone du PK 0+500 au PK2+100

doit être purgée sur une profondeur de 1 à 2 m.

La bretelle de Ouidah est une route en terre; elle dispose d’un pont enjambant un important

plan d’eau (à Djègbadji) et des étendues marécageuses à caractère hydromorphe de part et

d’autre de la voie.

Une partie de cette route repose sur les sables du cordon littoral actuel et le reste traverse

les dépôts tidaux et lagunaires. Il s’agit des formations constituées d’argiles, de sables et

de niveaux charbonneux. Le profil en long retenu est le même que celui de la voie

principale, seulement que nous avons identifié des zones de purge d’une longueur de

1800ml environ sur une profondeur de 0,95 à 1,50 m.





Figure 15 : Profils en long type n°1

Source : HEROS GC

Figure 16 : Profils en long type n°2

Source : HEROS GC





CHAPITRE 6 : LES ESSAIS D’IDENTIFICATIONS SUR LES

MATERIAUX DE VIABILITE POUR LA CHAUSSEE,

ANALYSES ET INTERPRETATIONS DES RESULTATS

Il devient de plus en plus difficile de trouver des matériaux répondant aux caractéristiques

techniques pour leurs utilisations en construction routière, cependant, les prospections nous

montrent qu’il y’a d’importante gisements de matériaux de sable silteux.

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

en œuvre, le sable silteux constitue pour notre projet, le matériau économique par

excellence.

6.1. Essais réalisés sur le silteux à l’état cru

Le silteux utilisé dans le cas de notre étude a été prélevé à Ahouicodji dans la commune de

Ouidah. La structure de chaussée sera dimensionnée par rapport au trafic (𝑇4). En vue de

leur identification complète à l’état naturel, les prélèvements réalisés sur les emprunts en

étude ont subi les essais suivants :

l’analyse granulométrique ;

la détermination des matières organiques ;

les limites d’Atterberg ;

Equivalence de sable ;

l’essai Proctor modifié ;

l’essai CBR.

6.1.1. L’analyse granulométrique (NF P 94-056)

6.1.1.1. Description de l’essai

L'essai consiste à diviser et à séparer un matériau en plusieurs classes granulaires de

dimensions décroissantes au moyen d'une série de tamis. Les dimensions de mailles et le

nombre des tamis sont choisis en fonction de la nature de l'échantillon et de la précision

requise.





L’analyse granulométrique est réalisée par :

tamisage mécanique (NF P94-056) pour des grains supérieurs à 0,080mm,

sédimentométrie (NF P94-057) pour les particules de dimensions inférieures à

0,080mm.

Les masses de grains retenues sur les différents tamis sont rapportées à la masse initiale de

matériau. Les pourcentages cumulés passant à travers chaque tamis sont présentés sous

forme numérique et sous forme graphique. [2]

en abscisse : les dimensions des mailles, échelle logarithmique ;

en ordonnée : les pourcentages sur une échelle arithmétique.

La courbe doit être tracée de manière continue.

6.1.1.2. Résultats obtenus

Les résultats de l’analyse granulométrique sur l’échantillon sont présentés dans le tableau

ci-dessous :

Tableau 8 : Résultats de l’analyse Granulométrique

ANALYSE GRANULOMETRIQUE PAR TAMISSAGE Conformément à la norme NF P 94-056

Masse initiale : 2000 g ; Masse sèche : 1988 g Date de l'essai : 27/09/2018

Teneur en Eau : 0,6 %

Nature des Matériaux : Sable Silteux ; Provenance : Carrière d’Ahouicodji

Tamis

(mm)

Refus Cumulé Tamisats%

Poids PC (%)

1,6 0,0 0,0 100,0

1,25 15,0 0,8 99,2

1,00 40,0 2,0 98,0

0,80 114,0 5,7 94,3

0,63 177,0 8,9 91,1

0,50 325,0 16,3 83,7

0,40 598,0 30,1 69,9

0,32 1040,0 52,3 47,7

0,25 1365,0 68,7 31,3

0,20 1546,0 77,8 22,2

0,16 1627,0 81,8 18,2

0,13 1681,0 84,6 15,4

0,10 1714,0 86,2 13,8

0,08 1741,0 87,6 12,4 Source : Auteur





Figure 17 : Courbe d’analyse granulométrique

Source : Auteur

L’analyse de la courbe granulométrique du matériau, nous a permis de constater que le sol

est fin avec un tamisât au tamis 80μm (pourcentage de fines) égal à 12,4%. ). Nous

concluons que ce sol peut être argileux.

Pour confirmer cette première conclusion nous avons déterminé l’indice de plasticité du

sol qui est un paramètre très important dans l’identification des sols fins.

Granularité : Ici, le paramètre fondamental qui conditionne le succès du malaxage est la

teneur en éléments fins, c’est-à-dire les particules de diamètre inférieur à 0,08mm.

6.1.2. Les limites d’Atterberg (NF P 94-051)


Les limites d’atterberg sont des paramètres d’identification des sols fins, nous permettant

de connaître la limite de liquidité, de plasticité et l’indice de plasticité.

Les seuls éléments sur lesquels l’eau agit en modifiant la consistance du sol, sont les

éléments fins (fraction passant au tamis de 0,4 mm). Raison pour laquelle les limites

d’Atterberg sont déterminées uniquement sur cette fraction.

100,099,298,094,3

91,1

83,7

69,9

47,7

31,3

22,218,2

15,413,812,4

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

0,08 0,8 8

Pass

an

t en

%

Ouverture tamis

ANALYSE GRANULOMETRIQUE





Suivant la quantité d’eau présente dans le sol, on peut définir convenablement trois états :

liquide, plastique et solide. Les essais en vue de déterminer les limites d’Atterberg

permettent de distinguer ces états en déterminant expérimentalement deux limites

caractéristiques :

- limite de liquidité (WL) ; teneur en eau relativement élevée à laquelle le sol passe

de l’état plastique à l’état liquide ;

- limite de plasticité (WP) ; teneur en eau relativement faible à laquelle le sol passe

de l’état solide à l’état plastique.

La différence de teneur en eau entre les limites de liquidité et de plasticité représente

l’indice de plasticité du sol. [2]

Classification

Les sols sont souvent classés en fonction de leur plasticité. L’indice de plasticité (IP) est

en relation avec la quantité d’argile que comporte le sol. Les sols sont classés en général

en fonction de leur plasticité de la façon suivante : [4]

- 0 ˂ IP ˂ 5 : non plastique

- 5 ˂ IP ˂ 15 : peu plastique

- 15 ˂ IP ˂ 40 : plastique

- IP >40 : très plastique

Peu stable IPI ≤ 25

Moyennement stable 25 ≤ IPI ≤ 50

Stable IPI > 50






Les résultats de l’essai sur le matériau cru sont présentés dans le tableau ci-dessous :

Tableau 9 : Résultats limites d’Atterberg

DETERMINATION DES LIMITES D'ATTERBERG Conformément à la norme NF P 94-051

Nature Matériau : Sable silteux Date de l'essai : 26/09/2018

Provenance : Carrière d’AHOUICODJI

Limite de liquidité Limite de plasticité

Nombre de coups 15 20 24 30 35 _ _

Numéro de la tare H P P’ E J Y F

Masse total humide (g) 28,96 29,73 28,96 29,04 29,07 15,49 15,49

Masse total sec (g) 24,45 25,18 24,65 24,84 24,99 14,79 14,79

Masse de la tarre (g) 7,38 7,41 7,4 7,35 7,4 9,34 9,28

Masse d’eau (g) 4,51 4,55 4,31 4,2 4,08 0,7 0,63

Masse du sol sec (g) 17,07 17,77 17,25 17,49 17,59 5,45 5,45

Teneur en eau (%) 26,4 25,6 25 24 23,2 12,8 12,6

Moyenne (%) 26,4 25,6 25 24 23,2 13

Source : Auteur

Indice de Plasticité

Limite de liquidité (wl) 25

Limite de plasticité (wp) 13

Indice de plasticité (Ip) 12

Figure 18 : Courbe limite d’Atterberg

Source : Auteur

22

23

24

25

26

27

2842,99 43,49 43,99 44,49 44,99 45,49 45,99

Te

ne

ur

en

ea

u (

%)

Nbre de coups

Teneur en eau à 25 coups





Plasticité : une plasticité excessive entraîne de sérieuses difficultés de malaxage et des

risques accrus de retrait par temps chaud.

La tolérance de l’indice de plasticité varie selon l’importance du trafic.

Tableau 10 : Indice de plasticité recommandé [4]

Indice de plasticité maximum

T1-T2 T3-T4 T5

30 20 20

• Analyse et interprétation des résultats

Nous avons remarqué après l’analyse du tableau 9 que la limite de liquidité obtenue est

inférieur à 80% (25%), de même l’indice de plasticité est inférieur à 40% (12 %). Ces

valeurs nous amènent à déduire que le sol est peu plastique (compris entre 5 et 15) et

l’hypothèse que le sol peut être un sol argileux est donc accepté car IP < 40. Nous pouvons

alors affirmer que nous sommes en présence d’un sol argileux peu plastique

6.1.3. La détermination des matières organiques (XPP 94-047)


Détermination du dosage en matières organiques : méthode d’eau oxygénée

peser 100 g de matériau après dessiccation à l’étuve à 105°C (P1). Placer

l’échantillon dans une coupelle d’évaporation.

ajouter 100 ml d’eau oxygénée à 20 volumes. Chauffer doucement à 60o C en agitant

à l’aide d’une baguette de verre afin de faciliter le dégagement des bulles gazeuses

et permettre la réaction complète.

poursuivre l’opération jusqu’à ce que le dégagement gazeux ne soit presque atténué.

quand la réaction est achevée, on élimine l’excès d’eau oxygénée par ébullition

pendant 10 à 15 minutes. On nettoie la baguette avec de l’eau distillée, puis on sèche

à l’étuve et l’on pèse (P2).

on détermine ainsi la perte de poids : P3 = P1 – P2

le pourcentage de matières organiques sera : 𝑃1−𝑃2

𝑃1 x 100

le pourcentage de matières organiques est généralement donné à 0,1 % près.







Tableau 11: Résultats de détermination des matières organiques

𝑁° DE LA TARRE 1 2

POIDS TOTAL INITIAL (g) 338,75 233,26

POIDS DU MATERIAU (g) 100 100

POIDS DE LA TARRE (g) 238,75 133,26

POIDS TOTAL SEC (g) 238,4 232,93

POIDS NET SEC (g) 99,75 99,67

POIDS PERDU (g) 0,35 0,33

% EN MATIERE ORGANIQUE 0, 35 0,33

MOYENNE TENEUR EN MATIERE ORGANIQUE 0,34%

Source : auteur

De ce tableau la teneur en matières organiques est de 0,34%. On a donc MO˂30%. Le sol

est alors très organique mo.

Classification du sol

Pour résoudre les problèmes de mécanique des sols, il est important de caractériser un sol

mais aussi de le classer, c’est-à-dire de le mettre dans un groupe ayant des comportements

similaires.

Il va de soi qu’une telle classification ne peut être basée que sur des corrélations

empiriques, elles-mêmes basées sur une grande expérience.

Il existe de par le monde de nombreuses classifications. Dans le cadre de notre étude, nous

utiliserons la classification NF P 11-300 ou GTR 92 (annexe 7) et la classification

LPC/USCS. Suivant la norme de classification NF P 11-300 et le GTR 92 (Guide des

Terrassements Routiers) :

- le tamisât au tamis 80μm est égal à 12,4 donc inférieur à 35 % ;

- Indice de plasticité IP = 12 < 40.

Conclusion : sol de classe A2 ; c'est-à-dire argile peu plastique.





Suivant la norme de classification LPC « Laboratoire des Ponts et Chaussées »:

Figure 19 : Position du point P (WL ; IP) sur le diagramme de plasticité [5]

Le point P (WL = 25% ; IP = 12%) est au-dessus de la ligne A. D’après le diagramme de

plasticité, c’est une argile peu plastique Ap.

Conclusion : sol de classe mo-Ap ; c'est-à-dire une argile très organique et peu plastique.

Teneurs en matières organiques : une teneur excessive en matières organiques est

préjudiciable aux phénomènes de prise et de cimentation.

6.1.4. L’essai Proctor Modifié (NF P 94-093)


L’essai permet de déterminer les caractéristiques de compactage d'un matériau routier. Ces

caractéristiques sont la teneur en eau optimale et la masse volumique sèche maximale.

Notons qu’avant de subir l’essai, le matériau doit être criblé au tamis 20 mm.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

IP

WL

Position du point (WL;IP)

Ligne AArgiles peu plastiques ApAp

Argiles tres

plastiques At

Limons peu plastiques Lp

Limons tres plastique Lt





Le principe consiste à humidifier un matériau à plusieurs teneurs en eau et à le compacter,

pour chacune des teneurs en eau, selon un procédé et une énergie conventionnels. Pour

chacune des valeurs de teneur en eau considérées, on détermine la masse volumique sèche

du matériau et on trace la courbe des variations de cette masse volumique en fonction de

la teneur en eau. D'une manière générale cette courbe, appelée courbe Proctor, présente

une valeur maximale de la masse volumique du matériau sec qui est obtenue pour une

valeur particulière de la teneur en eau. Ce sont ces deux valeurs qui sont appelées

caractéristiques optimales de compactage Proctor modifié.



Tableau 12 : Résultats de l’essai Proctor (matériau cru)

ESSAI DE COMPACTAGE PROCTOR Conformément à la norme NF P 94-093

(ESSAI PROCTOR MODIFIE) Nature Matériau : Sable silteux Date de l'essai : 27/09/2018

Provenance : TJ d’ Ahouicodji à l'état naturel

EAU DE MOUILLAGE % 6 8 10 12 14

DE

NS

ITE

HU

MID

E Masse totale humide G 7959 8152 8268 8322 8341

Masse de moule G 3718 3718 3718 3718 3718

Masse matériau humide G 4241 4434 4550 4604 4623

Volume du moule cm3 2244 2244 2244 2244 2244

Densité humide g/cm3 1,890 1,976 2,028 2,052 2,060

TE

NE

UR

EN

EA

U

Masse humide G 1000 1000 1000 1000 1000

Masse sèche G 980 962 943 926 909

Masse d’eau G 20 38 57 74 91

Teneur en eau % 2 4 6 8 10

Densité sèche g/cm3 1,852 1,901 1,912 1,900 1,873

Source : Auteur





Figure 20 : Courbe Proctor (matériau cru)

Source : Auteur

D’après la courbe, nous déterminons la densité sèche référentielle et la teneur en eau

lorsque la courbe est maximale.

𝜸𝒔 = 𝟏, 𝟗𝟏𝟐 t/m3 et 𝝎opt= 𝟔%

Ces deux caractéristiques vont nous permettre de faire l’essai CBR pour notre matériau

cru.

6.1.5. L’essai CBR (NF P 94-078)


Le principe général de l’essai consiste à mesurer les forces à appliquer sur un poinçon

cylindrique pour le faire pénétrer à vitesse constante dans une éprouvette de matériau. Les

valeurs particulières des deux forces ayant provoquées les enfoncements conventionnels

de 2,5 mm et de 5 mm sont respectivement rapportés aux valeurs des forces observées

(13,35 KN et 19,93 KN) sur un matériau de référence pour les mêmes enfoncements.

L’indice recherché est défini conventionnellement comme étant la plus grande valeur,

exprimée en pourcentage, des deux rapports ainsi calculés.



1,852

1,901

1,912

1,9

1,873

1,84

1,85

1,86

1,87

1,88

1,89

1,9

1,91

1,92

0 2 4 6 8 10 12

Den

sité

sèc

he

(t/m

3)

Teneur en eau (%)

Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement de la structure de chaussée /cas du projet d’aménagement et de bitumage de la route des pêches :



Tableau 13 : Résultats de l’essai CBR (matériau cru)

Source : Auteur

ESSAI CBR (MATERIAU CRU)

Conformément à la norme NF P 94-078

Nature des Matériaux : Sable silteux Date de l'essai : 27/09/2018

Provenance : Ahouicodji à l'état naturel . Avant Immersion Après Immersion

Energie - 55 coups 25 coups 10 coups Energie - 55 coups 25 coups 10 coups

TE

NE

UR

EN

EA

U

Masse humide g 1 000 1 000 1 000 Masse humide g 1 000 1 000 1 000

Masse sèche g 943 943 943 Masse sèche g 903 892 876

Poids d’eau g 57 57 57 Poids d’eau g 97 108 124

Teneur en eau % 6 6 6 Teneur en eau % 10,8 12,1 14,2

DE

NS

ITE

N° du moule / M AA P N° du moule / M AA P

Masse totale humide g 10 326 10 254 9781 Masse totale humide g 10532 10 500 10 095

Masse du moule g 5804 5944 5708 Masse du moule g 5804 5944 5708

Masse matériau humide g 4522 4310 4073 Masse matériau

humide g 4 291 4 556 4 824

Volume du moule cm3 2 244 2 244 2 244 Volume du moule cm3 2 244 2 244 2 244

Densité humide g/cm3 2,02 1,92 1,82 Densité humide g/cm3 1,91 2,03 2,15

Densité sèche g/cm3 1,90 1,81 1,71 Densité sèche g/cm3 1,72 1,81 1,88





Tableau 14 : Résultats de l’essai de poinçonnement CBR

Essai de poinçonnement C.B.R. Conformément à la norme NF P 94-093


Provenance : TJ de Ahouicodji à l'état naturel

56 coups 25 coups 10 coups

Enfoncement

(mm)

lecture

anneau

(1/100 mm)

force(KN)

lecture

anneau

(1/100 mm)

force(KN)

lecture

anneau

(1/100 mm)

force(KN)

0 0 0 0 0 0 0

0,625 0,035 1,3000 0,015 0,9000 0,010 0,4000

1,25 0,114 2,9000 0,069 2,0000 0,025 1,1000

2 0,232 5,3000 0,134 3,3000 0,059 1,8000

2,5 0,287 6,4000 0,178 4,2000 0,079 2,2000

5 0,366 8,000 0,302 6,7000 0,124 3,1000

7,5 0,366 8,000 0,302 6,700 0,124 3,100

10 0,366 8,000 0,302 6,700 0,124 3,100

Source : Auteur

Tableau 15 : Résultats des indices portants californiens

CALCUL DES INDICES PORTANTS CALIFORNIENS


2,5 mm 5 mm 2,5 mm 5 mm 2,5 mm 5 mm

Force (KN) 6,40 8,00 4,20 6,70 2,20 3,10

CBR 48 34

16

Indice

portant

2,50 mm 5 mm

Force / 13,35 Force /19,93





Figure 21 : Courbe de poinçonnement CBR (matériau cru)

Source ; Auteur

Figure 22 : Courbe CBR (matériau cru)

Source ; Auteur

C.B.R. pour 95% de compacité = 34,5

Gonflement. réel. à 95% de compacité = 0.02%

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 2 4 6 8 10 12 14

Fo

rces (

kN

)

Enfoncements (mm)

Poinconnement CBR

55 coups

25 coups

10 coups

34,5

1,816

1,620

1,670

1,720

1,770

1,820

1,870

1,920

1,970

2,020

0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66

Densités s

èches (

t/m

3)

Valeurs CBR

COURBE CBR





Gonflement linéaire

La tendance d’un sol au gonflement est une caractéristique importante qui n’est pas liée à

la valeur de son indice portant. Pour éviter des variations dimensionnelles inacceptables au

niveau des assises de chaussée, il est nécessaire de se fixer une limite supérieure au

potentiel de gonflement des matériaux les constituant.

Tableau 16 : Récapitulatif des caractéristiques du sable silteux à l’état cru

DESIGNATION ESSAIS SPECIFICATIONS

Sable silteux à

l’état cru

CBR à 4 jours d’imbibition à 95%

de l’OPM CBR 34,5

Densité sèche à l’OPM γd =1,91 t/m3

Pourcentage fines au tamis 80µm 12,4 %

Teneur en matières organiques MO =0,34 %

Gonflement linéaire à l’essai CBR

95% OPM Gonflement = 0,02 %

Limite d’Atterberg Indice de plasticité IP =12

Limite de liquidité = 25 Source ; Auteur

Tableau 17 : Valeurs nominales du CBR pour les matériaux naturels utilisés en corps de

chaussée [5]

Couches concernées

Valeurs minimales de l’indice CBR

T1 T2 T3 T4 T5

Couche de fondation 25 30 30 30-35 30-35

Couche de base 60 80 80 - -

Source ; [5]

Commentaire

En comparant la valeur de l’indice portant CBR (34,5) au tableau de valeurs nominales ci-

dessus nous pouvons dire que le silteux répond aux exigences prescrit dans le CPT pour la

couche de fondation.





6.2. Essais réalisés sur le matériau de viabilité pour la fondation : concassé 0/31,5

Le concassé choisi dans le cas de notre étude vient de SETTO.

l’analyse granulométrique ;

la détermination des matières organiques ;

l’équivalence de sable ;

l’essai Proctor modifié ;

l’essai CBR.

6.2.1. L’analyse granulométrique (NF P 94-056)

Tableau 18 : Résultats de l’Analyse Granulométrique (concassé 0/31,5)

ANALYSE GRANULOMETRIQUE PAR TAMISSAGE Conformément à la norme NF P 94-056

Masse initiale : 6475 g Date de l'essai : 07/08/2018

Masse sèche : 6449,1g

Teneur en Eau : 0,4%

Nature des Matériaux : Concassé 0/31,5

Provenance : ATROKPOCODJI

Tamis

(mm)

Refus Cumulé Tamisats %

Poids PC (%)

1,25 5442,0 84,4 15,6

1,00 5509,0 85,4 14,6

0,80 5577,0 86,5 13,5

0,63 5636,0 87,4 12,6

0,50 5680,0 88,1 11,9

0,40 5745,0 89,1 10,9

0,32 5796,0 89,9 10,1

0,25 5895,0 91,4 8,6

0,20 5971,0 92,6 7,4

0,16 6031,0 93,5 6,5

0,13 6083,0 94,3 5,7

0,10 6120,0 94,9 5,1

0,08 6150,0 95,4 4,6

Source : Auteur





Figure 23 : Courbe d’analyse granulométrique (concassé 0/31,5)

Source : Auteur

Le pourcentage de particules de diamètres inférieur à 0,08 mm est 4,6%.

6.2.2. Equivalence de sable (NF 933-8+A1)

Tableau 19 : Résultats de l’équivalence de sable (concassé 0/31,5)

EQUIVALENT DE SABLE Conformément à la norme NF EN 933-8+A1

Nature Matériau : Concassé 0/31,5 Date de l'essai : 17/08/2018

Provenance : Stock base ATROPOCODJI

Désignation Unité E1 E2

Hauteur du floculat et sédiment H1 cm 14,8 14,9

Hauteur du floculat et sédiment H2 cm 8 7,9

Equivalent de sable (ES à 10%

fines)

(H2 / H1) x 100

%

54 53

Moy (H2 / H1) x

100 54

Source : Auteur

Nous notons que l’Equivalence de Sable du concassé est 40. Cette valeur comparée à la

norme (> 40). Le concassé peut alors être utilisé.

15,614,613,512,611,910,910,18,67,46,55,75,14,6

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

0,08 0,8 8

Pass

an

t en

%

Ouverture tamis

ANALYSE GRANULOMETRIQUE





6.2.3. L’essai Proctor Modifié (NF P 94-093)

Tableau 20 : Résultats de l’Essai Proctor Modifié (concassé 0/31,5)


(ESSAI PROCTOR MODIFIE)

Nature Matériau : Concassé 0/31,5 Date de l'essai : 07/08/2018

Provenance : ATROKPOCODJI (Centrale)


DE

NS

ITE

HU

MID

E

Masse totale humide g 8 804 9 051 9 207 9 250 9 200

Masse de moule g 3 798 3 798 3 798 3 798 3 798

Masse matériau humide g 5 006 5 253 5 409 5 452 5 402

Volume du moule cm3 2 244 2 244 2 244 2 244 2 244

Densité humide g/cm3 2,231 2,341 2,410 2,430 2,407

TE

NE

UR

EN

EA

U

Masse humide g 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000

Masse sèche g 976 957 939 922 906

Masse d’eau g 24 43 61 78 94

Teneur en eau % 2,5 4,5 6,5 8,5 10,4

Densité sèche g/cm3 2,177 2,240 2,263 2,240 2,181

Source : Auteur

Figure 24 : Courbe Proctor (concassé 0/31,5)

Source : Auteur



𝜸𝒔 = 𝟐, 𝟐𝟔𝟑 t/m3 et 𝝎opt= 𝟔, 𝟓%

2,177

2,24

2,263

2,24

2,181

2,17

2,18

2,19

2,2

2,21

2,22

2,23

2,24

2,25

2,26

2,27

0 1,3 2,6 3,9 5,2 6,5 7,8 9,1 10,4 11,7

Den

sité

sèc

he

(t/m

3)

Teneur en eau (%)




6.2.4. L’essai CBR (NF P 94-078)

Tableau 21 : Résultats de l’essai CBR (concassé 0/31,5)

Source ; Auteur

ESSAI CBR (MATERIAU CRU) Conformément à la norme NF P 94-078

Nature des Matériaux : concassé 0/31,5 Date de l'essai : 07/08/2018

Provenance : Centrale

Avant Immersion Après Immersion


TE

NE

UR

EN

EA

U

Masse humide g 1 000 1 000 1 000 Masse humide g 1 000 1 000 1 000

Masse sèche g 939 939 939 Masse sèche g 930 918 903

Poids d’eau g 61 61 61 Poids d’eau g 70 82 97

Teneur en eau % 6,5 6,5 6,5 Teneur en eau % 7,5 8,9 10,7

DE

NS

ITE

N du moule / Q L B N du moule / Q L B

Masse totale

humide g 11501,0 11060,0 10786,0

Masse totale

humide g 11551,0 11176,0 10977,0

Masse du moule g 6100,0 5929,0 5925,0 Masse du moule g 6100,0 5929,0 5925,0

Masse matériau

humide g 5401,0 5131,0 4861,0

Masse matériau

humide g 5451,0 5247,0 5052,0

Volume du

moule cm3 2244,0 2244,0 2244,0 Volume du moule cm3 2244,0 2244,0 2244,0







Tableau 22 : Résultats de l’essai de poinçonnement CBR (concassé 0/31,5)


Nature Matériau : Concassé0/31,5 Date de l'essai : 11/08/2018

Provenance : Centrale


Enfoncement

(mm)

lecture

anneau

(1/100 mm)

force(KN)

lecture

anneau

(1/100 mm)

force(KN)

lecture

anneau

(1/100 mm)

force(KN)

0 0 0 0 0 0 0

0,625 2,3 1,6 0,5

1,25 5,1 3,8 1,2

2 7,9 6 1,8

2,5 11,6 9,5 2,9

5 16,2 13,6 4,5

7,5 21,3 17,8 6,6

10 26,3 22,3 8,8

12,5 26,3 22,3 8,8

Source : Auteur

Tableau 23 : Résultats des indices portants californiens (concassé 0/31,5)



2,5 mm 5 mm 2,5 mm 5 mm 2,5 mm 5 mm

Force (KN) 11,64 16,22 9,46 13,60 2,92 5,45

CBR 87 71 22

Indice portant

2,50 mm 5 mm

Force / 13,35 Force /19,93





Figure 25 : Courbe de poinçonnement CBR (concassé 0/31,5)

Source : Auteur

Figure 26 : Courbe CBR (concassé 0/31,5)

Source ; Auteur

Les résultats obtenus permettent d’affirmer que le concassé 0/31,5 choisi répond aux

exigences car son Equivalence de Sable (ES) >40 et son indice CBR (71,6) largement

supérieur à 35 pour un trafic T4.

0

5

10

15

20

25

30

0 2 4 6 8 10 12 14

Fo

rces (

kN

)

Enfoncements (mm)

Poinconnement CBR

55 coups25 coups10 coups

71,6

2,150

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2,250

2,300

20 26 32 38 44 50 56 62 68 74 80 86

Densités s

èches (

t/m

3)

Valeurs CBR

COURBE CBR





6.3. Essais réalisés sur le bitume

Les essais géotechniques susceptibles d’être réalisés sur le bitume sont :

essais sur les agrégats ;

essai Marshall ;

essai de Pénétration à Aiguille de Vicat ;

essai Bille et Anneau (Point de Ramollissement) ;

essai Duriez.

Formulation du béton à module élevé (BBME 0/10) en deux coupures qui se

présentent comme suit :

- gravier concassé 0/6 à soixante-dix pour cent

- gravier concassé 6/10 à trente pour cent

6.3.1. Essais sur les agrégats

Tableau 24 : Fuseaux Granulométriques

Passant 0/10 0/14

20 100

14 100 100 95-100

10 80-100 95-100 75-100

6,3 60-100 65-92 50-88

2 25-75 25-65 23-60

0,2 6-25 6-20 6-20

0,08 3-7 3-8 3-8

Source : [5]





Tableau 25 : Résultats de l’analyse Granulométrique sur l’agrégat

% Passant % passant

Tamis 0/6 06-10

40

31,5

25

2016

14

12,5

10 91

8 59

6,3 95 12

5 85 5

4 74 3

3,15 64 3

2,5 55 2

1,25 37 1

0,63 34 1

0,5 31

0,315 24

0,016 21

0,08 11

0,063 9

ES 67

DA 1,64 1,35

PS 2,735 2,732

MDE 12,4

LA 24,05

Source ; Auteur





Tableau 26 : Formulation du Béton Bitumineux à module élevé (BBME 0/10)

Reconstitution théorique

Tamis Mini Moyenne Maxi

10 95 97 100

6 ,3 65 70 75

4 45 53 60

2 30 39 45

0,63 15 21 28

0,315 12 17 23

0,08 7 8 10

Source : Auteur

Figure 27 : Courbe granulométrique

Source : Auteur

Commentaire :

Lorsqu’on se réfère au fuseau granulométrique ci-dessus on peut noter que le mélange

pouvant constituer le bitume répond aux exigences recommandées pour l’obtention d’un

produit de bonne qualité en couche de revêtement.

0

20

40

60

80

100

120

0 2 4 6 8 10 12

p

a

s

s

a

n

t

Tamis

MINI MOYENNE MAXI





6.3.2. Essai MARSHALL

Les résultats issus de la teneur en liant optimale se trouvent dans l’annexe 3.

Tableau 27 : Variation des caractéristiques d’un enrobé en fonction de la teneur en liant

par l’étude de l’essai Marshall (BBME)

TL 5 5,5 6 6,5 7

K 3,12 3,43 3,74 4,05 4,36

N° des éprouvettes Moy Moy Moy Moy Moy

Masse volumique apparente pesée

hydrostatique 2,45 2,46 2,46 2,45 2,46

Masse volumique réelle du mélange MVR 2,53 2,52 2,5 2,48 2,47

Pourcentages des vides résiduels VR 3,32 2,39 1,71 1,29 0,25

masse volumique apparente du granulat dans

l’éprouvette MVAG 2,33 2,33 2,32 2,3 2,3

Masse volumique réelle des granulats MVRG 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73

Pourcentages des vides combles par l’air le

liant V0 14,65 14,82 15,21 15,81 15,88

Pourcentages des vides combles par le liant

VL 77,32 83,89 88,74 91,87 98,4

Stabilité à 60°c 2062 2269 2410 2142 1674

Fluage 2,28 2,6 3,23 3,84 4,84

Hauteur de l’éprouvette (cm) 6,27 6,17 6,15 6,08 6,07

Compacité 96,68 97,61 98,29 98,71 99,75

Source : Auteur

Les résultats de l’essai Marshall vont nous permettre de tracer les courbes ci-dessus.

Variation des caractéristiques de l’enrobé en fonction des teneurs en liant (courbe)

Figure 28 : Courbe de stabilité

Source : Auteur

20622269

24102142

1674

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Forc

e (

kg)

Teneur en liant ()

STABILITE

STABILITE





Commentaire :

La courbe ci-dessus présente la stabilité qui est caractérisée par la force en fonction de la

teneur en liant. Il en ressort que pour une teneur en liant supérieure ou égale à 5%, il y a

l’apparition des forces. La stabilité est maximale pour une teneur en liant égale à 6%

correspondant à une force 2410Kg. Cette valeur comparé aux exigences (stabilité>500kg),

nous permet d’affirmer que le résultat est acceptable.

Figure 29 : Courbe de compacité

Source : Auteur

Commentaire :

La courbe ci-dessus présente la compacité en fonction de la teneur en liant. Il en ressort

alors qu’au fur et à mesure que la teneur en liant évolue la courbe évolue également. La

valeur maximale est de 99,75%. Lorsqu’on compare cette valeur aux prescriptions (>

96%) [4] on peut affirmer que le résultat est acceptable.

96,68

97,61

98,2998,71

99,75

95

95,5

96

96,5

97

97,5

98

98,5

99

99,5

100

5 5,5 6 6,5 7

Co

mp

acit

é (

)

Teneur en liant ()

COMPACITE

COMPACITE





Figure 30 : Courbe de fluage

Source : Auteur

Commentaire :

La courbe ci-dessus présente le fluage en fonction de la teneur en liant. Il en ressort alors

qu’au fur et à mesure que la teneur en liant évolue la courbe évolue également. La valeur

maximale est de 4,84%. Cette valeur est compris entre [2 ; 5]. Le résultat est alors

acceptable [4].

Interprétations des résultats

Les différents résultats obtenus nous permettent d’affirmer que pour une teneur en liant

égale à 6%, la stabilité, la compacité et le fluage ayant pour valeurs respectifs 2410kg,

98,29% et 3,23% respectent les prescriptions exigées. Nous pouvons dire que le matériau

choisi pour la couche de roulement est de bonne qualité.

6.3.3. Essai de pénétration a aiguille de VICAT (NF.T.66-044)

Description de l’essai

Le matériel indispensable pour réaliser l'essai d'un produit bitumineux comprend :

- un pénétromètre, système permettant à un porte-aiguille de se déplacer

verticalement sans frottement mesurable, et donnant la possibilité de la

détermination de la pénétration de l'aiguille au dixième de millimètre près. Le porte-

aiguille doit pouvoir se démonter aisément du système, et peser 47, 50 g. Il faut

prévoir une masse additionnelle de 50, 00 g pouvant se fixer sur le porte-aiguille si

elle n'existe pas déjà. Ceci porte le poids de la totalité à 100 g ;

2,28 2,63,23

3,84

4,84

0

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Flu

age

(

)

Teneur en liant ()

FLUAGE

Fluage





- une aiguille de pénétration en acier inoxydable, disposée sur le porte-aiguille. Son

corps doit avoir un diamètre compris entre 1, 00 mm et 1, 02 mm ; une de ses

extrémités doit être tournée symétriquement en un cône ayant un angle de 9 ° 10'sur

toute sa longueur. Le diamètre de son extrémité doit être compris entre 0, 14 mm et

0, 16 mm ;

- un récipient d'échantillon d'essai, cylindrique, à fond plat, en verre ou en métal. La

profondeur interne du récipient doit être supérieure d'au moins 10 mm à la

pénétration attendue et elle ne doit pas être inférieure à 35 mm. Son diamètre

intérieur doit être au moins de 55 mm et au plus de 70 mm ;

- un bain-marie, d'une capacité d'au moins 10 L, capable d'assurer la stabilité en

température de l'échantillon d'essai dans une plage de ± 0, 1 °C ;

- un système de chronométrage, précis à ± 0, 1 s ;

- un (des) thermomètre (s).

Mode Opératoire

Dans le cas d'un produit bitumeux, l'échantillon à tester est en premier lieu porté à une

température de 80 à 90 °C au-dessus du point de ramollissement attendu, puis refroidi à la

température ambiante, entre 15 et 30 °C pendant 60 à 90 min pour les échantillons courants.

Les échantillons sont ensuite positionnés dans un bain-marie à température constante pour

une durée égale à celle du refroidissement, puis l'essai est réalisé.

L'aiguille est abaissée lentement jusqu'à ce que sa pointe coïncide avec son image réfléchie

par la surface de l'échantillon, puis le porte-aiguille est libéré au cours du laps de temps

prescrit et descend par gravité.

L'aiguille s'enfonce alors dans l'échantillon de bitume. On mesure la profondeur

d'enfoncement à l'issue du temps prescrit.

Quand les conditions d'essai ne sont pas prescrites, la température, la charge appliquée et

la durée d'application de la charge doivent être respectivement de :

- 25 °C, 100 g et 5 s pour des valeurs de pénétration inférieures à 500 ± 0, 1 mm ;

- 15 °C, 100 g et 5 s pour des valeurs de pénétration supérieures à 500 ± 0, 1 mm.

Résultat de l’essai

Tableau 28 : Résultat à 25°C de l’essai de pénétration à aiguille 1/10mm





Température de l’essai (T°) 25°C 25°C

Masse utilisée (Grs) 100 100

Temps/essais (Sd) 5 5

Valeur enregistrée 1/10mm 39-40-40-40-40 40-40-40-40 40

Moyenne 40 40

Source : Auteur

Commentaire

La pénétrabilité de l’aiguille lorsqu’on est à une température de 25°C et pour une

pénétration de 0,1 nous donne une valeur de 40. La norme exige une valeur ˂ 50. Alors

l’essai a été bien réalisé.

6.3.4. Essai de bille et anneau : Point De Ramollissement (NF.T.66-008)

Description de l’essai

Pour réaliser la méthode bille anneau EN 1427 (ou équivalent), un anneau (à épaulement)

en laiton de dimensions définies (par exemple diamètre intérieur<16 ± 0,1 mm,

hauteur<6,4 ± 0,1 mm) est rempli du matériau bitumeux à tester. Cet anneau ainsi préparé

est placé sur son support.

Une bille en acier (diamètre=9,53 mm, masse=3,5 ± 0,05 g) est placée sur la pastille de la

prise d'essai au milieu de l'anneau.

Le cadre support est ensuite immergé dans un bain thermostaté. Le liquide du bécher (en

pyrex) normalisé est l'eau déminéralisée pour un essai de 30 à 80 °C, du glycérol ou de

l'huile silicone pour des températures supérieures.

Le bain est chauffé pour obtenir une élévation régulière de la température de 5 °C·min 1 ±

0,5 °C.

On note la température à l'instant où la matière entourant la bille qui s'est détachée de

l'anneau touche la plaque inférieure du support. Cette température est appelée le point de

ramollissement bille et anneau. Deux essais sont effectués simultanément.

Exploitation des résultats

La moyenne des deux températures relevées lors de ces mesures sera prise comme point





de ramollissement. Ces deux températures ne doivent pas être différentes de plus de 1 °C.

Pour un produit bitumineux, cette caractéristique est comprise entre 30 et 200 °C.

Cet essai fait partie d'une palette permettant de caractériser les bitumes.

Tableau 29 : Résultat de l’essai de ramollissement

Anneaux A B

Début de l’essai (mm) 04h13mm 04h13mm Moyenne

Fin de l’essai (mm) 05h33mm 05h33mm 62

Valeur enregistrée (T°) 62 62,1

Source : Auteur

Tableau 30 : Résultat de l’Essai de pénétration restante : Apres perte de masse au

chauffage

Température de l’essai (T°) 25°C 25°C

Masse utilisée (Grs) 100 100

Temps/essais (Sd) 5 5

Valeur enregistrée 1/10mm 37-37-37-36 36-36-37-35 36,5

Moyenne 37 36

Source : Auteur

Tableau 31 : Résultat de l’Essai de pénétration restante : La perte de masse au chauffage

Masse initiale de bitume (GRS) 50,3 50,2

Température de l’essai (°C) 163 163

Durée de l’essai (H) 5 5

Masse finale (GRS) 50,2 50,1

Perte de masse (%) 0,199 0,199 0,199

Moyenne Source : Auteur





6.3.5. Essai DURIEZ

Caractéristiques d’essais duriez

Tableau 32 : Résultats de l’essai duriez

Dosage en liant en PPC 6 Moyenne

Module de richesse K 3,74

Masse volumique réelle de l’enrobe 2,051

Masse volumique réelle des agrégats 2,736

MVA de l’éprouvette 2,322 2,329 2,324 2,33

Compacité % 92,84 93,12 92,92 92,96

Vides résiduels 7,16 6,88 7,08 7,04

MVAG 2,19 2,2 2,19 2,19

Vides occupes par l’air et le liant V0 19,94 19,69 19,87 19,83

Vides combles par le liant VL 64,1 65,08 64,38 64,52

Stabilité duriez 2882 2818 2925 2875

Résistance à la compression simple RC’

24h/AIR et 07 JRS eau à 18°c en BAR 57,36 56,09 58,22 57,23

coefficient de réduction 58,3

Source : Auteur

Tableau 33 : Caractéristiques d’essais duriez n






Compacité % 92,76 92,72 92,88 92,8


MVAG 2,19 2,19 2,19 2,19

Vides occupes par l’air et le liant V0 20 20 19,9 19,97





Source : Auteur





Tableau 34 : Caractéristiques d’essais duriez n






Compacité % 92,44 92,92 92,8 92,72


MVAG 2,18 2,19 2,19 2,19

Vides occupes par l’air et le liant V0 20,28 19,87 19,97 20,04





Source : Auteur

r/R = 0,967145

Commentaire :

Cette formulation nous a permis de conclure qu’avec six pour cent (6,0 %) de bitume de

classe MG 35/50, nous avons un béton bitumineux à module élevé (BBME 0/10) qui

répond aux exigences des normes. Le rapport r/R est largement supérieur à 0,80.

Conclusion partielle

Les essais effectués sur chacun des matériaux nous amènent à dire que le silteux cru peut

être utilisé en couche forme car son indice CBR est supérieur à 30. L’indice CBR du

concassé 0/31,5 est 71,6 ce qui est supérieur à 35 (la valeur exigée par le CPT).

Les résultats donnés par les essais effectués sur le bitume permettent de conclure que le

béton bitumineux choisi peut être utilisés pour la couche de roulement.




Réalisé et présenté par AVOHOU

TROIXIEME PARTIE :

MESURE DES PERFORMANCES

MECANIQUES SUR LES MELANGES ET

PROPOSITION DE DIMENSIONNEMENT

DE LA STRUCTURE DE CHAUSSEES





TROISIEME PARTIE : MESURE DES PERFORMANCES

MECANIQUES SUR LES MELANGES ET PROPOSITION

DE DIMENSIONNEMENT DE LA STRUCTURE DE

CHAUSSEES

CHAPITRE 7: ESSAIS REALISES SUR LES MELANGES,

ANALYSES ET INTERPRETATIONS DES RESULTATS

7.1. Mélange du silteux avec du ciment à différentes proportions

Pour pouvoir utiliser notre matériau en couche de fondation, on l’a amélioré au ciment en

vue d’atteindre la portance exigée par les cahiers des prescriptions techniques. Le matériau

a été amélioré au ciment à différents pourcentages (1, 2, 2.5, 3,5 et 4%) afin d’observer

l’évolution de l’indice CBR et de la résistance à la compression simple. Nous avons

présenté ci-dessous les résultats des améliorations à 3,5 et 4% de ciment.

7.1.1. L’essai PROCTOR

L’essai de compactage réalisé sur chaque mélange a pour objet de déterminer la teneur en

eau optimum pour laquelle on peut obtenir une densité maximale.

7.1.1.1. L’essai Proctor (Amélioration : 3,5%)

Les résultats d’essai Proctor effectué sur le matériau amélioré sont présentés dans le tableau

ci-dessous :






Tableau 35 : Essai Proctor Modifié (matériau amélioré à 3,5% de ciment)




Provenance : TJ d’AHOUICODJI


DE

NS

ITE

HU

MID

E Masse totale Humide g 8356 8556 8675 8742 8685

Masse de Moule g 3718 3718 3718 3718 3718

Masse Matériau Humide g 4638 4838 4957 5024 4967

Volume du Moule cm3 2244 2244 2244 2244 2244

Densité Humide g/cm3 2,067 2,156 2,209 2,239 2,213

TE

NE

UR

EN

EA

U

Masse Humide g 1000 1000 1000 1000 1000

Masse Sèche g 934,5 917 902 885 870

Masse d’Eau g 65,5 83 98 115 130

Teneur en Eau % 7,0 9,1 10,9 13,0 14,9

Densité Sèche g/cm3 1,931 1,977 1,993 1,981 1,926

Source : Auteur

Figure 31 : Courbe Proctor (amélioré à 3,5%)

Source : Auteur

1,931

1,977

1,993

1,981

1,9261,92

1,93

1,94

1,95

1,96

1,97

1,98

1,99

2

0 2,18 4,36 6,54 8,72 10,9 13,08 15,26 17,44

Den

sité

sèc

he

(t/m

3)

Teneur en eau (%)







𝜸𝒔 = 𝟏, 𝟗𝟗𝟑 𝒕/𝒎𝟑 et 𝝎opt= 𝟏𝟎,9%

Ces deux caractéristiques vont nous permettre de faire l’essai CBR pour le mélange

amélioré à 3,5% de ciment.

7.1.1.2. L’essai Proctor (Amélioration : 4%)

Les résultats d’essai Proctor effectué sur le matériau amélioré sont présentés dans le tableau

ci-dessous :

Tableau 36 : Essai Proctor Modifié (matériau amélioré à 4% de ciment)






DE

NS

ITE

HU

MID

E

Masse totale Humide g 8318 8525 8710 8744 8726

Masse de Moule g 3718 3718 3718 3718 3718

Masse Matériau Humide g 4600 4806 4595 5026 5008

Volume du Moule cm3 2244 2244 2244 2244 2244


TE

NE

UR

EN

EA

U Masse Humide g 1000 1000 1000 1000 1000

Masse Sèche g 935 917 901 886 870

Masse d’Eau g 65 83 99 114 130

Teneur en Eau % 6,9 9 11 12,9 15

Densité Sèche g/cm3 1,92 1,96 2 1,98 1,94

Source : Auteur





Figure 32 : Courbe Proctor (amélioré à 4%)

Source : Auteur

Commentaire :

D’après la courbe nous déterminons la densité sèche référentielle et la teneur en eau lorsque

la courbe est maximale.

𝜸𝒔 = 𝟐𝒕/𝒎3 et 𝝎opt= 𝟏𝟏 %.

Ces deux caractéristiques vont nous permettre de faire l’essai CBR pour le mélange

amélioré à 4% de ciment.

Voici le tableau qui résume les résultats des différents essais Proctor sur le matériau à 0%,

3,5% et 4% de ciment.

Tableau 37: Récapitulatif de l’essai Proctor Modifié

SABLE SILTEUX CRU ET AMELIORE AU CIMENT

Désignation

Proctor

Densité Sèche maximale

d (t/m3)

Teneur en eau optimale 𝜔

opt (%)

Sable silteux + 0% de ciment 1,916 6

Sable silteux + 3,5% de

ciment 1,99 10,9

Sable silteux + 4% de ciment 2 11

Source : Auteur

1,92

1,96

2

1,98

1,94

1,91

1,92

1,93

1,94

1,95

1,96

1,97

1,98

1,99

2

2,01

0 2,2 4,4 6,6 8,8 11 13,2 15,4 17,6

Den

sité

sèc

he

(t/m

3)

Teneur en eau (%)





A partir de ces courbes, il a été déterminé la teneur en eau optimale et la densité sèche

maximale correspondantes pour chaque dosage, qui permettraient de procéder à l’essai

CBR.

7.1.2. L’essai CBR

En ce qui concerne l’essai de portance réalisé sur chaque mélange, l’objectif recherché est

de comparer les modifications notées au niveau de l’indice CBR. C’est cet essai qui, réalisé

sur chaque mélange, permettra de faire le choix du dosage en liant approprié selon l’emploi

visé.

7.1.2.1. L’essai CBR (Amélioration : 3,5%)

Résultats obtenus

Les résultats d’essai CBR effectué sur le matériau amélioré sont présentés dans le tableau

ci-dessous.

Caractéristique OPM

Densité Sèche maximale 𝜸𝒔 = 1,99 t/m3 et Teneur en eau optimale wopt=10,9%



Réalisé et présenté par AVOHOU Trinité 94

Tableau 38 : Essai CBR (matériau amélioré à 3,5%) avant immersion et après immersion



Provenance : AHOUICODJI.



TE

NE

UR

EN

EA

U

Masse humide g 1 000 1 000 1 000 Masse humide G 1 000 1 000 1 000

Masse sèche g 902,0 902,0 902,0 Masse sèche G 891 883 867

Poids d’eau g 98,0 98,0 98,0 Poids d’eau G 109,0 117,0 133,0


DE

NS

ITE

N du moule / M AA P N du moule / M AA P

Masse totale

humide g 10861 10 530 10441

Masse totale

humide G 10919 10632 10619

Masse du moule g 5886 5804 5964 Masse du moule G 5886 5804 5964

Masse matériau

humide g 4975 4726 4477

Masse matériau

humide G 5033 4828 4655

Volume du moule cm3 2 244 2 244 2 244 Volume du moule cm3 2 244 2 244 2 244



Source : Auteur





Tableau 39 : Poinçonnement (matériau amélioré à 3,5% de ciment)





Enfoncement

(mm)

lecture

anneau

(1/100 mm)

force(KN)

lecture

anneau

(1/100 mm)

force(KN)

lecture

anneau

(1/100 mm)

force(KN)

0 0 0,0000 0 0.000 0 0,000

0,625 0,190 4,4500 0,093 2,4800 0,050 1,6100

1,25 0,600 12,7300 0,298 6,6300 0,212 4,8800

2 1,398 28,8700 0,923 19,2700 0,729 15,3500

2,5 1,915 39,3300 1,268 26,2500 1,150 23,8500

5 1,915 39,3300 1,688 34,7500 1,516 31,270

7,5 1,915 39,330 1,688 34,750 1,516 31,270

10 1,915 39,330 1,688 34,750 1,516 31,270

Source : Auteur

Figure 33 : Poinçonnement (matériau amélioré à 3,5%)

Source : Auteur

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 2 4 6 8 10 12 14

Fo

rces (

kN

)

Enfoncements (mm)

Poinçonnement CBR

55 coups

25 coups

10 coups





Figure 34 : Courbe CBR (amélioré à 3,5%)

Source : Auteur

La valeur mesurée après 4 jours d’immersion dans l’eau, à la densité sèche correspondant

à 95 % d’OPM est 195,5.

7.1.2.2. L’essai CBR (Amélioration : 4%)

Résultats obtenus

Les résultats d’essai CBR effectué sur le matériau amélioré sont présentés dans le tableau

ci-dessous.

Caractéristique OPM

Densité Sèche maximale 𝜸𝒔 = 2 t/m 3 et Teneur en eau optimale wopt =11%

195,5

1,893

1,670

1,720

1,770

1,820

1,870

1,920

1,970

2,020

45 95 145 195 245 295 345

Densités s

èches (

t/m

3)

Valeurs CBR

COURBE CBR





ESSAI CBR (MATERIAU CRU)



Provenance : AHOUICODJI



TE

NE

UR

EN

EA

U

Masse humide g 1 000 1 000 1 000 Masse humide G 1 000 1 000 1 000

Masse sèche g 901 901 901 Masse sèche G 901 901 901

Poids d’eau g 99 99 99 Poids d’eau G 99 99 99

Teneur en eau % 11 11 11 Teneur en eau % 11 11 11

DE

NS

ITE

N du moule / M AA P N du moule / M AA P

Masse totale

humide g 10931 10626 10456

Masse totale

humide G 10931 10626 10456

Masse du moule g 5 902 5 848 5 930 Masse du moule G 5 902 5 848 5 930

Masse matériau

humide g 5 029 4 778 4 526

Masse matériau

humide G 5 029 4 778 4 526

Volume du

moule cm3 2 244 2 244 2 244

Volume du

moule cm3 2 244 2 244 2 244



Source : Auteur





Tableau 41 : Poinçonnement (matériau amélioré à 4% de ciment)



Provenance : TJ de AHOUICODJI


Enfoncement

(mm)

lecture

anneau

(1/100

mm)

force(KN)

lecture

anneau

(1/100

mm)

force(KN)

lecture

anneau

(1/100

mm)

force(KN)

0 0 0,0000 0 0,0000 0 0,0000

0,625 0,190 4,4500 0,115 2,9200 0,072 2,0500

1,25 0,460 9,9000 0,319 7,0600 0,190 4,4500

2 1,021 21,2400 0,837 17,5300 0,665 14,0400

2,5 1,376 28,4300 1,268 26,2500 1,149 23,8300

5 2,120 43,4800 1,807 37,1500 1,699 34,970

7,5 2,120 43,480 1,807 37,150 1,699 34,970

10 2,120 43,480 1,807 37,150 1,699 34,970

Source : Auteur

Figure 35 : Poinçonnement (matériau amélioré à 4%)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 2 4 6 8 10 12 14

Fo

rces (

kN

)

Enfoncements (mm)

Poinçonnement CBR 55 coups

25 coups

10 coups





Figure 36 : Courbe CBR (amélioré à 4%)

Source : Auteur

Nous constatons que la valeur mesurée après 4 jours d’immersion dans l’eau, à la densité

sèche correspondant à 95 % d’OPM est 194,1.

Voici un tableau qui résume les résultats des différents essais CBR sur le matériau à 0%,

3,5% et 4% de ciment.

Tableau 42 : Récapitulatif de l’essai CBR

L’INDICE CBR

Compacité 90% 95% 100%

Sable silteux+ 0% de ciment 16 34 48

Sable silteux + 3,5% de ciment 179 195,5 216

Sable silteux + 4% de ciment 179 194,1 217

Tableau 43 : Tableau des indices CBR recommandés [4]

Couches concernées

CBR minimum à 95% OPM

Etude de laboratoire Contrôle à la mise en œuvre

Base 160 100

Fondation 100 70

194,1

1,905

1,700

1,750

1,800

1,850

1,900

1,950

2,000

2,050

150 170 190 210 230 250

Densités s

èches (

t/m

3)

Valeurs CBR

COURBE CBR





Commentaire :

Ces résultats montrent que la portance du CBR décroit en fonction du taux d’amélioration

au ciment. Le sable silteux atteint la portance imposée par les spécifications du CPT pour

une amélioration à 3,5% de ciment.

Le sable silteux améliorée à 3,5% de ciment atteint un indice CBR de 195,5 à 95% de

l’OPM. Cette valeur est largement supérieure à celle du matériau cru qui est inférieure à

160 à 95% de l’OPM.

A l’issue de l’analyse de ces résultats, nous nous rendons compte que les résultats des

essais effectués sont dans l’ensemble conformes au Cahier des Prescriptions Techniques

(CPT).





7.2. Mélange du concassé avec du ciment à différentes proportions

7.2.1. L’essai PROCTOR (Amélioration : 3%)

Tableau 44 : Essai Proctor Modifié (matériau amélioré à 3% de ciment)

Source : Auteur

Figure 37 : Courbe Proctor (matériau amélioré à 3%)

1,914

2,17

2,271

2,183

1,923

1,85

1,9

1,95

2

2,05

2,1

2,15

2,2

2,25

2,3

0 1,55 3,1 4,65 6,2 7,75 9,3 10,85

Den

sité

sèc

he

(t/m

3)

Teneur en eau (%)



Nature Matériau : Concassé 0/31,5 stabilisé à 3% Date de l'essai : 24/07/2018

de ciment CIMBENIN

Provenance : Fondation

EAU DE MOUILLAGE % -4 -2 0 2 4

DE

NS

ITE

HU

MID

E Masse totale Humide g 8 190 8 870 9 209 9 100 8 550

Masse de Moule g 3 798 3 798 3 798 3 798 3 798

Masse Matériau

Humide g 4 392 5 072 5 411 5 302 4 752

Volume du Moule cm3 2 244 2 244 2 244 2 244 2 244


TE

NE

UR

EN

EA

U

Masse Humide g 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000

Masse Sèche g 978 960 942 924 908

Masse d’Eau g 22 40 58 76 92

Teneur en Eau % 2,2 4,2 6,2 8,2 10,1






D’après la courbe, nous déterminons la densité sèche référentielle et la teneur en eau b


𝜸𝒔 = 𝟐, 𝟐𝟕𝟏 𝒕/𝒎𝟑 et 𝒘opt= 𝟔,2%

Ces deux caractéristiques nous ont permis de faire l’essai CBR pour le mélange amélioré

à 3% de ciment.

7.2.2. L’essai CBR



Nature des Matériaux : concassé 0/31,5 stabilisé à 3% de ciment CIMBENIN

Date de l'essai : 24/07/2018


.


Energie

- 56 coups

25

coups

10

coups Energie

-

56

coups

25

coups 10 coups

TE

NE

UR

EN

EA

U Masse

humide g 1 000 1 000 1 000

Masse

humide g 1 000 1 000 1 000

Masse sèche g 942,0 942,0 942,0 Masse

sèche g 935,0 932,0 917,0

Poids d’eau g 58,0 58,0 58,0 Poids

d’eau g 65,0 68,0 83,0

Teneur en

eau % 6,2 6,2 6,2

Teneur en

eau % 7,0 7,3 9,1

DE

NS

ITE

N du moule / O AA K N du

moule / O AA K

Masse totale

humide g 11304,0 11164,0 10861,0

Masse

totale

humide

g 11345,0 11217,0 10994,0

Masse du

moule g 5892,0 6025,0 5992,0

Masse du

moule g 5892,0 6025,0 5992,0

Masse

matériau

humide

g 5412,0 5139,0 4869,0

Masse

matériau

humide

g 5453,0 5192,0 5002,0

Volume du

moule cm3 2244,0 2244,0 2244,0

Volume du

moule cm3 2244,0 2244,0 2244,0

Densité

humide g/cm3 2,412 2,290 2,170

Densité

humide g/cm3 2,430 2,314 2,229

Densité

sèche g/cm3 2,272 2,157 2,044

Densité

sèche g/cm3 2,272 2,156 2,044

Source : Auteur





Tableau 46 : Poinçonnement (matériau amélioré à 3% de ciment)

Essai de poinçonnement C.B.R.


Nature Matériau : Concassé 0/31,5 stabilisé à 3% Date de l'essai : 31/07/2018

de ciment CIMBENIN



Enfoncement

(mm)

lecture

anneau

(1/100

mm)

force(KN)

lecture

anneau

(1/100 mm)

force(KN)

lecture

anneau

(1/100

mm)

force(KN)

0 0 0 0 0 0 0

0,625 6,2 4,9 2,3

1,25 10 11,2 5,5

2 23,2 18,6 10,3

2,5 33,9 28,4 16,2

5 45,4 38,5 24,9

7,5 48,9 47,9 32,4

10 48,9 47,9 40

12,5 48,9 47,9 40

Source : Auteur



2,5 mm 5 mm 2,5 mm 5 mm 2,5 mm 5 mm

Force (KN) 33,90 45,40 28,40 38,50 16,20 24,90

CBR 254 213 125





Figure 38 : Courbe de poinçonnement CBR (matériau amélioré à 3%)

Source : Auteur

Commentaire :

Nous constatons que l’indice CBR correspondant à 95% d’OPM est 213. Ce qui est

largement supérieur aux prescriptions exigées : 160 pour les matériaux améliorés au ciment

utilisés en couche de fondation.


Les résultats de l’amélioration des matériaux avec le ciment à différentes proportions sont

satisfaisants vis-à-vis des exigences du CPT. C’est-à-dire que la valeur de l’indice CBR

doit être supérieure à 160.

0

10

20

30

40

50

60

0 2 4 6 8 10 12 14

Fo

rces (

kN

)

Enfoncements (mm)

Poinconnement CBR

55 coups25 coups10 coups





CHAPITRE 8 : DETERMINATION DES PERFORMANCES

MECANIQUES DES MELANGES

Le comportement mécanique des matériaux développés sera évalué dans ce chapitre en vue

de leur utilisation en couche d’assise de chaussée. Les essais à réaliser sont les suivants :

- résistance en compression Rac (NF P 98-232-1) ;

- résistance en traction Rt (NF P 98-232-3) ;

8.1. Silteux avec ciment

8.1.1. L’essai de compression et de traction sur le mélange


Ces essais ont pour but de déterminer les résistances à la compression simple et à la traction

simple des éprouvettes réalisées sur les mélanges.

Les séries des éprouvettes confectionnées, ayant subies des opérations de 7 jours comme

définie précédemment, ont fait l'objet d'un essai de compression et de traction pour chaque

pourcentage (3,5% et 4%) dont les résultats sont consignés ci-dessous. Nous avons

confectionné au total 18 éprouvettes dont 9 pour 3,5% et 9 pour 4%.

Pour chaque dosage, 3 éprouvettes font 3 jours à l’air libre et 4 jours dans l’eau. Ces 3

éprouvettes sont écrasées en compression. En ce qui concerne les 6 éprouvettes restantes,

elles font 7jours à l’air, 3 sont écrasées à la traction et 3 à la compression.

Après écrasement, nous avons déterminé la résistance suivant la formule :

- Résistance à la compression

𝑅𝑐 =4𝐹

𝜋𝐷2 Avec F = charge de rupture et D = diamètre de l’éprouvette.

- Résistance à la traction

𝑅𝑡 =𝐹

𝜋𝑅𝐻 Avec R = rayon de la section de l’éprouvette ; H = hauteur de l’éprouvette






différents mélanges (amélioré au ciment à 3,5 %)

Date de

confection

Date

d’écrasement

7 j

Dosage

en

Ciment

CBR

à

95%

OPM

Résistance à la

compression

(en bar)

Résistance

à la

traction

(en bar)

Rapport :

'100c

c

R

R

Rc

7j air

R’c

3j air +

4j eau

Rt

7 j air

24/05/2016 31/05/2016 3,5% 197 14,28 13,99 5,41

103,3 ˮ ˮ 3,5% 197 13,72 14,28 5,50

ˮ ˮ 3,5% 197 13,43 14,55 5,69

MOYENNE 13.81 14,27 5,53

Source : Auteur


différents mélanges (amélioré au ciment 4 %)

Date de

confection

Date

d’écrasement

7 j

Dosage

en

Ciment

CBR

à

95%

OPM

Résistance à

la

compression

(en bar)

Résistance

à la

traction

(en bar)

Rapport :

'100c

c

R

R

Rc

7j air

R’c

3j air

+ 4j

eau

Rt

7 j air

24/05/2016 31/05/2016 4% 197 21,34 21,54 6,42

108,8 ˮ ˮ 4% 197 19,45 22,56 6,33

ˮ ˮ 4% 197 20,74 22,89 6,33

MOYENNE 20,51 22,33 6,36

Source : Auteur

Commentaire :

Les résistances à la compression maximale à 7 jours sont Rc = 13,81 bar et Rc’= 14,27 bar

pour 3,5% de ciment en poids tandis que les résistances à la compression maximale à 7

jours sont Rc = 16,96 bar et Rc’ = 18,90 bar pour 4% de ciment en poids. La résistance à

la traction maximale à 7 jours est Rt = 5,53 bar pour 3,5% de ciment en poids tandis que la

résistance à la traction maximale à 7 jours est Rt = 6,36 bar pour 4% de ciment en poids.

On observe une augmentation de la résistance qui est donc due à l’augmentation du

pourcentage du ciment. Les résultats trouvés sont conformes au CPT.





8.2. Concassé avec ciment

8.2.1. L’essai de compression et de traction sur le mélange

Les essais de compression et de traction effectués sur le concassé amélioré au ciment se

feront uniquement à un pourcentage de 3%. Ces résultats sont consignés dans les tableaux

ci-dessous.




Tableau 49 : Résultats de l’essai de stabilisation au ciment

Source : Auteur

N° Age Poids

éprouvette

Haut.

Eprouvette

(cm)

Diam.

Eprouvette

(cm)

Volume Densité

humide

W% de

moulage

Densité

sèche

Ϭd

maxi

Compacité

relative

1 7 3749 19,8 10 1555 2,41 6,20 2,27 2,27 100

2 7 3768 19,9 10 1563 2,41 6,20 2,27 2,27 100

3 7 3730 19,7 10 1547 2,41 6,20 2,27 2,27 100

4 7 3767 19,9 10 1563 2,41 6,20 2,27 2,27 100

5 7 3768 19,9 10 1563 2,41 6,20 2,27 2,27 100

6 7 3748 19,8 10 1555 2,41 6,20 2,27 2,27 100

7 7 3768 19,9 10 1563 2,41 6,20 2,27 2,27 100

8 7 3749 19,8 10 1555 2,41 6,20 2,27 2,27 100

9 7 3767 19,9 10 1563 2,41 6,20 2,27 2,27 100





Tableau 50 : Résultats des essais de compression et de traction en fonction de la charge

Résistance à la compression Résistance à la traction

Charge Dan Rc7 j

air

R’c3j air +

4j eau Charge Dan Rt7 j air

2952 38

3061 39

3018 38

2516 32

2472 31

2581 33

1426 4,6

1382 4,4

1317 4,2

Moyenne 38 32 1375 4,4

T(%)= 100 * R’c/Rc 84

Source : Auteur

Tableau 51 : Récapitulatif des essais de compression et de traction

Résistance à la compression et

à la traction RC7 j air

R’C3j air + 4j

eau Rt7 j air

Moyenne 38 32 4,4

T= 100*R’C / RC 84

Source : Auteur

Commentaire

Les résistances à la compression maximale à 7 jours sont Rc = 38 bar et Rc’= 32 bar pour

3% de ciment en poids. La résistance à la traction maximale à 7 jours est Rt = 4,4 bar pour

3% de ciment.





8.3. Valorisation en technique routière

Certaines recommandations préconisent pour les matériaux améliorés aux liants

hydrauliques un ICBR de 200 et d’autres par contre un ICBR 160. D’autres spécifications

recommandent des valeurs inscrites dans l’intervalle 16 à 30 bars ou plus sévères 18 à 30

bars pour la résistance en compression à 7 jours de cure à l’air et une valeur supérieure à

10 bars pour celle de 4 jours de cure à l’air et 3 jours d’immersion. De même certaines

normes imposent une limite supérieure de résistance à la traction des éprouvettes à

respecter pour que le sol ciment en corps de chaussée ne se comporte pas comme une dalle

rigide à une valeur de 2 bars ou 3 bars selon l’exigence. Cette exigence concerne les

éprouvettes conservées à 7 jours de cure à l’air.

Se conformant aux cas défavorables des prescriptions (tableau 51), les matériaux

reconstitués puis dosés au ciment dans les proportions de 3,5 et 4% sont validés pour être

utilisés en assises des chaussées revêtues supportant un trafic élevé.

Quant au matériau amendé à 3% de ciment, l’utilisation en corps de chaussée est

recommandée pour les faibles trafics.

Tableau 52 : Relatif aux prescriptions techniques [5]

PRESCRIPTIONS

ICBR > 200

Rc 18 - 30 bars

R'c > 10 bars

Rt > 3bars


Les indices CBR du silteux et du concassé améliorés au ciment nous permettent d’affirmer

que les deux matériaux peuvent être utilisés en couche de fondation pour notre projet.

En raison de la situation géographique de la zone de projet (zone marin), nous proposons

d’adopter une structure mixte d’où l’utilisation du concassé amélioré au ciment en couche

de fondation.

PR

ES

CR

IPT

ION





CHAPITRE 9: MODELISATION, DIMENSIONNEMENT ET

SIMULATION DE LA STRUCTURE DE CHAUSSEE

L’étude du dimensionnement a été faite par la méthode CEBTP et basée sur l’exploitation

du guide pratique de dimensionnement des chaussées pour les pays tropicaux, financé par

le Ministère français de la coopération et réalisé par le CEBTP en collaboration avec des

laboratoires nationaux. Trois principaux paramètres sont à prendre en compte :

La portance du sol support de plateforme ;

La classe du trafic ;

La nature des matériaux de chaussée.

9.1. Etude du trafic futur

Le trafic projeté sur toute la durée de service de l’ouvrage est un paramètre essentiel

d’entrée dans l’abaque de dimensionnement du CEBTP. Pour le calcul des structures de

chaussée, le trafic à prendre en compte doit finalement être exprimé par le nombre cumulé

d’essieux standard (NES) qui passeront sur la voie la plus sollicitée de la chaussée.

L’estimation de ce nombre cumulé (NES), implique nécessairement de connaître le TMJA

en UPL, l’agressivité du poids lourd type, la durée de service de la route, le taux de

croissance du trafic annuel et la répartition transversale sur la route.

La formule de calcul du NES est la suivante :

NES = 365× 𝐴 ×TMJA× ∑ (1 + 𝑖)𝑛−1151

NES, le trafic cumulé en nombre d’essieux standard ;

TMJA, caractérise le trafic moyen journalier en nombre de poids lourds à l’année

de mise en service ;

A, est un coefficient d’agressivité qui est fonction de la composition ou du spectre

d’essieux du trafic lourd ;

n, est la durée de service en nombre d’années ;

i, est le taux de croissance annuel du trafic en pourcentage.





Le trafic moyen journalier annuel en UPL :

La durée de service de la route : nous prenons une valeur de 20 ans, pour nous conformer

aux recommandations du guide.

Le taux de croissance annuelle du trafic : la valeur employée par rapport aux poids lourds

est 5%.

L’agressivité du trafic poids lourd : Elle est normalement déterminée par le poids de

l’essieu type des poids lourds empruntant ce tronçon. Ce poids est déterminé par les

campagnes de pesage d’essieu. Mais ces campagnes font défaut au Ministère des travaux

publics. Nous proposons de prendre A=1,2.

Tableau 53 : Résultat du trafic

Année TMJA en PL Agressivité NES

2015 400 1,2 175 200

2016 420 1,2 183 960

2017 440 1,2 192 720

2018 470 1,2 205 860

2019 490 1,2 214 620

2020 530 1,2 232 140

2021 560 1,2 245 280

2022 590 1,2 258 420

2023 620 1,2 271 560

2024 650 1,2 284 700

2025 690 1,2 302 220

2026 700 1,2 306 600

2027 710 1,2 310 980

2028 720 1,2 315 360

2029 730 1,2 319 740

2030 750 1,2 328 500

2031 770 1,2 337 260

Total 10240 4 485 120

Source : HEROS –GC





Ainsi, pour une durée de service de 20 ans, les trafics cumulés (dans le sens le plus chargé)

donnent NES =4485120, conférant à la route en projet une classe de trafic T4 dans la

classification CEBTP qui suit : [5]

Source : CEBTP

9.2. Portance de la plate-forme de chaussée

Pour déterminer l’indice de portance CBR de la plate-forme, il a été réalisé sur un

prélèvement de la plate-forme (tronçon PK11+200 au PK11+700) les essais Proctor et

CBR dont les résultats sont présentés ci-dessous :

9.2.1. Essai Proctor

Les résultats d’essai CBR effectué sur le matériau cru sont présentés dans les tableaux ci-

dessous.

Tableau 54 : Essai Proctor Modifié (matériau de la plate-forme)

ESSAI DE COMPACTAGE PROCTOR


(ESSAI PROCTOR MODIFIE) Nature Matériau : Sable silteux Date de l'essai : 27/09/2018

Provenance : Plate-forme


DE

NS

ITE

HU

MID

E

Masse totale Humide g 8 250 8 416 8 539 8 614 8 600

Masse de Moule g 3 798 3 798 3 798 3 798 3 798

Masse Matériau Humide g 4 452 4 618 4 741 4 816 4 802

Volume du Moule cm3 2 244 2 244 2 244 2 244 2 244


TE

NE

UR

EN

EA

U

Masse Humide g 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000

Masse Sèche g 956 938 921 904 888

Masse d’Eau g 44 62 79 96 112

Teneur en Eau % 4,6 6,6 8,6 10,6 12,6


Source : Auteur





Figure 39 : Courbe Proctor (matériau de la plate-forme)

Source : Auteur


lorsque la courbe est maximale. La densité s’exprime en :

𝜸𝒔 = 𝟏, 𝟗𝟒𝟕 𝒕/𝒎3 et 𝝎opt = 𝟗, 𝟏%

Ces deux caractéristiques vont nous permettre de faire l’essai CBR sur le prélèvement de

la plate-forme.

1,947

9,1

1,870

1,880

1,890

1,900

1,910

1,920

1,930

1,940

1,950

1,960

2 4 6 8 10 12 14




9.2.2. Essai CBR

Tableau 55 : Essai CBR (matériau de la plate-forme avant immersion et après immersion)


Nature des Matériaux : Silteux cru Date de l'essai : 14/08/2018

Provenance : Plate-forme . Avant Immersion Après Immersion


TE

NE

UR

EN

EA

U

Masse humide g 1000 1000 1000 Masse humide g 1000 1000 1000

Masse sèche g 917,0 917,0 917,0 Masse sèche g 884,0 873,0 863,0

Poids d’eau g 83,0 83,0 83,0 Poids d’eau g 116,0 127,0 137,0


DE

NS

ITE

N du moule / F AI L N du moule / F AI L

Masse totale humide g 10633,0 10480,0 10226,0 Masse totale humide g 10808,0 10705,0 10494,0

Masse du moule g 5859,0 5945,0 5929,0 Masse du moule g 5859,0 5945,0 5929,0

Masse matériau humide g 4774,0 4535,0 4297,0 Masse matériau

humide g 4949,0 4760,0 4565,0

Volume du moule cm3 2244,0 2244,0 2244,0 Volume du moule cm3 2244,0 2244,0 2244,0



Source : Auteur





Tableau 56 : Résultats de l’essai de poinçonnement CBR



Provenance : Plate-forme


Enfoncement

(mm)

lecture

anneau

(1/100 mm)

force(KN)

lecture

anneau

(1/100 mm)

force(KN)

lecture

anneau

(1/100 mm)

force(KN)

0 0 0 0 0 0 0

0,625 1,6 1 0,7

1,25 3,6 2,3 1

2 6 4,2 1,4

2,5 9,2 7,1 1,8

5 12,7 10,3 2,3

7,5 16,4 13,6 2,5

10 20,2 16,7 2,5

12,5 20,2 16,7 2,5

Source : Auteur



2,5 mm 5 mm 2,5 mm 5 mm 2,5 mm 5 mm

Force (KN) 9,24 12,73 7,06 10,33 1,83 2,27

CBR 69 53 14





Figure 40 : Poinçonnement (matériau de la plate-forme)

Source : Auteur

Figure 41 : Courbe CBR (matériau de la plate-forme)

Source : Auteur

Nous constatons que la valeur mesurée après 4 jours d’immersion dans l’eau, à la densité

sèche correspondante à 95 % d’OPM est 51,7.

0

5

10

15

20

25

0 2 4 6 8 10 12 14

Fo

rces (

kN

)

Enfoncements (mm)

Poinçonnement CBR

55 coups

25 coups

10 coups

51,7

1,850

1,670

1,720

1,770

1,820

1,870

1,920

1,970

2,020

12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72

Densités s

èches (

t/m

3)

Valeurs CBR

COURBE CBR





Tableau 57 : Classe de plate- forme CEBTP [4]

Classe de plate- forme CEBTP

5 < CBR < 10 𝑆1

10 < CBR < 15 𝑆2

15 < CBR < 30 𝑆3

30 < CBR < 80 𝑆4

CBR > 80 𝑆5 Source : [4]

En se référant au tableau ci-dessus, on constate que notre plate-forme est de classe 𝑆4

9.3. Choix des structures de chaussée

Comme nous l’avons dit plus haut, le dimensionnement de la structure de chaussée se fera

en utilisant le catalogue des structures de chaussée du CEBTP. Ainsi, au regard de la classe

du trafic (𝑇4) et de la classe de notre plate-forme (𝑆4), les structures proposées par le

catalogue sont : [5]

Tableau 58 : Structures proposées par CEBTP

Types Revêtement Couche de base Couche de fondation

Type 1 7cm béton

bitumineux

20 Cm de graveleux latéritique ou

grave naturelle amélioré au ciment

20 Cm de graveleux latéritique naturel

ou grave naturel 0 𝐷⁄

Type 2 7cm béton

bitumineux 25cm concassé 0 𝐷⁄ 20 Cm de graveleux latéritique naturel

0 𝐷⁄ ou tout venant de concassage

Type 3 7cm béton

bitumineux 35 cm concassé 0 𝐷⁄ -

Type 4 7cm béton

bitumineux

20 Cm grave ciment 20 Cm graveleux latéritique naturel ou

grave naturel ou concassé 0 𝐷⁄

Type 5 7cm béton

bitumineux

20 Cm grave ciment 15 Cm de grave argileux amélioré au

ciment ou grave amélioré au ciment

Type 6 5cm béton

bitumineux

15 Cm grave bitume 20 Cm graveleux naturel ou concassé

0 𝐷⁄

Type 7 5cm béton

bitumineux

15 Cm grave bitume 15 Cm de sable argileux amélioré au

ciment ou graveleux amélioré au

ciment ou sable amélioré au bitume

Type 8 7cm béton

bitumineux

20 Cm grave ciment 15 cm sol chaux

Type 9 7cm béton

bitumineux

20 Cm grave ciment 20 cm scories volcaniques (pouzzolane)

Type 10 5cm béton

bitumineux

15 Cm grave ciment 20 cm scories volcaniques (pouzzolane

Type 11 5cm béton

bitumineux

12 Cm grave bitume 10 cm banco-coquillage amélioré au

ciment Source : [5]





En raison de la situation géographique de l’ouvrage (zone marin), nous proposons une

structure mixte :

Couche de revêtement : 5 Cm de Béton bitumineux


Couche de fondation : 20 Cm de concassé amélioré à 3% de ciment


9.4. Vérification par le logiciel Alizé III du LCPC

Ce programme Alizé III est très largement utilisé pour le dimensionnement et la

vérification des structures de chaussées et de renforcement. Il permet de calculer les

contraintes et les déformations induites dans les différentes couches de la chaussée choisie.

La charge prise en compte est une charge unitaire correspondant à un demi-essieu de 13

tonnes représenté par une empreinte circulaire (Figure 45).

Figure 42 : Courbe CBR (matériau de la plate-forme)

Source : [8]

9.4.1. Définition du modèle de calcul

Figure 43 : Modèle de calcul multicouche

Source : [8]





9.4.2. Hypothèses de dimensionnement :

Données du chargement :

Les données du chargement standard sont considérées :

essieu à roues jumelées supportant une charge de 13t ;

pression verticale de 0,6620 MPa ;

rayon de contact de 0,125m ;

entraxe jumelage de 0,375m.

Module de Young et Coefficient de Poisson :

A défaut de pouvoir mesurer les paramètres d’entrée que sont le module de Young E et le

coefficient de Poisson ν, les valeurs suivantes ont été utilisées dans les cas suivants :

le coefficient de Poisson : ν = 0,35 pour les matériaux granulaires et 0,25 pour les

matériaux traités au liant hydraulique ;

durée de service : la durée de service considérée pour l’étude est de 20 ans.

Température équivalente

Concernant les matériaux bitumineux, le calcul du dimensionnement est fait pour une

température constante dite température équivalente (TE) qui est telle que la somme des

dommages subis par la chaussée pendant une année, pour une distribution de températures

données, soit égale au dommage que subirait la chaussée soumise au même trafic mais pour

une température constante TE.

D’après le site Internet (http://www.levoyageur.net/climat-BENIN.html), les températures

enregistrées dans les villes de Cotonou, Allada et Bohicon sont les suivantes :

Tableau 59 : Variation de la température à Cotonou, Allada et Bohicon

Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juil. Aout Sept. Oct. Nov. Déc.

Cotonou 27,6 28,6 28,9 28,6 27,9 26,7 25,9 25,6 26,1 27,1 28,2 27,8

Allada 27,5 28,6 28,7 28,2 27,5 26,1 25,2 25 25,9 26,3 27,5 27,3

Bohicon 27,6 28,8 28,6 27,9 27,1 25,8 24,9 24,6 25,3 26,2 27,5 27,4

Source : http://www.levoyageur.net/climat-BENIN.html

http://www.levoyageur.net/climat-BENIN.html),%20les

http://www.levoyageur.net/climat-BENIN.html





Ces températures ci-dessus mentionnées sont exprimées en degrés Celsius et représentent

les moyennes mensuelles observées sur plusieurs années. Ces informations nous amènent

à adopter une température équivalente de 28°C.

Risque

Selon le guide technique « Conception et dimensionnement des structures de chaussée

SETRA/LCPC, Décembre 1994 », un risque de x% sur une période de p années pris pour

le dimensionnement de la chaussée, est la probabilité pour qu'apparaissent au cours de ces

p années des désordres qui impliqueraient des travaux de renforcement assimilables à une

reconstruction de la chaussée, en l'absence de toute intervention d'entretien structurel dans

l'intervalle.

Pour un trafic cumulé de 335 (T4), le même document recommande de prendre : un risque

de 25% pour les matériaux bitumineux et 35% pour les matériaux traités au liant

hydraulique. Ces valeurs nous paraissent trop sévères en ce qui concerne les réalités de

notre pays. Les technologies mises en œuvre au cours de la réalisation de ces

infrastructures, les conditions de leur exécution, de leur entretien et de leur exploitation

(charges à l’essieu largement voire doublement dépassant les 13 T) sont très différentes de

ce qui se passe dans les pays développés.

De plus, une contrainte spécifique et non moindre est la capacité de financement de nos

économies des chaussées très lourdes. Tenant compte de tous ces paramètres négatifs,

l’étude du BCEOM relatif à Godomey-Calavi a pris des valeurs de risque allant de 10% à

15%. Cette valeur influe beaucoup sur les limites admissibles des sollicitations et par là

sur l’épaisseur des structures. Au vue de tout cela, nous envisageons d’adopter un risque

de 10%.

Conditions de réalisation : les interfaces sont toutes collées.

Critères de rupture

Les critères de rupture suivants sont à considérer :

la déformation verticale (εz) à la surface des matériaux non traités;

la contrainte verticale (σz) à la surface des matériaux non traités ;

la contrainte horizontale (σt) à la base des matériaux traités au liant ;





l’allongement (εt) à la base des couches bitumineuses

Les géogrilles ont pour rôle de limiter les fissures de surface et de prolonger la durée de

vie de l’ouvrage. On pourrait aussi pour la même durée diminuer l’épaisseur de la couche

d’environ 20 à 30%, d’après la note technique TENSAR. Pour un CBR de 4 à 5 (>3), elle

sera placée selon la note technique à l’interface couche granulaire et sable lié au ciment.

Le dimensionnement proposé sera vérifié à l’aide du programme ALIZE du Laboratoire

Central des Ponts et Chaussées.




Tableau 60 : Récapitulatif des caractéristiques d’entrée des matériaux pour la simulation

Matériaux dénomination Module de rigidité

E (MPa)

Coefficient de

Poisson ɛ6 Ϭ6 Sh I/b SN kc r(%) Ks Kd

Béton

bitumineux BB 1760 0,35 100 - 1 5 0,25 1,1 10 1 1

Grave –

bitume GB 3420 0,35 80 - 2,5 5 0,30 1,3 10 1 1

Grave

amélioré au

ciment

GC 23000 0,25 - 0,75 0,03 - 1 1,4 - - 1

Plate-forme

(sable silteux) PF (SILT) 120 0,35 - - - - - - - - -

Source : Auteur





9.5. Simulation de la structure de chaussée

Photo 1 : Résultats des contraintes et déformations





Récapitulatif des résultats des contraintes et déformations sur le logiciel ALIZE

L’allongement à la base du béton bitumineux : εt = 4,8 µdéf

L’allongement à la base du grave bitume : εt = 12,6 µdéf

La contrainte horizontale à la base du concassé amélioré au ciment : σt = 0,975 MPa

La déformation verticale à la surface du silteux : εz = 130,1 µdéf

9.5.1. Calcul des limites admissibles des contraintes et déformations

9.5.1.1. Béton bitumineux

ɛt adm = ɛ6 (E1/E2)0.5. (N/106)b kc. kr.ks

ɛ6 est l'élongation admissible pour une fréquence de 25 Hz et une température de

10°C;

El est le module du matériau à la température équivalente de 10°C;

E2 est le module du matériau à la température équivalente du milieu d'utilisation;

N est le nombre équivalent de poids lourds ;

b est la pente de la droite de fatigue des matériaux;

kc est le facteur de calage pour ajuster les résultats du modèle de calcul du

comportement réel observé de la chaussée;

kr est le coefficient qui ajuste la valeur de la déformation admissible au risque de

calcul retenu kr = 10-t.b.δ ;

ks est le facteur de stabilité tenant compte des hétérogénéités locales de portance

d'une couche ;

ɛt adm = 160,2.





Photo 2 : Calcul de l’allongement de traction par flexion sur BB

9.5.1.2. Grave bitume

ɛt adm = ɛ6 (E1/E2)0.5. (N/106)b kc . kr. ks

ɛ6 est l'élongation admissible pour une fréquence de 25 Hz et une température de

10°C;

El est le module du matériau à la température équivalente de 10°C;

E2 est le module du matériau à la température équivalente du milieu d'utilisation;

N est le nombre équivalent de poids lourds ;


kc est le facteur de calage pour ajuster les résultats du modèle de calcul du

comportement réel observé de la chaussée;





kr est le coefficient qui ajuste la valeur de la déformation admissible au risque de

calcul retenu kr = 10-t.b.δ

ks est le facteur de stabilité tenant compte des hétérogénéités locales de portance

d'une couche.

ɛt adm = 157,4

Photo 3 : Calcul de l’allongement de traction par flexion sur GB

9.5.1.3. Concassé améliore au ciment

ϭt adm = kc . kd . kr . ks .ϭi

où

ϭi = (1-6β).(N/106)-b ϭ0 ; avec

- ϭ0 étant la flexion de contrainte pour un cycle ;

- N le nombre équivalent de poids lourds;

- β étant la pente de la courbe semi-logarithmique ;

kc est le coefficient de calage;





kd est le coefficient de discontinuité;

kr est liée au risque supporté par la chaussée avec kr = 10-t.b.δ ;

t est la fractile de la loi normale centrée réduite et est directement liée aux risques

de dépassement du nombre de poids lourds;

b est la pente de la droite de fatigue logarithmique dans le domaine 105-106 cycles:

𝑏 = 0.5 x log1−5β

1−7β

δ =√ (δN2 + (c/b)2 + δH

2)

δN est la dispersion de la fatigue ;

δH est la dispersion des épaisseurs;

c est le coefficient reliant la variation de déformation à la variation aléatoire

d'épaisseur de la chaussée, c’est de l'ordre de 0.02 cm-1 ;

ks, est le facteur de stabilité tenant compte des hétérogénéités locales de portance

d'une couche ;


β étant la pente de la courbe semi-logarithmique ;

ϭt adm =0,862





Photo 4 : Calcul de la contrainte de traction par flexion sur le sol ciment

9.5.1.4. Grave non traitée et sol support

Ɛƶ adm = 2,8.10-2 x N-0.25

N le nombre équivalent de poids lourds

Ɛƶ adm =399,4 µdéf





Photo 5 : Calcul de la déformation verticale sur gnt et sol

9.5.2. Vérification des contraintes et déformations

Tableau 61 : Tableau de vérification des contraintes et déformations

Couches Plateforme Fondation Base Revêtement

Sollicitations 130,1 µdéf 0,975 MPa 12,6 µdéf 4,8 µdéf

Valeurs

admissibles 399,4 0,862 157,4 160,2

Conclusion

130,1 <399,4

Condition

satisfaite

0,975>0,862

Condition non

satisfaite

12,6 <157,4

Condition

satisfaite

4,8 <160,2

Condition satisfaite

En analysant les valeurs des sollicitations des couches, nous remarquons que celle de la

couche de fondation est supérieure à la valeur de la déformation admissible. Nous pouvons

dire que cette couche ne pourra pas supporter le trafic ; d’où la nécessité d’augmenter

l’épaisseur de la couche de fondation pour satisfaire à la condition.





Photo 6 : Résultat de l’itération sur la couche de fondation

Après itération, la condition est vérifiée pour une couche de fondation de 23cm

d’épaisseur.

Tableau 62 : Récapitulatif des résultats de simulation sur le logiciel Alizé après itération

Couches Plateforme Fondation Base Revêtement

Sollicitations 130,1 µdéf 0,833 MPa 12,6 µdéf 4,8 µdéf

Valeurs

admissibles 399,4 0,862 157,4 160,2

Conclusion

130,1 < 399,4

Condition

satisfaite

0,833 < 0,862

Condition

satisfaite

12,6 < 157,4

Condition

satisfaite

4,8 < 160,2

Condition

satisfaite

Variantes retenues :

Couche de roulement : 5 cm de béton bitumineux ;

Couche de base : 10 cm de grave bitume;

Couche de fondation : 25cm de concassé amélioré à 3% de ciment;

Plate-forme support : sable silteux nature





CONCLUSION GENERALE ET

PERSPECTIVES





CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES

La route revêt un caractère primordial tant sur le plan national que régional en assurant les

différents transits. Elle doit faire l’objet d’une attention particulière car sa mise en œuvre

demande souvent des investissements très élevés. Les matériaux utilisés pour sa réalisation

influent considérablement sur la résistance de la chaussée.

Pour connaitre les caractéristiques physiques et mécaniques des matériaux, notre étude

s’est opérée en trois phases : une première phase pour l’identification des matériaux par les

essais tels que l’analyse granulométrique, les limites d’Atterberg, l’essai Proctor modifié

et l’essai CBR, une seconde phase pour le traitement de ces matériaux au ciment et une

troisième phase la détermination des performances de mise en œuvre du béton bitumineux.

Au terme de cette étude nous sommes parvenus aux principaux résultats qui nous ont

permis de dégager les conclusions ci-après :

à l’état naturel le silteux peut être utilisé en couche de forme car son indice CBR

répond aux exigences du CPT (ICBR > 35) ;

l’amélioration au ciment à un taux de 3% pour le concassé et 3,5% pour le silteux

montre que les deux matériaux peuvent être utilisés en couche de fondation (ICBR>

160, Rc> 20 bars, R’c> 10 bars, Rt > 2 bars)

Ces matériaux nous ont permis de définir une structure capable de résister aux charges

verticales transmises à la chaussée car les sollicitations obtenues sont toutes inférieures aux

sollicitations admissibles. La variante trouvée est la suivante :

Revêtement : 5 Cm de Béton bitumineux


Couche de Fondation : 25 Cm de concassé amélioré à 3% de ciment


Nous suggérons donc à l’entreprise pour les tronçons en cours d’exécution de prendre 25

cm au lieu de 20cm pour la couche de fondation.

Au terme de ce travail, les perspectives qui se dégagent peuvent être regroupées selon trois

axes :





la possibilité d’utilisation des formulations développées en couche d’assise de

chaussée a été clairement validée. Toutefois, il existe de nouvelles méthodes de

formulation comme par exemple la méthode d’empilement compressible qui aurait

donné des résultats plus intéressants.

sur le plan de l’impact environnemental, ces matériaux doivent faire objet d’un

projet d’étude environnemental.

Une planche expérimentale doit être envisagée pour la concrétisation de la

recherche entreprise sur ces matériaux locaux.




Réalisé et présenté par AVOHOU Trinité

REFERENCES

BIBLIOGRAPHIQUES





REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

[1] ALLOBA, Ezéchiel et CODO, François de Paule. Cours de Routes II : Ecole

Polytechnique d'Abomey-Calai, 2014-2015.

[2] ACCALOGOUN Léandre, Aide-mémoire : Objet et définition d’essais de

laboratoire, 2003.

[3] BCEOM-CEBTP : Manuel sur les routes dans les zones tropicales et désertiques,

TOME 2, 1992.

[4] CEBTP : Guide pratique de dimensionnement des chaussées pour les pays tropicaux,

1980.

[5] CEBTP-LCPC : Manuel pour le dimensionnement des chaussées souples en pays

tropicaux, 1985.

[6] CENTRE DE RECHERCHES ROUTIERES Bruxelles, Code de bonne pratique

pour le traitement des sols à la chaux et / ou aux liants hydrauliques, 100p.

[7] Collection Technique CIMBETON, Terrassements et assises de chaussées :

Traitement des sols aux liants hydrauliques, 148 P. Novembre 2009.

[8] LCPC-SETRA. Conception et dimensionnement des structures de chaussée/Guide

technique. République Française, Ministère de l’équipement, des transports et du

tourisme, décembre 1994. 260p.

[9] MONTCHO D. Valère : Caractéristiques géotechniques des matériaux de chaussée :

recherche de carrières par le CNERTP 2009.

[10] OUSMANE MBODJI : Esquisse d'un catalogue de dimensionnement des chaussées

pour le Sénégal, Ecole Polytechnique de Thiès, 2003, 2006.

[11] Sandoumbé THIAW. Dimensionnement Mécanistique – Empirique Des Structures

De Chaussée : Application Du Tronçon Séo – Diourbel.

[12] Vénuat M. :”Traitement des sols à la chaux et au Ciment”, 1980.

[13] VERDEYEN J., ROISIN V., NUYENS J., La mécanique des sols, 1ère édition,

Presses Universitaires de Bruxelles et Dunod, Paris,1968

[14] http://www.levoyageur.net/climat-BENIN.html





NORMES UTILISEES





NORMES UTILISEES

AFNOR

NF P 18 – 540. 1997 : Granulats – Définition, conformité, spécification.

NF P 94-056. Mars 1996 : Analyse granulométrique méthode par tamisage à sec après

lavage

NF P 94-051. Mars 1993. Sols : reconnaissance et essais – détermination des limites

d’Atterberg – limite de liquidité à la coupelle – limite de plasticité au rouleau.

XP P 94-055 décembre 1993 : Sols : Reconnaissance et Essais – Détermination de la teneur

pondérale en matière organique – Méthode par calcination

NF P 94-078. Décembre 1997. Indice CBR après immersion, indice CBR immédiat, indice

portant immédiat, mesure sur échantillon compacté dans le moule CBR.

NF P 94-093. Décembre 1999. Détermination des caractéristiques de compactage d’un sol

: essai Proctor normal, essai Proctor modifié.

NF P 98 115. Janvier 1992. Exécution des corps de chaussées – Constituants –

Composition des mélanges et formulation – Exécution et contrôle.

NF P 98-113. Novembre 1994. Assises de chaussée. Sables traités aux liants hydrauliques

et pouzzolaniques. Définition – Composition – Classification.

NF P 98-114-2. Novembre 1994. Assises de chaussées. Méthodologie d’étude en

laboratoire des matériaux traités aux liants hydrauliques. Partie 2 : Sables traités aux liants

hydrauliques.





ANNEXES





ANNEXE

Annexe 1 : Résultats des profils en travers

Va

ria

ble

Chaussée

2.5%

2.00m 7.00m

16.00m

Trottoir

Remblais sur sol en place (ép. var.)

2.5%

2.00

PK 0+000 - PK 0+850

Couche de Base en sable silteux (ép = 20 cm)

Revêtement en pavé de 8cm + lit de pose 4 cm

Va

ria

ble

2/3

Chaussée7.00m

Trottoir

2.00m

TPC

2/3

Cote Projet (Bord Chaussée) = Cote Projet (Axe TPC) - 0.27m

Cote Projet (Axe TPC) calculée et tracée sur le Profil en Long

Cote Projet (Bord Chaussée) est calculée et tracée sur les profils en travers courants

INDICATIONS IMPORTANTES

Couche de concassé 0/31,5 améliorée au ciment à 3% (ép. 20 cm)

Revêtement en Béton Bitumineux à Module Elevé (ép. 5 cm)

Revêtement en Enrobé à Module Elevé (ép. 10 cm)

Couche de forme en sable silteux cru (ép. 15 cm)

Source : Auteur

Va

ria

ble

Chaussée

2.5%

7.00m

16.00m

Remblais sur sol en place (ép. var.)

2.5%

2.00

PK 0+850 - PK 1+600V

ari

able

2/3

Chaussée7.00m

Trottoir

2.00m

TPC

Cote Projet (Bord Chaussée) = Cote Projet (Axe TPC) - 0.27m

Cote Projet (Axe TPC) calculée et tracée sur le Profil en Long

Cote Projet (Bord Chaussée) est calculée et tracée sur les profils en travers courants

INDICATIONS IMPORTANTES

5.50mContre-Allée

8.90m

2.00m

Couche de concassé 0/31,5

améliorée au ciment à 3% (ép. 20 cm)

PK 1+675 - PK 2+400

Couche de concassé 0/31,5 améliorée au ciment à 3% (ép. 20 cm)

Revêtement en Béton Bitumineux à Module Elevé (ép. 5 cm)

Revêtement en Enrobé à Module Elevé (ép. 10 cm)

Couche de forme en sable silteux cru (ép. 15 cm)

Plots (40/25) ajourés

2/3

Couche de concassé 0/31,5

non améliorée (ép. 20 cm)

Revêtement en Béton Bitumineux

à Module Elevé (ép. 3 cm)Revêtement en Béton Bitumineux

à Module Elevé (ép. 3 cm)

Piste piétonne

Source : Auteur





Annexe 2 : Résultats issus de la teneur en liant optimale

TL Moy

K 3,74 4,05 4,36

N° des éprouvettes 1 2 3

Masse volumique apparente pesée

hydrostatique 2,445 2,45 2,456 2,45

Masse volumique réelle du mélange MVR 2,5 2,5 2,5 2,5

Pourcentages des vides résiduels VR 2,07 1,98 1,73 1,93

masse volumique apparente du granulat dans

l’éprouvette MVAG 2,309 2,311 2,317 2,31

Masse volumique réelle des granulats MVRG 2,73 2,73 2,73 2,73

Pourcentages des vides combles par l’air le

liant V0 15,52 15,44 15,22 15,4

Pourcentages des vides combles par le liant

VL 86,66 87,16 88,69 87,46

Stabilité à 60°c 2425 2446 2500 2457

Fluage 2,66 3,74 3,29 3,23

Hauteur de l’éprouvette (cm) 6,12 6,13 6,14 6,13

Compacité 97,93 98,02 98,27 98,07

Source : Auteur





Annexe 3 : Poids spécifique des granulats

MASSE VOLUMIQUE REELLE DES GRANULATS Conformément à la norme NF EN 1097-6

Nature Matériau : Concassé 0/31,5 Date de l'éssai : 08/08/2018

Provenance : Stock base Atropocodji

E1

N°

ligne Désignation Unité Formule 1 2

1 Poids Pycnomètre vide g 366,25 366,25

2 Poids Pycnomètre + Eau g 1565 1565

3 température de l'eau °C 19 19

4 Densité de l'eau g/cm3 0,9984 0,9984

5 Volume de l'eau = Volume du pycno cm3 (2-1)/4 1200,67 1200,67

6 Poids Pycnomètre + Matériau g 1294,82 1304,42

7 Poids Pycnomètre + Eau + Matériau: g 2153,18 2158,92

8 Poids du matériau g 6-1 928,57 938,17

9 température de l'eau °C 20 20

10 Densité de l'eau g/cm3 0,9982 0,9982

11 volume du matériau cm3 (5-((7-

6)/10)) 340,8 344,6

12 MVRG g/cm3 (10*8)/12 2,72 2,717

Moyenne g/cm3

2,719

Source : Auteur





Annexe 4 : Résultats des itérations dans ALIZE

Source : Auteur

Source : Auteur

Essais géotechniques au laboratoire pour le dimensionnement de la structure de chaussée /cas du projet d’aménagement et de bitumage de la route des

pêches :



Annexe 5 : Classification des sols fins suivant NF P 11-300 ou GTR 92 (Classe A)





Annexe 6 : Tableau récapitulatif des critères d’utilisation des graveleux naturels [5]

Importance du critère

Caractéristiques Couches

concernées Classes de trafic

T1 T2 T3 T4 T5 Critère

d’acceptabilité CBR à 95 %

F ≥ 25 ≥30 ≥30 ≥ 30-35 ≥ 30-35 B ≥ 60 ≥80 ≥80 - -

Critères sélectifs ou indice de qualité

Dureté LA F ≤ 60 ≤60 ≤55 ≤50 ≤50 B ≤45 ≤45 ≤40 - -

Fines (%) 80µ F ≤25 ≤25 ≤20 ≤20 ≤20 B ≤20 ≤20 ≤15 - -

IP F ≤25 ≤25 ≤20 ≤20 ≤20 B ≤20 ≤20 ≤15 - -

GLR F 1 % à 2 % Max B 0,1 à 1 % Max

𝛾𝑑 F ˃ 1,9 T/m3 B ˃ 2,00T/m3

F = Fondation ; B = Base ;

GLR ou G = Gonflement linéaire ; IP = Indice de plasticité ;

LA = Los Angeles ; γd = Densité sèche, Source : [1]





Annexe 7 : Quelques images de l’application du silteux

Photo 7 : Compactage du silteux avec le compacteur cylindrique Source : Auteur

Annexe 8 : Les différents types de concassés utilisés dans le projet

Photo 8 : Photo du concassé 0/31,5 Source : Auteur

Photo 9 : Photo du concassé 0/6 Source : Auteur





Photo 10 : Photo du concassé 6/10 Source : Auteur

Annexe 9 : Bitume 0/10

Photo 11 : Compactage du béton bitumineux avec le compacteur cylindrique Source : Auteur

Annexe 10 : Béton Bitumineux

Photo 12 : Réalisation de l’essai Marshall sur le béton bitumineux Source : Auteur





TABLE DES MATIERES

DEDICACES .................................................................................................................... II

REMERCIEMENTS ....................................................................................................... III

LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONS .................................................................... V

LISTE DES TABLEAUX.............................................................................................. VII

LISTE DES FIGURES ..................................................................................................... X

LISTE DES PHOTOS................................................................................................. XIIII

LISTE DES ANNEXES ............................................................................................... XIII

RESUME .................................................................................................................. XIVV

ABSTRACT : .............................................................................................................. XVV

SOMMAIRE .................................................................................................................. xvi

INTRODUCTION ............................................................................................................ 1

1- PROBLEMATIQUE ............................................................................................... 1

2- OBJECTIFS ............................................................................................................ 2

3- METHODOLOGIE ................................................................................................ 3

PREMIERE PARTIE : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE ........................................... 4

CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LES ROUTES .................................................... 4

1.1. Nécessité d'une structure de route .................................................................... 4

1.2. La structure d’une route ................................................................................... 5

1.3. Les deux types de chaussées classiques ........................................................... 6

1.3.1. Les chaussées souples .............................................................................. 7

1.3.2. Les chaussées rigides ................................................................................ 8

1.3.3. Famille de chaussées ................................................................................. 8

1.4. Rôle des différentes couches d’une chaussée .................................................. 9

1.4.1. Le sol-support ............................................................................................ 9

1.4.2. La couche de base et la couche de fondation .......................................... 10

1.4.3. La couche de surface ............................................................................... 10

1.5. Les différentes méthodes de dimensionnement ............................................. 10

1.5.1. Approches empiriques ou classiques ...................................................... 10

1.5.1.1. La méthode du CBR (Californien Bearing Ratio) ............................... 10





1.5.1.2. La méthode basée sur les essais AASHO ................................ 121.5.1.3.

La méthode TRRL ............................................................................... 13

1.5.2. Approches théoriques ou rationnelle ....................................................... 14

1.5.3. Les méthodes semi empiriques ............................................................... 15

1.6. Les paramètres de dimensionnement des chaussées ...................................... 17

1.6.1. Le trafic ................................................................................................... 17

1.6.1.1. Les différentes classes de trafic ........................................................... 18

1.6.2. Les matériaux routiers ............................................................................. 19

1.6.2.1. Les matériaux utilisés en couches de chaussées .................................. 19

1.6.2.2. Les matériaux granulaires non liés ...................................................... 19

1.6.2.3. Les différents matériaux granulaires disponibles au Bénin ................. 21

1.6.2.4. Caractéristiques des matériaux granulaires utilisés au Bénin .............. 21

CHAPITRE 2 : MATERIAUX UTILISES EN TECHNIQUE ROUTIERE AU BENIN22

2.1. Origine et nature des matériaux ..................................................................... 22

2.2. Les matériaux de plate-forme ........................................................................ 23

2.3. Les sables naturels et améliorés ..................................................................... 24

2.4. Les matériaux pour la couche de fondation ................................................... 24

2.4.1. Les sables naturels ................................................................................... 24

2.4.2. Les sables traités ..................................................................................... 24

2.4.3. Les graveleux latéritiques ....................................................................... 25

2.4.4. Les graves ................................................................................................ 25

2.4.5. Les matériaux pour la couche de base ................................................... 25

2.4.6. Les matériaux non traités ........................................................................ 25

2.4.7. Les matériaux traités ............................................................................... 26

2.4.7.1. Matériaux améliorés aux liants hydrauliques ...................................... 26

2.4.7.2. Sables améliorés au bitume ................................................................. 26

2.4.8. Les matériaux pour le revêtement ........................................................... 27

2.4.8.1. Les enduits superficiels (ESU) ............................................................ 27

2.4.8.2. Les enrobés denses............................................................................... 28

2.4.9. Les bétons bitumineux ............................................................................ 28





2.4.9.1. Définition ................................................................................................ 28

2.4.9.2. Domaine d'utilisation ........................................................................... 28

2.5. Ciment ............................................................................................................ 30

2.5.1. Définition (NF P15-301 relative aux ciments courants) ......................... 30

2.5.2. Constituants principaux ........................................................................... 30

2.5.3. Constituants secondaires ......................................................................... 25

2.5.3.1. Additifs ................................................................................................ 25

2.5.3.2. Spécifications mécaniques, physiques et chimiques ........................... 26

2.5.3.3. Effets des liants sur les sols ................................................................. 26

CHAPITRE 3 : TRAITEMENT DES SOLS .................................................................. 28

3.1. Définition et objet .......................................................................................... 28

3.2. Avantages de la technique ............................................................................. 28

3.2.1 Avantages techniques ............................................................................................ 29

3.2.2 Avantages économiques ........................................................................................ 29

3.2.3 Avantages écologiques environnementaux ........................................................... 29

3.3. Les liants et les différents types de traitements ............................................. 30

3.4. Le ciment........................................................................................................ 30

3.4.1. Production du ciment ............................................................................................ 30

3.4.2. Différents types de ciments ................................................................................... 30

3.4.3. Choix du ciment pour le traitement de sol ............................................................ 30

3.4.4. Action du ciment sur les sols ................................................................................ 31

3.5.1. Fabrication ........................................................................................................... 32

3.5.2. Les différents types de chaux aériennes ............................................................... 32

3.5.2.1. Chaux vive ......................................................................................................... 32

3.5.2.2. Chaux éteinte (ou hydratée) ............................................................................... 32

3.5.2.3. Lait de chaux ...................................................................................................... 33

3.5.3. Caractéristiques importantes des chaux aériennes ................................................ 33

3.5.3.1. La teneur en CaO. .............................................................................................. 33

3.5.3.2. La finesse de mouture ........................................................................................ 34

3.5.3.3. La réactivité d'une chaux vive ........................................................................... 34





3.5.4. Action de la chaux aérienne .................................................................................. 34

3.5.5. Choix du type de chaux ........................................................................................ 35

DEUXIEME PARTIE : PRESENTATION DU PROJET ET ETUDE GEOTECHNIQUE

......................................................................................................................................... 36

CHAPITRE 4 : PRESENTATION DU PROJET ........................................................... 36

4.1. Généralités ..................................................................................................... 36

4.2. Les objectifs ................................................................................................... 37

4.3. Cadre géographique du projet ........................................................................ 37

4.4. Description du projet ...................................................................................... 40

4.4.1. Brève description de la commune de Cotonou ....................................... 40

4.4.2. Brève description de la commune Ouidah .............................................. 41

4.4.3. Brève description de la commune d'Abomey-Calavi .............................. 41

4.5. Caractéristiques du milieu naturel de la zone d’étude ................................... 42

4.5.1. Climat ...................................................................................................... 42

4.5.2. Pluviométrie ............................................................................................ 42

4.5.2.1. Eaux de surface .................................................................................... 43

4.5.2.2. Eaux souterraines ................................................................................. 44

4.6. Description et localisation du silteux, concassé, du bitume .......................... 44

4.6.1. Silteux ..................................................................................................... 44

4.6.2. Les concassés : les roches de provenance au Bénin ............................... 44

4.6.2.1. Les granites .......................................................................................... 44

4.6.2.2. Les intrusions basiques ........................................................................ 45

4.6.2.3. Les roches métamorphiques ................................................................ 46

4.6.2.4. Propriétés des concassés ...................................................................... 46

La dureté ................................................................................................. 46

Forme des particules ............................................................................... 46

CHAPITRE 5 : CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUES DE LA ROUTE ............ 49

5.1. Le tracé en plan .............................................................................................. 49

5.1.1. Définition ................................................................................................ 49

5.1.2. Règles à respecter dans le tracé en plan .................................................. 49

5.2. Profil en long: ................................................................................................ 50





5.2.1. Définition ....................................................................................................... 50

5.2.2. Règles à respecter dans le tracé du profil en long ................................... 50

5.2.3. Elément géométrique du profil en long ................................................... 50

5.2.3.1. Les rayons en angle saillant (convexes) .............................................. 50

5.2.3.2. Les rayons en angles rentrants (concaves)........................................... 50

5.2.4. Les éléments constituants le profil en long ............................................. 51

5.2.4.1. Les alignements ................................................................................... 51

5.2.4.2. La déclivité .......................................................................................... 51

5.2.5. Coordination du profil en long et du tracé en plan ................................. 51

5.3. Profil en travers .............................................................................................. 52

5.3.1. Différents types de profil en travers ........................................................ 52

5.3.1.1. Profil en travers type ............................................................................ 52

5.3.1.2. Profil en travers courants ..................................................................... 52

5.3.2. Les éléments constitutifs du profil en travers ......................................... 53

5.3.2.1. L’assiette .............................................................................................. 53

5.3.2.2. La plate-forme...................................................................................... 53

5.3.2.3. Chaussée .............................................................................................. 53

5.3.2.4. Accotements......................................................................................... 53

5.4. Application au projet ...................................................................................... 53

5.4.1. Profil en travers type ............................................................................... 53

5.4.1.1. TP1 de l’axe principal .......................................................................... 53




5.4.2. Profil en long ........................................................................................... 56

5.4.2.1. La route principale ............................................................................... 56

5.4.2.2. Les Bretelles ........................................................................................ 56

CHAPITRE 6 : LES ESSAIS D’IDENTIFICATIONS SUR LES MATERIAUX DE

VIABILITE POUR LA CHAUSSEE, ANALYSES ET INTERPRETATIONS DES

RESULTATS .................................................................................................................. 58

6.1. Essais réalisés sur le silteux à l’état cru ......................................................... 58





6.1.1. L’analyse granulométrique (NF P 94-056) .................................................... 58

6.1.1.1. Description de l’essai ........................................................................... 58

6.1.1.2. Résultats obtenus ................................................................................. 59

6.1.2. Les limites d’Atterberg (NF P 94-051) ................................................... 60

6.1.2.1. Description de l’essai .............................................................................. 60


6.1.3. La détermination des matières organiques (XPP 94-047) ..................... 63

6.1.4. L’essai Proctor Modifié (NF P 94-093) .................................................. 65



6.1.5. L’essai CBR (NF P 94-078) ................................................................... 67



6.2. Essais réalisés sur le matériau de viabilité pour la fondation : concassé 0/31,5

72

6.2.1. L’analyse granulométrique (NF P 94-056) ............................................. 72

6.2.2. Equivalence de sable (NF 933-8+A1) ..................................................... 73

6.2.3. L’essai Proctor Modifié (NF P 94-093) .................................................. 74

6.2.4. L’essai CBR (NF P 94-078) ................................................................... 75

6.3. Essais réalisés sur le bitume ........................................................................... 78

6.3.1. Essais sur les agrégats ............................................................................. 78

6.3.2. Essai MARSHALL ................................................................................. 81

6.3.3. Essai de pénétration a aiguille de VICAT (NF.T.66-044) ...................... 83

6.3.4. Essai de bille et anneau : Point De Ramollissement (NF.T.66-008) ...... 85

6.3.5. Essai DURIEZ ......................................................................................... 87

TROISIEME PARTIE : MESURE DES PERFORMANCES MECANIQUES SUR LES

MELANGES ET PROPOSITION DE DIMENSIONNEMENT DE LA STRUCTURE DE

CHAUSSEES .................................................................................................................. 89

CHAPITRE 7: ESSAIS REALISES SUR LES MELANGES, ANALYSES ET

INTERPRETATIONS DES RESULTATS .................................................................. 89





7.1. Mélange du silteux avec du ciment à différentes proportions ....................... 89

7.1.1. L’essai PROCTOR ........................................................................................ 89

7.1.1.1. L’essai Proctor (Amélioration : 3,5%)................................................. 89

7.1.1.2. L’essai Proctor (Amélioration : 4%)................................................... 91

7.1.2. L’essai CBR ............................................................................................ 93

7.1.2.1. L’essai CBR (Amélioration : 3,5%) .................................................... 93

7.1.2.2. L’essai CBR (Amélioration : 4%) ....................................................... 96

7.2. Mélange du concassé avec du ciment à différentes proportions .................. 101

7.2.1. L’essai PROCTOR (Amélioration : 3%) ............................................. 101

7.2.2. L’essai CBR .......................................................................................... 102

CHAPITRE 8 : DETERMINATION DES PERFORMANCES MECANIQUES DES

MELANGES ................................................................................................................. 105

8.1. Silteux avec ciment ...................................................................................... 105

8.1.1. L’essai de compression et de traction sur le mélange ........................... 105

8.1.1.1. Description de l’essai ......................................................................... 105

8.2. Concassé avec ciment .................................................................................. 107

8.2.1. L’essai de compression et de traction sur le mélange ........................... 107

8.3. Valorisation en technique routière ............................................................... 110

CHAPITRE 9: MODELISATION, DIMENSIONNEMENT ET SIMULATION DE LA

STRUCTURE DE CHAUSSEE ................................................................................... 111

9.1. Etude du trafic futur ..................................................................................... 111

9.2. Portance de la plate-forme de chaussée ....................................................... 113

9.2.1. Essai Proctor .......................................................................................... 113

9.2.2. Essai CBR ............................................................................................. 115

9.3. Choix des structures de chaussée ................................................................. 118

9.4. Vérification par le logiciel Alizé III du LCPC ............................................ 119

9.4.1. Définition du modèle de calcul ............................................................. 119

9.4.2. Hypothèses de dimensionnement : ........................................................ 120

9.5. Simulation de la structure de chaussée ........................................................ 124

9.5.1. Calcul des limites admissibles des contraintes et déformations ........... 125

9.5.1.1. Béton bitumineux ............................................................................... 125





9.5.1.2. Grave bitume...................................................................................... 126

9.5.1.3. Concassé améliore au ciment ............................................................. 127

9.5.1.4. Grave non traitée et sol support ......................................................... 129

9.5.2. Vérification des contraintes et déformations ........................................ 130

CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES ................................................... 143

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ...................................................................... 149

NORMES UTILISEES ..................................................................................................... 1

ANNEXE ...................................................................................................................... 149

TABLE DES MATIERES ............................................................................................ 158

Date post:	11-Mar-2023
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