Bibliothèque Centrale Université de Ouargla - …2.6 : Résultats de l’essai de plaque, planche B, point 2 25 2.7 : Résultats de l’essai de plaque, planche ordinaire 26 LISTE

I

REMERCIEMENTS

La réalisation de ce mémoire a été possible grâce à plusieurs personnes à qui je voudrais

témoigner toute ma reconnaissance.

Je voudrais tout d’abord adresser toute ma gratitude à Monsieur KEBAILI Mustapha,

Maitre Assistant (A) à l’Université d’Ouargla, pour sa patience, sa disponibilité et

surtout ses judicieux conseils.

Mes vifs remerciements vont à tous les responsables de la société AFITEX ALGERIE, la

Direction des Travaux Publique (DTP), Laboratoire des Travaux Publique Sud (LTPS),

Laboratoire d’Etude et Contrôle (LEC), Laboratoire d’Analyse Sols–Technique et Etude

des Constructions (ASTEC) et Laboratoire Géo-Sols qui m’ont fourni les outils

nécessaires à la réussite de mon projet.

Je voudrais exprimer ma reconnaissance envers les amis, BAIRA BACHIR,

MOHAMMED BOUCHERBA, BOUAKA WAFAA, DAAS DJIHAD, qui m’ont apporté

leur support moral et intellectuel tout au long de ma démarche.

Ces remerciements ne seraient pas complets sans mentionner mes amis du club

SOUTHAKUS, OITC, UNIT pour leurs soutiens moral (sunk you).

Je remercie, enfin, tous les Enseignants du Département Génie-Civil et Hydraulique de

l’Université d’Ouargla, ainsi que toute personne ayant contribué de près ou de loin à

l’élaboration de ce travail.

II

DEDICACES

Tout d’abord je tiens à remercier le tout puissant de m’avoir donné le courage et la patience pour arriver à cet stade afin de réaliser ce travail que je dédie à :

A mes très chers parents qui m’ont guidé durant les moments les plus pénibles de ce long chemin.

A mon très cher frère et ma sœur.

A mes amis du club SOUTHAKUS, OITC, UNIT (sunk you).

Toutes les promotions 2014-2015 et 2015-2016.

MERIEM Yousra Widad

CONTRIBUTION A LA CARACTERISATION D’UNE CHAUSSEE PROTOTYPE INCLUANT UNE GEOCELLULE TABLE DES MATIERES

III

TABLE DES MATIERES

TITRE P.

REMERCIEMENT………………………………………………………………………... I

DEDICACES……………………………………………………………………………… II

TABLE DES MATIERES………………………………………………………………. III

LISTE DES FIGURES……………………………………………………………………. V

LISTE DES PHOTOS…………………………………………………………………….. V

LISTE DES TABLEAUX………………………………………………………………… V

INTRODUCTION GENERALE………………………………………………………….. 01

CHAPITRE 01: REVUE BIBLIOGRAPHIQUE

1.1 INTRODUCTION…………………………………………………………………….. 03

1.2 LA GEOTECHNQUE ROUTIERE SAHARIENNE…………………………………. 04

1.2 CONCLUSION……………………………………………………………………….. 13

CHAPITRE 02: CONCEPTION ET REALISATION DU PROGRAMME

EXPERIMENTAL

2.1 INTRODUCTION…………………………………………………………………….. 15

2.2 CONCEPTION DU PROTOCOLE EXPERIMENTAL……………………………… 15

2.3 CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX UTILISES…………………………... 16

2.3.1 LA GEOCELLULE ALVEOTER……………………………………………. 16

2.3.2 LE SABLE DE DUNES……………………………………………………… 18

2.4 LA MISE EN ŒUVRE DE COUCHE DE BASE……………………………………. 18

2.5 REALISATION DES PLANCHES D'ESSAIS………………………………………. 18

2.5.1 PREAMBULE………………………………………………………………... 18

2.5.2 SITE N°1 SUR LE RN51…………………………………………………….. 19

2.5.3 CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX UTILISE…………………... 21

2.5.4 ESSAIS REALISES………………………………………………………….. 22

1. ESSAI DE PLAQUE………………………………………………………. 22

2. ESSAI CLEGG……………………………………………………………. 26

2.5.5 DISCUSSION DES RESULTATS…………………………………………… 27

2.6 CONCLUSION……………………………………………………………………….. 28

CHAPITRE 03: EVALUATION ECONOMIQUE DU COMPOSE

CONFECTIONNE

3.1 INTRODUCTION……………………………………………………………………. 29

3.2 PRESENTATION ET INTERPRETATION…………………………………………. 29

3.3 INTERPRETATION…………………………………………………………………. 32

3.4 CONCLUSION……………………………………………………………………….. 32

CONCLUSION GENERALE…………………………………………………………….. 34

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES…………………………………………………. 36

RESUME

CONTRIBUTION A LA CARACTERISATION D’UNE CHAUSSEE PROTOTYPE INCLUANT UNE GEOCELLULE

V

LISTE DES FIGURES

N° TITRE P.

2.1: Photo satellitaire de la RN51 19

2.2 : Schéma de principe des cycles de chargement-déchargement appliqués sur la plaque 23 2.3: Résultats de l’essai de plaque, planche A, point 1 24

2.4 : Résultats de l’essai de plaque, planche A, point 2 24 2.5 : Résultats de l’essai de plaque, planche B, point 1 25 2.6 : Résultats de l’essai de plaque, planche B, point 2 25

2.7 : Résultats de l’essai de plaque, planche ordinaire 26

LISTE DES PHOTOS

2.1: La géocellule Alvéoter 15 2.2: Décapage de la couche de roulement sur la RN51 20 2.3: Décapage des couches de base et de fondation existantes 20

2.4: Remplissage minutieux de la géocellule par du sable de dunes 20 2.5: Sable de dunes arrosé dans les alvéoles 20 2.6: Compactage de la couche de base sur la planche A 21

2.7: Epandage de la GC sur la couche GCE/SDD 21 2.8: Compactage de la couche de base au-dessus du GTX AP 21 2.9: Empreintes des planches achevées et des essais de plaque à réaliser 22

2.10: Exemple d’essai de plaque réalisé dans le cadre de la présente étude 23

2.11: Essai Clegg (planche A) 26

LISTE DES TABLEAUX

2.1: Caractéristique de la Géocellule Alvéoter 17

2.2: Caractéristique de Sable de dunes 18 2.3: Caractéristiques des matériaux utilisés 22 2.4: Résultats des essais de plaque réalisés 23 2.5: Résultats des essais Clegg 27 4.1: Devis quantitatif et estimatif de 1833 ml de route réalisée par la méthode traditionnelle 30 4.2: Devis quantitatif et estimatif de 1833 ml de route réalisée par la nouvelle méthode

(GCE/SD) 30

4.3: Détails sur le devis de remblaiement en sable des dunes 31

CONTRIBUTION A LA CARACTERISASTION D’UNE CHAUSSEE PROTOTYPE INCLUANT UNE GEOCELLULE INTRODUCTION GENERALE

1

INTRODUCTION GENERALE

L’homme contemporain confronte quotidiennement de nouveaux défis en matière

d’urbanisation, notamment en termes d’occupation des sols. Les sites à terrains constructibles

deviennent, en effet, de plus en plus rares. A l’opposé, les structures à réaliser deviennent de

plus en plus modernes et requérant des assises de très bonne qualité mécanique. Pour résoudre

une telle inadéquation, les techniciens du génie civil sont appelés à opter pour l’une et/ou

l’autre des deux alternatives:

- Adaptation de la structure envisagée au sol sur lequel elle est prévue être fondée. Ceci

revient à une conception ingénieuse rendant les charges appliquées par la structure sur

le sol suffisamment faibles pour être tolérées par ce dernier,

- Amélioration des caractéristiques physiques et mécaniques du sol support de sorte à le

rendre à la hauteur des charges appliquées par la structure. Cette seconde variante est

possible via diverses techniques inventées et développées depuis bien des décennies.

Parmi les astuces dictées, en vue d’amélioration des caractéristiques des terrains, sont

distingués: la substitution des sols, les injections de liants, les colonnes ballastées et

l’introduction de géo-matériaux.

Un exemple, parmi tant d’autres, de défaut d’adéquation entre structure et sol support est celui

des routes dans les régions arides et sub-arides. Le besoin social et économique de réalisation

de routes et autoroutes est pleinement souligné, alors que les terrains existants sont

typiquement fragiles pour supporter des charges routières, de même que les matériaux nobles

nécessaires pour ce faire sont quasiment absents.

La présente étude s’inscrit dans un contexte d’évaluation de performances d’un matériau

hybride. Ce dernier est composé de sables éolien et d’une géocellule, et pourrait faire fonction

d’un tuf suffisamment portant et cohésif.

L’objectif majeur visé par la présente étude est celui de substituer des parties du corps de

chaussées par le matériau composé en question. L’étude est menée sur un thème typiquement

ciblé. D’autres études seront, bien sûr, nécessaires pour atteindre un seuil d’informations

scientifiques et techniques.

La démarche analytique de l’étude réalisée repose sur une approche expérimentale. Le

principe de l’étude est celui de réaliser deux petites planches d’essai et d’en comparer les

résultats. L’une des deux planches est ordinaire, l’autre est conçue intégrant le composé sable-

cellule.

Le présent mémoire est structuré en trois principaux chapitres. Ces derniers sont développés à

hauteur du volume de pages autorisé par le Département de rattachement.

CONTRIBUTION A LA CARACTERISASTION D’UNE CHAUSSEE PROTOTYPE INCLUANT UNE GEOCELLULE INTRODUCTION GENERALE

2

Le premier chapitre présente, de façon simple et large, la notion de Géotechnique Routière

Saharienne (GRS). Les conditions techniques ayant mené au fondement d’une telle matière, et

quelques uns de ses aspects sont dévoilés.

Dans le second chapitre, le programme expérimental envisagé est présenté dans sa globalité. Il

s’agit d’une étude comparative entre deux planches d’essai: l’une ordinaire et l’autre intégrant

une géocellule et une présentation détaillée du protocole expérimental. Tous les détails,

notamment ceux les plus fins, sont divulgués afin que les procédures expérimentales soient

suffisamment compréhensibles et aptes à la comparaison avec des travaux similaires.

Viennent après, les résultats expérimentaux dans les détails. Ces derniers sont exposés sous

formes numérique et graphique. Des interprétations des résultats obtenus sont avancées à la

lumière de l’appréciation et avis de l’auteur.

Le troisième chapitre, les montants (en chiffres) de diverses prestations de fourniture de

produits, de services et de mises en œuvre d’un tronçon de route sont affichés.

Enfin, un chapitre conclusion rappelle les résultats les plus pertinents de l’étude et présente

quelques recommandations jugées intéressantes. De même, certains aspects requérant des

détails complémentaires sont placés dans les annexes.

CONTRIBUTION A LA CARACTERISATION D’UNE CHAUSSEE PROTOTYPE INCLUANT UNE GEOCELLULE CHAPITRE 1 REVUE BIBLIOGRAPHIQUE

3

CHAPITRE 01: REVUE BIBLIOGRAPHIQUE

1.1 INTRODUCTION

Avant le 20ième

siècle, le réseau routier algérien était assez élémentaire vu la faible densité

démographique et le faible niveau social et urbanistique. A l’aube du siècle dernier,

notamment au déclanchement des révolutions industrielles, un besoin remarquable en

infrastructures routières s’est imposé face aux développements urbains et même ruraux.

Le développement, en particulier social et économique, est implicitement conditionné par

l’évolution du réseau routier. Le développement des infrastructures routières dans les régions

rurales est souvent régi par des considérations pragmatiques à vocation sociale.

Les routes secondaires, donc celles rencontrées en zones rurales et dans les régions arides,

sont opportunes pour les études à caractère pilote. Les résultats, même négatifs de projets de

réalisation de routes, ne sont pas très sanctionnés du point de vue législation et financement.

En revanche, les résultats positifs découlant d’une expérience de réalisation d’une route en

zone rurale, peuvent être davantage améliorés, généralisés et appliqués sur des routes d’un

rang supérieur.

Le présent chapitre vise une revue bibliographique des travaux ayant trait au sujet abordé. Les

spécificités techniques des routes en zones côtières, montagneuses, humides ou désertiques

sont, en effet, certes. Des efforts scientifiques sont constamment déployés au service d’une

durabilité optimale de tels équipements. Dans ce chapitre, les particularités des ouvrages

routiers en zones arides sont recherchées et exposées.

Le volume des investigations bibliographiques est limité aux documents trouvés ici et là, au

temps alloué à la production de l’étude ciblée et au nombre de pages imposé par

l’administration de l’Université d’Ouargla. Les documents trouvés et consultés, sans pour

autant être inclus dans ce chapitre, sont indiqués dans la liste des références bibliographiques.

La recherche bibliographique consiste en:

- une recherche et récolte de travaux concernant la géotechnique routière saharienne,

- l’exploration et discussion des éléments d’information apportées par les auteurs,

- la présentation des avis techniques de façon didactique et simplifiée,

- l’expression occasionnelle des avis de l’auteur de ce mémoire.

L’originalité du sujet traité est perçue à l’issue de la revue bibliographique, scientifiquement

menée. Ceci met l’accent sur le niveau scientifique de la matière traitée. La consistance

scientifique et technique de la matière investiguée sera soutenue au biais des chapitres

ultérieurs.


4

1.2 LA GEOTECHNQUE ROUTIERE SAHARIENNE

Plusieurs travaux techniques, pédagogiques et de recherche ont contribué à ajuster les

techniques de conception et dimensionnement des routes pour être applicables au cas du

contexte Saharien. Ces travaux ont donné des fruits, plus ou moins, applicables et rentables

dans la pratique. L’ensemble des travaux produits est retrouvés dans des actes de séminaires à

échelle nationale et Magrébine. La désignation ‘techniques routières Sahariennes’ est affecté à

cet ensemble de travaux. Cette technique routière est devenue de plus en plus spécifique aux

régions arides. Elle possède son expérience, ses propres règles et savoirs faire. Elle mérite

d’être sauvegardée en tant que bibliographie sur tous ses plans: origine et développement,

aspects spécifiques, thèses gouvernantes, divers matériaux faisant part, ainsi que procédés de

mise en œuvre. Ci-dessous, quelques unes des citations ayant trait au sujet de ces techniques.

Selon Fenzy (1985-1989, cité dans Mersout) la géotechnique routière Européenne, restée

assez traditionnelle jusqu’à la fin de la seconde guerre mondiale, avait été utilisée en Algérie

jusqu’à environ 1950. Les problèmes d’ordre technique liés à l’environnement Saharien se

posaient point du moment que les routes n’avaient pas dépassé le Sud du Hauts-plateaux. Une

seule route, très étroite, dépassait cette limite et atteignait Ghardaia.

Les premières routes Sahariennes avaient été entamées vers 1955 par les itinéraires Ghardaia-

El Goléa et Ghardaia-Ouargla. Ces routes ont été conçues en adoptant des principes de base

mis au point pour la France métropolitaine à l’époque. Les matériaux à utiliser étaient

préconisés à granulométrie la plus étalée possible et dépourvus (ou presque) d’argile.

Les différentes parties de chaussées sont à l’image de celles mises en œuvre en Europe. Mais

les ingénieurs savaient que les conditions notamment climatiques sont très différentes entre le

Sahara Algérien et l’Europe. La conception sommaire des chaussées est, de bas en haut, la

couche de:

fondation dont l’épaisseur est fonction du sol sous-jacent,

base d’épaisseur une vingtaine de centimètres,

roulement aussi épaisse que les crédits le permettaient.

Les conditions sommaires distinctives du secteur routier au Sahara sont:

- le trafic composé essentiellement de camions gros-porteur souvent en surcharge,

- le climat très sec. Les quelques pluies annuelles se manifestent sous formes d’averses

de très courtes durées.


5

Les principes fondamentaux de la technique routière Saharienne sont:

- Couche de roulement assez cohésive et suffisamment souple pour supporter de larges

déformations.

- Matériau utilisé en couche de base devant supporter des déformations élastiques sans

dommage.

- Grand choix de matériaux utilisables notamment en couche de base. Ceci est une

conséquence directe de l’état sec des matériaux disponibles.

- Epaisseur de la couche de base juste suffisante pour répartir les contraintes appliquées

sur le sol de fondation, sans occasionner à celui-ci une déformation permanente.

- 20cm en couche de fondation sont souvent suffisants pour conférer à celle-ci un indice

CBR supérieur à 20%. Cette condition est généralement satisfaite du fait que les

matériaux utilisable sont quasiment secs.

- Possibilité d’utilisation des matériaux cohésifs, plus ou moins argileux, en couche de

base à condition d’assurer un drainage efficace des eaux issues d’averses pluviales.

- Contrôles strictes et rigoureux de qualité de mise en œuvre des matériaux, en

compensation de la faible qualité de ceux-ci.

Solution à adopter:

Une règle type, à adopter et reproduire en tous les points du Sahara pour obtenir un bon

résultat, n’existe évidemment pas. Néanmoins, il est possible d’indiquer des solutions

raisonnables qui peuvent en général être retenues. Celle parmi celles-ci, atteignant un

optimum entre les conditions ci-dessous, est recherchée et analysée à chaque fois:

- qualité en termes de faibles risques de dégradation à court terme ou à long terme selon

la destinée de la route, et

- économie. C'est-à-dire prix de revient.

Les solutions, tacitement adoptées, diffèrent, notamment des conditions techniques globales

du projet, et sont distinctes si appliquées dans la couche de base ou à la couche de roulement.

Ci-dessous, quelques unes des dispositions constructives utilisées:

1) Couche de roulement:

Le procédé qui parait le meilleur est l’enduit superficiel bicouche (dit, de préférence,

monocouche sablé). Ce pour les raisons suivantes:

- Faible épaisseur: 2cm au maximum, ce qui évite le développement de grandes

déformations de compression/traction, et par conséquent l’amorce de fissures.

- Dosage en liant hydrocarboné assez élevé, ce qui contribue à retarder le vieillissement

de la couche en question.

- La couche de roulement est assez compacte pour que du sable éolien ne s’introduise

pas dans les interstices des graviers et mobilise le liant au détriment de l’épaisseur du

fils ou directement des liaisons enter grains.


6

2) Couche de base:

Le sol de fondation étant sec et ayant un indice CBR en général supérieur à 20,

l’épaisseur du corps de chaussée est réduite à 20cm. Les 10cm supérieurs sont appelés

couche de base et constitués par un matériau soumis à des valeurs strictes. Les 10cm

inférieurs sont, de préférence identiques à ceux sus-jacents, mais peuvent être

acceptable même avec des caractéristiques un peu plus faibles.

Le sable de dune est à peu prés le seul matériau exigeant un corps de chaussée de

30cm d’épaisseur par-dessus.

La partie Sud Est de l’atlas Saharien forme ce qu’est communément désigné par bas pays du

Sahara. Ce pays est sensiblement plat et de physionomie monotone. Il enferme des chotts;

dépressions assimilables à de petites mers intérieures au dessous du niveau de la mer.

D’après Basliman (2001), la construction des routes dans les chotts est confrontée à la

présence d’eau à faible profondeur (moins de 1m).

Les remontées capillaires et les fluctuations du toit de la nappe phréatique affectent

sensiblement la portance du sol de fondation. Basliman (2001) propose la mise en œuvre de

barrières étanches dans le sol pour garder une portance stable de celui-ci. Cette barrière

permettra, à l’occasion, d’uniformiser la répartition de l’humidité du terrain sous-jasent.

Basliman (2001) évoque le sujet de dimensionnement des routes traversant les zones de

chotts et des sebkhas. L’auteur incite à la révision et amendement des méthodes-mêmes de

dimensionnement. Des mécanismes bien ciblés sont à investiguer et prendre en compte.

Selon Baslimane (2015), la GRS est une technique de conception et réalisation de routes où

des matériaux non conventionnels sont utilisés. Ces derniers sont souvent trouvés aux

environs des projets en à réaliser. Selon le même responsable, les matériaux concernés par

cette GRS en Algérie sont ceux agréés lors du séminaire de Beni Abes (1962) sur les

matériaux locaux. Les principales conditions auxquelles ces matériaux satisfont sont:

fuseau granulométrique spécifique

nature géologique assez désignée, tels que les matériaux ci-dessous:

- Calcaire (tufs): Ce sont des matériaux formés suite à l’alternation des croûtes

et dalles calcaires de surface. Ces matériaux altérés se présentent sous forme

d’une grave naturel ressemblant à la grave concassée, avec un D = 50mm

- Sable gypseux: C’est un sable encroûté de gypse (CaSo42H2), lors des

fluctuations des nappes phréatiques chargées de sel.

- Limon sableux

D’après Baslimane (2015), il ya d’autre technique comme la technique conventionnelle que

l’on utilise au Nord, vu que la technique de construction de routes au Sud à évoluée parce que

en préfère construire des routes plus durable.


7

Les routes Sahariennes sont du type flexible. Les déformations sont le plus souvent

permanentes, ce qui fait indication d’une fatigue des matériaux. Les signes les plus

remarquables de dégradation des routes sont les déflexions, les arrachements, le ressuage, les

fissurations longitudinales et transversales, Nid de poule et Peignage

Les chaussées réalisées sur la base de matériaux conventionnels (couche de fondation GC,

couche de base GB, couche de roulement BB) sont reconnues rigides à semi-rigide (pas de

déflexion).

Les premiers signes de fatigue et de dégradations des chaussées au Sud Algériens

apparaissent 5 à 7 ans après leur réalisation (Basliman, 2015). Un renforcement de ces

chaussées devient nécessaire à partir de 10 ans après leur mise en service.

Selon Basliman (2015), des critères de sélection des matériaux utilisables en GRS sont tels

que ceux-ci-dessous:

- Seuil de résistance à la compression: 17 bars

- Granulométrie étalée du matériau, allant du sable à la pierre

- Pourcentage maximum de gypse et de calcaire inférieur à 60 %

- Plasticité modérée: Indice de plasticité de l’ordre 12%.

Sahara représente plus des 3/4 de la superficie du territoire Algérien. Dans cet immense pays,

la route représente un instrument essentiel de la vie économique. Elle constitue le principal

mode de transport des marchandises.

Baslimane (1994), affirme que le socle précambrien n’apparait qu’a l’extrême Sud dans le

massif du Hoggar. Le reste du Sahara est de constitution sédimentaire. Dans ces vastes

étendues désertiques, les routes peuvent traverser des paysages aussi diversifiés que:

- des montagnes ravinées,

- des plateaux rocheux ou des hamadas,

- des Ergs et champs de dunes,

- des zones humides telles que les Chotts et les Sebkhas.

Les tracés routiers tentent d’évier le mieux le franchissement des Ergs. Cependant, la

topographie des lieux leur impose souvent de se dérouler au pied des ergs, et parfois même

dans des couloirs serpentant entre les dunes.

Baslimane (1994) propose une subdivision du Sud Algérien en trois principaux lots:

la zone du Nord Sahara où les précipitations peuvent atteindre 100 mm/an. Cette

zone couvre 10% de la superficie du Sahara.

la zone du centre où les précipitations sont comprises entre 20 et 50 mm/an. Cette

zone couvre 20% du Sahara.

la zone Sud où les précipitations sont inférieures à 20 mm/an. Cette zone couvre

70% du Sahara.


8

Suivant M. Bahmed Baslimane (Novembre 1994), le trafic relativement restreint quant au

nombre de véhicules mais rapide et très lourd, exerce sur le revêtement des actions brutales et

discontinues.

Selon le même auteur, l’intensité du trafic au Sud Algérien est assez visiblement variable. Il

peut augmenter ou décroitre brutalement suite à la création d’infrastructures industrielles.

Selon Basliman (1994), les sols sahariens sont non seulement assez diversifiés, mais aussi de

compositions hétérogènes. Des études géotechniques appropriées sont indispensable à

l’occasion de chaque itinéraire projeté. Ceci pour fin de caractériser convenablement le sol de

fondation et tacher, ainsi, d’évaluer les paramètres essentiels devant servir au

dimensionnement: en l’occurrence, la portance et le module (E).

Baslimane (1994) déclare que pour les régions Sud de l’Algérie, la couche de base peut être

conçue à faible épaisseur du moment que le sol est suffisamment portant. Cette couche est, en

fait, appelée à répartir et réduire assez convenablement les contraintes exercées par les

véhicules sur le sol de fondation. Selon le même auteur, les conditions environnementales du

Sud Algérien, ainsi que celles géologiques, géotechniques et climatiques permettent de

réduire les épaisseurs des chaussées à un minimum. D’autre part, les matériaux utilisés en

couche de base sont reconnus à morphologie et caractéristiques complètement différentes de

celles requises sous un climat humide. Des essais, tels que l’analyse chimique et de résistance

à la compression simple peuvent être adoptés parmi les critères de sélection des matériaux

Sahariens utilisables en corps de chaussées.

Selon Baslimane (1994) les matériaux utilisable en corps de chaussée pouvant être rencontré

dans le Sahara Algérien sont de deux principaux types:

- les matériaux granulaires (dits frottants). Ce sont les alluvions d’oued et les cailloutis

de reg. Ces matériaux sont acceptables si leur courbe granulométrique est entièrement

contenue dans le fuseau de Beni-Abbés (année).

- les matériaux cohésifs. Eux-mêmes subdivisés en deux grandes familles:

o matériaux à fines calcaires et gypso-calcaires

o matériaux argileux

Baslimane (1994) affirme qu’à cette date, toutes les routes au Sud Algérien sont exécutées sur

la base d’un état empirique de connaissance. Il importe, alors de rassembler les expériences et

savoirs faire, et de dégager des normes spécifiques à la conception de routes au Sahara.

L’auteur croît que les normes en vigueur d’utilisation des sols dans les régions à climat

humide n’ont pas une valeur universelle et sont loin de répondre à la demande d’une

technique appliquée sous climat aride. L’essai de résistance à la compression simple (par

exemple) permet d’estimer la cohésion du sol. Cependant, cet essai devrai être réalisé sur des

échantillons à l’état sec au lieu de humide. Ceci pour mieux simuler l’état de dessiccation et

de fragilité des matériaux secs rencontrés au Sahara.


9

D’après Ouzrourou (1994), les techniques utilisées en Algérie sont assez diversifiées et sont

fonction, notamment, des disponibilités en matériaux à proximité des projets routiers. C’est

ainsi que pour le Nord du pays, les tout-venants d’oueds, les graves concassées et les

matériaux enrobés sont généralement utilisés. Les zones plus au Sud font appel à des

techniques variables plus adaptées aux matériaux disponibles localement comme les tufs et les

sables gypseux.

Ouzrourou (1994), déclare que les techniques les plus répandues dans les diverses zones

géographiques et selon diverses utilisations sont sommairement les:

graves non traitées

enrobés à chaud

enrobés à froid

enduits superficiels

matériaux dits locaux

Selon Ouzrourou (1994), les enrobés à froid est une technique assez courante pour les routes

du Sud Algérien. Ces routes sont caractérisées, entre autres, par de faibles trafics. Ce type

d’enrobé est utilisé uniquement en couche de roulement ne dépassant pas 5 cm d’épaisseur.

Ouzrourou (1994), affirme que les matériaux dits locaux appartiennent à une famille

regroupant l’ensemble des matériaux utilisés en technique routière et dont les caractéristiques

géotechniques sortent du domaine des spécifications usuelles. Ces matériaux sont

couramment utilisés pour les routes à faible trafic dans les régions des hauts plateaux et du

Sud de pays caractérisées par une faible pluviométrie. Il s’agit, entre autres, des tufs calcaires,

des sables gypseux et des arènes granitiques. Ces matériaux sont généralement utilisés en

couche de fondation et en couche de base de chaussées neuves ou renforcées.

Une définition assez pédagogique de la GTR est donnée par Aouam (2015). L’expression

étant composée de trois mots et signifie une géotechnique propre à l’étude des aspects ayant

trait à la route dans un environnement saharien.

Selon Aouam (2015), les matériaux existant dans le Sahara Algérien sont essentiellement

sableux, gypseux et calcareux. Ce sont des matériaux de faible cohésion. Leur utilisation

requiert des amendements spécifiques en vue d’obtenir une portance seuil de la couche de

base. Les charges à supporter sont reconnues intenses mais de faible fréquence.

Le sol support au niveau de Sahara est relativement amorphe.

On pend toutes les conditions spécifiques (géologiques, hydrauliques, le sol support, la

variation de précipitation thermique, l’indisponibilité des matériaux locaux) et ensuite adapter

le corps de chaussée avec les matériaux existants ou avec le sol support pour pouvoir

supporter le trafic qui est léger.


10

D’après Aouam (2015), les principales raisons ayant incité à utiliser les matériaux locaux se

résument en ce que:

les matériaux confectionnés ou classé comme premier choix sont couteux,

ces matériaux de premier choix, dits ‘nobles’ sont peu disponibles,

le transport même de ces matériaux nobles, depuis leurs gisements jusqu’aux chantiers de

mise en œuvre, constitue une grande part du coût de réalisation des ouvrages routiers.

La conception des routes sahariennes tente, toujours, un produit de routes à bas coût

d’exécution, tout en garantissant une durée de vie de l’ordre de 5ans à 10ans (Aouam, 2015).

Parmi les objectifs visés par la GRS:

- sauvegarder la route en état de fonctionnement le plus long possible. C'est-à-dire

rentabiliser la route pour une durée de vie la plus longue possible.

- l’utilisation radicale des matériaux disponibles (locaux). Autrement dit, exploitation

optimale des ressources matérielles existantes.

Les premières routes réalisées dans le Sud Algérien ont été mises en œuvre en début des

années 50 selon les techniques classiques appliquées en France métropole. Ces routes ont été

réalisées à l’occasion des découvertes des champs pétroliers dans le Sud Algérien. La

géotechnique usuelle appliquée en Europe tient compte d’une pluviométrie assez régulière et

intense, et exige notamment l’utilisation de matériaux caillouteux en corps de chaussée.

Autrement dit, proscription des particules argileuses.

L’application des règles sommaires de la GRS a débuté dans la seconde moitié des années 50.

Ce, notamment à l’occasion de la réalisation du tronçon de la RN48 devant relier Guemar à El

Oued. Cette nouvelle technique fut appliquée en raison de la rareté des matériaux pierreux et

surtout du bon comportement du sable gypseux utilisé pour les constructions locales d’habitat.

D’après M.Boublal et Ben Moussa Mersout, on doit souligner que ces idées ont aussi germé

dans l’esprit des ingénieurs routiers qui avaient la charge de la construction de la route

Ghardaia-Ouargla et qui étaient obligés d’utiliser dans le corps de chaussée (CB et CF) des

matériaux non classiques pour répondre à la rareté des matériaux alluvionnaires dans la zone

de Zelfana-Ouargla.

En Algérie, les premières routes construites en milieu désertique remontent aux années 50.

Les matériaux utilisés avaient la granulométrie la plus étalée possible et contenaient très peu

ou pas d’éléments fins avec comme élément de base le caillou dur (Morsli et al. 2001).

Morsli et al. (2001) affirment que la principale innovation de la technique routière saharienne

est l’utilisation de matériaux fins en corps de chaussée. Cette utilisation fut acceptée en tenant

compte du type de climat régnant au Sahara et du faible trafic prévu dans la conception. Cette

technique n’est donc applicable que:


11

- Que sous un climat très sec (pluie moyenne annuelle < 100mm) et dans des conditions

telles que les risques d’imbibition des sols sous chaussées soient très réduits.

- pour un trafic prévu faible: inférieur à 100 véhicules par jour dans les deux sens.

Morsli et al. (2001) soulignent les quelques conditions ci-dessous en vue de garantir une

durabilité seuil d’une chaussée dans le contexte de la GRS:

- Couche de roulement souple et assez déformable.

- Matériau en couche de base à comportement élastique.

- Compte tenu du climat à aspect sec, la résistance au cisaillement du sol en couche de

base est composée de cohésion et de frottement entre grains.

- Les matériaux cohésifs utilisés en couche de base doivent permettre un libre

écoulement des eaux de pluie.

Selon Morsli et al. (2001), le choix des matériaux utilisables en couche de base ne repose pas

sur un système de classification assez bien défini. Les avis techniques sont assez diversifiés

car basés sur des considérations empiriques. Par ailleurs, l’environnement sec et aride dans le

Sud Algérien augmente le nombre de matériaux utilisables en corps de chaussée. En effet, à la

différence des régions humides où des matériaux nobles sont utilisés, dans les régions arides

les matériaux cohésifs et peu frottant sont à utiliser.

Morsli et al. (2001) admettent que le critère de sélection des matériaux utilisables en corps de

chaussée, basé sur la granulométrie et la résistance au choc, mène pratiquement vers les

matériaux à grains arrondis et lisses. Ce résultat n’est pas en faveur d’un frottement prononcé

au sein du matériau. Ainsi, les matériaux utilisables sont trouvés plus cohésifs que ceux

utilisés dans les zones humides.

Les qualités requises des matériaux utilisables en corps de chaussée dans les régions à climat

saharien sont (Morsli et al., 2001):

- une granulométrie intégrée dans un fuseau spécifique,

- un coefficient Los Angeles inférieur à 40,

- une résistance à la compression simple de préférence comprise entre 10 et 15 bars,

- un indice de plasticité de l’ordre de 10% à 12% dans le Nord du Sahara, et un peu plus

grand dans le Sud.

Morsli et al. (2001) soutiennent que l’utilisation des matériaux cohésifs est admissible pour

les régions à climat sec. Ces matériaux sont répertoriés en deux grands groupes: matériaux à

fines calcaires et/ou gypseuses et ceux à fines argileuses. Les conditions capitales d’utilisation

de tels matériaux sont:

- Résistance à la compression simple > 25 bars pour une teneur en eau presque nulle et à

compacité supérieure à 95% de l’O.P.M

- Teneur en fines < 30%

- Teneur en eau à l’O.P.M.: inférieure à 9%.


12

Selon Oughanem (2001), deux principaux critères gouvernent le choix de la structure des

chaussées: le trafic et le type de couche de fondation.

Oughanem (2001) ajoute que, pour diverses raisons; notamment économiques, la tendance

actuelle est d’adapter le technique routière à l’emploi des matériaux locaux, précisément les

sables et d’orienter le recherche vers l’utilisation de ces sables.

Suivant Oughanem (2001), le composé bitume-sable (sable de dune et alluvionnaire) ne

possède point les qualités mécaniques requises dans la réalisation des différentes couches de

chaussées. Ce défaut de qualité est surtout dû aux faits que:

- les grains de sable, relativement fins, forment un corps moins rigide que celui des

matériaux nobles où l’enchevêtrement des cailloux engendre un frottement appréciable

entre les granulats, ainsi qu’une rigidité de structure.

- la stabilité de quoi est visiblement affaiblie compte tenu de la cohésion quasinulle des

sables propres.

En ce qui trait à la mise en œuvre de la technique sable-bitume en couche de base, Oughanem

(2001) propose de réaliser différentes planches expérimentales de sorte à évaluer l’impact de

paramètres tels que la formulation des matériaux, le mode de compactage des terrains, la

température de mise en œuvre et de compactage.

Selon Morsli et al. (2002), la conception, la construction, la qualité et la durée de vie d’une

route dépendent essentiellement de son environnement: le climat, la qualité du sous-sol,

l’humidité du sol, les matériaux utilisés et le trafic.

La mise en place de la technique routière saharienne (TRS) fût le résultat de plusieurs années

d’expériences et après réalisation de plus de 2500 km en milieu désertique (Morsli et al.,

2002). Les mêmes auteurs définissent la TRS comme étant l’ensemble des pratiques faisant

distinction de réalisation des routes en régions arides. Ils rapportent, en outre, que des tâches

largement lourdes restent à accomplir dans le but de rendre cette TRS pratique et rentable. Les

principaux travaux à déployer pour atteindre cet objectif se résument en:

- la prise en compte des conditions contemporaines de trafic routier,

- la classification des matériaux utilisables en corps de chaussée,

- la vulgarisation des techniques de réalisation, et

- la réforme et actualisation des méthodes de dimensionnement des chaussées.

La crise économique des années 1980 à 1990, est venue remettre à jour la recherche

d’économie à travers l’utilisation du sable en substitution des agrégats de carrière (Nedjar,

2001).


13

D’après des études expérimentales menées séparément par Nedjar (2001) et Oughanem

(2001), les défauts de stabilité et de compacité de mélange (Sable de dune, Sable

alluvionnaire et Bitume) sont principalement dus à:

- la forme des grains: manque d’angularité

- la granulométrie serrée: défavorable pour le réarrangement des grains durant le

compactage

- la faible teneur en fines, d’où faible rigidité du mélange des matériaux.

L’expérimentation en vraie grandeur constitue un complément aux études de laboratoire. Elle

permet d’apprécier le comportement des matériaux sous l’effet de facteurs réels.

Nedjar (2001), informe que la couche de roulement en enrobé à froid recevant le sable enrobé

présentait d’importantes fissures transversales dues au retrait thermique du sable gypseux.

D’autre part, Moudjahed (2015), affirme que le climat est un des facteurs générateur de

fissures en surface de la chaussée. La différence de températures entre jours et nuits est jugée

l’agent le plus préjudiciable pour une telle dégradation. Les cycles dilatation/rétrécissement

de la chaussée amorcent des craquements à échelle microscopiques. Ces derniers se

développent au fil des cycles répétitifs et intenses de chaleur/froid pour se manifester en

fissures de plus en plus spectaculaires. Les fissures s’amorcent en surface et se propagent vers

la profondeur pour atteindre les couches sous-jacentes de la chaussée. D’autres fissures, dites

ascendantes, sont attribuées à des déformations de fatigue des matériaux en couches

inférieures et à long terme (>20 ans). Les fissures ascendantes et descendantes se recoupent et

s’associent aux pores préalablement existants dans la masse des matériaux pour former un

réseau mettant en péril le corps de la chaussée.

1.2 CONCLUSION

Dans le présent chapitre, les techniques de réalisation des routes dans les régions arides

(notamment en Algérie) ont été revues sur la base des documents disponibles. A rappeler que

ces techniques constituent un ensemble de consignes et recommandations désigné comme

‘Géotechnique Routière Saharienne (GRS)’. Ces techniques alternatives sont apparues et

développées entre les partenaires aux infrastructures routières. Les rencontres de Béni-Abbes

(1 et 2) sont reconnues comme références à des échanges de savoirs et savoirs faire en cette

matière.

Les techniques développées dans le cadre de la GRS se basent sur la mise en valeur et

exploitation des ressources naturelles pour la réalisation des routes. C’est-à-dire les matériaux

locaux disponibles dans les régions arides: sable, gypse, calcaire, argile, agrégats, alluvions,

…

Les résultats techniques aboutis par les études et les directives d’experts n’ont pas donné

satisfaction quant à la qualité des ouvrages réalisés. Des alternatives mieux adaptées et plus


14

réalistes sont, donc, requises. Le présent PFE s’inscrit, justement, dans le contexte de ces

nouvelles alternatives. L’utilisation de produits géosynthétiques ne peut-elle pas contribuer à

répondre à la problématique posée? Certains produits géosynthétiques ont, en effet, bien

résolu certains problèmes rencontrés dans le domaine des ouvrages routiers. Les géogrilles

(pour le cas des aérodromes), les géodrains et les géotextiles de renforcement (pour le cas des

routes) et les géomembranes (cas des tunnels) ont des exemples de tels cas résolus.

L’idée régissant l’alternative prospectée est celle d’utiliser le sable de dunes dans la

réalisation des routes dans les régions Sud de l’Algérie. Ce matériau, abondant dans le Sud et

présentant quelques insuffisances intrinsèques, est associé à un géosynthétique du type

cellulaire en vue de compenser les inconvénients géotechniques. Le chapitre qui suit fait objet

d’une investigation visant à répondre à la question de convenance d’un tel procédé.


CHAPITRE 2 CONCEPTIONET REALISATION DU PROGRAMME EXPERIMENTAL

15

CHAPITRE 2 CONCEPTION ET REALISATION DU PROGRAMME

EXPERIMENTAL

2.1 INTRODUCTION

L’objet du présent chapitre est d’exposer le programme de travail visé. C’est, en ensemble,

une réponse à la requête évoquée au titre de la conclusion du chapitre 1. Le travail prévu au

titre de ce chapitre consiste à la mise en œuvre du composé géocellule et sable de dunes

(GCE/SDD) en corps de chaussée. Des essais sur site sont également programmés pour

évaluer la réaction de la structure de la chaussée à court terme. Les essais à opérer sont régies

par les moyens techniques, humains et temporels disponibles.

La géocellule (GCE) utilisée est dénommée

Alvéoter. Elle est fabriquée par la société

AFITEX-ALGERIE. Comme toutes les

GCE, l’Alvéoter se présente en structure

tridimensionnelle confectionnée à base de

bandes de géotextile polymérique soudées en

mailles (photographie 2.1). Photo 2.1: La géocellule Alvéoter

Le sable de dunes (SDD) utilisé est disponible partout dans la région Sud de l’Algérie. Ce

dernier est, non seulement, assez bien connu sur le plan social, mais caractérisé du point de

vue géoméchanique: granulométrie, résistance de compression, perméabilité, résistance au

cisaillement, …

L’idée régissant l’association GCE/SDD est de corriger le défaut de cohésion, que connaît le

sable de dunes, par intégration de la géocellule. L’inclusion de cette dernière dans la matrice

de sable confère à celui-ci une sorte de cohésion à échelle macroscopique. L’effritement du

sable est ainsi évité, ce qui donne possibilité de l’utiliser sous réserve d’épreuves de

convenance fonctionnelle.

Le présent chapitre est structuré en deux parties distinctes. La première partie considère la

méthodologie prévue pour la mise en œuvre du procédé en question. La seconde partie est

consacrée aux détails recensés l’hors de la mise en œuvre même du composé dans les

ouvrages recensés.

2.2 Conception du protocole expérimental

Comme conclu dans le chapitre précédent, la recherche d’une solution est necessaire de tous

les matériaux locaux (individuels, composé) comme il est expliqué des résultats techniques

aboutis par les études et les directives d’experts, mais apparemment n’ont pas donné

satisfaction à la qualité des ouvrages réalisés et donc il y a lieu de rechercher un matériau qui



16

peut jouer le rôle d’une compensation des défauts de comportement des matériaux existants.

Les techniques actuellement utilisées pour dimensionner et réaliser les routes dans le Sud de

l’Algérie sont elles-mêmes celles élaborées en Europe et les pays occidentaux. La

compatibilité de ces méthodes est prévue douteuse de par l’aspect empirique de celles-ci.

Le programme expérimental prévu dans le cadre de ce chapitre consiste en l’association

GCE/SDD. L’idée est inspirée des composés à structure compensée comme c’est le cas du

béton armé et du verre armé. Les deux matériaux interfèrent en tant que matrice et raidisseur

structurel. L’ensemble est entreposé en couche de fondation d’une route. La fondation, ainsi

réalisée sera, par la suite investiguée en comparaison avec celle classiquement réalisée en

matériau tufeux ou en grave bitume.

Les matériaux utilisés (GCE et SDD) sont dictés par les conditions générales de faisabilité de

cette étude:

Le sable de dunes diffère point d’une région à l’autre. Celui existant dans la proximité du

projet est utilisé en faveur de son économie d’approvisionnement.

La géocellule utilisée (Alvéoter) est fournie par la Société AFITEX-ALGERIE dans le cadre

de coopération université secteur public.

2.3 Caractéristiques des matériaux utilisés

2.3.1 La géocellule Alvéoter

La Géocellule (GCE) disponible type Alvéoter réalisé par AFITEX ALGERIE, est une

nappe alvéolaire de forme hexagonale constituée de bondes géotextile non tissé aiguilleté en

polyester soudées entre elles régulièrement en certains points. En pratique la Géocellule type

Alvéoter est utilisée sur les talus pour maintenir le sol à une certaine stabilité de glissement.

Cette dernière peut être temporaire ou permanente.



17

Les caractéristiques sommaire de ce matériau sont résume dans le tableau 2.1 :

Tableau 2.1 : Caractéristique de la Géocellule Alvéoter.

Caractéristiques Normes Valeur ALVEOTER 10

ALVEOTER

15

ALVEOTER

20

Physi

que

Hauteur des alvéoles

m 0,10 0,15 0,20

Petit coté des alvéoles m 0,20 0,20 0,20

Grand coté des alvéoles m 0,25 0,25 0,25

Epaisseur des bandes mm 2,2 2,2 2,2

Méc

aniq

ue

Masse surfacique du

panneau

NF EN ISO

9864 g/m

2 300 450 600

Résistance à la traction SP NF EN ISO

10319 kN/m 15 15 15

Résistance au cisaillement

des liaisons

NF EN ISO 1

0319 kN/m 9 9 9

Résistance au pelage des

liaisons

NF EN ISO

10319 kN/m 9 9 9

Co

nd

itio

nn

emen

t

Largeur

m 6,94 6,94 6,94

Longueur m 14,50 14,50 14,50

Poids du panneau kg 30 45 60

Dimension développé m2

100,50 100,50 100,50

Dans le programme expérimental envisagé c’est celui de déployer la GCE en horizontale en

remplacement de la couche de fondation de la route. Cette dernière est remplie de SD et

recouverte de matériau classique utilisable dans les routes pour la fonction de couche de base.

On prévoit que cette opération ne nécessite pas un compactage, ni malaxage, ni modification,

ni contrôle suivi, et que le Sable de dunes est choisi par son abondance et il a des

caractéristiques physiques et mécaniques assez intéressent a part son défaut de cohésion.



18

2.3.2 Le sable de dunes

Le sable de dunes (SD) utilisé et celui disponible dans tout le sud algérien et présente un

certain nombre d’avantage géomécanique (résistance de compression, perméabilité, résistance

au cisaillement). Ces caractéristiques diffèrent peut d’une région à une autre.

Les caractéristiques sommaire de ce matériau sont résume dans le tableau suivant :

Les engins doivent mettre le remblai su sable de dunes extérieurement afin d’éviter la

détérioration de la Géocellule. Pour éviter l’usure des accotements des planches d’essais,

mettre une rallonge de protection en grave concassé (matériau de couche de base). Les

planches d’essais doivent être installées sur la même ligne pour un bon suivi de contrôle

technique.

2.4 La mise en œuvre de couche de base :

Après avoir rempli la Géocellule par le sable de dunes, la mise en place de couche de base

vient au 2éme lieu. Le matériau avant la mise en exécution devrait être malaxé à l’après-able

et mis en place par décharge étalement.

D’une part, les travaux de suivis sont prévus de pré avec la mise en œuvre de réalisation et

des essais sont programmés pour la phase après la réalisation, l’essai de plaque qui est fait

directement sur la couche de fondation ou bien sur la couche de base et puis les deux essais de

densité et Clegg sur la couche de base . D’autre part les suivis dans le temps c-a-d des

recherches des éventuels signes d’une stabilité et dégradations, et aussi suivi de

comportement dans le temps.

2.5 Réalisation des planches d’essais

2.5.1 Préambule

La présente section de ce chapitre expose, de façon suffisamment détaillée, les principales

phases de mise en œuvre du composé GCE/SDD. De même, les essais réalisés et les sujets

jugés pertinents sont décrits. Quelques orientations pour une meilleure mise en œuvre sont

annoncées.

Tableau 2.2 : Caractéristique de Sable de dunes.

Sable de dune

γd(kN/m3)

14.6

c (kN/m3) / φ(°) 0 / 29

d10/d20/d50/d90/d100 0.1/0.15/0.25/0.45/1

ES (%) 81.94

Insolubles (%) 96



19

2.5.2 Site N°1 sur la RN51

La première planche d’essai réalisée dans le cadre

de l’étude est située sur la route nationale numérotée

improprement 51 (RN51) dans sa partie reliant

Ouargla à El-Goléa. C’est une ancienne route dont

le trafic fut très minime pour diverses causes

techniques, sociales et de sécurité. La direction des

travaux publics de la Wilaya d’Ouargla a pris

l’initiative de la renouveler et mettre en service.

Dans le cadre du développement administratif de

2015, El-Goléa est devenue Willaya déléguée, ce

qui incite impérativement de bénéficier des services

offerts au titre de la remise en service de cette route.

Figure 2.1 : Photo satellitaire de la

RN51

Dans ce mémoire, la route en question est désignée par RN51 pour la différentier de la vraie

RN51. Cette dernière route (la vraie RN51) commence au Pk 928+600 de la RN1 à environ

60km au Sud d’El-Goléa pour atteindre la RN6 dans la localité Tsabit dans la wilaya d’Adrar.

La figure 2.1 montre une vue satellitaire dans laquelle le trait en pointillés désigne le

parcours, à vol d’oiseau, entre Ouargla et El-Goléa.

La première compagne expérimentale prévue dans le cadre de ce PFE consiste en la

réalisation de deux petites planches d’essais routiers. Celles-ci sont implantées sur la RN51 à

la coordonnée Pk52+500. Ces deux planches sont désignées A et B. Elles sont de dimensions

3.5m x 8m chacune. Elles sont mise en œuvre en tant que couche de fondation de la route.

Elles sont composées d’une nappe de géocellule encaissant du sable de dunes (GCE/SDD).

Les détails de mise en place de ces deux planches sont ci-dessous exposés.

Le programme de travail, prévu dans le cahier de charges de l’entreprise de réalisation,

consiste en un décapage de l’ancienne couche de roulement. Celle-ci étant, en effet, très

dégradée, le maître de l’ouvrage décide de la supprimer et de la remplacer par une nouvelle

couche de base surmontant celle existante, puis une nouvelle couche de roulement. Les phases

de réalisation des deux planches d’essai (A et B) se résument en:

Planche A

o décapage de l’ancienne couche de roulement (photographie 2.2).

o déblayement des couches de base et de fondation existantes (photographie 2.3). Cette

opération est réalisée sur une seule bande de la route compte tenu de la quantité d’Alvéoter

disponible. La longueur et largeur de la géocellule déployée sont respectivement 8.5m et

3.5m. La disposition semblant naturelle est d’étaler la GCE parallèlement à la direction de la

route.



20

Photo 2.2: Décapage de la couche de

roulement sur la RN51

Photo 2.3: Décapage des couches de base et

de fondation existantes

o mise en place de l’Alvéoter vide, puis remplissage minutieux par du sable de dunes (photo

2.4). L’étalement de l’Alvéoter peut se faire à l’aide de piquets enfoncés dans le sol support.

Le maintient provisoire (à la main) de la GCE étalée est aussi possible en attendant le

remplissage immédiat par du sable de dunes. L’inconvénient de la première façon de faire est

que les piquets peuvent nuire aux futurs pneumatiques au cas où la couche réalisée se

découvre.

o arrosage du sable pour fin de favoriser le remplissage des alvéoles (photo 2.5).

Au terme de cette opération, la nouvelle couche de fondation, composée de GCE/SDD, est

considérée achevée. Les opérations qui restent à réaliser sont sommairement identiques aux

chaussées classiques. Ces dernières sont à entreprendre de sorte à ne plus abimer (sous aucun

prétexte) la fondation ainsi réalisée. Les étapes consécutives de mise en œuvre sont décrites

ci-dessous.

o mise en œuvre de la couche de base en grave concassée (GC) sur une épaisseur de 40cm. La

GC est malaxé avant d’être étalée sur la couche de fondation en GCE/SDD.

Photo 2.4: Remplissage minutieux de la

géocellule par du sable de dunes.

Photo 2.5: Sable de dunes arrosé dans les

alvéoles.



21

Ce, pour éviter (impérativement) le passage

des engins directement sur la couche

confectionnée. La photographie 2.6 montre la

phase finale de compactage de la couche de

forme. L’épandage de la GC est relativement

délicat compte tenu de l’absence d’engins

spécifiques.

Photo 2.6: Compactage de la couche

de base sur la planche A.

Planche B

La planche désignée par B est semblable à celle dénommée A, à la différence qu’elle enferme

une nappe de géotextile de protection (AP) surmontant la couche GCE/SDD. Cette nappe de

GTX est incluse dans l’objectif d’augmenter la portance de la couche de fondation en

GCE/SDD. L’évaluation économique est certes plus coûteuse, cependant l’apport en

renforcement peut justifier cette dépense.

Après réalisation de la couche de fondation en GCE/SDD, une couche relativement peu

épaisse en GC est épandue avant de venir mettre le GTX. Ceci pour éviter l’enfoncement de

ce dernier dans les alvéoles lors du compactage. Les photographies 2.7 et 2.8 montrent

respectivement l’épandage d’environ 5cm de GC sur le composé GCE/SDD et mise en œuvre

du AP suivi du compactage de la couche de base proprement dite.

2.5.3 Caractéristiques des matériaux utilisés

Les matériaux utilisés pour la réalisation des deux planches d’essai (A et B) sont la géocellule

du type Alvéoter, le géotextile du type AP70 et le sable de dunes. Les caractéristiques

usuelles de ces matériaux sont regroupées dans le tableau 2.3.

Photo 2.7: Epandage de la GC sur la couche

GCE/SDD

Photo 2.8: Compactage de la couche de base

au-dessus du GTX AP.



22

Les caractéristiques de l’Alvéoter sont trouvées sur la fiche technique du produit, celles du

GTX AP sont obtenues par Hassani (2015). Les caractéristiques du sable de dunes sont

obtenues suite à des essais propres à ce PFE.

Tableau 2.3: Caractéristiques des matériaux utilisés

Sable de dunes

(Proximité du site)

Géocellule (GCE)

type Alvéoter

Géotextile (AP 70)

d’après Hassani 2015

d(kN/m3) 14.6 Forme: d - D (cm) 20 - 25 Msurf (g/m²) 680

c (kN/m2) / φ(°) 0 / 29 Msurf (g/m²) 600 Ep2kPa(mm) 3.6

d10/d20/d50/d90/d100 0.1/0.15/0.25/0.45/1 Rtrac SP (kN/m) 15 Rtrac (kN/dm) 4.34

E.S. (%) 81.94 Rcis (kN/m) 09 εmax(%) 91.72

Insolubles (%) 96 Rpelage (kN/m) 09 Rpyr (kN) 4.3

2.5.4 Essais réalisés

Les essais prévus d’être réalisés sur site sont: l’essai de plaque, l’essai Clegg et celui de

mesure de densité sur place. Ces essais sont à mener sur les deux planches (A et B) et sur la

zone ordinaire de la route de sorte à comparer les résultats obtenus. D’autres essais, jugés

intéressants, tels que la mesure des contraintes dans la chaussée au passage d’engins, ne sont

pas possibles pour cause de défaut de

moyens d’expérimentation et de

financement des services. Par ailleurs, des

observations de l’état des planches réalisées

sont projetées après achèvement des travaux

et mise en service de la route. La

photographie 2.9 montre l’empreinte des

planches réalisées antérieurement à

l’imprégnation par du cut-back.

Photographie 2.9: Empreintes des planches achevées

et des essais de plaque à réaliser.

1. Essai de plaque

L’essai de plaque consiste en l’application, par intermédiaire d’une plaque rigide de diamètre

60cm, deux cycles de chargement successifs normalisés (NF 94-117-1). Le chargement est

maintenu, pour les deux cycles, jusqu’à constatation de stabilisation de l’enfoncement de la

plaque. L’objectif de l’essai est l’évaluation du module dit ‘de chargement statique à la



23

Tableau 2.4: Résultats des essais de plaque réalisés.

plaque’ du sol testé. Les résultats

obtenus des essais de plaque

réalisés sont résumés dans le

tableau 2.4.

Ev1(MPa) Ev2(MPa) Ev2/Ev1

Planche (A) 937.5 803.57 2250 1500 2.4 1.87

Planche (B) 1406.25 234.38 4500 1500 3.2 6.4

Zone ordinaire 2812.5 Infini Infini

Quelques détails relatifs au calcul effectués

dans le cadre de cet essai sont exposés dans

l’annexe A. Dans le cadre de la présente

investigation, l’essai de plaque est appliqué

au droit de cinq différents emplacements:

deux essais pour chacune des planches A et

B, et deux autres sur la chaussée ordinaire. La

photographie 2.10 montre un exemple des

essais réalisés.

Photographie 2.10: Exemple d’essai de plaque

réalisé dans le cadre de la présente étude.

Réaliser en 30s au minimum un

premier chargement de la plaque

en lui appliquant une force de

7068 daN±140. Cette force

produit sur la plate forme une

pression moyenne de 0,25 MPa

(voire Figure A.2).

Lorsque cette pression est

atteinte, la maintenir aussi

longtemps que l’enfoncement de

la plaque, mesuré sur une période

de 15s, demeure à 0,02mm. Cette

valeur est considérée comme

correspondant à la stabilisation de

la déflexion de la plate forme. Figure 2.2 : Schéma de principe des cycles de

chargement-déchargement appliqués sur la plaque durant

l’essai de plaque



24

Figure 2.3: Résultats de l’essai de plaque, planche A, point 1.

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

2.8

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16

Con

train

te (

MP

a)

Enfoncement (mm)

Figure 2.4 : Résultats de l’essai de plaque, planche A, point 2.

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

2.8

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16

Co

ntr

ain

te (

MP

a)

Enfoncement (mm)



25

Figure 2.5 : Résultats de l’essai de plaque, planche B, point 1.

Figure 2.6 : Résultats de l’essai de plaque, planche B, point 2.

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

2.8

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

Con

train

te (

MP

a)

Enfoncement (mm)

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

2.8

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Co

ntr

ain

te (

MP

a)

Enfoncement (mm)



26

2. Essai Clegg

L’essai Clegg est appliqué sur les deux planches d’essais

réalisées, ainsi que sur la chaussée ordinaire. Cinq points d’essai

sont choisis sur chacune de ces zones: planche A, planche B et la

chaussée ordinaire (à l’extérieur des deux planches). L’essai en

question consiste en une masse tombant sur le sol. La réaction du

sol à la percussion est traduite en unité proportionnelle

étroitement liée à l’état de densité de celui-ci. Ces résultats sont

notamment convertis en indice portant CBR. La photographie

2.11 montre une phase de réalisation de l’essai Clegg sur la

planche A. Quelques uns des résultats obtenus de cet essai sont

résumés dans le tableau 2.5.

Photo 2.11: Essai Clegg (planche A)

Figure 2.7 : Résultats de l’essai de plaque, planche ordinaire.

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

2.8

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

Con

train

te (

MP

a)

Enfoncement (mm)



27

Tableau 2.5: Résultats des essais Clegg.

Résultats obtenus Moy CBRd(%)

Planche (A) 19 27 19 19 17 20 28.00

Planche (B) 19 23 20 47 32 28 54.88

Zone ordinaire 33 36 37 32 28 33 76.23

2.5.5 Discussion des résultats

Les résultats exposés dans les tableaux 2.4 et 2.5 montrent les sujets suivants:

Les résultats des essais de plaque sont anormalement bons. Les valeurs des modules Ev1 et

Ev2 sont visiblement élevées par rapport à celles couramment obtenues sur des chaussées

similaires. Les résultats mêmes des essais effectués sur la zone ordinaire sont bien élevés, ce

qui rend difficile leur interprétation. Davantage de déductions ne semblent pas évidentes à la

lumière des résultats obtenus sur les trois zones.

Les résultats de la planche (B) sont, quand-même, trouvés supérieurs à ceux de la planche

(A). Ceci est justifié de par la présence du lé GTX de protection sus-jacent à la couche

GCE/SDD dans la planche (B).

En considération des soupçons portés sur la bonne qualité des résultats obtenus sur les

planches d’essai, la reprise du programme expérimental est jugée nécessaire. Un second projet

de réalisation de route doit, cependant, être trouvé.

Les indices CBR, déduits des essais Clegg (tableau 2.5), dévoilent que la couche de base est

assez bien compacte et portante. Ceci implique que le compactage est effectué à grande

énergie fournie. Cependant, la moyenne des résultats obtenus sur la planche B (avec GTX)

sont faibles par rapport aux prévisions. Cette moyenne est, en effet, prévue supérieure à celle

obtenue sur la planche A (sans GTX). La mesure de la densité du sol sur-place aurait souligné

le taux de compactage de chaque planche, ce qui aurait permit de comparer les compacités,

d’une part, entre les deux planches et, d’autre part, par rapport à la compacité seuil imposée

par l’étude géotechnique.

RIV : valeur impact réel

D’un point de vue analytique, on peut estimer que les résultats obtenus sur l’ensemble des

trois zones devaient être comparables compte tenu du fait que la portée de l’essai Clegg

n’atteint pas la fondation de la route où le composé GCE/SDD est mis en place.

CBR (%)=0.07(RIV)2



28

2.6 Conclusion

Le principal sujet évoqué au titre du présent chapitre est l’introduction éventuelle du produit

géocellulaire comme fondation de chaussée. L’inclusion escomptée de la GCE est requise en

vue de compenser les défauts mécaniques du sable de dunes pour être utilisé dans la

réalisation des chaussées. L’intérêt d’une telle utilisation est évident compte tenu de la

disponibilité du produit géocellulaire et de l’abondance du matériau sableux dans le Sud

algérien.

Le travail expérimental effectué doit, cependant, suivre certaines recommandations

nécessaires:

Collecte de données concernant le projet envisagé. Les éléments d’information requis à cet

effet sont les caractéristiques des matériaux utilisés (géocellule et sable de dunes).

Réunir tous renseignements concernant les essais nécessaires afin de confirmer les résultats

incertains.

Le type et emplacement du chantier. Les planches d’essai sont délicatement autorisées sur les

nouveaux projets ou sur des projets du type route nationale. De même, certaines routes situées

dans le centre ville présentent nombre de contraintes face à un tel travail expérimental et de

recherche. L’existence de regards et la circulation d’usagers durant la période des travaux sont

des exemples de tels désagréments.

L’approbation du site d’implantation de la planche d’essai requiert des démarches

administratives assez pénibles. En outre, une coordination bien entretenue est à assurer entre

les divers partenaires: Maître de l’ouvrage, l’Entreprise de réalisation, le Laboratoire d’essais

géotechniques, le Bureau d’étude, …

Par ailleurs, la réalisation de la compagne d’essais a permit de retenir les aspects suivants:

Les résultats des essais de plaque réalisés sur les deux planches (A et B) sont trouvés

anormalement bons. Une reprise des travaux expérimentaux effectués, et un complément

d’analyses mécaniques sont nécessaires pour confirmer les résultats bons mais en nombre

insuffisant pour cette première compagne d’essais.

La nécessité de construire des planches d’essais à grandes dimensions afin d’obtenir des

résultats acceptables.

Le programme des essais est à enrichir pour englober d'autres essais tels que le CBR in-situ,

mesure des contraintes dans le sol suite à des essais de chargement dynamiques.

Des observations de l’état de la chaussée après sa mise en service. Ce, pour évaluer la

durabilité des matériaux utilisés face aux contraintes climatiques, hydrologiques et de service.

CONTRIBUTION A LA CARACTERISATION D’UNE CHAUSSEE PROTOTYPE INCLUANT UNE GEOCELLULE CHAPITRE 3 EVALUATION ECONOMIQUE DU COMPOSE CONFECTIONNE

29

CHAPITRE 3 EVALUATION ECONOMIQUE DU COMPOSE CONFECTIONNE

3.1 INTRODUCTION

L’aspect économique d’un projet de réalisation d’un ouvrage quelconque compte parmi ceux

les plus importants sur lesquels les maîtres d’ouvrages peuvent prendre décision. C’est un

aspect de l’étude reconnu décisif. Il est fonction de plusieurs paramètres techniques, sociales

et fonctionnels. Cet aspect particulier est distinct d’un projet à l’autre, voire d’une période à

l’autre pour un même ouvrage.

Dans ce chapitre, les montants (en chiffres) de diverses prestations de fourniture de produits,

de services et de mises en œuvre d’un tronçon de route sont affichés. Les montants énoncés

sont, évidement, relatifs aux matériaux utilisés, à la région concernée et aux services évalués

selon les règles des marchés en cours.

L’objectif visé dans le cadre de ce chapitre est d’évaluer le prix de revient d’une couche de

chaussée réalisée en GCE/SDD comparativement à la même couche réalisée en technique

classique. C'est-à-dire en tuf compacté. Cette évaluation ne prétend pas pouvoir considérer

des aspects difficilement évaluables tels que la qualité des services, la durabilité des

matériaux et les durées de réalisation des phases du projet

3.2 Présentation et interprétation

Les devis quantitatifs et estimatifs des deux variantes de mises en œuvre sont récapitulés dans

les tableaux 4.1 et 4.2. La première variante (V1) est celle usuellement utilisée. C'est-à-dire en

matériaux traditionnels. La seconde variante (V2) est celle relative au composé GCE/SDD. La

même taille de la chaussée est considérée dans les deux variantes: 1883ml de route ≡ 4400 m3

de matériau traditionnel à mettre en place ≡ 22000m² d’étendue en termes de superficie. En

chiffres simplifiés: 1m 3

≡ 5m2 ≡ 0,43 ml. Cette taille référentielle est dictée par le volume de

matériau géocellulaire pouvant être transporté par un camion semi-remorque. La différence

relative entre les deux variantes n’est, évidemment, pas affectée par la taille adoptée, du

moment qu’elle est la même pour les deux cas. Le tableau 4.3 montre des détails sur les prix

unitaires élaborés.


30

Tableau 4.1 Devis quantitatif et estimatif de 1833 ml de route réalisé par la méthode

traditionnelle.

N° DESIGNATION UNITE Qté P.U (DA) P.T (DA)

Etude Géotechnique

1

Contrôle de la couche de fondation en tuf

concassée y compris le contrôle des

matériaux au niveau de la carrière et en

cours de mise en œuvre, interprétation et

synthèse des résultats des essais obtenus,

établissement des rapports et toutes

sujétions de bonne exécution.

ml 1833 20 36 660

Réalisation

2

Couche de fondation en tuf sur 20cm

d’épaisseur et 12 m de largeur y compris

transport du tuf et de l’eau, malaxage et

compactage à 97% de l’OPM et toutes

sujétions de bonne exécution.

ml 1833 2 500 4 582 500

Montant Total

(H.T.) 4 619 160

Tableau 4.2 Devis quantitatifs et estimatif de 1833 ml de route réalisé par la nouvelle

méthode (GCE/SD)

DESIGNATION UNITE Qté P.U

(DA) P.T (DA)

Etude Géotechnique ml 0 0 0

1 Achat de l'Alvéoter m2 22000 700,00 15 400 000

2 Transport depuis Alger jusqu'à Ouargla F

200

Palettes RAS 60 000

3 Décharge et mise en place

(=déploiement sans remplissage avec du

sable)

m2 22000 2,50 55 000

4 Remblaiement avec du sable de dunes m2 22000 16,37 360 180

Montant Total (H.T.) 15 875 180


31

Tableau 4.3 Détails sur le devis de remblaiement en sable des dunes.

DESIGNATION

Approvisionnement UNITE Qté P.U (DA) OBSERVATION P.T (DA)

Chargement m 3

4400 10,45

- Remplissage du camion par un chargeur: 5min.

- Nombre de rotations: 275.

- Payement du chargeur: 2000 DA/h.

45 980,00

Transport m 3

4400 31,25

- Contenance du camion: 16m3.

- Nombre de rotations: 275.

- Payement: 500 DA/rotation.

137 500,00

S.TOTAL 183 480,00

Epandage / étalement

Chargeur h 68 2 000,00 - Payement du chargeur: 2000 DA/h. 136 000,00

Ouvriers (Travail manuel) m² 22000 1,85

- Nombre d’ouvriers: 2.

- Honoraire: 1000 DA/ouvrier (à raison d’environ 6h de travail net par jour).

- Durée d’épandage du sable de dunes sur de 9m2: 3min.

- Temps de réalisation de 22000 m²: 123 heurs.

40 700,00

S.TOTAL 176 700,00

Montant Total (H.T.)

360 180,00


32

3.3 Interprétation

L’examen analytique des tableaux 4.1 et 4.2 montre explicitement le montant visiblement

élevé de la variante V2 comparativement à V1. Le rapport V2/V1 est trouvé proche de 350%.

Ce facteur d’échelle en termes financiers peut être considéré à titre indicatif compte tenu des

prix unitaire introduits à caractère estimatif. Cependant, les interprétations et jugements

découlant de la lecture des deux devis sont reconnus quasiment les mêmes, même si les prix

unitaires des services ou de l’achet de l’Alvéoter sont un peu modifiés.

Le prix d’achat du matériau Alvéoter constitue près de 97% du prix de conception et mise en

œuvre du corps de chaussée avec cette technique. Les montants des autres prestations

(transport de l’Alvéoter depuis l’usine de fabrication, ouvriers à la main, transport du sable de

dunes et remblaiement sur place) ne constituent que 3% de l’affaire.

La comparaison des montants obtenus favorise, sans doute, la première variante. De même, la

durée de mise en œuvre selon le procédé de la V1 est évalué 4 fois plus rapide celle de V2.

Cependant, quelques avantages de la V2 n’apparaissent pas dans les tableaux affichés. Parmi

ceux-ci:

- Manutention du matériau géocellulaire de par sa légèreté,

- Simplicité des équipements nécessaire pour la mise en œuvre de la V2: Trois à quatre engins

de petit à moyen tonnage seraient suffisants pour assurer le fonctionnement d’un chantier de

mise en œuvre.

- Composante humaine non nécessairement qualifiée. Une main d’œuvre peu professionnelle

peut suffire pour démarrer un chantier. L’apprentissage des tâches à effectuer est quasiment

instantané.

3.4 CONCLUSION

L’évaluation économique du procédé géocellule/sable de dunes nécessite une étude

économique relativement détaillée. En effet, favoriser l’une ou l’autre des deux techniques est

loin d’être une simple comparaison de montants totaux issus de prix unitaires peu analytiques.

Néanmoins, les chiffres auxquels aboutissent les calculs effectués peuvent être considérés à

titre estimatif. Le technicien en géotechnique peut contribuer à mieux répondre aux éléments

d’information requis par un économe compétent en son domaine professionnel.

Le paramètre temps et les moyens utilisés pour la mise en œuvre de la technique V2 sont,

évidemment, quantifiable en termes financier. Les planches d’essais procédées dans le cadre

de la présente étude sont réalisées par des moyens de bord, non vraiment adaptés aux fins

ciblées. Le service est reconnu être nettement plus rentable si des moyens appropriés sont

déployés.


33

La mise en œuvre de la technique GCE/SDD fut réalisée au biais de moyens impropres.

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