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EPIGRAPHE; DEDICACE; REMERCIEMENT; SIGLES ET ABREVIATIONS

La dernière année des études universitaires se termine par la rédaction d’un projet de fin d’étude. C’est une épreuve consistant à mener un travail de recherche pour essayer de trouver des alternatives par rapport aux multiples défis de survie que font face l’humanité. C’est dans cette perspective que, nous aussi, nous voilà aborder cette épreuve. Nous concernant, nous avons eu beaucoup de passion à l’égard du domaine de construction routière, l’une des disciplines du génie civil.

La route reste le symbole du mouvement et de la communication, du progrès et de l’espoir. Chacun prend la route où il veut, quand il veut. C’est en cela un moyen de transport le plus souple, le plus modeste et le pus libéral qui puisse exister. Elle s’appuie sur d’autres moyens de transport existants, plus efficaces pour les transports de masse ou à grande vitesse, elle s’appuie toujours à eux et les complète en se coordonnant à eux. A ce fait notre travail reposera sur l’ «  étude de dimensionnement d’une chaussée souple : cas de la piste d’accès aux sites du barrage et de la centrale hydro-électrique de Ruzizi III ».

DEDICACE

A ma Famille

REMERCIEMENTS

Qu’il me plaise, de remercier tout d’abord le Bon Dieu de m’avoir gardé vivant jusqu’à ce jour-ci.

De façon plus personnelle, j’aimerais remercier ma très cher mère Léocadie Munyerenkana qui a su me faire comprendre l’importance de l’éducation, mais également les vertus de l’ouverture d’esprit et de la tolérance. Elle m’a offert l’opportunité de m’orienter selon mes ambitions tout en m’épaulant dans mes choix et en restant à mon écoute. Je lui dois ce que je suis.

Nous saluons également l’effort du corps professoral de l’Université Espoir d’Afrique en général et plus personnellement mon directeur de mémoire, Alain-Didier Ngendakuriyo pour sa disponibilité, ses instructions qu’il n’a pas cessé de nous accorder durant la rédaction de ce travail.

Mes sincères remerciements aux couples : Freddy et Esperance, Mana et Angélique, Steave et Lumière. A ma petite sœur chérie Bintu Noëlla, grand merci !

Que tous mes amis, mes camarades et tous ceux qui ont, de près ou de loin, contribué à la réussite de ce travail.

Que Dieu vous bénisse !

SIGLES ET ABREVIATIONS

B.V :               Basin Versant

CBR :             California Bearing Ratio

CEBTP :        Centre Expérimental du Bâtiment et Travaux Publics

CEPGL :        Communauté Economique des Pays des Grand Lac

DAO :             Dossier d’Appel d’Offre

DCP :              Dynamic Cone Penetrometer

EGL :             Energie de Grand Lac

GNT :                         Grave Non Traité

GCV :             Génie Civil

ICTARN :      Institution sur les Conditions Techniques d’Aménagement des Routes

                        Nationales

NPHE :           Niveau de Plus Hautes Eaux

OR :                Office des Routes

PERT :           Program Evolution and Review Technic

PL :                 Poids Lourd

PK :                Point (Poteau) Kilométrique

SETRA :        Service d’Etudes en Transport, Routes et Autoroutes

RDC :                         République Démocratique du Congo

RN :                Route Nationale

RP :                 Route Provinciale

RC :                Route Communale

TEM :             Temps d’Evacuation Moyen

TIC :               Technologie d’Information et de Communication

TJM :              Trafic Journalier Moyen

UNESCO :     United Nations of Education, Science and Culture Organization

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Tracé Passant par une Zone Rocheuse Escarpée. 3

Figure 2 : Tracé Passant par une Zone Rocheuse. 3

Figure 3 : Tracé Prévu sur une Roche à Forte Pente. 4

Figure 4 : Tracé Général de la Piste d’Accès aux Sites de la Centrale Hydro-électrique et du Barrage  15

Figure 5 : Différentes Parties d’une Chaussée. 22

Figure 6 : Vue d’une Coupe d’une Chaussée. 24

Figure 7 : Parties Constitutives d'une Chaussée. 25

Figure 8 : Stations de Contrôle. 29

Figure 9 : Station d’Imagerie. 30

Figure 10 : Théodolite. 30

Figure 11 : Niveau à Lunette et Mire. 31

Figure 12 : Modélisation de Visibilité en Virage. 37

Figure 13 : Comportement d’un Véhicule Gravitant une Rampe. 39

Figure 14 : Rayons de Courbure en Plan. 40

Figure 15 : Types de Raccords des Déclivités. 45

Figure 16 : Déclivité d’une Chaussée. 46

Figure 17 : Développement du Raccord. 48

Figure 18 : Raccord Parabolique Entre Deux Déclivités. 48

Figure 19 : Calcul des Caractéristiques du Raccord en Fonction de R et m.. 49

Figure 20 : Schéma de Modélisation de Visibilité en Angle Saillant 51

Figure 21 : Visibilité dans les Raccordements Concaves. 52

Figure 22 : Visibilité dans les Raccordements Concaves. 53

Figure 23 : Visibilité dans les Raccordements Convexes. 53

Figure 24 : Terminologie du Profil en Travers Type. 55

Figure 25 : Drainage d’une Chaussée. 58

Figure 26  : Drainage Profond d’une Chaussée. 59

Figure 27 : Différents Types de Drains. 61

Figure 28 : Vue Aérienne du Bassin Versant du Site du Projet 64

Figure 29 : Caniveau Rectangulaire. 70

Figure 30 : Caniveau Trapézoïdal 70

Figure 31 : Caniveau Parabolique. 70

Figure 32 : Schéma de Calcul du Caniveau Trapézoïdal 71

Figure 33 : Profil Type du Caniveau Conçu. 76

Figure 34 : Dimensions de la Buse à utiliser pour la Chaussée Projetée. 77

Figure 35 : Matériau Granulaire Limoneux-sableux (entre PK 0+000-PK 4+000) 79

Figure 36 : Carrière de Matériaux Graveleux en Exploitation au PK 1+500. 79

Figure 37 : Roche montrant les Phases de Plissement qui ont affecté la Région. 81

Figure 38 : Matériels de l’Essai Proctor 86

Figure 39 : Matériels de l’Essai CBR.. 87

Figure 40 : Description d’un Pénétromètre Dynamique. 89

Figure 41 : Effet de toute Charge en Déplacement sur le Sol 93

Figure 42  : Formation d’une Ornière sous Effet d’une Charge se déplaçant sur le Sol 93

Figure 43 : Schéma de Principe illustrant la Déflexion d’un Sol sous Effet de Passage d’une Charge  94

Figure 44 : Dégradation due aux Irrégularités à la Surface de Revêtement 95

Figure 45 : Relation de Boussinesq. 96

 

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Classification des Routes au Rwanda. 7

Tableau 2 : Catégories des Routes Nationales de la RDC.. 11

Tableau 3 : Largeur de la Plate-forme et de la Chaussée. 26

Tableau 4 : Dévers Normal ICTARN, Route revêtue, Vitesse de Référence de 40 km/h. 34

Tableau 5 : Dévers Normal ICTARN, Route revêtue Vitesse de Référence de 60 km/h. 35

Tableau 6 : Caractéristiques en Plan du Projet 36

Tableau 7 : Caractéristiques du Profil en Travers Type. 54

Tableau 8 : Diamètre de Différents Types de Drains. 61

Tableau 9 : Pluviométrie dans la Zone du Projet 63

Tableau 10 : Nature de C en Fonction de Revêtement 65

Tableau 11 : Fréquences des Pluies d’Orage de 24h au Sud-Kivu/RDC.. 66

Tableau 12 : Paramètres des B.V d’Apport de notre Chaussée sur la Rive de la RDC.. 66

Tableau 13 : Paramètres des B.V d’Apport de notre Chaussée sur la Rive du Rwanda. 67

Tableau 14 : Superficies des B.V d’Apport sur la Rive de la RDC.. 67

Tableau 15 : Superficies des B.V d’Apport sur la Rive du Rwanda. 67

Tableau 16 : Coefficients de Forme des B.V de la Chaussée projetée sur la Rive de la    RDC.. 68

Tableau 17 : Coefficients de Forme de B.V de la Chaussée projetée sur la Rive du      Rwanda  68

Tableau 18 : Débits d’Ecoulement des Caniveaux du Projet sur la Rive de la RDC.. 69

Tableau 19 : Débits d’Ecoulement des Caniveaux du Projet sur la Rive du Rwanda. 69

Tableau 20 : Valeurs de  selon la Nature des Parois. 72

Tableau 21 : Paramètres des Caniveaux Trapézoïdaux. 73

Tableau 22 : Tableau Récapitulatif des Résultats. 75

Tableau 23 : Types de Revêtements Envisageables selon la Classe de Trafic par               C.E.B.T.P  85

Tableau 24 : Classe de Portance CBR.. 98

Tableau 25 : Classe du Trafic pour toutes les Classes de Véhicules Confondues. 99

Tableau 26 : Classe du Trafic en Fonction du Nombre Cumulé de Poids Lourds. 100

Tableau 27 : Classes de Trafic exprimé en Nombre Cumulé de Passage d’un Essieu. 101

Tableau 28 : Classe de Portance de la Chaussée projetée. 102

Tableau 29 : Tableau Récapitulatif des Résultats du Dimensionnement 103

Tableau 30 : Volume de Remblais et de Déblais. 105

Tableau 31 : Devis Estimatif du Projet 112

Tableau 32 : Temps d’Exécution des Travaux. 115

Tableau 33 : Planning de Gantt 118

TABLE DES MATIERES

DECLARATION DE L’ETUDIANT.. ii

AVANT-PROPOS. iii

DEDICACE.. iv

REMERCIEMENTS. v

SIGLES ET ABREVIATIONS. vi

LISTE DES FIGURES. vii

LISTE DES TABLEAUX.. ix

TABLE DES MATIERES. xi

CHAPITRE I

PROBLEMATIQUE DE LA RECHERCHE.. 1

Contexte General 1

Problématique du Sujet 2

Question de Recherche. 4

Description Générale et Localisation du Projet 4

Description du Projet 4

Localisation Géographique du Projet 5

Importance du Sujet 5

Objectif du Sujet 6

Délimitation du Sujet 6

Limitation du Sujet 6

Classification des Routes. 7

Classification des Routes au Rwanda. 7

Classification des Routes en RDC.. 10

CHAPITRE II

NOTIONS PRELIMINAIRES ET POLITIQUE ROUTIERE.. 13

Nécessité d’une Politique Routière. 13

Plan Routier et Plan de Développement 13

Contenu d’un Plan Routier 14

Schéma Directeur 14

Niveau d’Aménagement 15

Avantages des Aménagements Routiers. 16

Organisation des Etudes de Projet d’Infrastructures Routières. 17

Particularités des Projets d'Infrastructures Routières. 17

Acteurs du Projet et leur Collaboration. 17

Etapes de Réalisation du Projet 18

Etudes Préalables en Infrastructure Routière. 18

Etudes d'Avant-projet 19

Concertation avec le Public. 19

Enquêtes Publiques et Déclaration d’Unité Publique. 20

Etudes de Projet 20

Appels d'Offres. 20

Exécution des Marchés. 21

Pilotage du Projet 21

Equipe du Projet 21

Partenaires du Projet 21

Terminologie de la Route. 22

Définition d’une Chaussée. 22

Types de Chaussée. 24

Parties Constitutives d’une Chaussée. 25

Largeur de la Plate-forme et de la Chaussée en Alignement 25

Corps de la Chaussée. 26

CHAPITRE III

CONCEPTION GEOMETRIQUE DE LA CHAUSSEE.. 28

Topographie et quelques Appareils Topographiques. 29

Topographie du Site de notre Projet 29

Quelques Appareils Topographiques. 29

MS AX : Stations de Contrôle. 29

IS-3: Station d’Imagerie. 30

Théodolite. 30

Niveau à Lunette et Mire. 30

Tracé en Plan. 31

Éléments du Tracé en Plan. 31

Alignements Droits. 32

Arcs de Cercle. 33

Arcs de Clothoïde. 34

Virages. 36

Mouvement des Véhicules isolés. 38

Freinage et Longueur de Freinage. 39

Visibilité et Distance d’Arrêt 41

Limitation du Devers. 42

Raccordement entre Eléments de Traces. 42

Raccordement entre Alignements Droits. 42

Raccordement entre Cercle et Alignement Droit 43

Raccordement entre Cercles et Cercles. 43

Tracé en Plan de la Chaussée Projetée. 43

Profil en Long. 44

Pentes. 44

Rampes. 44

Raccordements. 45

Raccordements Progressifs. 45

Raccordement des Déclivités. 45

Raccordements Verticaux. 47

Distance de Visibilité en Angle Saillant 51

Rayon de Raccordement Vertical pour le Confort des passagers. 52

Rayon Minimum pour la Visibilité dans les Raccordements Concaves. 52

Rayon Minimum pour la Visibilité dans les Raccordements Convexes. 53

Profil en Long de la Chaussée Projetée. 54

Profil en Travers. 54

Profil en Travers Type et sa Terminologie. 55

Pente Transversale des Chaussées. 55

Accotements. 56

Profil en Travers Type de la Chaussée Projetée. 56

CHAPITRE IV

DRAINAGE, HYDROLOGIE ET ASSAINISSEMENT ROUTIER.. 57

Études Hydrologiques et Drainage. 57

Drainage Profond de la Chaussée Projetée. 59

Drainage Superficiel 60

Fossés. 60

Ouvrages de Transition. 60

Pose des Drains. 61

Effets de l’Eau sur la Route. 62

Assainissement Routier 62

Pluviométrie du Site. 62

Calcul du Débit 63

Coefficient de Ruissellement 64

Valeurs du Coefficient de Ruissellement en Fonction de la Nature du Sol 65

Superficie du Bassin d’Apport 66

Coefficient de Forme Coefficient de Frühling. 67

Détermination du Débit d’Ecoulement 68

Détermination des Paramètres des Sections Liquides des Caniveaux. 69

Dimensionnement des Caniveaux. 72

Dimensionnement des Buses. 76

CHAPITRE V

MATERIAUX NATURELS, ETUDES GEOTECHNIQUES, CONSTRUCTION GENERALE ET DIMENSIONNEMENT DE LA CHAUSSEE.. 78

Matériaux Naturels. 78

Investigations Géologiques et Géotechniques. 79

Contexte Géologique et Géotechnique du Projet 80

Essais Géotechniques du Projet 81

Remblai Contigus aux Ouvrages et des Fouilles. 81

Fondation Profondes. 81

Géotechnique Routière. 82

Eau dans le Sol 82

Caractéristiques Physiques du Sol 82

Classification des Sols. 83

Caractéristique Mécanique du Sol : Résistance du Sol 83

Compressibilité du Sol 83

Portance du Sol 83

Déformations du Sol 83

Analyse Géotechnique de la Qualité des Matériaux : Condition d’Acceptabilité. 84

Plate-forme. 84

Couche de Forme. 84

Couche de Fondation. 85

Couche de Base. 85

Couche de Revêtement 85

Quelques Essais Géotechnique Routière. 86

Tamisage. 86

Essai Proctor 86

Essai CBR.. 87

Essai au Pénétromètre Dynamique. 88

Construction Générale et Dimensionnement de la Chaussée. 89

Terrassement 90

Déblais. 90

Remblais. 91

Théorie sur le Compactage. 92

Objectif du Compactage. 92

Action du Compactage. 92

Action des Roues et de Revêtement Routier 94

Actions Normales des Roues. 94

Actions Tangentielles des Roues. 94

Patinage des Roues Motrices. 94

Action du Freinage du Véhicule. 95

Actions des Pneus. 95

Dégradation due aux Irrégularités à la Surface de Revêtement 95

Méthodes de Dimensionnement 96

Méthode CBR.. 96

Méthode du C.E.B.T.P. 97

Trafic : Classe du Trafic. 98

Durée de Vie. 98

Répartition du Trafic sur l’Itinéraire. 99

Poids Maximal de l’Essieu. 99

Classes de Trafic. 99

Calculs des Croissances du Trafic. 100

Choix de la Méthode de Dimensionnement 101

Commentaire sur les Résultats de la Plateforme. 101

Dimensionnement proprement dit de la Chaussée Projetée. 102

Classe de l’Indice de Portance. 102

Trafic. 102

Détermination des Couches constitutives de la Chaussée. 103

CHAPITRE VI

METRE DES TRAVAUX ET PLANNING.. 104

Métré des Travaux. 104

Quantification des Corps d’Etat 104

Cubatures. 104

Couches de la Chaussée. 105

Couche de Fondation. 105

Couche de Base. 105

Couche de Liaison. 106

Couche de Roulement 106

Quantité de Gravillons. 106

Quantité des Bitumes. 106

Caniveaux. 106

Fouilles. 106

Matériaux. 107

Construction du Mur de Soutènement contre l’Eboulement de Talus. 109

Quantité de Béton pour la Pose des Buses. 110

Cout Estimatif des Travaux. 111

Listing des Travaux. 111

Location des Engins de Construction. 112

Planning. 114

Différentes Méthodes d’Elaboration de Planning. 114

Installation du Chantier et Travaux Préparatoires. 115

Reprofilage et Compactage. 116

Mise en Place des Couches de la Chaussée. 116

Couche de Fondation. 116

Couche de Base. 116

Couche d’Accrochage. 116

Couche de Revêtement 116

Construction des Caniveaux. 116

Construction de Mur de Soutènement en Moellon contre l’Eboulement de Talus. 117

CHAPITRE VII

CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS. 119

Conclusion. 119

Recommandations. 119

BIBLIOGRAPHIE.. 121

Annexe A : Trace en Plan et Profil en Long. 122

Annexe B : Profil en Travers Type. 123

Annexe C : Conception Géométrique de la Route. 124

Annexe D : Dessin du Bassin Versant 125

Annexe E : Résultats des Essais Géotechniques de la Plate-forme. 126

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