conceptio..

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieure et de la Recherche Scientifique

Ecole Nationale Supérieure des Travaux Publics PROJET DE FIN D’ETUDE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME D’INGENIEUR D’ETAT EN TRAVAUX PUBLICS

Proposé par : EPE .ENGOA

Dirigé par : M . MALLEK. N lle

Présenté par : Mr. AOUADI Salah

RESUME A la fin du cycle de formation d’Ingénieur d’Etat en Travaux Publics, les élèves Ingénieurs s’intègrent en stage de trois mois de durée, qui permettra d’évaluer et compléter leurs connaissances et de les synthétiser en les reliant avec le domaine pratique. Notre formation comporte la conception et l’étude d’une trémie au centre ville de wilaya de Bouira au niveau de l’intersection des grands axes routiers RN5 et RN18 qui assurent le développement de la région. En premier pas nous avons déterminé l’axe principal pour l’implantation du projet on se basant sur les données fondamentales tout en respectant la règlementation on évitant les déférentes contraintes. Le deuxième pas est le pré dimensionnement des éléments constituant la trémie, puis le ferraillage et en final l’assainissement de la trémie.

Tout d’abord, je tiens à remercier Dieu clément et Miséricordieux de m’avoir donné la force et le courage de mener à bien ce modeste travail. Mes plus grands remerciements vont à Mlle MALLEK.N mon encadreur pour m’avoir guidé

pour la réalisation de ce projet et le

soutien scientifique et morale qu’elle m’a apporté. Je tiens à remercier tous ceux et celle qui de loin ou de près a contribué à finaliser ce modeste travail que j’espère sera a la hauteur de leur engagement. Je remercie vivement les étudiants pour leur aide matérielle et morale durant toute la période de préparation. Je

ne saurais oublier mes remerciements à tous ceux qui ont

contribué de près ou de loin à la réalisation de ce travail, ainsi qu’a tous les enseignants et l’ensemble de personnels de la bibliothèque et du centre de calcul pour leur serviabilité exemplaire.

Dédicace

‫ﺑﺴﻢ اﷲ اﻟﺮﺣﻤﻦ اﻟﺮﺣﯿﻢ‬

Au nom de Dieu, le tout Miséricordieux, le très Miséricordieux Je remercie le Dieu le tout Puissant de m’avoir motivé à réaliser ce modeste travail, également je remercie infiniment mes parents, qui mon encouragé et aidé à arriver à ce stade de ma formation. Je dédie ce laconique travail à ma très chère mère, qui m’a accompagné durant les moments les plus rudes de ce long parcours de mon éducation, celle qu’a fait preuve de ces plus copieux desseins pour me permettre de goûter le fardeau de ce monde et de chercher la voie de ma vie avec ces précieux conseils, dont je devait incessamment être de grande compétence et motivation. Cependant. Je prie Dieu le Miséricordieux qu’il te portera récompense, car la mienne ne sera guère complète. A mon père qui a sacrifie sa vie afin de me voir grandir et réussir dans le parcours de l’enseignement. Celui qui a toujours resté à mes côtés dans les moments pénibles de ma vie. A mes braves frères ; Hassen, Abd el Hakim A ma très chère sœur ; Samira A la mémoire de ma sœur ; Soumaya. A mes chers grands parents, oncles et tantes A toute la famille Aouadi. A mon encadreur Mlle Mallek N A tous mes chers amis …et tous ceux qui ont contribué de loin ou de prés à la réalisation de ce mémoire. Enfin, à tous ceux qui m’aiment.

Soyli

SOMMAIRE RESUME REMERCIEMENT DEDICACE INTRODUCTION GENERAL

Chapitre I : Présentation du projet I.1 Introduction……………………………………………………………………….1 I.2 Présentation du projet…………………………………………………………….1 I.3 Objectif du projet………………………………………………………………….2 I.4 Définition du plan de réaménagement retenu……………………………………..2 I-5 Descriptif du projet………………………………………………………………..3 I.6 caractéristiques techniques ………………………………………………………..3 Chapitre II : Etude géotechnique II.1generalites …………………………………………………………………………5 II.1.1 Introduction ……………………………………………………..……………. 5 II.1.2 Description ………... …….…………………………………………………….5 II.1.3 Situation .……………………………………………………………………….5 II.1.4 Aperçu topographique .………………………………………………………...5 II.1.5 Géologie du site .……………………………………………………………… 5 II.2 Reconnaissances du site .…………………………………………………………5 II.2.1 Nature de la reconnaissance .…………………………………………………...5 II.2.2 Résultat des sondages .………………………………………………………….6 II.2.3 Résultats des essais de pénétration de dynamique .…………………………….6 II.2.4 Relevé piézométrique .………………………………………………………….6 II.3.Essais de laboratoire. …………………………………………………………….7 II.3.1 Programme .…………………………………………………………………….7 II.3.2 interprétation .…………………………………………………………………..7 II.3.3 Identification .…………………………………………………………………. 8 II.3.4 compressibilité à l’oedomètre..…………………………………………………8 II.3.5 Caractéristiques mécaniques .…………………………………………………...9 II.3.6 Analyse chimiques sommaire .………………………………………………….9 II.4.1 Avertissement .…………………………………………………………………10 II.4.2 Stabilité d’ensemble ……………………………………………………………10 II.4.3Fondation de l’ouvrage …………………………………………………………10 II.5 Caractéristiques des sols …………………………………………………………11 II.5.1 Remblais latéraux ……………………………………………………………...12 II.5.1 Sol de fondation ……………………………………………………………….13 II.6 Conclusion ……………………………………………………………………..14 Chapitre III : caractéristiques des matériaux III.1 Introduction ……………………………………………………………………..15 III.2 Les matériaux ………………………………………………………………….. 15 III.2 1) Introduction…………………………………………………………………..15 III.2.2) Le béton ………………………………………………………………………15 III.3 La contrainte de calcul béton comprimé ………………………………………..17 III.4.1 Les armatures de béton armé…………………………………………………..18 III.4.2 Les résistances de calcul de l’acier ……………………………………………18 III.4.2 La limite élastique ……………………………………………………………..19 III.4.3 Contrainte limite de traction…………………………………………………..19 III.4.4 Contrainte de service de traction………………………………………………19

Chapitre IV : Conception routière IV.1 introduction ………………………………………………………………………… 20 IV.2 Données de base ……………………………………………………………………..20 IV.3 Tracer en plan ………………………………………………………………………..20 IV.3 Profil en long ………………………………………………………………………...21 IV.4 Profil en travers type ………………………………………………………………...24 IV.4 Corps de chaussée…………………………………………………………………... 24 IV.5 Conclusion…………………………………………………………………………….24 Chapitre V : Etudes des pieux V.1 Introduction……………………………………………………………………………25 V.2 Coefficients de poussée/butée …………………………………………………………25 V.3 Pression des terres ……………………………………………………………………..26 V.4 Détermination de la fiche ……………………………………………………………..27 Poussée ……………………………………………………………………………………..27 Butée ……………………………………………………………………………………… 28 V.5 Ferraillage Du Pieu ……………………………………………………………………29 V.5 .1 Détermination Des Sollicitation …………………………………………………….29 V.5.2 Calcul de section d’aciers à la flexion simple ……………………………………….31 V.5.3 Calcul de Section d’aciers à l'effort Tranchant…………………………………….. 32 Chapitre VI : pré dimensionnement VI.1 Introduction ……………………………………………………………………………34 V.1.1 Les cadres fermés …………………………………………………………………….34 V.1.2 Choix de la section ……………………………………………………………………34 V.1.3 Eléments de dimensionnement ……………………………………………………….34 VI.2 Généralités …………………………………………………………………………….37 VI.2.2 Pré dimensionnement des murs de soutènement (mur en L) ………………………..37 VI.3 Conclusion ……………………………………………………………………………..41 CHAPITRE VII : calcul des charges et ferraillage VII.1 PARTIE OUVERT ……………………………………………………………………42 VII.1. 1Description…………………………………………………………………………. 42 VII.1.2.Evaluation des efforts permanents…………………………………………………..43 VII1.2S.urcharge A(L) ………………………………………………………………………44 VII.1.3 Système B …………………………………………………………………………...44 VII.1.4Surcharges militaires MC120 ………………………………………………………..47 VII.1.5. Charge exceptionnelle (D240) ……………………………………………………...47 VII.1.6. Ferraillage des sections …………………………….………….…………..………..50 VII .2. PARTIE COUVERTE ………………………………………………………………..55 VII .2.1. Description …………………………………………………………………………55 VII .2.2. Evaluation des efforts permanents …………………………………………………55 VII .2.3Surcharge A(L) ………………………………………………………………………56 VII. 2.4 Charge due au système B …………………………………………………………...57 VII .2.5. Surcharges militaires MC120 ………………………………………………………..58 VII. 2.6 Ferraillage des sections ……………………………………………………………. 59 VII .3 Conclusion……………………………………………………………………………..65

CHAPITRE VIII : Assainissement VIII1. Introduction …………………………………………………………………………...66 VIII 2. Drainage des eaux souterraines ………………………………………………………66 VIII 2.1Nécessité du drainage des eaux souterraines ………………………………………..66 VIII 2.2 Protection contre la nappe phréatique ……………………………………..………..66

VIII.3. Dimensionnement du réseau de drainage………………………………………….67

Chapitre IX : Planification des travaux Planification des travaux…………………………………………………………………..70

Chapitre X : devis quantitatif et estimatif Devis quantitative et estimative……………………………………………………………71

Conclusion générale……………………………………………………………..…......72 Liste des tableaux Liste des figures Liste des planches Bibliographie Annexe

INTRODUCTION GENERALE Dans le cadre du développement économique, l’Algérie a connu une augmentation considérable du nombre de véhicules, cette augmentation a engendré une insuffisance du réseau routier à satisfaire la circulation automobile. La croissance socio-économique impose la préservation et la rénovation de ses moyens de communication notamment dans le domaine des infrastructures routières. Les préoccupations dominantes des responsables d’infrastructures routières ont tendu progressivement à des techniques de réalisation nouvelles qui pouvant faciliter la circulation, et amortir l’augmentation du trafic prenant conscience du problème. Dans cette optique et pour mieux répondre aux exigences actuelles imposées par le nombre croissant des usagers routiers vis-à-vis du besoin permanent en infrastructures, on aura recours à un réaménagement du site existant dans le but de le rendre plus avantageux. À ce titre, un plan d’orientation général a été établi par la wilaya de Bouira, avec comme schéma directeur, l’exécution d’un système de distribution du trafic routier, basé sur un périphérique desservi par des radiales, des pénétrantes et des échangeurs. BOUIRA est une ville du centre de l’Algérie, en raison de l’importance économique et commerciale qu’elle revêt, sa position géographique lui permet d’être le trait d’union principal entre les autres villes de l’Algérie. D’où, entre autres, le projet d’aménagement du carrefour « centre ville de Bouira » qui rentre dans le cadre des grandes actions d’aménagement urbain de la wilaya. Ce dernier permettre l’élimination de différents cisaillements et répond aussi au besoin actuel et futur du réseau en assurant une meilleure fluidité du trafic, un confort, une sécurité et l’économie de l’énervement, facteur non négligeable (sinon prépondérant) de l’insécurité routière.

e Introduction general

Chapitre I

Présentation du projet

I.1 Introduction L’augmentation rapide de la circulation dans les grandes villes de l’Algérie au cours des dernières années, les embouteillages et les encombrements sont devenus une monnaie courante presque partout, ces problèmes génèrent des coûts en augmentant le prix de transport et en allongeant les durées de trajet. Cette augmentation de la circulation a eu aussi pour résultats d’augmenter très nettement les problèmes d’environnement. La situation actuelle de l’arrondissement urbain du centre ville de BOUIRA est caractérisée par la concentration d’un nombre important d’équipements administratifs éducatifs, en plus des activités commerciales fortement répondues expliquant de ce fait une polarisation et une influence à l’échelle locale, régionale voire même nationale. Cette polarisation entraîne quotidiennement un important trafic, véhicules particuliers transports collectifs, taxis, piétons … L’analyse des caractéristiques de l’aire d’étude est nécessaire afin de connaître et satisfaire au moindre coût et avec efficacité les besoins actuels et prévisibles de la population en matière de déplacement. I.2 Présentation du projet Dans le cadre du désengorgement des villes, le carrefour «CENTRE VILLE DE BOUIRA » est un point de croisement de la RN 18 et l’ex RN 5 (reliant Alger - Constantine), sachant que ce dernier connaît des situations d’embouteillage quotidiennes créées par le trafic local et de transit.

VERS ALGER

VERS COSTANTINE

Fig. I-1 : vue satellitaire du site de projet

1

Chapitre I

Présentation du projet

Fig. I-2 carte routière de la wilaya de Bouira I.3 Objectif du projet L’objectif de cette étude d’aménagement est de désengorger la circulation. C’est-à-dire d’augmenter la capacité et la qualité du service du carrefour au niveau du centre ville de la wilaya de BOUIRA. Tous cela se traduit par : Ø Réduire le nombre d'accidents. Ø Assurer une bonne fluidité de la circulation générale. Ø Favoriser un courant de circulation. Ø Mètre les usagers en sécurité. Ø Réduire les vitesses roulement. Ø Favoriser le passage les piétons. Ø Réaliser un traitement architectural et environnemental. I.4 Définition du plan de réaménagement retenu : Le projet de base est conçu par la réalisation d’une trémie bidirectionnelle avec un aménagement en surface par un giratoire. Cette projection de la trémie permettra un écoulement plus fluide du trafic et principalement pour les utilisateurs de l’autoroute Est-ouest et la RN 5. Le gabarit qui sera adopté assurera le passage d’un couloir exceptionnel au niveau de la trémie, mais il faudra qu’il ait aussi un gabarit identique. Cette dernière est structurée en murs de soutènement en anneaux préfabriqués.

2

Chapitre I

Présentation du projet

I-5 Descriptif du projet : L’aménagement du carrefour centre ville consiste à la réalisation d’une trémie bidirectionnelle à gabarit normal (5.25m) dans le sens (Alger – Constantine) en 2 voie de 3.50m de largeur chacune et un trottoir de 0.62m a chaque coté. Ce passage inférieur permet un dégagement rapide des itinéraires principaux de surface avec une meilleure prise en charge du trafic local en surface en éliminant les principaux cisaillements et ce par l’adjonction de giratoire assurant ainsi une fluidité permanente de la circulation. Cet ouvrage a une longueur de 166.5m, et 8.24m de largeur dont 50.50m partie couverte, qui est constituée de piédroits latéraux de même hauteur sous forme de « L » et des éléments supérieur en forme « U » (Opticadres) constituant la dalle, ces éléments sont préfabriqués, ainsi que de murs de soutènements (préfabriqués et coules en place) représentants la partie ouverte. I.6 caractéristiques techniques :

Partie ouverte cote Constantine :

Partie couverte

Partie ouverte cote Alger :

-Longueur moyenne L = 58 m. -Hauteur des murs soutènements variable de 1.00 à 6.50 m. -Longueur des murs soutènements préfabriqués L = 2m. -Nombre des murs soutènements préfabriqués (2 x 25) =50 murs. -Nombre des murs soutènements coulés sur place 11 murs. -La chaussée à deux (2) voies de 3.5m et deux (2) trottoirs de 0.62m. -Nombre d’élément supérieur : 25 éléments en U. -Nombre d’élément inférieur : (25x2) éléments en L. - Longueur totale de 50.50 m. -Gabarit h = 5.25 m. -Longueur moyenne L = 58 m. -Hauteur des murs soutènements variable de 1.00 à 6.50 m. -Longueur des murs soutènements préfabriqués L = 2m. -Nombre des murs soutènements préfabriqués (2 x 25) =50 murs. -Nombre des murs soutènements coulés sur place 10 murs.

Tab I-1 récapitulatif des caractéristiques du projet Les caractéristiques géométriques du projet sont résumées dans les figures suivantes

3

Chapitre I

Présentation du projet

Fig. I-3 : coupe transversale (partie couverte)

Fig. I-4: coupe transversale (partie ouverte)

4

e Etude géotechnique

Chapitre II

Etude géotechnique

II.1GENERALITES : II.1.1 Introduction : Le présent chapitre expose les résultats des investigations et essais menés dans le cadre de cette étude ; il estime selon la conception de l’ouvrage la contrainte admissible du sol de fondation et les tassements engendrés. II.1.2 Description de projet : Le projet consiste en la construction d’une trémie au centre ville de Bouira sur le carrefour : route de la gare –RN18 ; il est prévu une partie couverte pk0+130 ET PK 0+180 et une partie ouverte entre pk 0+70 et 0+130 et entre PK 0+180 et 0+240 L’ouvrage prévu sera une trémie composée d’éléments préfabriqués. Ø Opticadres en partie couverte (h x b=6.5x8.20) m Ø Murs de soutènements préfabriqués en partie ouvertes (murs types T1, T2, T3, et T4), hauteurs correspondantes : 6.5 4.5 2.50 1.00 m. 02 murs de soutènement coulés en place sont prévus aux extrémités de l’ouvrage II.1.3 Situation : L’ouvrage est situé sur la route de la gare, au centre ville de Bouira. II.1.4 Aperçu topographique : La section de route sur la quelle est projetée la trémie présente une pente nord-sud d’environ 4%. II.1.5 Géologie du site : Les principales formations signalisées par la carte géologique de l’Algérie feuille de Bouira n°66 publiée par E. Ficheur en 1911 sont v Q1 : alluvions anciennes des vallées, terrasses caillouteuses et limoneuses dominant de 10à 15 mètres les berges des cours d’eaux, principalement dans les nombreux ravins qui découpent le hamza. v Q’ : alluvions anciennes de la pleine de hamza, vaste nappe d’alluvions caillouteuses qui a nivelée la grande pleine, inclinée de nord- ouest vers puissant de cône de déjection. II.2 Reconnaissances du site : II.2.1 Nature de la reconnaissance : La reconnaissance < in situ> a été effectuée selon le programme a consisté en l’exécution de : 05 sondages carottes par rotation et poussée jusqu’à Ø 20 m de profondeur pour les sondages S1 (sondages équipé d’un piézomètre) Ø 25m de profondeur pour le sondage S2 sondage équipé d’un piézomètre) Ø 7m de profondeur pour les sondages S3 S4 S5 Ces sondages sont implantés comme suit Ø S1 au milieu de la partie couverte (route de la gare PK 0+155) Ø S2 au droit de la partie droite de la partie non couverte (route de la gare PK0+110) Ø S3 dans le même alignement que S1 S2 (route de la gare (PK 0+030). Ø S4 sur la RN 18 coté Ain Bessem. Ø S5 sur la RN coté centre ville Bouira. * 02 essais au pénétromètre dynamique couplés aux sondages S1 S2 et poussées au refus

5

Chapitre II

Etude géotechnique

II.2.2 Résultat des sondages : Les sondages ont relevé les formations suivantes (en haut en bas) Ø Remblai en TVO dont l’épaisseur est de 0.40m en S1 et S2 -6.8m en S4 etS5 et couche absente en S3). Ø Argile parfois sableuse et graveleuse, quelques lentilles gravelo-caillouteuses, renferment parfois quelques galets. II.2.3 Résultats des essais de pénétration de dynamique : g⋅H ⋅M² q= A ⋅ δ ⋅ ( M + P) M : masse du mouton P : masse pointe +tiges δ : enfoncement moyen par group A : section de la pointe H : hauteur de chute du mouton Les essais ont été réalisés au pénétromètre dynamique lourd au droit de des sondages SC1 et SC2. D’après les pénétrogrammes tracés (voire l’annexe), nous remarquons qu’il existe quelques pointes relativement faibles entre : Ø 3.20 et 3.80m de profondeur qui correspond à la base de la couche de remblai en TVO et dont la résistance minimale est de 28 bars Ø 4.0 et 6.2 de profondeur qui correspond à la couche inferieur d’argile parfois sableuse et graveleuse et dont la résistance minimale varie entre 33 et 39 bars On notera que le refus à la pointe est obtenu à 11.2m pour P1 et 11.0 pour P2 II.2.4 Relevé piézométrique : Les sondages S1 et S2 réalisés ont été équipés de piézomètres pour suivre l’évolution du niveau d’eau dans le sol. Les relevés effectués en dates du 09.15.22/03 et du 06/04/08 ont donné les niveaux que voici Sondage n° SC1

SC2

Date du relevé 09/03/08 15/03/08 22/03/08 06/04/08 04/05/08 15/03/08 22/03/08 06/04/08 04/05/08

Niveau d’eau (m) 8.30 9.75 10.20 10.70 11.20 8.10 8.20 8.60 9.40

Tab II-1 les relevés piézométriques. On voit d’après ces résultats un abaissement de progressif du niveau d’eau. On considérera que le niveau de l’eau dans le sol est celui du dernier relevé (soit 11.20 m au droit de S1, 9.40m au droit de S2.

6

Chapitre II

Etude géotechnique

II.3.Essais de laboratoire : II.3.1 Programme : Les essais de laboratoire ont été réalisés sur des échantillons paraffinés prélevés lors du sondage a fin de mesurer les caractéristiques géotechniques des terrains reconnus Ils concernent la couche sous jacente d’argile parfois et graveleuse Le programme des essais comporte donc Ø La mesure des paramètres naturels (teneur en eau ; densités) Ø Les essais d’identification : granulométrie, sédimentometrie et limites d’Etterberg Ø Les essais mécaniques par mesure des caractéristiques de cisaillements à l’appareil de Casa grande. Ø Essais de compressibilités à l’Oedomètre pour les calculs de tassement. Ø L’analyse chimique sommaire

II.3.2 interprétation : Les paramètres de l’état < in situ > : Densité humide γh :

γ h = γ d ⋅ (1 + ω )

La densité humide des échantillons varie entre 2.04 et 2.21 t/m3 avec une moyenne de 2.12 t/m3 Teneur en eau Wnat : La teneur en eau naturelle des échantillons varie de14.41 à 21.15%avec une moyenne de 17.55% Densité sèche γd : La densité sèche calculée occupe la plage des valeurs de 1.72 à 1.95 t/m 3 avec une moyenne de 1.80 t/m3 Degré de saturation : Le degré de saturation varie de 89.02 à 100% dénote que le sol est humide à saturé . ESSAIS

Teneur en eau Teneur en eau Densité sèche Densité humide Derge de saturation

Sondage 01 Sondage 02 Sondage 03 7.00 9.8011.00- 13.806.2010.00- 13.006.307.50 10.20 11.45 14.10 6.70 10.25 13.45 6.70 16.80% 17.69% 17.11% 13.52% 19.12% 19.61% 18.74% 18.83% 17.88% 18.46% 17.03% 14.41% 20.34 20.85% 17.98% 21.15% 1.82 1.80 1.85 1.95 1.74 1.73 1.82 1.72 2.13 2.12 2.17 2.21 2.08 2.07 2.16 2.04 93.98% 95.86%

100%

93.84% 93.96%

94.05

100%

Tab II.2 : récapitulatif des résultats-paramètres de l’état < in situ>

7

89.02%

Chapitre II

Etude géotechnique

II.3.3 Identification : Les courbes granulométriques et les plasticités déterminées sont celles des sols fins argileux légèrement graveleux moyennement à très plastiques. Ø La teneur en fines (% < 80µ) varie de 40.01 à 85.28 %. Ø La limite de liquidité (WL) varie de 41.24 à56.93%. Ø L’indice de plasticité (IP) varie de 24.61 à 37.07 %.

Sondage n° Prof (m) Granulo 20 mm Limite de liquidité wl Indice de plasticité IP Classification LCTC

Sge1 5.50 9.006.00 9.50 63.79 73.97

Sge2 8.0012.008.50 12.50 40.01 85.28

Sge3 6.707.00 77.47

Sge4 6.807.00 -

Sge5 6.807.00 82.96

24.44 11.77 0.00 56.93

16.16 6.87 0.00 47.24

27.69 32.30 0.00 49.33

10.80 3.92 0.00 48.07

16.13 6.40 0.00 46.21

41.24

10.91 0.00 0.00 54.11

37.07

27.31

28.54

26.42

26.07

24.61

31.03

At

Ap

Ap

Ap

Ap

Ap

At

Tab II.3 : récapitulatif des résultats (identification) II.3.4 compressibilité à l’oedomètre : 8 Etat de consolidation : les essais oedometriques donnent des contraintes de compressibilité supérieures aux contraintes effectives calculées à la même profondeur, ces sols sont donc surconsolidés γc = 2.35 à 2.81 bars Compressibilité : les sols sont peut compressible Cc = 5.33 à8.00 % Gonflement : les sols ne sont pas gonflants Cg =1.34 à1.68 %

Sondage n°

Profondeur (m)

SC 01

7.00- 7.5 9.80-10.20 6.20-6.70 10.00- 10.25

SC 02

Indice de compression (Cc) 6.33% 5.33% 7.0% 8.0%

Contrainte de consolidation (Pc 2.43 bars 2 .35 bars 2.37 bars 2.81 bars

indice de gonflement (Cg) 1.40% 1.40% 1.34% 1.68%

Tab II.4 : Récapitulatif des résultats de compressibilité à l’oedométre.

8

Chapitre II

Etude géotechnique

II.3.5 Caractéristiques mécaniques : 04 essais de cisaillement chimiques rectilignes UUsat ont été réalisés pour déterminer les caractéristiques mécaniques de rupture à court terme (essais rapides non consolidés non drainés sur échantillons préalables saturés) Les droites intrinsèques obtenues sont représentées sur graphes jointes en annexes de rapport. Ø Cohésion Cuu =0 .45 à 1.2 bars Ø Angle de frottement φuu= 20.43 à 38.85° Sondage n°

Profondeur (m)

Cohésion CuSu bars

Angle de frottement f(°)

SC01

7- 7.5 9.8-10.20 6.20- 6.70 10- 10.25

0.45 1.2 0.95 0.94

20.43 38.85 28.94 31.53

SC02

Tab II.5 : récapitulatif des résultats de cisaillement UUsat II.3.6 Analyse chimiques sommaire : Les 02 analyses chimiques réalisées montrent que les carbonates représentent 5.2 et 24.35% d’où le caractère argileux du sol de fondation de traces seulement

Désignations

Composition chimique (%) SC1 SC2 7.50 /7.65m 7.80/7.95 m 24.35 5.22 10.71 2.30 0.29 0.23 Traces Traces

- Carbonates - Anhydride carbonique (CO2) - Chlorures (NaCL) - Sulfates (CaSO4, 2H2O)

Tab II.6 : récapitulatif des résultats de l’analyse chimiques sommaire

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Chapitre II

Etude géotechnique

II.4.1 Avertissement : Nous avons interprété les résultats de ses connaissances et essais afin de déterminer luimême la nature et les dimensions des ouvrages à construire ; aussi cet avis n’est donné qu’a titre de conseil ou refondations. II.4.2 Stabilité d’ensemble : Le terrain étudie ne pressente pour l’instant aucun signe d’instabilité apparent ; mais à l’occasion des travaux de terrassement avec creusement d’une tranchée peuvent atteindre 7m de profondeur, il se peut que le talus de cette tranchée ne pourra pas tenir verticalement d’autant plus que le sol jusqu'à 4m de profondeur en S1 et S2 ,6m en S4et S5est un remblai. Il y à lieu, à notre avis qu’au cours des travaux soit soutenir les talus soit de leur donner une pente. II.4.3Fondation de l’ouvrage : Pénétromètre dynamique : Les essais en pénétromètre dynamique lourd ont relevés un sol dont la résistance de pointe minimale est supérieure à 39 bars a partir de 5 m de profondeur. Résistance relevée par l’essai pe2 réalisé au droit du SC2 et concerne la couche d’argile parfois sableuse argileuse) Ce qui nous permet d’adopter une contrainte admissible de 1.5bars avec un ancrage de fondation dans la couche d’argile parfois sableuse et graveleuse d’au moins 0.6m pour la partie couverte et 1.00m pour la partie ouvertes. Essais mécaniques : Si on adopte les caractéristiques mécaniques à court terme (Cu=0.45 bars ; ϕ= 20°43) On peut calculer la contrainte admissible pour un radier général de dimensions B x L par la formule Qadm =γ.D+ Pour :

. .

. . .

. .(

)

. .

.

.

Φ=20°43’ N=5.34 N=6.7 N=15.0 Pour la partie couverte, nous supposons les hypothèses suivantes D= 0.60 m B x L= 8.20x10m γ est pris égale a 2.12 t /m Tous les calculs faits on trouve qadm =4.33 bars Par mesure de sécurité, nous suggérons d’adopter la contrainte donnée par les essais au pénétromètre dynamique, soit 1.5 bars et ce que pour limiter aussi bien les tassements totaux que différentiels.

10

Chapitre II

Etude géotechnique

II.5 Caractéristiques des sols : Nous calculons la raideur horizontale Kh des remblais contigus et la raideur verticale kv du sol de fondation, en appliquant la méthode de MENARD basée sur l’utilisation du pressiomètre.

αR 1 2R λC + 0 = K 9.E A 9 EB

α

 R ⋅  λD   R0 

EA : module pressiometrique (sphérique) EB : module pressiometrique (dévia torique) α : Coefficient de structure de sol Structure rigide : rayon moyen R=B/2 Structure souple : rayon moyen R=B/6 L : la longueur de l’ouvrage est supposée être très grande par rapport à R (Longueur de l’ordre de 10*R) B0 = 0.60 m est la largeur de référence. λc, λd: paramètres géométriques fonction du rapport L/B

B

L Fig. II.1 Schéma de la paroi Certaines valeurs de λc, λd sont données par le tableau suivant : L/B λC

Cercle 1.00

carré 1.10

2 1.20

3 1.30

5 1.40

20 1.1.5

λd

1.00

1.12

1.53

1.78

2.14

2.56

Tab II.7 : récapitulatif des valeurs de L/B

11

Chapitre II

Etude géotechnique

II.5.1 Remblais latéraux : A défaut de résultats pressiometriques nous déterminons les modules nécessaires pour pouvoir admettre la valeur de Kv adoptée dans nous posons EA= EB

Les remblais latéraux sont de qualités routières courantes ou issues du site. Ils sont caractérisés par un angle de frottement interne ϕ = 30°, et par une cohésion nulle. γ (t/m3) 2

φ 30°

C (t/m²) 0

Ka 0.333

Kp 3.00

K0 0.557

Tab II.8 : récapitulatif des caractéristiques des remblais latéraux

Nos calculs sont effectués en considérant l’interaction sol-structure, entre l’ouvrage et les remblais latéraux. Celle ci est modélisée à l’aide d’appuis élastiques (ressorts latéraux) positionnés aux nœuds de la structure. Nous considérons une valeur de la raideur horizontale des remblais, calculée en prenant en compte une valeur du module préssiométrique Ep =10.00 MPa qui correspond à un module EV2 sur site de 450 Mpa B = largeur de la semelle assimilée à la hauteur de l’ouvrage. Structure rigide : rayon moyen R=B/2 R= 3.160 m EA = EB = Eoedo / 3 = 10.00 MPa α = 0.5 λ d = 2.40 λc = 1.45 Soit dans notre cas :

Kh = 8.49 MPa/m

12

Chapitre II

Etude géotechnique

II.5.2 Sol de fondation : A défaut de résultats pressiometriques nous déterminons les modules nécessaires pour pouvoir admettre la valeur de Kv adoptée dans nous posons EA= EB Les remblais latéraux sont de qualités routières courantes ou issues du site. Ils sont caractérisés par un angle de frottement interne ϕ = 20.43°, et par une cohésion de 4.5 t/m² γ (t/m3) 2.12

φ 20.45°

C (t/m²) 4.5

Ka 0.490

Kp 2.04

K0 0.658

Tab II.9 : récapitulatif des caractéristiques du sol de fondation Nos calculs sont effectués en considérant l’interaction sol-structure, entre l’ouvrage et le sol de fondation. Celle ci est modélisée à l’aide d’appuis élastiques (ressorts verticaux) positionnés aux nœuds de la structure. Nous considérons une valeur de la raideur verticale, calculée en prenant en compte une valeur du module préssiométrique Ep =10.00 MPa qui correspond à un module EV2 sur site de 450 Mpa

Nous assimilons l’ouvrage à une semelle verticale rectangulaire de longueur infinie et de largeur de l’ouvrage, soit B =8.94 m α = 0.5 Structure souple : Rayon moyen R=B/6 R=1.49 m λd = 2.40

λc = 1.45

Le sol de fondation est caractérisé par son module de réaction verticale Kv. Kv = 14.30 MPa/m

13

Chapitre II

Etude géotechnique

II.6 Conclusion : Lors des travaux d’excavation, des précautions et des dispositions ont a prendre pour protéger les talus de part et d’autre de la trémie afin d’éviter tout décrochement ou déshabilitions des constructions limitrophes. La conception prévoie un système de drainage efficace des eaux de ruissellement de façon à éliminer tout risque d’inondation et infiltration d’eau à proximité des sols de fondations. Vu la nature perméable des remblais, des venues d’eau sont à prévoir lors des travaux de terrassements, pour cela des drains périphériques sont nécessaires.

14

e

Caractéristiques des matériaux

Chapitre III

Caractéristiques des matériaux

III.1 Introduction : La construction d'ouvrages en béton armé est conforme au règlement français de référence B.A.E.L. 91 (Béton Armé aux Etats Limites). Ce règlement fait partie du Cahier des Clauses Techniques Générales (C.C.T.G.) applicables aux marchés publics de travaux. Les Règles B.A.E.L. 91 sont applicables à tous les ouvrages courants en béton armé (ne font pas partie les constructions en béton léger, en béton haute performance, les structures mixtes acier-béton, les massifs et les bâtiments soumis à des températures élevées). III.2 Les matériaux : III.2 1) Introduction : Ce chapitre concerne l’étude réglementaire du matériau béton armé qui peut s’exprimer de la façon suivante : Béton armé = Béton + Armatures actives + Adhérence acier-béton + Armatures complémentaires

III.2.2) Le béton : a) Généralités sur les caractéristiques mécaniques : La résistance à la traction ( ≅ 3 MPa) représente le dixième de la résistance à la compression ( ≅ 30 MPa). On peut exprimer le module d’élasticité en compression Eb ≅ 30 000 MPa permettant de lier la déformation à la contrainte. L’acier seul n’est pas intéressant économiquement pour la plupart des constructions. Le béton seul est trop lourd et trop peu résistant en traction. b) Modélisation du comportement du béton : Dispersion expérimentale : La résistance du béton que ce soit à la traction ou à la compression ne peut être étudiée qu’expérimentalement. Il existe des essais normalisés que l’on fait sur des éprouvettes de béton cylindrique de diamètre 160 mm et de hauteur 320 mm : - compression centrée pour l’étude en compression, - et l’essai « Brésilien pour l’étude en traction. Résistance caractéristique à la compression : La rupture du béton en compression est douce pour les bétons courants. La grandeur fondamentale de référence de la résistance d’un béton est la résistance caractéristique à la compression, calculée au jour j : f cj [ MPa ] Dans les calculs standards en béton armé, la résistance de référence est prise à j = 28 jours, on utilise donc fc28.

On a réglementairement la valeur fc28 qui est fonction du dosage du ciment et de sa qualité de fabrication :

15

Chapitre III

Caractéristiques des matériaux

Classes du ciment Conditions de fabrication 16 fc28 20 (MPa) 25 30 Avec

CEM II CC 300 350 * non admis

CEM I CC 325 375 *

AS 325 400 *

AS 300 350 *

CC : Conditions courantes, AS : Autocontrôle surveillé, * : à justifier par une étude appropriée.

Tab III.1 : réglementairement la valeur fc28 Résistance caractéristique à la traction : La rupture du béton à la traction est brutale. La résistance à la traction du béton f tj [ MPa] est définie en fonction de f cj par la relation suivante : f tj = 0,6 + 0,06 f cj [ MPa ] c) Les résistances de calcul du béton : Etat considéré Compression

Traction Cisaillement

Modèle de calcul réglementaire

ELS

ELU

σ bc ≤0.6 f cj = σ bc

f bu =

0.85 f cj

γb . où γ b =15

0 -

0

Modèle élastique linéaire σbc σ bc

Diagramme parabole-rectangle σbc fbu

τ u =Inf [5 MPa ; 0.13 fcj] fpn τ u =Inf [4 MPa ; 0.10 fcj] fp et ftp

εbc

σ bc Eb

2 0/00

3.5 0/00

Tab III.2 : résistance du béton

Le béton est dosé à 400 kg/m3 de ciment CPA 325, avec un contrôle strict. La masse volumique du béton armé : γ =2,5 t/m3 Pour le cas traité, nous avons : fc28 = 35 Mpa fcj = 15 Mpa au décoffrage Donc : ft28 = 0.6+0.06 fc28 =2.7 Mpa fcj =0.6+0.06 fcj = 1.5 Mpa

d) Module instantané : Pour les charges d’une durée d’application 24h 1

t < 1h 0.85

Tab III.3 : valeurs de du coefficient γb : coefficient de sécurité Situation Coefficient de sécurité Contrainte admissible

durable 1,5 19.84

γb fbu Mpa

accidentelle 1,15 25.87

Tab III.4 : valeurs de du coefficient γb III.3.1 Etat limite de service (ELS) : Cas σ b σ Mpa

en service. 0,5 fc28 17.5

en construction 0,6 fc28 21

Tab III.5 : récapitulatif des contraintes admissibles

0,5 fc28

en service.

17.5 Mpa en service

σ=

σ= 0,6 fc28

σb

en construction.

21 Mpa en construction.

= 0,6 fC28

17

Chapitre III

Caractéristiques des matériaux

III.4.1 Les armatures de béton armé : L’acier est un alliage fer carboné en faible pourcentage, son rôle est d’absorber les efforts de traction, de cisaillement et de torsion, on distingue deux types d’aciers : Aciers doux ou mi-durs pour 0.15 à 0.25% de carbone. Les armatures passives sont des armatures comparables à celle du béton armé.( Les armatures passives sont tendues que sous des sollicitations extérieures). Les valeurs de limite élastique sont les mêmes en traction et en compression. Les diamètres normalisés d’armatures courantes sont : 6 8 10 12 14 16 20 25 32 40 [mm] Quand les armatures sont soudées entre elles sous forme de quadrillage elles forment le panneau de treillis soudé, voir documentation Association technique pour le Développement de l’Emploi du Treillis Soudé (ADETS). Deux grands types d'armatures sont disponibles sur le marché : les ronds lisses (RL) et les armatures à haute adhérence (HA). Pour les armatures HA, les nuances d’acier sont les suivantes Nuances

fe

f e E 500

f e = 500 MPa

Utilisation courante

f e E 400

fe = 400 MPa

moins fréquent

Tab III.6 : les nuances d’acier Pour les ronds lisses (RL) on trouve des aciers de nuance f e E 215 et f e E 235. Le module d’élasticité de l’acier a une valeur réglementaire Es=200 000 MPa.

III.4.2 Les résistances de calcul de l’acier : Etat considéré fpn fp

ftp

Modèle de calcul réglementaire

ELS rien à vérifier

ELU

2 σ st ≤ Inf [ fe ; 110 η. f tj ] 3 où η =1 pour RL et η =1.6 pour HA f σ st ≤ Inf [ e ; 90 η. f tj ] 2

fe γs où γ s =115 . f su =

σs Courbe caractéristique

fe

fsu

Courbe de calcul -10 0/00 −

fe Es

-fe

Tab III.7 : Les résistances de calcul de l’acier

18

10 0/00

fe Es

-fsu

εs

Chapitre III

Caractéristiques des matériaux

III.4.3 La limite élastique :

Les aciers utilisés sont des aciers courants à haute adhérence de béton armé, des classes -Fe E 400 type 1 HA -Es = 200000 MPa est Le module d’élasticité de l’acier -Fissuration préjudiciable -Le coefficient de fissuration η= 1.6 III.4.4 Contrainte limite de traction :

Dans les calculs relatifs à l’E.L.U on introduit un coefficient γs tel que : Situation Accidentelle Durable ou transitoire Coefficient de sécurité γs 1 1.15 Déformation ζ s 0.002 0.001 Tab III.8 : Contrainte limite de traction ζ s =(fe/ γs)/Es

0.002 cas accidentelleS

0.001 cas général Contrainte normale f su = f e γS f su = 347.8 Mpa

III.4.5 Contrainte de service de traction :

En fissuration préjudiciable σS =min ( 2 f e ;110 ηf tj ) 3

η =1,6 les aciers à haute adhérence. σs = 228.630 Mpa

19

e Conception routière

e Etude des pieux

Chapitre IV

Conception routière

IV.1 NTRODUCTION : L’élaboration des ouvrages d’arts nécessite une bonne conception routière. C’est-à-dire définir les déférents axes pour l’implantation de l’ouvrage. Pour satisfaire les conditions de visibilité, confort et la sécurité des usagers ; la conception des trémies dépond des normes routières requises dont nous avons opté pour le B40. Données de base : Ø Trafic envahit l’éternitaire de la gare est entre 1500 à 2000 uvp/h ; Ø Vitesse de base et de 40km/h. Selon les données précédentes et par le billet bu B40 la route est bidirectionnelle de deux voies de 3.50 m. IV.2 TRACER EN PLAN L’élaboration d’un projet routier commence par la recherche de l’emplacement de la route dans la nature et son adaptation la plus rationnelle à la configuration de terrain. Au niveau de la trémie, nous avons optés pour les éléments suivants : Rayon horizontal

270

800

Dévers associe

2.5% (unique)

2.5% (en toit)

Vue en plan du tracer en plan

Fig. IV.1: tracer en plan

20

Chapitre IV

Conception routière

IV.3 PROFIL EN LONG : Le choix du profil en long est base sur plusieurs facteurs ; nous pouvons les citer : Ø Éviter au maximum les contraintes par exemple une ligne électrique haute tension, un passage du gaz ou hydraulique. Ø Respecter les conditions de sécurités et confort. Ø Eviter les zones des grands remblais et déblais.

Au niveau de la trémie, nous avons optés pour les éléments suivants : Pente

Longueur associe

Déclivité max

8%

15.97 m

Déclivité min

0.4%

24.57 m

Pour le raccordement parabolique ; nous avons choisi des rayons comme c’est de suite : R1 = 450m R2 = 500m

Les déférentes contraintes au niveau du tracer Contrainte

Pk

Canal hydraulique

00+130

Canal du gaz

00+135

Ligne électrique moyen tension

00+010 / 00+110

Réseaux des eaux usées

00+250

21

Chapitre IV

Conception routière

Fig. IV.2 profil en long

22

Chapitre IV

Conception routière

IV.4 PROFIL EN TRAVERS Nous opté pour le tracer un profil type comme c’est de suite

Fig. IV.3 profil en travers type IV.4 Corps de chaussée : 1-un corps de chaussée a l’intérieur de la trémie • Une chape en béton dosé a 150Kg de remplissage (reprendre le profil en long). • Une couche en béton bitumineux (BB) de 8cm. 2-un corps de chaussée pour les nouvelles voies latérales • Une couche de forme en tuff. • Une couche de fondation en 0 /40 mm grave non traité(GNT) de 20cm. • Une couche d’imprégnation. • Une couche de base en grave bitumineux (GB) de 15cm. • Une couche de roulement en béton bitumineux (BB) de 8cm. IV.5 Conclusion : Afin que notre conception soit finie, nous avons optimisé un aménagement pour la partie supérieure de la trémie. Nous avons effectue la conception des déférents axes des bords cette dernière respectant les notions de base d’aménagement au niveau de carrefour, c'est-àdire l’aménagement est constitué de : Ø Ø Ø Ø Ø

Un giratoire Raccordement aux chaussées existantes. Signalisation verticales et horizontales. Eclairage intérieur de la trémie. Eclairage extérieur du boulevard.

23

e Etude des pieux

Chapitre V

Etude des pieux

V.1 Introduction: Le soutènement des parois de l’excavation lors de terrassements s’avère nécessaire afin d’éviter toute déstabilisation, le rideau de pieu est donc nécessaire en gardant une distance de nu a nu entre 02 éléments égale a 1.00m soit l’entraxe des pieux est de2.00m . L’étude d’un pieu de soutènement, vise à déterminer a partir des sollicitations (Moment fléchissant Mmax et effort tranchant T), données par Blum (écran encastré) les caractéristiques géométriques et mécaniques pour l’ouvrage, compatible avec la sécurité exigée et l’économie du projet. Il s’agit : •

de la fiche de l’écran,

•

de l’épaisseur de la paroi en béton (pieu).

•

de son ferraillage.

Remarque : La fiche « f » nécessaire pour la stabilité de la paroi est obtenue dans la partie couverte la ou la profondeur de terrassement est important (phase de réalisation). V.2 Coefficients de poussée/butée : L’étude sera basée sur les coefficients de poussée/butée (Kaγ, Kaq / Kpγ,Kpq) données directement par les « Tables de poussée et de butée des terres » de J. KERISEL et E. ABSI. Les coefficients de poussée/ butée sont données en fonction : •

de l’angle de frottement « δ »

•

de l’inclinaison de la surface libre « β »

•

de l’inclinaison de l’écran par rapport à la verticale « λ »

•

de l’angle « α » que fait la surcharge q avec la surface libre

•

et de l’angle de frottement interne du sol « φ »

Selon la convention de signe suivante

Fig.V.1 : Conventions de signes pour les tables de poussée – butée

24

Chapitre V

Etude des pieux

Kac et Kpc sont obtenus moyennant les formules : Kaq = Ka/cos ( - ) Kac =

1 − Kaq tgϕ

M. SANGLERAT

Kpc =

Kpγ ⋅ cos δ tgϕ

J. KERISEL et A. ABSI

Les coefficients de poussée et de butée sont réuni dans le tableau 1 pour : -λ = 0 (écran vertical) -β = 0 (surface libre horizontale) -α = 0 (surcharge verticale) -δ = 0 pour la poussée -δ = 2φ/3 pour la butée Tab.V.1 : Coefficients de poussée/butée. POUSSEE

BUTEE

Sol

Kaγ

Kac

Kaq

Kpγ

Kpc

Kpq

Remblai φ=30° C=0 t/m2 γ= 2 t/m3 Limons φ=20.43° C=4t/m2 γ=2.12t/ m3

0,333

1.16

0,333

-

-

-

0.490

1.401

0.490

2.04

5.32

2.04

Tab V.1 : caractères de butée et de poussée V.3 Pression des terres : La théorie de calcul des pressions des terres (poussée/butée) est celle de « COULOMB » V.4 Détermination de la fiche : L’écran est encastré, La surcharge prise en compte au niveau de la surface libre est égale à 1 t/m2, l’eau n’est pas prise en compte U=0 puisque les sont fait a long terme (Fig.V.2).

25

Chapitre V

Etude des pieux

q=1 t/m2

REMBLAI φ= 20°C=0 t/m2 γ=2t/m3 δ=0

1.00m

7.60 m

f

f0

LIMONS φ= 20.43 C=4 t/m2 γ=2.12/m3 δ=0

δ=13.62

Fig.V.2 Schéma de calcul Poussée :

σa = (Kaγ γ z + kaq q-Kac C) +U avec U=O

1ére couche : 0 ≤ Z ≤ 1.00 m σa = 0.666 z+0.333 2éme couche : 0 ≤ Z ≤ 7.60 m q=2x1+1=3 t_m² σa = 1.0388 z -4.8345 3ére couche : 0 ≤ Z ≤ f0 q=2x1+1.99*7.60+1=18.124 t_m² σa = 1.0388 z +11.97

26

Chapitre V

Etude des pieux

Butée : 0 ≤ Z ≤ f0 K pq K pc   K pγ q+ C  + U ; S =2 : coefficient de sécurité σp =  γz + S S   S σp = 2.0298z + 10.9 -4.834

0.333

q=1 t/m2

1.00

P1 0.999

P2 4.239m

8.60

P3 Z 11.97 3.06 B1

f

P3P4

f0 B2

P5 O

2.1624f0+11.97

1.0388f0+3.06

Fig .V.3 : Diagramme des pressions Forces (Bande 2.00m) P1 P2 P3

Intensité (t)

Bras de levier (m)

M =(Fi.yi)

0.666

f0 +8.1

5.3946+0.666 f0

11.2496

f0 +6.048

-68.04-11.249 f0

4.4982

0.98+f0

4.4082 +4.4982f0 1.53 f02

de

P4

3.06 f0

0.500 f0

P5

0.5194f02

0.333 f0

0.1731 f03

B1

11.97f0

0.500 f0

5.985f02

B2

1.0812 f02

0.333 f0

0.3604 f03

Tab. V.2 : récapitulatif des forces

27

Chapitre V Σ M/O=0

Etude des pieux 0.5335f03 +7.515f02 +6.0854f0 + 58.248=0

Σ Piyi – Σ Biyi = 0

f0=-2,4 m Dont la solution est n’est pas valable

on passe a l’appliquant du formule suivante avec un

coefficient de sécurité égal a 1.2 Avec f >5 Ø = 5.00m (1.00m) f=6.00m est vérifie Lpieu=6 m+8.60 m= 14.60 m

Soit longueur L pieu =15 m

Ø Nombre de pieux au niveau de la trémie est égale à 130 pieux avec un entraxe de 2.00m avec une distance de 5.00m de chaque bord de l’axe de la route Ø L’implantation des pieux à partir de 3m de profondeur.

Fig .V.4 : Disposition des pieux

V.5 Ferraillage Du Pieu : V.5 .1 Détermination Des Sollicitation : Le calcul est effectué par SAP2000. La structure est modélisée par des éléments frame.

28

Chapitre V

Etude des pieux

Fig .V.5 : Modélisation du pieu avec SAP 2000

Fig. V.5 : diagramme du moment

29

Chapitre V

Etude des pieux

V.5.2 Calcul de section d’aciers à la flexion simple : Hypothèses: Béton: fc28 = 25.00 (MPa) Acier: fe = 400.00 (MPa) • Fissuration préjudiciable • Prise en compte des dispositions sismiques • Calcul suivant BAEL 91 mod. 99 Section:

D = 1.000 (m) d = 0.050 (m) Efforts appliqués: Cas NO Type 1. ELS

N (T) 0.000

My (T*m) 46.03

Mz (T*m) 0.000

Résultats: Sections d'Acier: Section théorique As = 82.553 (cm2) Section minimum As min = 78.540 (cm2) Section maximum As max = 235.619 (cm2) Théorique ρ = 1.05 (%) Minimum ρmin = 1.00 (%) Maximum ρmax = 3.00 (%) Analyse par Cas: Cas NO 1: Type ELS

N = 0.000 (T) My = 46.03 (T*m) Mz = 0.000 (T*m) Coefficient de sécurité: 1.00 Position de l'axe neutre: y = 0.302 (m) Bras de levier: Z = 0.820 (m) Contrainte maxi du béton:σb = 6.28 (MPa) Contrainte limite: 0,6 fcj = 15.00 (MPa) Contrainte de l'acier: Tendue: σs = 201.63 (MPa) Comprimée: σs' = 77.95 (MPa) Contrainte limite de l'acier: σs lim = 201.63 (MPa) Conclusion : soit 18 T25

30

Chapitre V

Etude des pieux

V.5 .3Calcul de Section d’aciers à l'effort Tranchant Hypothèses : Béton: fc28 = 25.00 (MPa) • • • • •

Acier: fe = 400.00 (MPa)

Calcul suivant BAEL 91 mod. 99 Pas de prise en compte des dispositions sismiques Fissuration préjudiciable Pas de reprise de bétonnage Calcul en poutre

Section :

D = 1.000 (m) d = 0.050 (m) Efforts tranchants appliqués : V : effort tranchant N : effort de compression Cas NO 1.

Type ELU

V (T) 39.040

N (T) 0.000

Résultats : Contrainte tangente maximale τu = 0.56 (MPa) Contrainte tangente limite τu,lim = 2.50 (MPa) Armatures transversales Inclinaison des armatures : α = 90 (deg) Longueur de la travée : L = 15.00 (m) Armatures d'effort tranchant : Section At = 4.021 (cm2) Cadres: 2 ∅ 16 Espacement : St = 0.150 (m) Espacement maximum : St,max = 0.400 (m) Soit des cerces T16 St = 0,15 m

31

Chapitre V

Etude des pieux

2Ha16 18 Ha25

Fig. V.6 : disposition des armatures

32

e Pré dimensionnement

Chapitre VI

Pré-dimensionnement

VI.1 INTRODUCTION : Ce chapitre consiste à vérifier le choix des caractéristiques techniques des trémies déjà précitées au niveau de la représentation (voir chapitre I) pour qu’elles soient justifiées vis-àvis des stipulations des normes de calcul. V.1.1 Les cadres fermés : Morphologie d’ensemble :

Fig.VI.1 : Morphologie d’ensemble (opticadre) La morphologie d’ensemble est aussi simple que celle d’un portique : un cadre fermé se présente sous la forme d’un tube à section droite rectangulaire les parties verticales s’appellent toujours piédroits, et maintenant nous avons une traverse supérieure et une traverse inférieure. La traverse inférieure constitue la fondation enterrée elle est conçue comme un radier général en béton armé. Dans les portiques, il est nécessaire de prévoir des goussets robustes à la jonction des traverses (supérieure et inférieure) et des pieddroits. V.1.2 Choix de la section : La section d’une trémie doit être déterminée sur la base des facteurs suivant : Ø Les gabarits des véhicules qui seront appelés à emprunter la trémie et de ceux des matériaux qui y seront transportés ; Ø La nature du terrain, sa résistance, sa teneur en eau et les poussées géologiques du souterrain ; Ø La méthode de travail adoptée ; Ø Le matériau utilisé pour le revêtement, sa résistance, ainsi que les charges intérieures qu’il devra supporter ; Ø L’existence d’une ou deux voies de circulation V.1.3 Eléments de dimensionnement : Les cadres sont calculés en structure plane, comme les portiques. La différence réside dans le fait que la traverse inférieure est assimilée à une poutre sur sol élastique, ce dernier étant schématisé par une infinité de ressors élastiques indépendants et de même raideur. Ceci complique notablement le calcul manuel de se type de structure.

33

Chapitre VI

Pré-dimensionnement

B

L Pour un pré dimensionnement on peut se baser sur les indications précédentes. Lorsque l’ouverture du cadre est de 8.24mètres : Ø L’épaisseur de la traverse supérieure à 0.40m est calculable par la formule : E=L/32 + 0.125 L : l’ouverture du cadr Les épaisseurs des piédroits et de la traverse inférieure Ej dépendent de la déformabilité du sol de fondation et sont lues sur les abaques :

Fig.VI.2 : Epaisseurs des pieds droits et de la traverse inférieure Lorsque l’ouvrage supporte un remblai, un supplément d’efforts est apporté à la structure non seulement par le poids du remblai mais aussi par l’effet négatif résultat du tassement par le poids de remblai adjacent à l’ouvrage et le remblai porté. Cet effet qui peut être très important conduit à adopter des épaisseurs de piédroits et de traverse inférieure majorées selon la formule approchée suivante :

Ej= Ej0 1 +

²

Ej0 : épaisseur résultant de la lecture des abaques H : hauteur de remblai (m) d : Ouverture de l’ouvrage

34

Chapitre VI

Pré-dimensionnement

L’épaisseur de la traverse supérieure : L = 6.5 m l’ouverture du cadre E=6.5/32+0.125=0.328m Pour un pré dimensionnement on peut se baser sur les indications suivantes. Lorsque l’ouverture du cadre varie, L’épaisseur de la traverse supérieure à0.30m Donc on prendra E =0.40m L’épaisseur de la traverse inférieure et piédroits : Les résultats obtenus à partir des abaques fig1 sont comme suit : Ej= 0.30m pour le piédroit Ej= 0.35m pour la traverse inférieure Coefficient de majoration :

Ej =0.58m

Donc on prend : Pour les piédroits Ej=0.35m Pour la traverse inférieure Ej=0.40m Ainsi, et pour plus d’éclaircissement, l’image suivante illustre ses cadres fermés tels qu’ils sont préfabriqués :

FigVI.2 : coupe transversale de la partie couverte

35

Chapitre VI

Pré-dimensionnement

VI.2 Généralités : Les murs de soutènement sont des constructions qui constituent une importante application du béton armé. Ils sont constitués, du moins pour les types courants, d’un élément vertical ou peu incliné qui soutient des terres pouvant être surchargées ou non, l’autre élément horizontal ou légèrement incliné est en contact avec le sol de fondation et avec les terres à soutenir. De ce contact avec le sol (terres à soutenir et sol de fondation) découle l’énorme importance de ce dernier dans la tenue d’un mur construit et de la sécurité qu’il peut offrir. A ce titre et dans le but d’offrir un niveau de sécurité adéquat au cours de la réalisation, provenant d’un glissement éventuel du remblai juxtaposé au voisinage, on procédera à la vérification de la stabilité des murs de soutènement. VI.2.2 Pré dimensionnement des murs de soutènement (mur en L) :

C

H

E A

S B

Fig.VI.3 : schémas de mur de soutènement Couronnement C : C = H /24(Minimum) Selon SANGLERAT C ≤ 30cm (pour des raisons de sécurité et augmenté la rigidité du voile) Selon SETRA C min=20cm pour H ≤ 6m Selon SETRA C min=30cm pour H > 6m Epaisseur de la semelle E : (il faut arrondir pour des raisons de coffrage par 5 cm) E ≤ H/12 Largeur de la semelle B : Largeur du patin avant A : Section du voile sur la semelle

1/3 H ≤B ≤2/3 H A=B/3 ou soit H/6