Méthode de terrassement

Projet de fin d’études : Méthodes de terrassement

Baptiste Lopes

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SOMMAIRE

Résumé/Abstract______________________________________3 Remerciements_______________________________________4 Introduction__________________________________________5 1 Avant propos_______________________________________ 6 1.1Présentation de l’entreprise_______________________________________ 6 1.1.1 Présentation générale 1.1.2 GTM Terrassement en chiffre

6 8

1.2 Présentation du chantier________________________________________ 10 1.2.1 La ligne à grand vitesse Rhin-Rhône 1.2.2 Le tronçon B 1.2.3 La part de GTM dans la LGVRR 1.2.4 Organisation de chantier

10 11 12 13

2 Le mouvement des terres____________________________ 15 Partie A 2.1 Qu’est ce que le mouvement des terres____________________________ 15 2.1.1 Définition 2.1.2 But

15 15

2.2 Comment élaborer un mouvement des terres ?_____________________ 16 2.2.1 Les grands principes de réalisation d’un mouvement des terres 2.2.2 Techniques courantes

16 17

2.3 Pourquoi le mouvement des terres ?_______________________________18 2.3.1 Temporalité du mouvement des terres 2.3.2 Au niveau de l’étude de prix 2.3.3 Pendant les travaux 2.3.4 Un travail qui demande une appréciation personnelle Baptiste Lopes

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Partie B 2.4 Acquisition des données nécessaires à l’élaboration d’un mouvement des terres_______________________________________________________________22 2.4.1 Catégories de matériaux 2.4.2 Collecte des informations 2.4.3 Importance de la démarche 2.4.4 Dépôts, modelés et merlons

22 24 24 26

2.5 La méthode de Lalanne_________________________________________27 2.5.1 Principes généraux 2.5.2 Ajustement de la ligne de terre 2.5.3 Procédure utilisant la méthode de Lalanne

27 29 32

2.6 Mouvement des terres final______________________________________38 2.6.1 Technique retenue 2.6.2 Finalisation du mouvement des terres 2.6.3 Comparaison entre différents mouvements des terres 2.6.4 Conclusion sur les résultats obtenus

38 44 44 45

3 Activités annexes___________________________________47 3.1 Rapport hebdomadaire________________________________________ 47 3.1.1 Contenu et mise en forme 3.1.2 Production 3.1.3 Compte flash et objectifs 3.1.4 Compactage et traitement

47 48 49 54

3.2 Coût unitaire d’approvisionnement en matériaux calcaires de type ZH____ 55

4 Analyse du stage___________________________________ 58 4.1 Bilan du travail effectué et des enseignements reçus__________________58 4.2 Réflexions et remarques personnelles_____________________________ 59 4.3 Conclusion___________________________________________________61

Bibliographie_______________________________________ 62 Annexes___________________________________________ 63

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RESUME/ABSTRACT Sur un chantier de terrassement linéaire, les méthodes d’exécution prédominent et se basent sur un élément fondamental : le mouvement des terres. C’est un document assez complexe qui détermine le mouvement et la réutilisation des matériaux, le matériel à employer et qui est lié, pour une part importante, au coût financier du chantier. Ce document est amené à évoluer au cours du chantier. C’est pourquoi GTM Terrassement m’a demandé d’élaborer des mouvements des terres correspondant à des zones du tronçon de la Ligne à Grande Vitesse dont elle est mandataire. Après avoir présenté la méthode générale d’établissement d’un mouvement des terres, j’explique la démarche que j’ai adoptée. Et pour terminer, je présente quelques activités annexes sur lesquelles je me suis penché au cours de mon stage et qui, en plus de me donner une culture générale des méthodes de terrassement, sont venues compléter mon apprentissage du mouvement des terres. On a linear excavation site, the methods of execution prevail and are based on a fundamental element: the « lands movement ». It is a rather complex document which determines the movement and the re-use of materials excavated, equipment to be employed and which is connected, for a big part, to the financial cost of the excavation site. This document evolves during the progress of the excavation site. That is why GTM Terrassement asked me to elaborate some « lands movements » corresponding to some specific zones of the High Speed Line section GTM is in charge of. Having presented the general method of establishment of a « lands movement », I explain the approach I adopted. And to end, I present some secondary activities on which I have worked during my work experience period and that gave me a general knowledge of the methods of excavation and completed my learning of the « lands movement ».

Grands travaux- Terrassement- Méthodes- Mouvement des terres

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REMERCIEMENTS Je tiens tout d'abord à remercier l'entreprise GTM Terrassement, et plus particulièrement Monsieur FLEURIOT, Directeur de travaux, qui m'a accueilli sur le chantier de la LGV Rhin-Rhône, en me donnant l'opportunité de réaliser mon projet de fin d’études (PFE). Merci à Monsieur Poulet, directeur du département Génie Civil de l’INSA Strasbourg, qui a été mon tuteur au cours de ce PFE. Merci en particulier à Emmanuel PRUDENT, adjoint travaux en charge de la zone Est du chantier, qui m’a accompagné tout au long de mon stage. Il a su me faire partager son savoir-faire avec pertinence et être à mon écoute lorsque j’avais besoin d’être conseillé ou renseigné. Merci à Franck Guillemenet, qui a eu la patience de répondre avec pédagogie à toutes mes questions. Merci, d’une manière générale, à tout le personnel du chantier, notamment à l’encadrement, avec qui j’ai été amené à collaborer au cours de mon stage, et avec qui j’ai eu de très bonnes relations au quotidien. Merci enfin à Anne Ankenmann, du secrétariat Génie Civil de l’INSA Strasbourg, dont les renseignements ont toujours été clairs.

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INTRODUCTION Le Projet de Fin d’Etude (PFE) est une étape majeure dans la formation d’ingénieur à l’INSA-Strasbourg. Il a pour vocation la mise en application des connaissances acquises au cours des deux années et demi précédentes, dans la réalisation d’une étude spécifique dont le thème est déterminé en relation avec l’entreprise. C’est également une entrée en matière primordiale dans la vie post-étudiante. L’option « Aménagement » à laquelle j’ai souscrit en fin de première année du cursus ingénieur a orienté les choix que j’ai fait lors de la recherche de mes différents stages. La Ligne à Grande Vitesse Rhin-Rhône constitue le plus gros chantier sur lequel il m’a été donné de travailler, et a représenté une occasion privilégiée pour réaliser mon PFE. Cette LGV est une étoile à trois branche centrée sur Dijon. La branche Est relie Dijon à Mulhouse. GTM Terrassement est mandataire sur une portion de cette branche pour le TOARC (Terrassement, Ouvrages d'Art, Réseaux et rétablissement des voies de Communication). C’est sur certaines zones de cette portion de LGV que j’ai eu pour mission d’établir des mouvements des terres. Après une longue phase d’apprentissage théorique sur le chantier, les méthodes de terrassement et les mouvements des terres, j’ai mis en place mes propres outils afin de présenter des mouvements des terres mis en forme et justifiés.

Remarque importante : toutes les quantités, prix ou données inscrits dans ce rapport ont été modifiés pour des raisons de discrétion vis-à-vis de l’entreprise. Cependant les résultats obtenus reflètent la réalité afin de respecter la cohérence du raisonnement.

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1 Avant propos 1.1 Présentation de l’entreprise. 1.1.1 Présentation générale.

GTM Terrassement est présente au sein du groupe Vinci, et depuis peu au sein du groupe Vinci construction, né de la fusion de GTM construction et de Sogea.

GTM Terrassement est donc la filiale terrassement du groupe Vinci Construction. GTM est présente sur la majeure partie de la France à travers ses agences et sur les chantiers de grande ampleur à travers son secteur grands travaux.

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Répartition géographique de l’activité :

ED GTM T

Implantations permanentes Grands Chantiers

Les chantiers réalisés par le secteur grands travaux sont divers : autoroutes, lignes à grande vitesse, voies navigables, aéroports ou ports maritimes… Au sein de ces chantiers, GTM Terrassement possède les compétences pour réaliser les lots de terrassement, d’ouvrage d’art courant et assainissement. Dans tous ces domaines, GTM terrassement prend en charge de très grandes opérations et intervient dans le cadre de formules contractuelles innovantes : conception-construction, partenariats, concessions ou encore PPP. C’est également une société pivot des projets de géovalorisation : GTM-T sait prendre en charge les dossiers les plus complexes de reconquête des sites ou de réaménagements globaux, qu’il s’agisse de dépollution de sols ou de bâtiments, de désamiantage, de démolition d’immeubles ou de déconstruction de bâtiments industriels. L’entreprise a été la première du secteur terrassement à avoir obtenu la triple certification ISO 14001, 9001 et BS 8000, et poursuit désormais une démarche de progrès permanent en suivant ses efforts en matière d’environnement, de qualité et de sécurité. Baptiste Lopes

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Les grands chantiers récents de l’entreprise sont le port du Havre, l’autoroute A89, l’autoroute A19, la LGV Est et (actuellement) la LGV Rhin-Rhône.

Vue du lot B3, LGV Rhin-Rhône

1.1.2 GTM Terrassement en chiffre.

Le chiffre d’affaire de GTM Terrassement s’élève à 240.3 M€, et se répartit comme suit : Grands Travaux France ; 40.7; 17%

Filiales; 25.2; 11%

Ouvrages d’Art Courants ; 12.1; 5% Drainage ; 12.5; 5%

Agences et Centres; 85.2; 36%

SCAO ; 60.9; 26%

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L’entreprise emploie 1091 personnes au total, réparties de la manière suivante :

Cadres; 187; 17%

Ouvriers permanents; 580; 53%

ETAM; 324; 30%

Une entreprise de terrassement se présente également par son parc matériel : GTM possède 310 machines (gros matériel, hors matériel d’accompagnement) d’un équivalent chevaux de 110 000 CV, et d’une valeur neuve de renouvellement de 115 M€.

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1.2) Présentation du chantier. 1.2.1) La ligne à grande vitesse Rhin-Rhône.

Dans le cadre du développement de son réseau, Réseau Ferré de France étend ses lignes, et entreprend la liaison à grande vitesse entre Dijon et Mulhouse, plus précisément entre Villers-les-pots (Côte d’or) et Petit-Croix (Territoire de Belfort), soit 143 km. D’ici 2011, date prévue pour la mise en service de ce TGV, dont le coût est estimé à 2,31 milliards d’euros, RFF va devoir faire construire pas moins de 160 ponts courants, 12 viaducs, un tunnel et deux gares en périphérie de Besançon et Belfort (le trafic TGV existant en gare de Besançon Viotte va donc être excentré). Avec la ligne à grande vitesse Est européenne en cours d’achèvement et celle de Perpignan-Figueras, c’est le troisième projet ferroviaire de grande envergure réalisé simultanément en France. Les travaux de cette future liaison ont été partagés en trois grands tronçons : _ Tronçon A : Dijon-Besançon=55km. _ Tronçon B : Besançon-Montbéliard= 58km. _ Tronçon C : Montbéliard-Mulhouse= 30km.

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A terme, le tracé de la LGV Rhin-Rhône se développera sur 425 km pour se partager en trois branches à partir de Dijon. Ce sera le futur carrefour ferroviaire de liaisons régionales mais aussi européennes entre le Nord (Benelux, Allemagne Suisse) et l’Espagne. La branche Ouest assurera la liaison vers la ligne TGV Sud Est ; la branche Sud se dirigera vers la région Rhône-Alpes. La deuxième tranche (branche sud) concerne le raccordement au réseau TGV Paris Sud Est, au Nord de Dijon, et au TGV Méditerranée à Lyon.

1.2.2) Le tronçon B.

Ce tronçon est composé de 4 lots : _ _ _ _

B1 : TOARC (20 km, 4 700 000 m3 de déblais) B2 : Viaduc de la Quenoche (420 m) et viaduc de la Linotte (280 m) B3 : TOARC (37 km, 12 000 000 m3 de déblais) B4 : Viaduc de Corcelles (445m)

L’équipe dans laquelle je suis intégré s’occupe du lot B3 en particulier.

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1.2.3) La part de GTM sur la LGV RR.

Maîtrise d’Ouvrage :

Maîtrise d’œuvre :

Réseau Ferré de France 92 avenue de France 75 648 PARIS Cedex 13

Groupement Scetauroute – Semaly Mandataire : Scetauroute 11 avenue du Centre 78 286 GUYANCOURT Cedex

GTM Terrassement s’est vu attribuer les lots B3 et B2-B4 en tant qu’entreprise mandataire. Pour mener à bien sa tâche, elle s’est entourée de plusieurs autres entreprises : Cellule Terrassement – Hydraulique – Consolidation de sol :

Mandataire du groupement

Cellule Ouvrages d’Art :

Cellule Chaussées :

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L’OS de notification du marché a été délivré le 15 Mai 2006, et les travaux de terrassement ont une durée prévisionnelle de 34 mois, soit une livraison prévue pour le 15 Mars 2009. Le montant des travaux s’élève à 142 000 000 €. 1.2.4) L’organisation du chantier.

Pour des questions d’organisation, la partie terrassement du lot B3 a été elle-même partagée en deux secteurs, la zone Ouest et la zone Est, du fait du grand linéaire en présence et des deux contextes géologiques différents sur ces deux zones. En effet, la zone ouest, qui s’étend sur 12 km, fait apparaître une géologie calcaire de bonne qualité alors que la zone Est, de 25 km, présente une alternation de marnes d’argiles de qualité très variables, dans un secteur humide comportant de nombreux ruisseaux. Ainsi, la stratégie de chantier est différente sur chacune de ces zones, tant sur la plan matériel qu’organisationnel. A ce titre, la zone Ouest bénéficie d’une période de préparation de 3 mois à compter de la notification du marché, alors que la zone Est bénéficie d’une période de préparation de 10 mois, et donc un OS de démarrage lancé le 15 mars 2007. Le directeur de travaux terrassement est Monsieur Nicolas Fleuriot, et c’est sous la tutelle de son adjoint travaux pour la zone Est, Monsieur Emmanuel Prudent, que j’ai été placé.

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Organigramme simplifié du chantier :

Pilote groupement Directeur de travaux Terrassement N.FLEURIOT Co-traitants Adjoint au directeur de travaux V.GODON Ingénieur coordination Planning L.GUERIN

Adjoint Travaux Zone Est E.PRUDENT

Zone Ouest

Service administratif T.DOROKINE

Chef de mission P.GUILLONNEAU Conducteur de Travaux principal D.SAUZAY

Conducteurs de Travaux Ouest R.BARCONNIERE

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Conducteurs de Travaux Est O.COCARD G. BERNARD

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2 Le mouvement des terres Le mouvement de terre, depuis l’apprentissage théorique jusqu’à sa réalisation, sa mise en forme et sa présentation devant le directeur des travaux a constitué la plus grosse partie de mon travail au cours de ce stage. PARTIE A Cette partie présente le mouvement des terres d’une manière générale. 2.1 Qu’est ce qu’un mouvement des terres ? 2.1.1 Définition

La définition du mouvement des terres se résume à un projet économique de déplacement des masses de déblais disponibles pour la réalisation de l’ouvrage projeté. 2.1.2 But

C’est une étude prévisionnelle du déplacement des déblais disponibles pour réaliser les remblais demandés. Cette étude recherche le transport minimum dans le but de limiter le coût de l’ouvrage, tout en respectant un certain nombre de contraintes, notamment celles liées à l’exécution du chantier.

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2.2 Comment élaborer un mouvement des terres ? 2.2.1 Les grands principes de réalisation d’un mouvement de terres

Dans le processus de ventilation des quantités, il faut respecter quelques règles simples : Tout d’abord, si une distinction de catégories de différentes natures et qualité est faite, il faut alors distribuer les déblais en partant des catégories de terrain les plus nobles vers les moins nobles. Notons qu’il est possible de réaliser un remblai de qualité moyenne avec un déblai de bonne qualité. Une expression couramment employée dans ce domaine illustre bien ce principe : « Qui peut le plus peut le moins ». Il faut également chercher à distribuer les matériaux sur la plus courte distance, sans jamais croiser les transferts. Le mouvement doit être équilibré :

Déblais + Emprunts = Remblais + Dépôts

Enfin, il faut prendre soin de ventiler toutes ces quantités de déblais, et d’approvisionner toutes les quantités de remblais. De ces grands principes, on retiendra qu’il est parfois intéressant de réaliser un remblai avec un matériau d’une qualité supérieure à la qualité requise, plutôt que de transporter des matériaux de la qualité requise strictement sur une distance plus importante. De la même manière, il est parfois préférable de placer les déblais en dépôt proche et de faire un emprunt extérieur au chantier pour réaliser des remblais éloignés. De tels choix nécessitent un comparatif financier qui s’appuie sur des taux unitaires (tonne kilométrique, prise en charge…) et la connaissance des distances exactes de transport (par la route et par la piste de chantier).

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2.2.2 Techniques courantes

Quelle que soit la technique employée, l’élaboration du mouvement des terres se déroule concrètement de la manière suivante : partant d’une projection du chantier, présentant généralement en abscisse les ouvrages en terre et où apparaissent les quantités de matériaux (besoins et ressources) il faut déterminer une liste de mouvements élémentaires de matériaux (un mouvement signifie : une origine, une destination, une quantité), présentés généralement sous forme de flèches que l’on vient ajouter à ce schéma du chantier. Les techniques d’élaboration d’un mouvement des terres consistent, concrètement, en la détermination de ces flèches.

On utilise principalement trois techniques graphiques : ● La méthode graphique de proche en proche ● La méthode de Lalanne. ● La méthode de Bruckner. La méthode graphique de proche en proche consiste simplement en le tracé manuel des flèches, en suivant le bon sens. Cette méthode, pour simple et peu sérieuse qu’elle puisse paraître, n’en reste pas moins très bonne, puisqu’elle permet toutes les latitudes dans la détermination des tracés ; elle permet en outre de prendre facilement en compte des tracés non linéaires. Le gros désavantage de cette méthode est qu’en cas de variation, il faut bien souvent reprendre l’épure en entier. Les méthodes de Lalanne et de Bruckner sont plus adaptées pour les chantiers linéaires de terrassement (routes, autoroutes, voies ferrées, canaux). La méthode de Bruckner (pour la citer) repose sur la construction d’un polygone formé par la jonction des extrémités d’ordonnées successives élevées sur une ligne de terre au droit des différents profils en travers et égales chacune à la somme algébrique des volumes de remblais et de déblais depuis l’origine jusqu’au profil correspondant. La méthode de Lalanne sera expliquée plus précisément dans un sous-chapitre spécifique. Il existe bien entendu des méthodes informatiques, mais celles-ci sont souvent spécifiques à chaque entreprise et ne sont par conséquent pas facile à obtenir ; en outre, bien maîtriser les méthodes graphiques est nécessaire pour bien comprendre le mouvement des terres.

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2.3 Pourquoi le mouvement des terres ? Importance et enjeux. Dans le cas d’un chantier linéaire de terrassement de grande ampleur, le mouvement des terres est placé à la base de tout raisonnement, quelle que soit l’étape de réalisation des travaux : de l’étude de prix à la réception des travaux. 2.3.1 Temporalité du mouvement des terres

Il faut bien comprendre la chose suivante : un mouvement des terres n’est pas figé. Il est déterminé à un moment donné, en fonction des données disponibles à ce même moment. A partir de la photographie du chantier (qu’il soit encore en projet ou au stade de l’exécution), un mouvement des terres est déterminé. Il peut très bien ne plus rien vouloir dire le lendemain. 2.3.2 Au niveau de l’étude de prix

Au niveau de l’étude de prix, le mouvement des terres permet d’étudier tout d’abord le rapport ressources-besoins, en distinguant différentes qualités de matériaux : de la couche de forme aux déblais impropres à une mise en remblai, en passant par les déblais utilisables en remblai courant. On déterminera alors s’il est nécessaire de trouver un lieu de dépôt. En intégrant ces données supplémentaires, on pourra ensuite, grâce à l’épure de Lalanne ou autre, ventiler les quantités inscrites au mouvement des terres et ainsi déterminer une distance de transport moyenne par type de matériaux. Selon les différentes catégories de matériaux, on mettra en place un mode d’extraction des matériaux, ainsi qu’un mode de transport. Il est ainsi possible d’établir des prévisions budgétaires précises en tenant compte du matériel employé et de la distance à parcourir.

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2.3.3) Pendant les travaux

Au niveau de la phase travaux, le mouvement des terres évolue. 2.3.3.1 Suite à la campagne de reconnaissance complémentaire.

Cette campagne effectue des sondages, essentiellement à la pelle, plus denses que lors du montage du DCE, et permet de réaliser de nombreux essais.

Dans le cas des sols fins. (Tous les mètres en profondeur) _ Teneur en eau. _ IPI : Indice de Portance immédiate. _ Identification : granulométrie et limites d’Atterberg ou valeur au Bleu de Méthylène. _ OPN : Optimum Proctor Normal. Etudes de traitement (sols fins) : _ Aptitude au traitement. _ OPN à différents dosages. _ IPI à différents dosages. _ Si la présence de gypse : analyse minéralogique et analyse chimique (détermination sulfate soluble eau-acide ; et souffre total). Dans le cas de sols rocheux : _ Dureté : Los Angeles + Micro Deval Amélioré. _ Fragmentabilité (FR) et Dégradabilité (DR) _ Densité sur bloc (hydrostatique) A la suite de ces sondages et essais, on peut alors formuler des hypothèses de réutilisation des matériaux selon le document de référence en vigueur : le Guide des Terrassements Routiers (GTR) ; c’est le travail des géologues. On peut ensuite réaliser des profils géotechniques, et obtenir des estimations de quantités de matériaux plus précises que celles annoncées lors de l’appel d’offre. La campagne de sondages complémentaires vient alors confirmer ou infirmer les quantités initialement prévues. Ces variations peuvent impliquer de grands changements sur le déroulement général des travaux. Prenons l’exemple du traitement à la chaux. Le lot B3 montre une présence de gypse sur la majeure partie du tracé, qui ne permet pas de traiter à la chaux, le gypse gonflant à son contact. Par conséquent, une quantité très importante de matériaux ne pouvant être mise en œuvre à l’OPN, en raison d’une teneur en eau trop importante, doit être mise en dépôt.

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Or la campagne de reconnaissance complémentaire montre qu’en traitant les matériaux non pas à la chaux mais au Roc tr, on obtient de très bons résultats de traitement à 1 ou 2%. Ainsi, le traitement au roc tr permettra dans certains cas de s’affranchir d’un transport sur de longues distances. Il reste à savoir à partir de quelle distance de transport le traitement est avantageux, afin d’optimiser le mouvement des terres. 2.3.3.2 En cours de terrassement

La campagne de sondages complémentaires consiste essentiellement en un quadrillage plus précis du chantier par des sondages à la pelle et échantillonnage pour essais complémentaires. Cependant, cette campagne ne peut couvrir l’ensemble des déblais dans leur totalité. Dans le cas des grands déblais par exemple, il faut parfois descendre à -26m par rapport au terrain naturel pour obtenir la côte terrassement. Une telle profondeur n’est pas accessible avec un simple sondage à la pelle, c’est pourquoi de nouveaux sondages seront réalisés à l’avancement des travaux afin de prendre ces données en compte. Par ailleurs, d’une manière générale, les équipes du laboratoire suivent de très près la réalisation des déblais-remblais, et réalisent à l’avancement des travaux de nouveaux essais pour confirmer ou infirmer les données issues de la campagne de sondage. Il est certes rare, mais possible, que les sondages de la campagne de reconnaissance complémentaire ne soient représentatifs de la réalité, et qu’en cours de terrassement les hypothèses de réutilisation ne soient modifiées, ce qui nécessite une grande réactivité dans les modifications à apporter au mouvement des terres. 2.3.3.3 A la réception des travaux.

Le mouvement des terres réalisé fait l’objet d’un contrôle de la part de la maîtrise d’œuvre. Il vise à mettre en évidence non seulement les transferts effectués, mais également de comparer les travaux réalisés avec ceux prévus et d’en mesurer l’impact technique et surtout financier.

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2.3.4) Un travail qui demande une appréciation personnelle.

Le mouvement des terres représente deux aspects principaux du chantier : un aspect « technique et organisationnel » et un aspect « financier ». Il détermine la stratégie de l’entreprise. C’est d’une certaine manière, un « plan d’attaque », dont découle le planning général, les moyens à mettre en œuvre, le type de transport à opérer, et parfois des mouvements de terre imposés. En effet, concrètement, le mouvement des terres indiquera une liste de tâches de déblai/remblai ou déblai/dépôt élémentaires, et cette liste constituera la base de l’élaboration du planning. En ce sens, il faut généralement apporter une touche très personnelle au mouvement des terres afin d’être en phase avec la planification des travaux. Il sera, dans certains cas de figure, plus économique de se pénaliser en appliquant une distance de transport supérieure pour ensuite économiser sur la réalisation d’un ouvrage annexe. Le mouvement des terres représente en quelque sorte le portefeuille du chantier : ses ressources et ses besoins. Si un de ces paramètres évolue, il faut être réactif et étudier les conséquences induites : modification de l’équilibre des matériaux, modification des distances de transport. D’une manière générale, le mouvement des terres d’une ligne à grande vitesse est toujours plus contraignant que celui d’une autoroute. On n’accepte pas de venir réaliser des travaux ultérieurs sur une LGV, il faut donc mettre en place des matériaux d’une extrême qualité. Le mouvement des terres est donc pénalisé par ces choix de matériaux et pénalisant pour l’entreprise qui réalise ces travaux.

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PARTIE B Ma mission fut d’élaborer des mouvements des terres mis à jour sur les zones 2, 4 et 5 du lot B3 zone Est de la LGV. Cette partie retrace la démarche que j’ai adopté afin d’y parvenir. 2.4 Acquisition des données nécessaires à l’élaboration d’un mouvement des terres Comme expliqué précédemment, les quantités à ventiler évoluent au fil de l’avancement des études et de l’exécution du chantier. Afin de savoir à n’importe quel moment sur quelles hypothèses le mouvement des terres se basait, il m’a paru judicieux de mettre en place des fiches individuelles d’ouvrage en terre, dont chaque information est accompagnée d’une provenance et d’une date. Voir annexe N°1 : Fiche individuelle d’ouvrage Ces informations sont principalement les quantités de matériaux (comme ressources ou comme besoins) qui se rapportent à chaque déblai ou remblai et que l’on doit prendre en compte pour élaborer le mouvement des terres. 2.4.1 Catégories de matériaux

Les matériaux à ventiler se classent selon trois grandes catégories, la terre végétale étant traitée séparément : ●Les matériaux impropres ●Les matériaux utilisables en remblai ●Les matériaux nobles Ces trois catégories se divisent ensuite en sous-catégories, selon l’utilisation des matériaux ou leur position sur l’ouvrage en terre. On distingue, par ordre d’importance qualitatif : ●Les matériaux impropres : - Impropres LGV - Impropres purges - Impropres profil rasant, transition déblai/remblai - Impropres rétablissement Voie Latérale - Impropres accès ferroviaires

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●Les matériaux utilisables en remblai : - Couche de protection - Base de haut remblai - PST traitée (Partie Supérieure de Terrassement) - Remblai courant - Remblai courant traité - Rétablissement Voie latérale - Accès ferroviaire ●Les matériaux nobles : - Sous-couche ferroviaire - Couche de forme - Tranchée drainante - Bloc technique PRA PRO (Pont RAil et Pont ROute) - Masques-Bêches - ZI-ZH - PST - Purge - Base de grand remblai Il est à noter que les sous-catégories de matériaux se différencient en réalité plus par leur fonction que par leur qualité. Ainsi, un matériau réutilisable en remblai courant peut être utilisé aussi bien en « remblai courant » qu’en « rétablissement voie latérale ». On a pris soin de distinguer ces deux catégories puisqu’elles correspondent à des lieux différents : le « remblai courant » désigne le remblai courant de la section courante de la LGV, tandis que le « rétablissement voie latérale » désigne le remblai courant des voies latérales de la LGV (routes départementales adjacentes…). De même, on peut faire de la couche de protection ou de la base de haut remblai avec le même matériau. La différence entre les deux est leur position dans le remblai (l’un étant sur la partie supérieure du terrassement et l’autre sur sa partie inférieure) et leur fonction.

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2.4.2 Collecte des informations

Les quantités de chaque sous-catégorie de matériaux proviennent des documents suivants : ●Le tracé en plan du tronçon au 1/2000ème ●Les profils en travers, édités par un bureau d’étude indépendant de GTM ●Les cubatures par étiquette de prix se rapportant à ces profils en travers ●Les dossiers de reconnaissances complémentaires, issus de la campagne de reconnaissance complémentaire menée par le laboratoire géotechnique de GTM ●Les études de stabilité ●Le journal de chantier ●Le Dossier de Consultation de Entreprises, comprenant notamment un mouvement des terres général, les plans de détails des terrassements et les avant métrés. ●Notes d’observation du maître d’œuvre Ces informations sont parfois utilisables tel quel, soit après des calculs géométriques approximatifs. 2.4.3 Importance de la démarche

On peut résumer cette démarche par : La détermination des cubatures

Cette étape dans l’élaboration du mouvement de terre est indispensable et il s’avère qu’elle demande plus de travail que le calcul de la ventilation des quantités lui-même. En effet, c’est le suivi de l’arrivée des informations et le tri parmi celles-ci qui sont les plus laborieux. Comme expliqué plus haut, l’avancement de la campagne de reconnaissance change les conclusions sur les réutilisations possibles des matériaux issus des déblais, et amène des dispositions constructives nouvelles par rapport au dossier projet, comme par exemple la nécessité d’une purge ou d’une couche de matériaux de type ZI (Zone Inondable). De même, les études de stabilité et les réponses du maître d’œuvre à leur propos amènent des changements dans les quantités à mettre en œuvre ; par exemple l’étude de stabilité peut amener à proposer un changement dans la pente des talus, ce qui modifie alors les quantités de remblai ou déblai courant. Autre exemple, l’étude de stabilité peut amener à proposer la mise en place d’un masque poids en matériau noble.

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Enfin, il faut suivre le journal de chantier pour connaître les travaux déjà effectués au moment où débute l’élaboration du mouvement des terres. Par exemple, avant de commencer les grands travaux de déblai/remblai, on réalise souvent les fouilles d’ouvrage, ce qui impose déjà un mouvement déblai/dépôt à inscrire sur le mouvement des terres. En outre, la mise en place de remblais d’essais, qui seront ensuite démontés puis utilisés ou non comme remblai définitif (ou alors placés dans les dépôts) doit être prise en compte dans le mouvement, tout comme n’importe quelle fourniture extérieure de matériaux.

La collecte de tous ces renseignements est le fruit d’une recherche permanente et d’un suivi de tous les plans, études, notes d’observations… qui sont reçus, créés ou envoyés. Il est important de bien suivre les échanges avec le maître d’œuvre afin de connaître quelles solutions techniques sont acceptées et d’en déduire les quantités de matériaux qui en découlent. Cette étape importante a été l’objet de la mise en place de tableaux synoptiques en tout genre permettant de faire l’état des informations disponibles, et à mettre à jour quotidiennement. Le résultat ultime de cette campagne de recherche d’informations est synthétisé sous la forme d’un tableau comparatif pour chaque zone, avec un code couleur indiquant la source de la modification. Voir annexe N°2 : Tableau comparatif des quantités mises à jour- Zones 4 et 5

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2.4.4 Dépôts, modelés et merlons

A l’instar des ouvrages en terre, les dépôts, modelés (paysagers et acoustiques) et autres merlons doivent faire l’objet d’une attention préalable particulière. Les merlons, qui sont des buttes en terre accolées à la LGV, sont bien souvent comptés avec l’ouvrage en terre auquel ils se rapportent, et il suffit alors de bien les identifier afin de ne pas les compter comme des besoins en remblai à part entière. Les modelés, qui sont des buttes en terre dont la fonction est soit d’isoler du bruit, soit d’ordre esthétique, sont quant à eux des ouvrages indépendants des ouvrages en terre de la LGV, mais doivent tout de même apparaître dans le mouvement des terres comme des besoins en remblai dont le volume est évalué une première fois dans le dossier projet puis affiné par les projeteurs de GTM. C’est ce volume-ci qu’il faut alors prendre en compte quand il est disponible. Les modelés, contrairement aux merlons, peuvent être constitués par les matériaux de la catégorie « Impropres », mais doivent être comme eux entièrement « remplis ». Les dépôts, tout comme les modelés, font l’objet d’une étude au stade projet, mais leur capacité d’accueil est ensuite affinée par les projeteurs. Par contre, à la différence des modelés, ils ne doivent pas nécessairement être « remplis » en entier. Ils permettent une certaine souplesse dans le mouvement de terre et accusent les aléas du chantier. C’est pourquoi on les surnomme des « soupapes ». Le CCTP impose à certains dépôts une quantité de remplissage minimum. Aussi, il faut bien s’assurer de l’intérêt d’ouverture d’un dépôt, en mettant en balance le coût d’ouverture (décapage de la terre végétale, pistes d’accès…) et le coût de transport dans un autre dépôt.

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2.5 La méthode de Lalanne. 2.5.1 Principes généraux

Dans le cas d’un projet linéaire, comme c’est le cas ici, on le décompose en ouvrages en terre : déblais et remblais, en identifiant les cubatures correspondantes. Il faut ensuite bâtir un graphique, appelé épure, sur lequel on portera tout d’abord en abscisse (ligne horizontale noire continue sur le schéma ci-dessous, appelée ligne de terre) les coordonnées de chaque ouvrage en terre. Puis, en commençant par l’ouvrage situé à l’origine, on trace en ordonnée, à une échelle arbitraire, un segment vertical correspondant au volume de l’ouvrage en terre. Ce segment sera porté par convention dans le sens positif s’il s’agit d’un déblai (ressource) et négatif si c’est un remblai (besoin). Les segments suivants ont pour ordonnée d’origine l’ordonnée finale du segment de, l’ouvrage précédent, afin de cumuler les quantités. En reliant horizontalement les segments entre eux, on obtient une ligne polygonale. Si la ligne polygonale aboutit à la ligne aboutit à la ligne de terre, c’est que le total des longueurs portées dans un sens est égal à celui des longueurs portées dans le sens inverse. Il y a alors compensation parfaite des déblais et remblais (ce qui correspond malheureusement rarement à la réalité). Si la ligne polygonale aboutit au dessus de la ligne de terre, il y a alors plus de déblais que de remblais, il faut trouver un lieu de dépôt. Dans le cas contraire, il faut trouver un lieu d’emprunt extérieur.

Ligne de terre Déblais

R 320

PR 326

D 349

R 361

D 374 R 381

Abaissement de la ligne de terre D 405 (emprunt)

Remblais

Le déblai D349 vient remblayer le R320

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Epure de Lalanne

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Il faut finalement optimiser l’épure pour obtenu pour connaître le sens d’évacuation des déblais. Pour ce faire, il faut ajuster la position de la ligne de terre afin d’obtenir une surface la plus faible possible de chaque côté de la ligne de terre. Chaque variation de ligne de terre correspond à un dépôt (dans le sens des déblais) ou à un emprunt (sens des remblais). Pour les volumes de l’épure situés au dessus de la ligne de terre, on transportera les déblais vers la droite, et pour les volumes de l’épure situés en dessous de la ligne de terre, on transportera les déblais vers la droite. Notons que les surfaces produites par ces courbes sont, physiquement, ce qu’on appelle des moments de transport, puisqu’elles représentent le produit d’une longueur par un volume. Concrètement, l’optimisation revient à trouver la plus petite somme possible des moments de transport. Sur le schéma ci-dessus, la ligne de terre est abaissée dans le sens des remblais, cela signifie que l’on fait un emprunt. Ainsi, graphiquement, l’épure de Lalanne indique le sens de transport des déblais en tenant compte du facteur besoins –ressources, afin d’obtenir une distance de transport moindre. Enfin, la méthode de Lalanne s’appuie sur les hypothèses suivantes : ● 1m3 de déblai correspond à 1m3 de remblai compacté, sans tenir compte du foisonnement. ● Chaque cube de déblai ou de remblai est concentré au droit du profil en travers correspondant. ● On ne tient pas compte des cubes réemployés dans un même profil.

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2.5.2 Ajustement de la ligne de terre

L’ajustement de la ligne de terre est le cœur de l’optimisation de la réutilisation des matériaux. Cette opération doit être menée soigneusement, en particulier lorsque le tracé comporte plusieurs dépôts (c’est généralement le cas), comme nous allons le voir. Prenons l’exemple d’une courte alternance de déblai/remblai entourés de deux dépôts D1 et D2.

100

20

20

30

100

D1

50

20

D2

L’exemple présenté ici se situe dans le cas où les déblais sont excédentaires, ce qui nécessite une mise en dépôt. La question est de déterminer d’où provient la terre qui doit être mise en dépôt, et dans quel dépôt. La réponse est dans le choix de la ligne de terre qui donne la plus petite somme des moments de transport. Pour cela, il faut considérer que le cube des terres à porter en dépôt étant représenté par les segments (verticaux, base des rectangles qui correspondent aux moments de transport), la ligne de terre qui donne la distance minimum sera prise comme ligne finale. NB : lorsque l’on compare deux lignes de terres possibles, c'est-à-dire deux droites parallèles , sachant que les déblais sont évacués par convention vers la gauche pour ceux situés en dessous de ligne de terre et vers la droite pour ceux situés en dessous, cela signifie que la différence de mouvement de terre entre les deux lignes de terre possibles concerne uniquement les segments verticaux compris entre ces deux lignes parallèles. C’est donc sur ces segments uniquement qu’il faut raisonner pour comparer la pertinence de deux lignes de terre possible.

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Si l’on envisage les quatre lignes de terre possible suivantes :

L4 L3

L2 L1

100

20

20

30

100

50

D1

20

D2

Comparons par exemple L1 et L2 :

L2 L1

100

20

20

30

100

D1

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50

20

D2

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La comparaison se joue au niveau, selon le principe expliqué plus haut, du segment en gras. L1 imposerait un déplacement vers la droite, L2 vers la gauche. Vers la droite, la distance à parcourir jusqu’à D2 est de 220 m ; elle est de 120 m seulement vers la gauche jusqu’à D1. L2 permet d’obtenir un moment de transport moins important, donc meilleur. En comparant de la même manière L3 et L2, puis L4 et L3, on arrive à la conclusion que L3 optimise cette épure de Lalanne. On a donc :

L3

100

20

20

30

100

50

D1

20

D2

500 m3 20 m

Si l’on considère l’échelle suivante : On a pour moments de transport : ● Avec L1 : Quantités (m3) 250 500 750 1000 500 2000

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Distance (m) Moment de transport (m4) 20 5000 100 50000 130 97500 200 200000 220 110000 20 40000 502500 SOMME

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● Avec L3 : Quantités (m3) 250 500 750 1000 500 2000

Distance (m) Moment de transport (m4) 20 5000 100 50000 130 97500 140 140000 120 60000 20 40000 392500 SOMME

L’ajustement de la ligne de terre permet ici, une réduction de 110 000 m4, soit environ 22 %. 2.5.3 Procédure utilisant l’épure de Lalanne pour l’équilibrage du mouvement des terres 2.5.3.1 Classement des matériaux.

On distingue trois grandes classes de matériaux : _ Les matériaux traités, utilisables en : couche de protection/parement traité, base de haut remblai ou PST traitée. _ Les matériaux courants, utilisables en : remblai courant, rétablissement des voies latérales et accès ferroviaire. _ Les matériaux impropres. La ventilation des matériaux de type ZI/ZH et Rt2 est évoquée indépendamment : puisque les ressources sont extérieures, celle-ci est triviale.

2.5.3.2 Méthode employée.

Le mouvement des matériaux traités n’est pas déterminé par une épure de Lalanne, puisque les ressources ne sont pas fixées : ce sont les besoins qui donnent les ressources. En effet, la campagne de reconnaissance complémentaire a montré que les déblais de cette zone recèlent suffisamment de matériaux qui, s’ils sont traités, peuvent être employé à de la couche de protection, base de haut remblai…, et qui, sinon, peuvent servir de remblai courant. Le mouvement des matériaux traités se fait donc directement, et est consigné dans le tableau récapitulatif. Les quantités non traitées sont recensées puis ajoutées aux ressources en remblai courant.

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OE D402 R408 D415 PR420 D426 R430 D433 R437 D441

Volume Volume Volume non traitable traité traité 43900 11087 32813 0 0 0 24400 10600 13800 0 0 0 29500 5600 23900 0 0 0 20600 6100 14500 0 0 0 59240 791 58449

Ensuite, les matériaux de remblai courant sont ventilés. L’épure de Lalanne est construite à partir du tableau suivant, qui prend en compte le fait que lorsqu’un besoin d’un ouvrage peut être comblé par des ressources au sein même de cet ouvrage, alors ceux-ci n’apparaissent pas sur l’épure (mais le mouvement est tout de même consigné dans le tableau récapitulatif). Pk

Remblai courant, traité, rétab VL, accès ferro.

OE

D Volume Volume non disponible traité à ajouter 39,3

R393

40,2

D402

40,8

R408

41,5

D415

42

PR420

42,6

D426

43

R430

43,3

D433

43,7

R437

44,1

D441

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38,52 39,85 39,85 40,51 40,51 41,09 41,09 41,74 41,74 42,16 42,16 42,84 42,84 43,02 43,02 43,6 43,6 43,75 43,75 45,04

∑

R 158068

135400

52700

71100

37300

132728

32813

13800

23900

14500

58449

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∑=∑ précéd.+D-R

168213 0

53534

66500

12600

0

53700

95000

2100

0

6100

51800

2900

0

1000

191177 35808

-158068 -158068 10145 10145 -43389 -43389 10511 10511 -43189 -43189 49711 49711 43611 43611 92511 92511 91511 91511 246880 246880

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Et voici l’épure correspondante, avec ajustement de la ligne de terre : Epure de Lalanne. 300000

246880 250000

200000 154369

Q uantités (m3)

150000

100000

92511 42800

91511

49711

Remblai courant

50000

10 145

49711

10511

43611

0 38

-50000

39

40

41

-43 389

42

43

44

45

46

-43189

-100000

-150000

-200000

Pk (km)

Cette épure de Lalanne nous permet de voir comment sont comblés les besoins et quelles quantités sont excédentaires (celles-ci sont indiquées en rouge sur l’épure cidessus). Mais au lieu de déterminer où les placer dans les dépôts, il faut les ajouter aux ressources en matériaux impropres, afin d’être sûr d’optimiser la réalisation des modelés et merlons, qui sont, dans l’épure de Lalanne suivante, considérés comme les besoins. C'est-à-dire qu’au lieu de placer ces quantités excédentaires dans un dépôt réel, ce qui justifierait la variation de la ligne de terre, on imagine qu’elles sont placées dans un dépôt imaginaire d’impropres.

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L’épure est menée jusqu’à la détermination de l’occupation des dépôts.

Déblais impropres et remblai courant excédentaire (D)

Pk

OE

39,3

R393

40,2

D402

40,8

R408

41,5

D415

42

PR42 0

42,6

D426

43

R430

43,3

D433

43,7

R437

44,1

D441

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Pk Volume début disponibl Pk fin e 38,52 39,85 39,85 171900 40,51 40,51 1700 41,09 41,09 57500 41,74 41,74 4800 42,16 42,16 45700 42,84 42,84 700 43,02 43,02 31100 43,6 43,6 700 43,75 43,75 132728 45,04

Volume de remblai courant non utilisé

Modelé s et ∑=∑ précéd. merlons + D-R

∑

R

0

0

17190 0

0

1700

0

0

57500

81262

0

4800

100000

49711

95411

0

700

0

73900

0

700

0

19117 7

0

0

42800

58449

- 35 -

0 0 171900 171900 173600 173600 149838 149838 54638 54638 150049 150049 150749 150749 224649 224649 225349 225349 416526 416526

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Epure de Lalanne 450000 416526

400000

350000 330260

Dépô t de l'A uta

Dépô t Des M agny

Dépô t du P R420

Dépô t M ayes du Châtelle

Quantités (m3)

300000

250000 225349

Impro pes 224649

200000 171900

173600 1500049

149838

149838

150000 150049

150749

Dépô t des B o ulo yes

100000

50000

0 38

39

40

41

42

43

44

45

46

Pk (km)

2.5.3.3 Résultats.

Les résultats sont consignés dans le tableau récapitulatif suivant ; ils comprennent : ● Les mouvements « internes » aux ouvrages ( i.e. les besoins d’un ouvrage qui peuvent être comblés par leurs propres ressources). ● Les mouvements de matériaux traités, recensés manuellement. ● Les mouvements issus de l’épure de Lalanne relative au remblai courant, accès ferroviaires… ● Les mouvements issus de l’épure de Lalanne relative aux matériaux impropres, ainsi que l’occupation des dépôts qui en résulte.

Ce tableau fait apparaître le moment de transport et la distance moyenne relatifs à ces mouvements.

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Origine

Ressource

Destination

Besoin

Volume

Distance (hm)

D402 D402 D415 D415 D426 D433 D433 D441 D441 D415 D415 D426 D433 D441 D441

Base de Ht remblai Base de Ht remblai Base de Ht remblai Base de Ht remblai Base de Ht remblai Base de Ht remblai Base de Ht remblai Couche de protection Couche de protection Remblai courant Remblai courant Remblai courant Remblai courant Remblai courant Remblai courant

D402 R408 D415 PR420 D426 R430 D433 R437 D441 D415 D415 D426 D433 D441 D441

PST traitée PST traitée PST traitée PST traitée PST traitée PST traitée PST traitée PST traitée PST traitée Rétab. VL Accès ferro. Rétab. VL Rétab. VL Section courante Rétab. VL

10 000 1087 7200 3400 5600 700 5400 700 91 10700 1900 2100 2900 3808 23400

0 6 0 5 0 3 0 4 0 0 0 0 0 0 0

Moment transport 0 6522 0 17000 0 2100 0 2800 0 0 0 0 0 0 0

D441

Remblai courant

D441

Accès ferro.

8600

0

0

D402

Remblai courant

R393

Section courante

158068

9

1422612

D402 D415 D415 D415 D426 D426 D433 D441 D415 D402 D402 R408 D426 D426 PR420 D426 R430 D433 D433 D441

Remblai courant Remblai courant Remblai courant Remblai courant Remblai courant Remblai courant Remblai courant Remblai courant Impropres Impropres Impropres Impropres Impropres Remblai courant Impropres Impropres Impropres Impropres Remblai courant Impropres

R408 R408 PR420 PR420 PR420 PR420 R430 R437 D415 D415 D393 D415 PR420 PR420 PR420 PR420 D433 D433 D433 D433

D441

Impropres

D457

D441

Remblai courant

D457

Baptiste Lopes

Section courante 10145 6 Section courante 43389 7 Section courante 5400 5 Rétab. VL 5111 5 Rétab. VL 39389 6 Accès ferro. 3800 6 Section courante 6100 3 Section courante 1000 4 Modelé 57500 0 Modelé 22062 13 Dépôt de l'Auta 149838 9 Modelé 1700 7 Modelé 45489 6 Modelé 49711 6 Modelé 4800 0 Dépôt 211 6 Dépôt Mayes du C. 700 3 Dépôt Mayes du C. 31100 0 Dépôt Mayes du C. 42800 0 Dépôt Mayes du C. 105611 7 Dépôt des 27117 16 Bouloyes Dépôt des 58449 16 Bouloyes 957076 d moyenne=6,77 hm

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60870 303723 27000 25555 236334 22800 18300 4000 0 286806 1348542 11900 272934 298266 0 1266 2100 0 0 739277

GC5 ATE 06/07

433872 935184 6479763

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2.6 Mouvement des terres final. 2.6.1 Technique retenue

Au final, j’ai choisi de ne pas utiliser la technique de Lalanne. Cette technique est, évidemment, du point de vue de l’optimisation du moment de transport global, très efficace. Cependant, elle est, de mon point de vue, trop éloigné de la réalité du chantier. Tout d’abord, une des hypothèses même sur laquelle repose cette technique, et qui veut que l’on considère que toute la matière d’un ouvrage en terre (comme ressource ou besoin) soit concentrée en un point de celui-ci, en l’occurrence au Pk de son barycentre, est réductrice. En effet prenons l’exemple suivant d’un déblai long, suivi d’un déblai court, le tout entouré de deux dépôts.

Déblai

D1

Remblai

D2

Si l’on imagine que le terrain naturel est représenté schématiquement en jaune, on voit bien que la partie droite du déblai devrait logiquement aller dans le dépôt D2 afin de minimiser le transport. Or dans la logique de Lalanne, l’ajustement de la ligne de terre (ligne rouge) impose que toute la masse du déblai qui n’est pas utilisée ici pour le remblai adjacent aille en dépôt en D1, du fait de sa proximité avec le centre de gravité du déblai.

Baptiste Lopes

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GC5 ATE 06/07

Projet de fin d’études : Méthodes de terrassement

Ensuite, il est très important de prendre en compte la chronologie de la réalisation des tâches. Par exemple : OE

D422

Faciès

19.3

R430

D433 15.1

En remblai courant

15.2

19.1

19.3

79 567

47 988

32 923

En remblai courant traité Base de Ht remblai En remblai rétab. VL En remblai couche protection

42 268

12 256

Ressources

En remblai Rt2 En remblai ZI / ZH PST traitée En remblai Cdf

Section courante

120 500

C. de protection Parement traité

10 300

Base de Ht remblai

Besoins

Rétab. VL

2 900

PST traitée

3 100

Accès ferroviaire

La présentation adoptée ci-dessus pour les ressources en déblai signifie la chose suivante : pour le déblai D433, il existe 4 faciès géologiques, dont les volumes respectifs sont 12 256 m3, 79 567 m3, 47 988 m3 et 32 923 m3. L’ordre dans lequel ils sont présentés n’est pas anodin : il représente leur ordre d’apparition dans le déblai. Ici, le faciès que l’on trouve en surface (après l’humus et la terre végétale) est le 15.1, et il peut être réutilisé, après traitement, en couche de protection. Le remblai R430 a un besoin de 10 300 m3 en couche de protection. Si l’on établissait une épure de Lalanne sur ces bases-ci, on arriverait à la conclusion que ce sont les ressources du D433 qui devraient combler les besoins du R430, le déblai D422 étant plus éloigné. Or, la couche de protection doit être réalisée après la mise en place du remblai de la section courante. Le 15.1 étant la première couche rencontrée, et en l’absence de lieu proche de dépôt, il sera en réalité utilisé comme remblai de la section courante. Une fois la section courante réalisée, la ressource du D422 réutilisable en couche de protection est utilisée pour faire la couche de protection du R430.

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On a donc : OE

D422

Faciès

19.3

R430 15.1

D433

En remblai courant

42 268

12 256

15.2

19.1

19.3

79 567

47 988

32 923

En remblai courant traité Base de Ht remblai En remblai rétab. VL En remblai couche protection

En remblai Rt2 En remblai ZI / ZH PST traitée En remblai Cdf

Section courante

120 500

C. de protection Parement traité

10 300

Base de Ht remblai Rétab. VL

2 900

PST traitée

3 100

Accès ferroviaire

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Prenons maintenant le schéma suivant :

Pelle + Tombereaux Pelle + Tombereaux

Scrapers

Scrapers

La première phase consiste à exécuter les remblais avec les matériaux des déblais les plus proches que l’on terrasse donc partiellement avec un échelon de décapeuses. Ce mouvement de terre très court permet d’améliorer sensiblement le profil en long en réduisant les rampes et les pentes et de constituer une piste de roulage correcte pour la circulation des tombereaux. La seconde phase consiste à exécuter le solde des déblais avec un échelon de pelle et de tombereaux. Les tombereaux roulant dans de meilleures conditions que s’ils devaient suivre la ligne du terrain naturel. Le mouvement des terres doit prendre en compte cette méthode d’exécution ; là encore, la simple application de la méthode de Lalanne ne le fait pas. De plus, il est vivement conseillé, dans l’étude du mouvement de terre, de prévoir le déplacement des matériaux de déblai dans le sens de la pente, de sorte que les engins de transport « descendent » en charge, et « montent » à vide.

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Ensuite, comme expliqué plus haut, il y a une multitude de mouvements imposés résultants du commencement du chantier avant l’élaboration du mouvement des terres. Il faut, par exemple, prendre en compte les fouilles d’ouvrage, la mise en place des pistes… Les fouilles d’ouvrage par exemple, sont réalisées très tôt afin que le travail des ouvragistes puisse commencer sans attendre la mise en route des grandes opérations de déblai. A ce moment là, toutes les pistes de chantier ne sont pas forcément en place, et les parties à remblayer ne sont pas forcément prêtes à recevoir du remblai (décapage non effectué…). Aussi, la mise en dépôt des matériaux issus des fouilles d’ouvrage ne se fait pas selon la logique d’un chantier linéaire, où le chemin entre deux ouvrages en terre se fait uniquement par les pistes de chantier suivant le tracé de la LGV. Il faut également prendre en compte les remblais d’essais. Ces remblais d’étude, destinés à connaître le comportement du futur remblai en fonction de différentes dispositions constructives est généralement monté à l’aide de fournitures extérieures, puisque sa mise en place est antérieure aux grandes opérations de déblai. Quand ces remblais sont démontés, les matériaux sont soit régalés à proximité, soit mis en dépôt. Cela donne lieu à un mouvement qui apparaît dans le mouvement de terre, mais qui défie toute logique d’optimisation : en effet, il apparaitrait sur le tableau final comme une importation d’une lointaine carrière pour une mise en dépôt ou une utilisation en remblai courant. En outre, ne pas utiliser la méthode de Lalanne m’a permis de mieux appréhender la décision d’ouvrir ou non un dépôt. En effet, certains dépôts présentent un volume d’occupation minimal. Aussi, Pour ces raisons, j’ai préféré une méthode complètement manuelle pour élaborer les mouvements de terre. La manière de procéder est la suivante : ● Tout d’abord, établir un tableau se type EXCEL, présentant toutes les quantités en fonction des ouvrages en terre (ressources en partie supérieure, besoins en partie inférieure). ● Inscrire tous les mouvements « imposés » par le journal de chantier, c'est-à-dire tout ce qui a déjà été fait. ● Compléter le tableau en inscrivant tous les autres mouvements, en suivant les règles établies plus haut (principes généraux et logique d’exécution sur le chantier)

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Voici un extrait du type de tableau obtenu :

Il faut alors bien vérifier que : Déblais + Emprunts = Remblais + Dépôts Si ce n’est pas le cas, alors une il ya une erreur dans la ventilation des quantités, et il faut vérifier chaque mouvement élémentaire. En cela, il est pratique d’utiliser un tableau EXCEL afin de pouvoir connaître facilement les sommes par ligne, par colonne… Il faut ensuite mettre en forme de manière plus esthétique et formelle le mouvement des terres vérifié.

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2.6.2 Finalisation du mouvement des terres.

La dernière étape consiste en une mise en forme du mouvement des terres et en sa justification. La mise en forme finale se fait sous AUTOCAD, avec un cartouche, une référence, et une légende précis. Voir annexe N°3 : Mouvement des terres final zone 2

Lors de l’envoi au maître d’œuvre, le mouvement des terres doit être accompagné d’une note explicative qui justifie tous les changements par rapport au mouvement des terres général contenu dans le DCE. Voir annexe N°4 : Note explicative Un exemple de mouvement des terres sous sa forme finale et la note explicative l’accompagnant sont donnés en annexe.

2.6.3 Comparaison entre mouvements des terres.

Il s’agit ici de comparer les résultats obtenus avec le mouvement des terres général du DCE, l’utilisation de l’épure de Lalanne et le mouvement des terres final. A cet effet, le meilleur indicateur d’efficacité est le moment de transport global. Il est la somme : MTransport Global = ∑ ( Quantité × Distance)

(hm.m3)

Connaissant le volume total de matériaux ventilés, on peut alors connaître la distance moyenne de transport : DMoyenne = MTransport Global / VTotal

(hm)

Dans ce calcul, ne sont compris que les mouvements de remblai courant, matériaux impropres et matériaux traités. Les matériaux ZI, ZH et Rt2 ne sont pas pris en compte ici, puisqu’ils ne sont pas des « mouvements locaux » : l’approvisionnement en matériaux calcaires se fait depuis la zone Ouest, ou par des fournitures extérieures ; il ne relève donc pas d’un équilibrage local des quantités comme ce qui constitue le nerf d’un mouvement des terres.

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Voici les résultats :

Volume transporté (m3)

Moment de transport (m3.hm)

Distance moyenne (hm)

MVT Etude de prix

1 573 400

13 468 304

8,56

MVT Epure de Lalanne

1 573 400

9 582 006

6,09

MVT Epure de Lalanne

1 562 451

9 390 331

6,01

MVT final

1 562 451

11 468 390

7,34

Mouvement des terres B3.3 Zone 2

Quantités DCE

Quantités mises à jour

NB : pour le calcul du moment de transport, tous les mouvements de terre dont au moins l’origine ou la destination sont compris dans la zone 2 ont été pris en compte. 2.6.4 Conclusion

A la lumière des résultats ci-dessus, on peut conclure tout d’abord que la mise à jour des quantités entrant en compte dans le mouvement des terres a induit une réduction globale de environ 11 000 m3, c'est-à-dire 0,7 %. Le tableau ci-dessous présente la variation du moment de transport, de la distance moyenne ainsi que le pourcentage que cela représente, entre les mouvement situés à gauche de ce tableau et les mouvements situés en haut. Quantités DCE MVT Etude de prix Quantités DCE

MVT Etude de prix

Quantités mises à jour

MVT Epure de Lalanne -3 886 298 -2,47

-28,8%

MVT Epure de Lalanne

MVT final

-1 999 914

-14,8%

-1,22

MVT Epure de Lalanne 2 078 060

MVT Epure de Lalanne Quantités mises à jour

1,33

22,1%

MVT final

Le résultat le plus important, qui est celui de toute l’étude décrite plus haut, est le suivant : le mouvement des terres final engendre un moment de transport et une distance moyenne réduits de 14,8 % par rapport au mouvement des terres issu du DCE.

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Ensuite, on peut voir que l’efficacité de la technique de Lalanne est très sensible : son utilisation a permis de réduire de presque 29 % le moment de transport global résultant du mouvement des terres du DCE (en gardant les même quantités). Enfin, la prise en compte de toutes les contraintes « de chantier », c'est-à-dire liées à l’exécution, est quantifiable : entre le mouvement issu de l’épure de Lalanne avec les quantités mises à jour et le mouvement des terres final, on a une augmentation du moment de transport global et de la distance moyenne de, respectivement, 2 078 060 hm.m3 et 1,33 hm, soit 22,1%.

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3 Activités annexes 3.1 Rapport hebdomadaire 3.1.1 Contenu et mise en forme

Ce rapport permet de suivre l’évolution du chantier sous plusieurs points de vue. Il est synthétique, et ne rivalise pas avec le journal de chantier en quantité d’informations. Ces informations sont choisies et traitées. Le rapport hebdomadaire permet, principalement, de savoir rapidement si une semaine a été productive ou non, et de comparer les coûts réels aux objectifs. Le rapport hebdomadaire d’une semaine X comporte : ● Le planning prévisionnel des semaines X+1, X+2 et X+3 ● La composition des équipes et les lieux d’embauches et de travaux de la semaine X+1 →Leur présence permet de situer la production de la semaine X dans le temps, et de connaître « ce qui est prévu ensuite ». ● Le suivi des productions ● Une définition des objectifs ● Une synthèse des coûts unitaires réels et leur comparaison aux objectifs (les « comptes flash ») ● Une synthèse du compactage ● Une synthèse du traitement Pour toutes ces rubriques, la mise en place de tableaux sous EXCEL et l’utilisation d’outils tels que des macros en langage VISUAL BASIC (VBA) se sont avérés très pratiques. Pour ma part, j’ai été responsable de la rédaction de ces rapports hebdomadaires pour la zone Est du chantier.

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3.1.2 Production

Comme son nom l’indique, le suivi de production consiste à établir une traçabilité des productions des différents échelons présents sur chantier. Ce suivi se fait de manière journalière et par poste, c'est-à-dire que l’on différencie les échelons travaillant pendant un poste différent (1er ou 2ème poste). J’ai donc créé une base de documents afin d’être en mesure de compiler les données et les exploiter à bon escient. Cette base se présente sous la forme d’un fichier Excel sur lequel on trouve un onglet destiné à chaque échelon sur lequel on renseigne les caractéristiques du poste du jour travaillé :



Production Temps de travail

Un tableau de synthèse permet d’évaluer la production mensuelle, par échelon ou de manière globale, de calculer des rendements, de connaître les cubes cumulés depuis le début du mois ou depuis la mise en service de chaque échelon.. Voir annexe N°5 :Suivi de production

Puis une synthèse est réalisée sur un onglet séparé, qui permet ensuite une synthétisation graphique simple et rapide d’utilisation. Par exemple : Production Pelles et Scraps, Mai 2007 600 000 500 000

M3

400 000 300 000

Cube cumulé

200 000 100 000

01 /0 5 03 /200 /0 5 7 05 /200 /0 5 7 07 /200 /0 5 7 09 /200 /0 5 7 11 /200 /0 5 7 13 /200 /0 5 7 15 /200 /0 5 7 17 /20 /0 07 5 19 /200 /0 5 7 21 /200 /0 5 7 23 /200 /0 5 7 25 /200 /0 5 7 27 /200 /0 5 7 29 /200 /0 5 7 31 /200 /0 5/ 7 20 07

0

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Si l’intérêt technique d’un tel travail est limité (au mieux la rédaction de quelques formules sous excel), il n’en fut pas moins intéressant pour la raison suivante : il permet d’être en contact avec le travail sur le chantier au travers des rapports des chefs d’équipe, sur lesquels il se base ; en effet, ces derniers rendent compte, dans le détail, des engins utilisés, de l’ouvrage, du nombre d’heures, des quantités transportées.. Dans l’optique de l’élaboration du mouvement des terres, ce travail permet d’anticiper les modifications à apporter à celui-ci, grâce à la connaissance des travaux en cours, qui se traduisent par des mouvements imposés dans le mouvement des terres.

3.1.3 Comptes flash et objectifs

Le prix de revient est calculé par le chef d’équipe par l’intermédiaire d’un document appelé « compte flash ». Selon la composition de l’échelon, notamment selon le nombre d’engins de transport, et selon les hypothèses de rendement attendues, on établit un « prix de revient objectif » (en €/M3). Le but pour le chef d’équipe est donc de ne pas dépasser cet objectif pour sa production journalière. La rubrique du rapport hebdomadaire dédiée aux comptes flash comporte : ● La détermination des objectifs ● La vérification des comptes flash des chefs d’équipe ● Une comparaison entre les deux sous forme d’une synthèse 3.1.3.1 Détermination des objectifs.

Il s’agit d’estimer, par poste (journée de travail d’une équipe), et par équipe, le prix de transport d’un mètre cube de matériaux. Cette recherche passe par l’estimation théorique du nombre d’engins de transport (NEngins) en fonction de l’engin principal (pelle ou pousseur) et de la distance de transport. Pour cela, il faut déterminer tout d’abord la composition d’une équipe type : Pour une pelle mécanique : ● Une pelle mécanique (ex : pelle CAT 385) et son conducteur ● Plusieurs engins de transport (ex : Volvo A30) et leurs conducteurs ● Un pousseur (ex : D6M LGP) et son conducteur ● Une niveleuse (ex : Volvo G990) et son conducteur ● Un compacteur (ex : compacteur V5) s’il s’agit d’une opération de Déblai/Remblai (inutile s’il s’agit de Déblai/Dépôt) ● Un chef d’équipe ● Un manœuvre Baptiste Lopes

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Pour un échelon de scrapers : ● Deux pousseurs (ex : D10 et D8) et leurs conducteurs ● Plusieurs scrapers (ex : MS 631 E) et leurs conducteurs ● Une niveleuse (ex : grader 16 G) et son conducteur ● Un compacteur (ex : compacteur tamping 825) s’il s’agit d’une opération de Déblai/Remblai (inutile s’il s’agit de Déblai/Dépôt) ● Un chef d’équipe ● Un manœuvre Tous ces éléments ont un coût horaire connus, ce qui donne le prix horaire d’une équipe (PEquipe), en €/h, en fonction du nombre d’engins de transport, qui est la variable. Il s’agit ensuite de fixer le nombre d’engins de transport qui correspond le mieux aux capacités de l’engin principal. Pour la suite, nous allons exposer le cas d’une pelle mécanique. Pour un échelon de scrapers, le raisonnement est sensiblement le même. Tout d’abord, on détermine le nombre de voyages par heure (NVoyages/h) que peut effectuer un engin de transport en fonction de la distance entre le lieu d’extraction des matériaux et le lieu de dépôt, la pente moyenne de la piste et du type d’engin. Pour cela, on utilise les abaques comme celui-ci : Courbe de Rotation des Engins de Transport Pelle 954 - Tombereaux articulés A35C 9 Etude

8

A35 - 3% 7

A35 - 4% A35 - 5%

Voyage / H

6

A35 - 7% 5

A35 - 10%

4

A35 - 15%

3 2 1 0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Distance en Hm

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Une fois cette donnée acquise, on peut calculer la capacité de transport de l’équipe (CTransport), en m3/h, en fonction du nombre d’engins de transport. Pour cela, il faut également connaître Le cube qu’un engin de transport donné (CCaisse) peut faire transiter à chaque voyage (informations du constructeur, dépendant du type de matériau : miné, rippé..).

CTransport = CCaisse × NVoyages/h × NEngins

(m3/h)

, Les différentes valeurs (fonction du nombre d’engins de transport) sont à comparer avec la production maximale de la pelle mécanique (PMax). Il s’agit de choisir la capacité de transport immédiatement inférieure à PMax : concrêtement, cela revient à choisir le nombre d’engins de transport qui laissera à la pelle mécanique le minimum d’attente (il est moins onéreux de faire attendre la pelle que tous les engins de transport). Une fois NEngins fixé, on a une capacité de transport et un coût horaire de l’équipe fixés. Le coût unitaire objectif (PObjectif) est donné par : PObjectif = PEquipe /CTransport (€/m3)

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On peut résumer le raisonnement précédent par le schéma suivant : Abaques NVoyages/h

●Type d’engin de transport

●Distance à

Cube caisse

parcourir Composition de l’équipe

Nombre d’engins de transport :

Capacité de transport (m3/h) :

1

2

3

4

(…)

C1

C2

C3

C4

(…)

: Coût horaire fonction de

NEngins

Pelle mécanique

Production max. PMax (m3/h)

Comparaison avec PMax

NEngins

CTransport Fixé

Fixé Coût horaire de l’équipe fixé (€/h)

PObjectif = PEquipe /CTransport (€/m3)

NB : Ce faisant, on fixe également un objectif de production. En effet, celui-ci est la capacité de transport évoquée auparavant. En multipliant ensuite ce taux de production par la durée du poste (pause exclue), on obtient l’objectif du jour. Ainsi, on peut, connaissant les tâches à effectuer, et les distances à parcourir, prévoir la production globale du chantier sur un mois entier ou plus.

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3.1.3.2 Compte flash.

La deuxième partie consiste à calculer le coût de revient réel pour chaque échelon et chaque poste. Pour cela, il faut consulter les rapports journaliers des chefs d’équipe. Connaissant le coût horaire de chaque engin, ainsi que le salaire des conducteurs, manœuvres et chefs d’équipe, il est possible de calculer le coût de l’échelon sur la durée du poste (Cjournalier), en €. Connaissant le cube réalisé au cours du poste, on obtient le coût unitaire de la tâche, en €/m3: Coût unitaire de la tâche = Cjournalier / cube

La mise en place d’une feuille de calcul type sous Excel, ainsi que la création d’une banque de données comportant toutes les feuilles de compte flash d’une semaine a permis de gagner non négligeable lors de la rédaction des rapports hebdomadaires. Voir annexe N°6 : Feuille compte flash

Une synthèse graphique permet de voir d’un seul coup d’œil si les coûts unitaires réels de la semaine ont dépassé ou non les objectifs définis plus haut. Si les coûts réels sont supérieurs aux objectifs, cela signifie que l’on produit à un coût trop élevé, ou que l’on ne produit pas assez : il y a une perte financière directe qui est le manque à gagner, et une perte financière indirecte qui est le retard sur la production qu’il faudra rattraper, et donc produire en différé (qui entraîne une mobilisation supplémentaire du personnel et du matériel, ainsi que des pénalités de retard si ce dernier se poursuit jusqu’à la réception des travaux). Il faut alors analyser les causes de cette perte de production :





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L’objectif a été estimé de manière trop optimiste Le terrain est difficilement praticable, ce qui retarde les engins de transport L’engin de production n’a pas respecté les consignes (exemple : la pelle charge 4 godets au lieu de 5) L’équipe n’est pas assez compétente et nécessite un suivi plus particulier de la part du chef d’équipe

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Si les coûts unitaires réels sont inférieurs aux objetifs, il y a alors un gain financier. Cependant si ce gain est trop important il faut contrôler les objectifs de départ qui ont peut-être été établis de manière pessimiste et réviser la totalité des objectifs à venir. N’oublions pas que la stratégie de l’entreprise repose sur une majorité de prévisions et d’estimations. Ne pas modifier un objectif pessimiste afin d’annoncer un maximum de gain pourrait se voir fâcheusement transformé en perte si le matériel et le personnel se trouvent arrêtés en fin de chantier car ils n’ont pas pu être basculés sur un autre chantier faute de travail, uniquement à cause de prévisions faussées. L’analyse des productions détient un enjeu considérable : à titre d’exemple, la production visée pour les meilleurs mois d’été pour le tronçon B de la LGV Rhin-Rhône s’élèvent à 70’000M3 par jour ! Soit 350’000M3 par semaine, ou encore 1 Million de M3 toutes les trois semaines. La différence entre une production à 2,5 €/m3 et à 2 €/m3 pèse, dans ces conditions, 500 000 € toutes les trois semaines.

3.1.4 Compactage et traitement.

Il s’agit uniquement de rendre compte des traitements à la chaux ou à la ROC TER effectués dans la semaine, et du compactage. Les informations étant données tel quel et ne nécessitant aucun traitement spécial, le seul travail réel consistait à trouver une mise en forme pratique et esthétique de la synthèse de ces deux opérations. Au-delà de ce travail simple de mise en forme, ceci m’a permis de comprendre comment fonctionne le compactage, comment il est mesuré… et ce au travers de la lecture du GTR (Guide des Terrassements Routiers).

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3.2 Détermination du coût unitaire de l’approvisionnement en matériaux calcaires de type ZH Cette étude avait pour but d’estimer le coût d’approvisionnement en matériaux calcaires de type ZH de la zone Est, avec les données du moment concernant les besoins, et dans le contexte suivant : la zone Ouest recèle des quantités importantes de ce matériau, alors que la zone Est en est déficitaire. Cependant, cette dernière compte des carrières exploitables. A l’heure de l’étude, la seule carrière à envisager était celle de Vellechevreux. La question est donc de trouver le point d’équilibre financier entre : ● Un approvisionnement depuis la zone Ouest, avec une distance de transport importante et un coût moindre de fournitures de matériaux. et ● Un approvisionnement depuis la carrière de Vellechevreux, avec une distance de transport plus faible mais un coût plus important de fournitures de matériaux. S’il s’avère que le transport des matériaux de la zone Ouest n’est pas rentable, il sera préférable de les utiliser sur place pour des qualités requises moindres. Voici un comparatif du coût de fournitures de matériaux calcaires en carrière par rapport au coût d’élaboration avec les matériaux du site :

ZI/ZH

Rt2

Type d'utilisation Base de grds remblais Purge remblai Purges rétab VL PST Rt2 + Trans D/R ZI ZH PRA PRO OH Cdf Routière Masques-Bèches TD

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Granulométrie

Prix départ carrière (€/t)

Prix élaboration site (€/t)

∆

0/250

4,40

1,67

2,73

0/250 0/250 0/250 0/500 0/500 0/31.5 0/31.5 0/63 0/125 20/40

4,40 4,40 4,40 3,90 3,90 5,50 5,50 5,10 4,75 7,25

1,67 1,67 1,67 1,61 1,61 2,26 2,26 1,94 1,61 2,52

2,73 2,73 2,73 2,29 2,29 3,24 3,24 3,16 3,14 4,73

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Et voici le coût de transport : Transport

Tonne kilométrique (€/km/t)

Prise en charge (€/t)

0,13

0,56

0,11

0,56

Par piste de chantier Par route

Il fallut ensuite lire sur une carte le trajet qu’aurait un camion partant de la carrière de Vellechevreux pour aller à chaque remblai demandeur de matériaux ZH, et chaque trajet qu’il aurait s’il partait du déblai D251, d’où provient la majeure partie des matériaux calcaires de la zone Ouest. Grâce à ces distances, et connaissant les coûts de transport et de fournitures, on peut déterminer pour chaque remblai s’il est plus avantageux d’approvisionner depuis Vellechevreux ou depuis la zone Ouest. Les résultats sont lisibles dans ce tableau :

DETAIL DU PRIX UNITAIRE PAR OE

OE

R320

R344

R351

R408

PR420

R489

Provenance

D251

D251

D251

Vellech.

Vellech.

Vellech.

Elaboration/Fourniture ZH Prix départ carrière (€/t)

0

0

0

3,9

3,9

3,9

1,61

1,61

1,61

0

0

0

(1)

0,11

0,11

0,11

0,11

0,11

0,11

Tki chantier (2)

0,13

0,13

0,13

0,13

0,13

0,13

Prix élaboration sur site (€/t)

Transport Tonne kilométrique (€/t/km)

Tki route Par route

(3)

0

0

0

11,625

11,625

6

Par piste

(4)

6,965

9,255

10,06

1,375

0

4,325

0,56

0,56

0,56

0,56

0,56

0,56

1,47

1,76

1,87

2,02

1,84

1,78

Prix unitaire total (€/t)

3,08

3,37

3,48

5,92

5,74

5,68

Masse volumique (t/m3)

2

2

2

2

2

2

Prix unitaire (€/m3)

6,15

6,75

6,96

11,84

11,48

11,36

Distance de transport (km) Prise en charge (€/t) Prix de transport (€/t)

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(5) (1)*(3)+(2)*(4)+(5)

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On voit qu’au-delà du R351, la fourniture extérieure a été retenue. Cela permet d’obtenir un coût unitaire, en (€/m3). L’étape suivante est la détermination de la quantité de matériaux de type ZH dans chaque remblai, à partir des dispositions constructives préconisées par le laboratoire géotechnique (ex : R320 : 0,5m de matériaux, du Pk 32100 au Pk 32200), et des vues en plan de la LGV. ZONES DE REMBLAI EN MATERIAUX ZH- ZONE EST

Pk début>fin Pk début>fin Largeur moyenne (m) Longueur (m) Surface à remblayer (m²) Dispositions particulières

R320

R344

R351

R408

PR420

R489

32100>32200

34290>34440

34900>34990

40510>40774

41740>42080

48760>48855

-

-

-

40990>41090

-

-

30

40

52

23.8/44

25

72

100

50

90

264/100

340

51

3000

2000

4680

10683

8500

3672

ZH traitée sur 0,5m

0,5m

Substitution 0,70m

0,5m

5341,5

5950

1836

11,84

11,48

11,36

63243

68306

20857

0,5m sur anticontaminant

géotextile

3

Volume de remblai (m ) 3 Prix unitaire (€/m )

1500

1000

2340

6,15

6,75

6,96

Prix (€)

9225

6750

16286

Voici donc une estimation du prix d’approvisionnement en matériaux calcaires de type ZH. Il est à noter que cette étude est, à l’instar du mouvement des terres, basée sur les données du moment. Les besoins sont amenés à évoluer, de même que les pistes de chantier et l’utilisation d’autres carrières, ce qui rendrait obsolète ce tableau. D’autre part, d’un point de vue planning, l’élaboration des matériaux nécessite un système de concassage-criblage. Sa mise en place est rentable dès lors qu’il est fortement utilisé. Si un approvisionnement en matériaux de type ZH est nécessaire en tout début de chantier, ce système n’est pas encore en marche, et c’est généralement aux fournitures extérieures que l’on fait appel pour commencer.

Du point de vue du mouvement des terres, ce type d’étude est intéressant: en effet, aucune des techniques vues précédemment ne permet de prendre en compte une telle mise en balance financière. Une fois de plus, la ventilation de certaines quantités de matériaux doit être fixée par une autre logique que celle de la simple optimisation des distances parcourues.

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Projet de fin d’études : Méthodes de terrassement

4 Analyse du stage Aujourd’hui mon projet de fin d’études terminé, je peux faire le bilan non seulement du travail réalisé, mais d’une manière plus subjective, de ce qu’il m’a apporté, et de la valeur que j’ai pu lui ajouter, ainsi que quelque souhaits et réflexions autour de cette expérience. 4.1 Bilan du travail effectué et des enseignements reçus. A travers la réalisation de mon projet de fin d’études j’ai eu l’occasion de travailler principalement sur le mouvement des terres, ce qui m’a permis de me familiariser avec ce document qui, comme nous l’avons vu précédemment, est essentiel à la réalisation du chantier. Je considère en la matière que ma mission est réussie dans le sens où j’ai produit un mouvement des terres mis à jour au niveau des quantités, et plus économique que celui proposé par le DCE, comme en témoignent le moment de transport global et la distance moyenne. Cette activité, complétée par des activités annexes, telles que l’étude sur l’approvisionnement en matériaux calcaires de type Rt2, m’ont permis d’appréhender la préparation des travaux, les méthodes. Cet apprentissage est passé par une longue phase bibliographique de prise de connaissance du chantier (CCTP, CCAP…) puis s’est construit au fur et à mesure de mes rencontres et de mes échanges avec les différents collaborateurs du chantier. Je garde de ces échanges un enrichissement tant technique qu’humain. La rédaction des rapports hebdomadaires a été également très instructive puisqu’elle m’a permis de me tenir informé à distance de l’évolution du chantier, d’anticiper parfois les modifications à apporter au mouvement des terres, enfin de collaborer avec des entités du chantier que je n’aurais pas rencontré autrement, comme le laboratoire géotechnique. On dit, dans les systèmes de management, que la meilleure équation qui permet d’aboutir à une efficacité et à un travail de qualité, autrement dit « la compétence » est l’association de « la formation » et de « l’expérience ». Dans mon cas, je manquais indéniablement d’expérience en la matière, mais cela m’a permis d’apporter un œil nouveau à la question posée par l’entreprise. Ainsi par mon travail, j’ai pu mettre en application mes connaissances avec une approche neutre. L’expérience de mon tuteur de stage a permis de fixer les objectifs à atteindre et de traiter les points sensibles avec une attention particulière.

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4.2 Réflexions et remarques personnelles Un chantier de grands terrassements se distingue d’un chantier de plus faible ampleur. La différence se fait non seulement par la taille et l’organisation conséquente qu’il en découle, mais également par l’approche qui en est faite par les riverains, et les relations avec le client.

Un projet de grands travaux, qu’il soit autoroutier, ferroviaire ou fluvial, fait dans la majeure partie des cas l’objet d’une longue étude préalable, de recherches diverses, et finalement d’une déclaration d’utilité publique, avant que soient lancés les appels d’offres. Ces travaux de taille conséquente touchent la population, de près ou de loin, et peuvent avoir des conséquences notables sur le quotidien des personnes, ou sur l’organisation générale d’une région, voire même d’un pays. Nous prendrons comme exemple, l’expropriation de son habitation, la recentralisation du réseau routier ferroviaire ou fluvial qui entraîne parfois la valorisation d’une région aux dépends d’une autre, ou la modification notable du transit. Autant de facteurs matériels, économiques et humains pour lesquels il faut faire preuve de tolérance et pour lesquels il faut s’assurer du bien-fondé. C’est pourquoi le projet fait alors l’objet de débats, d’oppositions ou de soutiens de la part des citoyens. Ces mouvements sont d’ailleurs accompagnés la plupart du temps d’une information médiatique de poids qui, suivant la manière dont elle est construite ou orientée se portera en la faveur du projet ou non et entraînera les foules à ses côtés. C’est ainsi que le projet se fait connaître au grand public, de manière étendue avant même que le marché ne soit attribué. Au stade projet, il arrive que ce dernier se voie abandonné. Les causes défendues de la part des deux parties étant généralement légitimes, c’est alors le plus fort ou le plus convaincant qui l’emporte. Si le projet aboutit, le marché est attribué à une entreprise chargée alors de réaliser les travaux. Cependant cette dernière ne travaille pas en terre conquise : si la majorité s’est portée en faveur du projet, ce n’est pas pour autant que tous partagent la même conviction. Il faut alors parvenir à instaurer un certain « respect mutuel », en respectant les positions de chacun, tout en réalisant le travail demandé. Pour cela quelques qualités sont de mises : efficacité, discrétion, transparence et collaboration. En effet, lors d’un grand chantier de terrassement tel que la LGV Rhin-Rhône, des moyens importants sont mis en œuvre : tant en matière grise, qu’en matériel et personnel. L’efficacité permet alors de travailler dans les meilleures conditions possibles : les bons moyens sont mis en œuvre au bon moment. La discrétion permet, en l’occurrence de n’apporter qu’une gêne moindre aux riverains, mais également, de manière induite, de rester en bons termes avec ces derniers. Un exemple d’illustration très simple est la propreté du chantier et de ses abords. Baptiste Lopes

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Enfin, la réalisation d’un grand projet présente des perspectives de développement économique (au moins à court terme), en relation avec le surcroît d’activité générée : emplois, restauration, alimentation, logement, commerces, transport… En combinant la transparence et la collaboration, on parvient de manière claire et exposée à participer au développement économique de la région. C’est en ces termes qu’une entreprise de grands travaux organise de manière harmonieuse le déroulement du chantier. Un retour d’expérience sur les retombées économiques de la construction de l’A39 dans le Jura montre que 30% du coût total du chantier se répercute sur les entreprises locales. A titre d’exemple, la construction de la LGV Rhin-Rhône sur sa totalité prévoît la création de 5000 emplois pour la durée du chantier, qui pourront être reconduits pour certains en fin de chantier. Ce stage représente pour moi ma première expérience dans le domaine des « grands travaux ». J’en retiens que c’est un domaine de travail différent de celui d’une agence de travaux sur de nombreux points. Les collaborateurs de l’entreprise proviennent d’horizons différents géographiquement, mais aussi culturellement, ce qui instaure une certaine hétérogénéité des personnes. C’est donc très enrichissant pour la culture de chacun. Cela nécessite parfois une certaine forme d’adaptation à l’autre, ce qui est bon dans la mesure où chacun joue le jeu. Mais cela peut devenir embêtant voire dangereux dans le cas où deux caractères forts se font face et se tiennent tête. Ainsi sur ce point, je dirais que la mentalité grands travaux est une sorte de culture de travail, à laquelle il faut certes savoir s’adapter, mais à laquelle il faut également apporter sa contribution et sa participation, d’autant plus dans le cas d’une réalisation de travaux en SEP, où les collaborateurs des sociétés associés en tant que cotraitants sont dotés par-dessus tout d’une culture d’entreprise différente. Travailler dans le secteur des grands travaux c’est également se déplacer au gré des chantiers, ce qui participe d’ailleurs à la diversité des collaborateurs. C’est donc un mode de vie particulier qui impose des déménagements réguliers pour être à proximité du chantier, ou des déplacements vers le chantier la semaine pour conserver son lieu d’attache. On remarquera que l’ancienne tradition des roulottes qui suivaient le chantier s’est peu à peu perdue pour laisser place à l’habitat secondaire, ou aux déplacements pour la majeure partie du personnel. Selon les quelques témoignages de « terrassiers d’expérience » que j’ai pu recueillir, c’est un changement qui a nui quelque peu à l’ambiance si conviviale qu’il pouvait régner autrefois sur un chantier de ce type et qui faisait à la fois leur réputation et leur force.

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4.3 Conclusion Ce dernier stage en entreprise a été pour moi l’occasion de mettre en application mes connaissances au sein d’une structure de grands travaux de terrassements. Ce passage par les méthodes m’a permis de retirer de nombreux enseignements, et d’apporter ma contribution au chantier. Aujourd’hui, faisant le bilan de ma formation d’ingénieur, de mes expériences passées, des mes stages et passages en entreprises, je me sens prêt et décidé à intégrer un chantier au niveau de sa structure travaux, à la fin de mon cursus à l’INSA Strasbourg. Je pense également qu’il est intéressant de débuter sa carrière par les grands travaux qui possèdent une structure importante et qui réunissent un panel de compétences très varié. Sur un chantier, et d’autant plus dans le cas d’une grosse opération, la réussite et le caractère du chantier ne sont pas liés uniquement à l’entreprise, mais à ses collaborateurs qui les relient. .

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BIBLIOGRAPHIE
Dossier de Consultation des Entreprises, LGV Rhin-Rhône, branche Est, Tronçon B – Toarc B3 : Cahier des Clauses Techniques Particulières, Cahier des Clauses Administratives Particulières, dossiers de plans (profils en long, profils en travers type), fiches des ouvrages en terre, fiches des ouvrages hydrauliques, fiches géotechniques des ouvrages d’art et hydrauliques, plans spécifiques des ouvrages d’art courants et non courants, plans des réseaux, étude agropédologique (terre végétale)
Plans directeurs, vues en plan 1/2000e
SNCF, Direction de l’infrastructure: Spécification technique N°590B rectifiée n°1 pour la fourniture des granulats utilisés pour la réalisation et l’entretien des voies ferrées, mars1999
Cours de terrassement 3ème année (épures de Lalanne) ESITC-Metz, année 1994-1995
Guide des Terrassements Routiers, annexes 1,2 et 3

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ANNEXES Annexe n°1 : Fiche individuelle d’ouvrage en terre Annexe n°2 : Tableau comparatif des quantités mises à jour- Zones 4 et 5 Annexe n°3 : Mouvement des terres final- Zone 2 Annexe n°4 : Note explicative Annexe n°5 : Suivi de production Annexe n°6 : Feuille compte flash

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