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TODINI – TUNISIE AUTOROUTES I.S.S.A.T de Sousse

- INTRODUCTIONDurant mon parcours pour la préparation d’une licence en

génie civil, au sein de mon

établissement I.S.S.A.T de Sousse qui accorde à ses étudiants la possibilité de réaliser un stage de fin d’étude qui représente la première expérience dans le monde professionnel pour vivre la réalité du terrain et appliquer les notions théoriques acquises durant les trois ans de formation.

Mon stage à été effectué au sein de la société TODINI qui est chargée de réaliser le projet de prolongement de l’autoroute Tunis -Medjez El Bab-Oued Zarga-Bousalem qui sera ensuite reliée à la frontière algérienne ( 220 km ). Le projet constituera un acquis pour l’infrastructure routière de la Tunisie vue l’importance qui va certainement aider à l'amélioration de la circulation entre l'Ouest, le Nord-Ouest du pays et la capitale et aura sûrement un grand impact sur l'activité économique et particulièrement sur l'agriculture, tourisme et les opérations de transport.

Durant ce stage, ma tache consiste à suivre plus particulièrement le suivi des travaux de terrassement et d’ouvrage d’art , en se basant sur les procédures de contrôles , et ce, pendant la période du 05 Février 2014 au 05 Mai 2014.

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Chapitre 1 PRÉSENTATION GÉNÉRALE I.

Présentation du Maitre d’ouvrage :

Tunisie Autoroutes est une société anonyme tunisienne d’économie mixte dotée d’un statut de droit privé, elle a été créée le 13 Mai 1992 et elle a pour mission : 

L’exploitation sous-péage des autoroutes en Tunisie aux termes de conventions de concessions passées avec l’Etat Tunisien.



L’entretien et la maintenance du réseau autoroutier qu’elle exploite.



La construction, l’exploitation de nouveaux tronçons autoroutiers et toute opération mobilière ou immobilière, commerciale et financière ayant un rapport direct ou indirect avec l’objet social de la société.

La construction d'autoroutes en Tunisie commence dans les années 1980 avec l'ouverture d'un tronçon reliant Tunis et Hammamet en 1986. Au début des années 1990, le programme est relancé par l'ouverture des tronçons Hammamet / M'Saken en mars 1994, Tunis / Bizerte en juillet 2002, Tunis / Medjez El Bab en juillet 2005 et Medjez El Bab / Oued Zarga en février 2006. Pendant 20 ans les kilomètres d’autoroute n’ont cessé d’augmenter. Aujourd'hui, les projets se structurent d’une part sur l’axe nord-sud du pays, allant de M'saken à Gabès en passant par Sfax pour atteindre finalement la frontière libyenne, et d’une autre part sur l’axe est-ouest du Oued Zarga à finalement à la frontière algérienne en passant par les villes de Béja et de Jendouba.

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II.

Présentation de l’entreprise :

TODINI Costruzioni Generali SpA est une société fondée par les Chevaliers du Travail M. Franco Todini, décédé Avril 29, 2001, a commencé comme une entreprise individuelle dans les années 50 et en 1965 a obtenu la première entrée dans les fabricants nationaux italiens. Cette entreprise a également acquis une grande expérience dans le domaine de la construction de routes, chemin de fer, aéroport, hydraulique et hydroélectrique, la mer, la consolidation et la défense du territoire, de la construction civile et industrielle et ouvrière aussi dans l'immobilier et des concessions. TODINI aujourd’hui a pour mission de mettre en œuvre des projets qui se détachent pour leur professionnalisme et de fiabilité dans le plein respect des droits de l'homme, du travail et de l'environnement [1]. Parmi les projets d’envergure sur lesquels elle était impliquée en TUNISIE Nous citons : 

L’élargissement de la route nationale RN9



Echangeur l’aouina au niveau de l’intersection de la RN9 avec la route locale (544)



Echangeur cité esalama au niveau du croisement avec la régionale 33 E 2



le projet de construction de l’autoroute A1 M’saken Sfax LOT N°1 (M’saken-karkar)



le projet de construction de l’autoroute A3 oued Zarga bousselem LOT N°1 (oued zarga – rhayette)

3

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Chapitre 2 PRÉSENTATION DU PROJET I.

Généralité :

1) Cadre du projet : Le projet s’inscrit dans le cadre de la réalisation de la transmaghrébine dont des segments sont en cours de réalisation en Algérie (frontière Marco-algérienne – frontière algéro-tunisienne) Ce prolongement du réseau autoroutier, vient suite à l’autoroute Tunis-Medjez El Bab-Oued Zarga (A3). Le parcours de l’autoroute au niveau du gouvernorat de Béja s’étale sur47km reliant l’actuelle autoroute au niveau de l’échangeur Oued Zarga. Celui du gouvernorat de Jendouba s’étale sur 7km reliant la route régionale n° 59 à une bretelle de longueur de 4 Km. Le plan du projet, sur lequel est représenté le tracé de l’autoroute projeté est donné dans les figures n°1 et 2. La réalisation des travaux est scindée en trois lots : 

LOT1 : Oued Zarga-rhayette



LOT2 : Errhayet - Hammam Sayala



LOT3 : Hammam Sayala - Boussalem

Lors de ce stage nous nous sommes intéressés à la construction de l’autoroute A3 LOT n°1: Ce tronçon reliant oued Zarga à Rhayette et prend origine sur l’autoroute existant A3 : Tunismedjez el beb au niveau de l’échangeur oued Zarga et qui se développe sur un linéaire de 18+450 Km. 2) Dureé des travaux : Démarrage des travaux : le 04/06/2012 , soit une durée de trois années

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TODINI – TUNISIE AUTOROUTES I.S.S.A.T de Sousse Achèvement prévu : le 04/06/2015 3) Montant du projet : Montant : 100.664.254 Le montant des différents actions du présent projet sont indiqués en (Annexe 1)

-

Financé par FADES : Fonds Arabe pour le Développement Economique et Social

Assurée par : L’état TUNISIENNE.

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Figure 1: Réseau Autoroutier de la Tunisie

Autoroute existante Autoroute projetée LOT N°1

PK : 18+450

PK : 0 LOT N°1

Autoroute existante Autoroute projetée

RH

Figure 2: l’autoroute projeté A3 LOT N°1

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TODINI – TUNISIE AUTOROUTES I.S.S.A.T de Sousse 4) Les différents intervenants dans ce projet Maitre d’ouvrage Ministère de l’équipement

 

DAO

APS

Maitre d’ouvrage délégué TUNISIE AUTOROUTE

Entreprise Todini S.p.A Costruzioni Generali

BUREAU D’ETUDE SCET TUNISIE

BUREAU DE CONTROLE QUALITE

BUREAU DE CONTROLE

BUREAU CONSULTANT

VERITAS

CETA

CETEC TUNISIE

Préparation de Dossier D’exécution

LABO EXTERNE

LABO INTERNE

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Chapitre 3 : Planification et Organisation du projet I.

Introduction

Un planning comporte un certains nombre d’aspect qui décrit le chantier :  La durée des tâches.  La détermination des effectifs, la composition des équipes, la planification des ouvriers.  Le délai d’exécutions contractuelles (la prise en compte des intempéries et les congés payés.  déroulement chronologique des taches en fonction du phasage et de cycle de rotation.

II. L’objectif du planning Le principal objectif de planning n’est pas évaluer le retard dans la réalisation de travaux mais de permettre au maitre d’ouvrage, au maitre d’œuvre et à l’entreprise l’exercice de cinq fonctions suivantes : 

Prévoir : établir les programmes d’action et les situés dans le temps.



Organiser : mettre en place les moyens propres à la réalisation des prévisions.



Commander : déclencher l’exécution des différentes phases des réalisations de travaux.



Coordonner : relier entre elle les différentes phases de réalisation des travaux et évaluer toute les répercutions qui peut entrainer leur enchainement. 

Contrôler : vérifier que la réalisation de travaux est conforme aux prévisions et prendre toute les mesures nécessaires pour corriger tous les écarts.

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

La planification chemin de fer :

est une représentation spatio-temporelle d'une planification. Il est utilisé en gestion de projet lorsque l'emplacement des tâches est important dans le processus d'ordonnancement. Les tâches sont représentées sur un graphique XY avec l'emplacement sur un axe et un calendrier sur l'autre. Cette représentation est particulièrement adaptée pour planifier des projets s'effectuant le long d'un linéaire. Son nom « chemin de fer » vient de son utilisation première : planifier le passage des trains sur une voie de chemin de fer. Avantages : Il permet de représenter graphiquement l'avancement du projet en intégrant la notion de cadence Par rapport au Diagramme de Gantt, la planification chemin de fer intègre l'emplacement des tâches. Il permet de mieux représenter les contraintes liées à l'emplacement. Inconvénients : La planification chemin de fer fait face à deux inconvénients, d'une part sa compréhension n'est pas immédiate pour quelqu'un qui n'a jamais utilisé ce type d'outil d'autant qu'il est très riche en information, d'autre part, le temps nécessaire à son élaboration et à sa mise à jour était très long. -

Le présent projet est géré par 2 plannings : Planning de chemin de fer ,exemple :d’autoroute Oued el zarga-Rhayette lot 1 ( voir Annexe2).

 

Planning prévisionnel des Travaux .

9

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Chapitre 4 : Travaux de terrassement

I.

Introduction :

Les terrassements constituent les travaux de préparation de l’infrastructure des ouvrages de génie civil. Ils permettent d’établir la plateforme des niveaux inferieurs d’une construction ainsi que les accès à ces niveaux. D’une façon générale, tous mouvements des terres (remblai ou déblai) constitue un terrassement.

Remblai : Un remblai est constitué de la mise en place de matériaux pour rehausser ou niveler le terrain naturel. Il doit pouvoir supporter les sollicitations ultérieures (trafics routier ou ferroviaire, bâtiments, superstructures…) sans déformation préjudiciable (tassement, glissement…).

Déblai : Un terrassement en déblai consiste à enlever des terres initialement en place, C’est le lieu où le niveau du sol doit être abaissé à une élévation donnée en enlevant la terre.

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II.

Caractéristiques géométriques

1) Tracé en plan Le tracé en plan est une projection horizontale sur un repère cartésien topographique de l’ensemble des points définissant le tracé de la route. C’est la représentation sur un plan horizontal de l’axe de la route. [3] .

La zone traversée est caractérisée par des déclivités importantes.

Figure 3:tronçon du tracé en plan PT854 –PT872

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2) Profil en long Le profil en long est complété par des profils en travers qui sont des coupes verticales perpendiculaires à l’axe du projet. Il vient de préciser que la vitesse de référence prise en compte est de 110km /h. Le profil en long est globalement calé en tenant compte : - Assurer une mise hors d’eau de la route -Assurer un léger équilibre entre remblais et déblais -Assurer le confort et la sécurité des usagers Une coordination entre le profil en long et le tracé en plan est nécessaire dans un projet d’Autoroute surtout en zone montagneuse.

Figure 4: tronçon du profil en long PT948-PT995

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3) Profil en travers

Figure 5: profil en travers type d'une Autoroute

Les profils en travers (sections transversales perpendiculaires à l’axe du projet) permettent de calculer les paramètres suivants : •

la position des points théoriques d’entrée en terre des terrassements ;

•

l’assiette du projet et son emprise sur le terrain naturel ;

Le profil en travers type retenue par l’autoroute comprend : -

deux chaussées de 7 m de largeur chacune ;

-

deux bandes d’arrêt d’urgence (BAU) de 3 m de largeur ;

-

un terre-plein central (TPC) de 12 m de large : comprenant deux bandes dérasées de gauche (BDG) de 1 m de large chacune et une bande médiane de 10 m de largeur ;

-

une berme côté extérieur de 1 m de large ;

-

un arrondi de talus de 0,50 m de largeur en remblai ou un dispositif de drainage en déblai.

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4) Corps de la chaussée Le corps de chaussée retenu pour l’autoroute est constitué de : -

une couche de roulement en Béton Bitumineux (BB) de 6cm d’épaisseur ;

-

une couche de base en Grave Bitume (GB) améliorée de 15cm d’épaisseur ;

-

une couche de fondation en Grave Reconstituée Humidifiée (GRH) de 20cm d’épaisseur ;

-

une sous-couche de fondation en Grave Non Traitée (GNT) de 25 cm d’épaisseur ;

-

2 couche de Partie Supérieur de Terre (PST) chaque couche de 25 cm d’épaisseur ;

Figure 6 : Structure chaussée

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III.

Réparation Déblai/Rémblai

Dans le présent chantier, les travaux de terrassement sont attaqués de deux fronts :

Travaux de terrassement

Front 2

Front 1

Atelier Remblai

-

Atelier déblai

Atelier Remblai

Atelier déblai

Pour le front 1 et le front 2 Les quantités (déblai/remblai) existant sont répartir comme suit :

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: Quantité de Remblai (en m3 )

214.000

: Quantité de Déblai (en m3 )

D1

111.000 D3

57.000

84.000

58.000

D4

D2

24.000 16.000

D5

PK : 0 R1

D6 R1’

R2

R 3

34.000 145.000

161.000

3

181.000

R 4

R5

23.000

R6

D7 R7

26.000 70.000

121.000

PK : 8+320

Front 2 : 2.200.000

330.000

D8

330.000

330.000

D10

D11

D9

PK : 18+450

PK : 8+320 R8-1

R8-2

R9

R10

R11

R12

44.000

100.000

100.000

100.000

1437.2

Figure 7 : réparation déblai-remblai

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IV.

Les travaux de terrassement : 1) Consistance des travaux :

Les travaux de terrassements sont à exécuter en vue de la préparation de la plate-forme pour recevoir le corps de chaussée, et ses dépendances.

a) Les travaux préliminaires L’implantation de l’axe et limitation de la section d’autoroute,

 

Dégagement des emprises sur une moyenne de 60m, comprenant l’abattage et le dessouchage des arbres

o Implantation de l’axe : Elle est effectuée en coordonnées (X, Y) dans un premier temps et de guidée pour les manœuvre et autres conducteurs d’engins qui devront travailler sur une emprise de 60m de part et d’autre de l’axe.

o Décapage de la terre végétale : Une fois, le débroussaillage et l’abattage d’arbres sont terminés, on procède aux levés topographiques permettant de sortir les coordonnées en Z (altitude) du TN des profiles en travers. Ces travaux topographiques sont exécutés par les topographes de l’entreprise et contrôlés en temps réel par le topographe de la mission de suivi de contrôle. Ces levés sont vérifiés et approuvés par le Maitre d’ouvrage serviront par la suite comme support pour toutes

les

études

d’exécutions

et

pour

l’établissement

Après approbation du TN on procède à l’implantation de l’assiette des terrassements.

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des

métrés.

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b) Les travaux de déblai et de remblai   

Les mouvements de terre nécessaires à la réalisation du projet, conformément aux plans du marché et compactage des couches de Remblai. La mise en œuvre de la couche de forme, conformément aux indications du marché Le drainage de la plateforme, notamment par creusement de fossés latéraux indiqués sur les profils en travers

Matériels  Bulldozer  Pelle mécanique  Tronçonneuse mécanique

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Personnel



Conducteur travaux

- Topographe - Chef chantier - Conducteurs engins

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Les moyens matériels et humains

Les moyens matériels et humains misent à la disposition des deux fronts sont comme suit :

Front(1) 

R1 D7(GOH)  Pk0.00 Pk 8.320

Front(2)

 D7(GOH) R12  Pk8.320 Pk18.450

-Quantité Remblai : 761’000m3 -Quantité Déblai : 564’000m



Moyen matériel :

3 Pelles, 3 Chargeurs, 2 Cylindres, 1 Compacteur, 4 Bulldozers, 9 Camions, 1 Camion arroseur, 2 Niveleuses, +1 Tractopelle (utilisée dans les ouvrages hydrauliques {OH4}{OH5}), 1 Grue.



Moyen humain :

1 Conducteur des travaux, 1 Chef chantier, 2 topographes, 4 ouvriers (topo), 4 ouvriers ordinaires ,16 conducteurs d’engins, 10 chauffeurs.

-Quantité Remblai : 1’581’900m3 -Quantité Déblai : 2’530’000m3



Moyen matériel :

4 Pelles, 2 Cylindres, 14 Camions, 1Camion arroseur, 1 Niveleuse, 2 Bulldozers, 3 Dumpers.



Moyen humain :

1 Conducteur des travaux, 1 Chef d’équipe, 2 Topographes, 8 Ouvriers, 8 Conducteurs d’engins, 18Chauffeurs

Tableau 1 : moyen matériels et humains de chaque fronts

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VI.

Atelier de Déblai :

Figure 8: Atelier Déblai

1) Phasage des travaux : L’opération de déblai passe par les étapes suivantes : - Tout d’abord l’équipe de topographes, détermine avec exactitude la portion de terre à déblayer. - Ensuite, les machines sont mises en œuvre pour l’exécution de la dite tache (déblai). - une fois le niveau défini est atteint, un échantillon de cette couche est prélevé pour l’analyser. - L’exécution des talus : se dépend de la hauteur de la pente de la section inclinée et tous ces paramétrés sont on relation avec la nature géotechnique du sol.

Figure 9: contrôle du talu

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2) Engins de déblaiement du chantier :

 La pelle sur chenilles est une machine de construction conçue pour l'excavation et le déplacement des gros articles Tous

les

mouvements

et

les

fonctions

de

l'excavatrice sur chenilles sont obtenus en utilisant la pression hydraulique.

Figure 10: Pelle hydraulique

 Il est muni d'une benne qui peut basculer automatiquement pour décharger les matières. A une grande puissance et une forte propulsion il est adéquat à transporter des grands volumes des matériaux de ce fait, il ne circule que sur chantier. Figure 11: Tombereau articulé (Dumper)

 Le scraper a poussé hydraulique sert à charger,

transporter et épandre la terre .

Figure 12:Scraper

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VII.

Atelier remblai :

Les matériaux extraits des déblais seront chargés et transportés dans des camions à la zone à remblayer suivant un plan mouvement des terres établis en commun entre l’entreprise et le Maitre d’ouvrage.

Figure 13: Atelier remblai

1) Mode d’exécution On distingue deux types de remblai : -

remblai masse.

-

PST (Partie Supérieur de Terrassement).

La procédure de remblai se compose de déchargement, nivellement et compactage. Les couches de remblais sont théoriquement de 30cm chacune mise en œuvre et compacté suivant une procédure fixée au préalable le compactage est contrôlé par rapport à un optimum Proctor fixé par les cahiers de charges (CCTP). L’apport du topographe consiste à matérialiser les entrées en terre de chaque couche, une sur-largeur de 50 cm sera ajoutée pour assurer le compactage des bords.

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La quantification sur le chantier doit tenir compte du foisonnement des terres :



Foisonnement : On appelle foisonnement la propriété que présente les terres d’augmenter de volume lorsqu’on les manipule. Il se produit à ce moment, par suite de la décompression du terrain, des vides partiels entre les particules plus ou moins grosses, les cailloux etc.… Lorsqu’on remet cette terre en place, elle ne reprend pas le volume qu’elle occupait préalablement, du moins dans la majorité des cas.

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2) Engins de remblaiements :



Un bulldozer est un engin de terrassement

lourd. Il utilise la lame avant pour pousser les sols et créer une surface plate pour les chantiers de construction

Figure 14: Bulldozer



Cet engin pour travaux routier peut produire

des surfaces inclinées et des surfaces arquées pour les routes. Il convient à la construction et l'entretien des routes.

Figure 15: Niveleuse

 Compacteur monocylindre vibrant est un rouleau vibrant automoteur lourd qui peut réaliser le compactage des sols pour les grands projets. Il convient au compactage et remplissage des matières diverses. Il est grandement utilisé pour les Autoroutes

Figure 1: Compacteur monocylindre vibrant

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 Utilise le poids du véhicule pour presser les surfaces. Le compactage initial des fondations est réalisé par les pneus (deux rangées de pneus). En raison de la flexibilité

des

pneus,

le

rouleau

efficacement sur un terrain rude.

Figure 17: Compacteur pneumatique

25

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peut

opérer

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3) Remblai contigu: Volume de matériaux de terrassement mis en œuvre par compactage et destines a surélever le profil d'un terrain ou combler une fouille situe contre un ouvrage (culée d'ouvrage d'art par ex.). à titre d’exemple, je cite le cas de la mise en œuvre de remblai contigu à L’[OH 13] (Ouvrage Hydraulique) illustré dans les figures ci-dessous :

Figure 18: étalage de remblai

Figure 20: compactage de la couche

26

Figure 19: mise à niveau de couche de remblai

Figure 21: compactage avec mini-compacteur

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Les volumes de Terrassement : 3

Le volume des terrassements est estimé à 6 835 087 m , repartie comme dans le tableau suivant calculer par le bureau technique de chantier :

Situation Du PT

R1 R’1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8-1 R8-2 R8-3 R9 R10 R11 R12

1 66 137 195 255 280 337 365 419 480 566 795 833 861 903

Quantité :(remblai) (m3) Du PT 66 145.000 117 181.00 177 161.000 215 34.000 263 23.000 323 70.000 353 26.000 409 121.000 480 169.400 566 541.000 677 727.500 809 100.000 843 865 923 44.000 Total

déblai D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7-2 D8 D9 D10 D11

Quantité m3 214.000 84.000 111.000 57.000 58.000 24.000 37.000 2.200.000 330.000

3

Tableau 2: Quantité déblai -remblai

27

6.000

2 538 000

situation Du pt Au pt 119 135 179 193 217 253 264 279 325 335 355 363 411 417 679 793 811 833 843 861 865 903 Total

Quantité :(PST) (m3) 22.400 17.700 13.900 7.400 12.300 15.300 6.000 15.600 23.600 29.000 42.500 30.600

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115 000

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1) gîtes d’emprunts:

Cela passe inévitablement par une campagne de prospection afin de trouver des gites d’emprunts économiques, et aussi de certifier et quantifier les matériaux. Dans cette partie de notre travail, il s’agira de trouver et de certifier la conformité de certains matériaux aux exigences du projet pour la couche supérieure des terrassements. La couche PST présente la couche la plus sollicitée dont les matériaux utilisé pour cette couche doivent doter d’une bonne qualité .De ce fait, il faut avoir une gîte ou la qualité des matériaux soit sélectionnée et meilleure. Le cahier de charge (CCTP) fixe les caractéristiques des matériaux destinés a cette couche par :

Désignation de l’essai

Résultats exigés par CCTP

Densité sèche

>1.80 T/m3

Teneur en matière organique

< 2%

Indice portant CBR après 4 jours immersion

>15% à 95% de l’optimum PROCTOR

Analyse granulométrique

Sol A1 minimum

Tableau 3 : caractéristiques géotechniques des matériaux destinés à la PST.

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IX.

Mouvement des terres 1) Définition et but :

Le plan mouvement des terres est une étude prévisionnelle du déplacement des déblais disponibles pour réaliser les remblais demandés. Cette étude cherche à optimiser les transports sur chantier dans le but de limiter les travaux des terrassements et le coût de l’ouvrage, tout en respectant un certain nombre de contraintes, notamment celles liées à l’exécution du chantier. Le transport des terres représente une part importante des travaux de terrassement sur un projet routier (30 à 40 %) du cout des travaux de terrassement. Il est a noté que le CCTP précise que il sera affecté un plus valus de transport des martiaux sur les distances qui dépassent les 3 Km. On a souvent recours aux gites d’emprunts pour compléter les besoins en remblai 2) Elaboration du plan mouvement des terres :

a) Choix de méthode Les techniques d’élaboration d’un plan mouvement des terres consistent, concrètement, en la La méthode graphique de proche en proche Dans le présent chantier on a recours en la méthode graphique de proche en proche qui consiste simplement en le tracé manuel des flèches (voir figure 22) en suivant le bon sens. On a recours a cette méthode vu que la totalité des remblais parvienne des déblais sous-jacentes, de plus l’extraction et l’identification des déblais se fait en même temps que les travaux de remblai.

29

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TODINI – TUNISIE AUTOROUTES I.S.S.A.T de Sousse Les matériaux de déblai Identification

Dépot

Remblai

Remblai masse

PST

Pour chaque volume de matériaux, on indique  Lieu d’extraction 

Le lieu de mise en remblai



La distance de transport

30

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b) Plans de mouvement de terre Du PT : 0 >Au PT : 923 DEBLAI 1 : 214.000 m3

Du PT 118-PT 136 R1 :145.000 m3 R1’ :160.000 m3 + 21.000 (GITE)

DEBLAI 2 : 84.000 m3

DEBLAI 3 : 111.000 m3

31

DU PT 177-PT 193 R2 : 84.000 m3 + GITE : 13.000 m3

DU PT 215-PT 253 R2 : 64.000 m3 R3 : 27.000 m3+7.000 (GITE) R4 : 20.000 m3+3.000 (GITE)

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DEBLAI 4 : 57.000 m3

DU PT 263-PT 277 R5 : 57.000 m3+13.000 (GITE)

DEBLAI 5 : 58.000 m3

DU PT 323-PT 335 R6 :20.000 m3+6.000 (GITE) R7 : 38.000 m3

DEBLAI 6 : 26.000m3 DU PT 352-PT 363 R7 :24.000+59.000 (GITE)

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DEBLAI 7-2 : 16.000 m3

DU PT : 411-PT 417 R8 : 16.000 m3

DEBLAI 8 : 2.200.000 m3

DU PT : 676-PT 775 R8 : 1.560.000 m3 R9 :58.000 m3

DEBLAI 9 : 103.000 m3

DU PT : 811-PT 833 R10 : 57.000 m3

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TODINI – TUNISIE AUTOROUTES I.S.S.A.T de Sousse DEBLAI 10 : 103.000 m3

DU PT : 843- PT 861 R11 : 16.000 m3

Figure 22 : Plan mouvement des terres

c) mise en dépôt Les matériaux provenant des déblais soit en excès ou ne répondant pas aux exigences des cahiers de charges sont mis en dépôt. Ce lieu doit être fixés par l’entreprise et ayant l’accord du M.D.O et de ministère de l’environnement. Au niveau des cubatures des déblais (D9 ; D10 ; D11) se trouve un volume de remblai important en excès sera mise en dépôt repartie comme suite :

Déblai

D9

D10

D11

Cubature (m3) Décharge (m3)

103.000

103.000

125.000

46.000

57.000

71.000

Zone de dépôt 1 (PT : 680) D11

D9

D10 R10

R11

Zone de dépôt 2 (PT : 780)

Figure 23 :cubatures des remblais en excès

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R12

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Figure 24: Plan de situation zone de dépôt 1

Figure 25: L'aménagement zone de dépôt 1

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Chapitre 5 ETUDE GÉOTECHNIQUE ET CLASSIFICATION DES MATREIAUX SELON LA GTR I.

Introduction :

1) Objectif de l’étude géotechnique L’étude géotechnique a pour principal objet l’étude des sols, elle joue un rôle essentiel dans l’acte de construire pour tous les travaux de génie civil notamment les projets routiers et de terrassement. En effet, une étude préalable des matériaux pour déterminer leurs caractéristiques naturelles et mécaniques s’avère nécessaire en but de préciser le comportement des couches que ce soit en phase de mise en œuvre ou en phase d’exploitation. Dans cette phase le laboratoire de chantier présente l’intervenant principal.

II.

Etude des sols :

1) Prélèvement et identification Durant la période du stage, l’entreprise avait pour principal tache la réalisation des travaux de terrassement de la section du PT : 1 AU PT : 253. Les travaux dans cette section concernant essentiellement l’extraction des déblais (D5, D6, D7-2) 3

La quantité totale des matériaux extraite est de l’ordre de 98.000 m . La destination de ces matériaux reste tributaire de leurs caractéristiques. C’est pour cette raison qu’on a procédé à effectuer des analyses sur trois échantillons prélevés des trois déblais comme donné dans le tableau suivant :

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Déblai 5

Couleur : Rougeâtre

Date de prélèvement : le 06/03/2014 Date de l’essai : le 08/03/2014 Déblai6

Couleur : jaunâtre Date de prélèvement : le15/02/2014 Date de l’essai : le 17/02/2014

Déblai 7-2

Couleur : Blanchâtre

Date de prélèvement : le 11/03/2014 Date de l’essai : 14/03/2014 Tableau 4 : prélevement des déblais

Sur la base des résultats de ces analyses on procède à l’identification des matériaux selon le G.T.R provenant de chaque déblai. Cette identification permettra aux responsables du chantier de se décider sur l’emplacement final des déblais, à savoir -Remblai masse -Remblai PST -Dépôt

Les essais à réaliser sont : -

Analyse granulométrique Essai teneur en eau naturelle Equivalent de sable Essai limite d’atterberg Essai Proctor Essai CBR (California Bearing Ratio)

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A. Analyse granulométrique

a) But de l'essai : L’anal yse granulométrique permet de déterminer la grosseur et les pourcentages pondéraux respectifs des différentes familles de grains constituant l’échantillon.  Déterminer la répartition des grains de sol suivant leur dimension dans un Échantillon. 

Représentation de la répartition de la masse des particules à l'état sec en fonction de leur dimension.

b) Principe : L’essai consiste à classer un granulat en plusieurs classes granulaires au moyen d’une série de tamis normalisée, emboités les uns sur les autres dont les dimensions des ouvertures sont décroissantes du haut vers le bas. Les masses de passants et de refus sont ramenés à la masse de départ, ceux qui permettent d’obtenir leur pourcentage. Les pourcentages obtenus permettent de tracer une courbe granulométrique. [6]

c) Matériel nécessaire : 

Une série de tamis conformes a la norme



Un couvercle qui évite la perte de matériau pendant le tamisage et réceptacle de fond pour recueillir le dernier tamisât Une main écope pour le remplissage



38



Une balance de portée 5 kg, précision 1g



un échantillon de matériaux

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Figure 26:Matériel nécessaire

d) Mode opératoire :  

monter la colonne de tamis dans l’ordre décroissant de l’ouverture des mailles en ajoutant le couvercle et le fond verser le matériau sec dans la colonne de tamis



agiter manuellement cette colonne



reprendre un à un les tamis en commençant par celui qui a la plus grande ouverture en adaptant un fond et un couvercle



agiter manuellement chaque tamis jusqu'à que le refus du tamis ne varie pas de plus de 1% en masse par minute de tamisage



verser le refus de chaque tamis dans un récipient et déterminer ainsi la masse de refus de chaque tamis



poursuivre l’opération jusqu’a déterminer la masse de refus contenu le fond de la colonne de tamis

e) Résultat La forme de la courbe granulométrique obtenue montre que la nature de notre sol est un sable à majorité de grains fins.

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TODINI – TUNISIE AUTOROUTES I.S.S.A.T de Sousse B. Essai teneur en eau naturelle

a) But : Déterminer la teneur en eau d’un matériau prélève dans son état naturel pour l’adaptation de l’état hydrique

b) Principe : L’échantillon du matériau humide est pesé puis placé dans un étuve à 105° jusqu’a l’ostentation d’une masse constante (correspond la masse du matériau sec)

c) Matériel utilisé : Un échantillon du matériau Une étuve Une balance de précision 1Kg

d) Mode opératoire :

Pesé matériaux humide

Séchage à 105°C

Pesé matériaux sec après séchage

e) résultat(Annex5) W%=

mW masse d’eau évaporé

*100

Ms masse de matériau sec Le matériau à son état naturel contient 14% de l’eau .

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3 – EQUIVALENT SABLE

3 – 1 But de l’essai Essai utilisé de manière courante pour évaluer la propreté des sables entrant dans la composition des bétons. Il consiste à séparer les particules fines contenues dans les éléments sableux plus grossiers. Une procédure normalisée permet de déterminer un coefficient d’équivalence de sable qui quantifie la propreté de celui-ci.

3 – 2 Principe de l’essai L’essai est effectué sur la fraction 0/5 mm du matériau à étudier. Le tamisage se fait par voie humide afin de ne pas perdre d’éléments fins. On lave l’échantillon, selon un processus normalisé. Pour cela on utilise une solution dite « lavante », elle permet de séparer les éléments fins argileux et provoque la floculation. Après décantation, on mesure la hauteur des fines floculées (sable propre + éléments fins = h1) et la hauteur de sable propre (h2 si c’est au piston ou h’2 si c’est au réglet.

a) 3 – 3 Procédure de l’essai 1. Remplissage de la solution lavante jusqu’au premier trait. 2. Masse du matériau mh = 120 (1 + w) est introduite dans l’éprouvette. 3. Imbibition du sable pendant 10 min dans la solution lavante. 4. Eprouvette secouée (60 cycles en 30 s), lavage du sable avec la solution lavante, et remplissage jusqu’au deuxième trait. 5. Début de la décantation, durée 20 min. 6. Mesure de la hauteur de sable h1 de l ‘ensemble sable plus floculat. 7. Mesure de la hauteur du sable h2 au piston.

Figure 27 mettre la masse du sable dans l’éprouvette

Expression des résultats : On calcule, pour chaque éprouvette, SE avec une précision décimale et on retient les moyennes arithmétiques, arrondies chacunes à l’entier le plus proche. Valeur de l’équivalent sable:

Résultat :

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C.

Essai Limite d’Atterberg

b) Définition : Selon sa teneur en eau, un sol sensible à l'eau peut se présenter sous trois états : 1. état solide 2. état plastique 3. état liquide

c) But de l’essai : Déterminer les teneurs en eau remarquables situées à la frontière entre ces différents états est les « Limites d'Atterberg » : 

limite de Liquidité : WL (frontière entre état plastique et liquide)



limite de Plasticité : WP (frontière entre état solide et plastique)



indice de plasticité : IP = WL-WP

d) Mode opératoire : L’essai s’effectue sur le mortier du sol (fraction inférieure à 400 µm).



Limite de liquidité : Le sol est mélangé à une quantité d'eau. La pâte obtenue est placée dans une coupelle de 100 mm de diamètre environ. On trace sur la pâte lissée une rainure normalisée avec un outil spécial. À l'aide d'une came, on fait subir une série de chocs à la coupelle. On observe en fin d'expérience le contact des deux lèvres de la rainure. La limite de liquidité est la teneur en eau en % qui correspond à une fermeture en 25 chocs.

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

Limite de plasticité : On mélange l'échantillon avec des quantités variables d'eau; on façonne avec la pâte un rouleau de 6 mm de diamètre pour une centaine de mm de longueur. Puis on atteint 3mm de diamètre en le roulant (souvent avec les doigts), après 5 à 10 allers-retours maximum. La limite de plasticité est la teneur en eau en % du rouleau qui se fissure et se brise lorsqu'il atteint un diamètre de 3 mm.

e) Matériels utilisés : 





Limite de liquidité : 

Appareil de casagrande et cône de pénétration



Outil a rainure



Cale d’épaisseur 10mm



Limite de plasticité : 

Plaque de marbre



Capsules de pesée

Divers : 

Etuve



Balance



Spatule



Pissette



Chronomètre indiquant la seconde

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Figure28:Limite de plasticité

Figure 29:Limite de Liquidité

o Résultat :

D’après la courbe on constate que dans 25 coups la teneur en eau est égale à 39.25%. Cette valeur représente la limite de liquidité (LL) D’où : LL=39.25 LP=19.8 IP= LL-LP= 19.40

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D. ESSAI PROCTOR

a) But de l’essai : Il existe une teneur en eau particulière w optimum notée w opn pour l’essai Proctor normal et wopm pour l’essai Proctor modifié pour laquelle le compactage conduit à une masse volumique sèche ρ d (ou un poids volumique) maximum. La masse volumique maximale correspond donc à un état de compacité maximum et à une capacité de résistance maximum. L’essai Poctor permet de déterminer ces conditions particulières.

b) Définitions :  L’essai Proctor Normal est réalisé avec la dame normale (petite dame), quelque soit la moule.  L’essai Proctor Modifié est réalisé avec la dame modifiée (grande dame), quelque soit la moule.

c) Principe de la méthode : Le principe de l’essai consiste à humidifier un sol à plusieurs teneurs en eau et à la compacter selon un procédé et une énergie conventionnels. Pour chacune des valeurs de teneur en eau considérée, on détermine la masse volumique sèche du sol et on établit la courbe des variations de cette masse volumique en fonction de la teneur en eau.

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d) Mode opératoire (Proctor Modifié) : Après humidification du sol à la teneur en eau voulue, bien homogénéiser ; On utilise le grand moule Proctor si on à plus de 50 % des éléments ayant un diamètre inferieures à 5mmet on compacte avec la grande dame pour le contrôle de compactage. On compacte la première couche dans le moule à raison de 56 coups, la deuxième couche …et enfin la cinquième couche .on arase la surface de ces couches dans le moule puis on enlève la hausse amovible. On pèse le moule remplis par les cinq couches compactées.

e) Mode opératoire (Proctor Normal) : Après humidification du sol à la teneur en eau voulue, bien homogénéiser ; On utilise le petit moule Proctor si on à plus de 50 % des éléments ayant un diamètre inferieures à 5mm et on compacte avec la petit dame pour le contrôle de compactage. On compacte la première couche dans le moule à raison de 25 coups, la deuxième couche …et enfin la troisième couche .on arase la surface de ces couches dans le moule puis on enlève la hausse amovible.

On pèse le moule remplis par les trois couches compactées.

f) Matériel spécifique Proctor

 Moule Proctor avec embase et hausse Ou moule CBR avec embase et hausse

 Dame Proctor normal Ou dame Proctor modifié  Règle à araser  Balance de portée supérieure à 6 kg.

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Figure 30:Compactage avec la dame Proctor et enlèvement de la hausse de la moule

Figure 31:Araser le matériau non utilisable et Peser la moule avec le contenue

1. Résultat 2. D’après le résultat on constate que à un teneur en eau optimal = 18% 3. La masse volumique sèche optimale est égale à 1.698

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TODINI – TUNISIE AUTOROUTES I.S.S.A.T de Sousse Essai CBR (California Bearing Ratiotest) : Norme NF P 94-078

a) BUT DE L’ESSAI : L’essai CBR est un essai de portance (aptitude des matériaux à supporter les charges) des remblais et des couches de formes compactées des ouvrages routiers. Il s’agit de déterminer expérimentalement des indices portants (IPI, CBR) qui permettent -

d’établir une classification des sols (GTR) d’évaluer la traficabilité des engins de terrassement (IPI)

- déterminer l’épaisseur des chaussées (CBR augmente ⇒ épaisseur diminue)

B) PRINCIPE DE L’ESSAI :

La charge apportée par le pneu sur la chaussée poinçonne le sol de fondation. Ce poinçonnement est d’autant plus petit que l’épaisseur de la chaussée est grande. P: pression appliquée par le pneumatique sur le sol de fondation. S: surcharge simulant l'action de la chaussée qui s'oppose au déplacement vertical du sol de fondation lors de l'action du pneu.

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On peut reproduire ce phénomène en compactant le matériau dans les conditions de l'essai Proctor dans un moule CBR puis en mesurant les forces à appliquer sur un poinçon cylindrique pour le faire pénétrer à vitesse constante dans une éprouvette de ce matériau. Note : un essai Proctor sera effectué simultanément avec votre essai CBR

Figure 32: tamisage de l’ échantillon suivant la nature de sol

On lui applique les conditions hydriques prévues pendant la vie de l’ouvrage: * immersion pendant 4 jours dans de l'eau. * pas d'immersion : essai immédiat.

Figure 33: contrôle de capteur avant de mettre la moule dans l’eau

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On applique ensuite une charge voisine de ce que sera la charge de service et on poinçonne le matériau dans des conditions déterminées (vitesse constante et déterminée ) tout en mesurant les efforts (F) et les déplacements (Δh) en résultant: On obtient la courbe d’essai.

c) PREPARATION DU MOULE : Avant introduction du matériau dans le moule : a. Solidariser la plaque de base et le moule CBR. b. Placer une feuille de papier filtre au fond du moule c. Peser à vide l’ensemble « moule+ plaque de base». d. Déterminer le volume qui sera occupé par l’éprouvette de sol une fois compactée. e. Fixer la rehausse.

d) Détermination de l’indice portant immédiat (IPI) : - Placer l'ensemble « plaque de base, moule CBR, éprouvette » sur la presse, en position centrée par rapport au piston. - Procéder au poinçonnement de la manière suivante : - Approcher la face supérieure de l'éprouvette vers le piston jusqu'à ce qu'il vienne affleurer le matériau (stopper dés que l’aiguille de l’anneau accuse un léger déplacement) . - Régler la mise à zéro du dispositif dynamométrique et celle du comparateur mesurant l'enfoncement du poinçon. Exécuter le poinçonnement à vitesse constante Noter les efforts de poinçonnement correspondant aux enfoncements de 0.625 -1,25 - 2 -2,5 - 5 - 7,5 et 10 mm et arrêter le poinçonnement à cette valeur. Résultat :

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II-

Classification des matériaux selon le GTR

1) Guide des terrassements routiers : GTR : guide terrassement routière, réalisation des remblais et des couches de forme, LCPC, SETRA, 1992) Et la norme qui en découle NF-P 11-300 (septembre 1992) proposent une classification des matériaux utilisable dans la construction des remblais et des couche de forme d’infrastructure routière. 2) But de GTR : La réalisation des remblais et des couches de forme nécessite d'étudier, pour des raisons économiques, la possibilité de réutiliser les matériaux de déblais extraits du sol avant de rechercher des matériaux d'emprunts. L'utilisation du guide technique pour la réalisation des remblais et des couches de forme (GTR) permet de : 

déterminer les caractéristiques des matériaux



définir leurs conditions de mise en œuvre en tenant compte de la Météorologie au moment des travaux compactage des remblais et des couches de forme

 

conditions d'utilisation en couche de forme

3) Principe de guide Le GTR permet de définir la classe du matériau à partir des résultats de plusieurs types d’essai :  les essais d’identification ou de nature 

les essais d’état



les essais de comportement mécanique

Une fois on détermine la classe du sol, le guide nous permet de déterminer la mode d’utilisation de matériaux dans les conditions du chantier.

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TODINI – TUNISIE AUTOROUTES I.S.S.A.T de Sousse La classification des matériaux comporte 3 niveaux

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4) Analyse des différents paramètres

a) Paramètres de nature : Ce sont des paramètres qui ne varient pas ou peu ni dans le temps, ni au cours des manipulations  Analyse granulométrique  

Limites d'Atterberg Equivalent de sable

Analyse granulométrique Le DMAX : Dimension maximale des plus gros éléments contenus dans le sol. -Seuil retenu : 50mm : cette valeur permet de distinguer les sols fins, sableux et graveleux ( 50mm) des sols grosiers Tamisât à 80μm(ou %de fines) : Ce paramètre permet de distinguer les sols riches en fines des sols sableux et graveleux Tamisât à 2mm : Permet la distinction entre les sols à tendance sableuse et les sols à tendance graveleux.

Limites d'Atterberg Ce paramètre caractérise l’angulosité des sols. Seuil retenus :  12% : limite supérieure des sols faiblement argileux 

25% : limite supérieure des sols moyennement argileux



40% : limite entre sols argileux et très argileux.

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b) Paramètres de comportement mécanique : L’introduction dans la classification de ces paramètres résulte du fait que des sols de nature comparable peuvent se comporter de manière relativement différente sous l’action des sollicitations subies au cours de leur mise en œuvre [7]

c) Paramètre d’état Ce sont des paramètres qui ne sont pas propre au sol, mais varient en fonction de l’environnement dans lequel il se trouve. 

Teneur en eau



Essai Proctor



Poinçonnement IPI

On peut utiliser l’un des trois paramètres suivants : La position de la teneur en eau naturelle (wn) de la fraction 0/20 du sol par rapport à l’Optimum Proctor Normal (wopn) exprimée par le rapport :

-

La position de la teneur en eau naturelle (wn) par rapport aux limites d’Atterberg (wl et wp) qui s’exprime par l’indice de consistance (IC) IC=

-L’indice portant immédiat (IPI) qui exprime la valeur du Poinçonnement CBR mesurée sans surcharge ni immersion sur une éprouvette de sols compacté à l’énergie Proctor Normal

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Après avoir réalisé les essais demandés , le laboratoire traite une fiche d’identification antennate toutes les résultats des essais nécessaires : 5) Elaboration des essais : J’ai traité la Fiche d’identification « Déblai 5,6,7-2 »

Essai \ échantillon Déblai 5

Déblai 6

Déblai 7 -2

Essai

Dmax= 20

Dmax=16

Dmax=31.5

granulométrique

T% 80 = 83

T%80=52.35

T%80 = 69.2

IP

19.6

16

10.33

Wopn

18%

12%

14%

Wnat

14%

9%

13.7%

Tableau 5 : Résulat des essais

D’après les tableaux de la classification du sol donnés par le guide technique de terrassement, on peut déduire la nature du sol Cette opération d’identification est décrite dans ce qui suit :

55

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TODINI – TUNISIE AUTOROUTES I.S.S.A.T de Sousse a) Identification du déblai 5 :



1ere niveau

Classification selon la nature



analyse granulométriqueDMax.=2035%

classe A : sol fin



2eme niveau

Classification selon la nature du sol

à l’intérieur de chaque classe

 Limite d'atteberg

12