REVUE1961

FORESTIREAOT-SEPTEMBRE

FRANAISEN 8-9

Dans ce numro: A.-J. BATAS: J.es buses mtalliques dans la construction routire. J. PARDE: Comment prciser l'intensit d'une claircie? L. BLANC : Valeur papetier e pour papier Kraft, des bois rsineux exotiques. D. GROENE: Les reboisements du plateau de Jos (Nigeria du Nord). B. HURE: Note sur l'amnagement Vidal en fort de Mamora.

LES BUSES MTALLIQUES DANS LA CONSTRUCTION ROUTIREPAR A.-J. BATAS

Ingnieur Principal des Eaux et Forts Chambry

En montagne, les routes forestires doivent franchir des nombreux couloirs qui strient de part en part les massifs pour assurer l'coulement des eaux de ruissellement pluviales et nivales. Souvent sec, ces ravins servent habituellement de voie de vidange, mais ils peuvent certaines poques, la fonte des neiges ou au cours des gros orages d't, se transformer en vritables torrents temporaires, charriant des matriaux de toute nature. Les buses en bton de diamtre classique (40 60 cm) sont insuffisantes pour couler leur dbit. Si on utilise des diamtres plus levs, elles sont lourdes et difficilement maniables. A partir du mtre, il est prfrable de les couler sur place, ce qui exige une main-d'uvre spcialise et des transports importants. Au surplus, la buse de faible ou moyenne section ne peut gure recevoir que des eaux,pures au moins dbarrasses de tous dbris vgtaux Les risques, d'obstruction sont particulirement redouter au moment des exploitations, que les rmanents soient laisss sur le parterre des coupes ou rassembls dans les couloirs par le tranage des grumes. Pour franchir de tels ravins, la technique la plus courante recourt la construction de ponceaux ou dalots ayant 1 3 mtres d'ouverture, dont la solidit est conditionne par l'existence une profondeur relativement faible d'un sol solide permettant d'y asseoir les fondations d'un ouvrage qui sera amen supporter de lourdes charges (10 15 tonnes par essieu). Si ce terrain solide n'existe pas, ce qui est souvent le cas dans* les plus beaux massifs forestiers qui prosprent sur des sols argileux profonds mais- de faible portance, l'Ingnieur se verra contraint

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de prvoir la construction de semelles en bton importantes et coteuses. Mais la difficult la plus grande rsidera dans le transport de matriaux qui atteindront rapidement des tonnages levs. Pour prendre un exemple concret, un dalot de 2 m d'ouverture permettant le franchissement d'un ravin ayant une pente de 30 % pour une route forestire de 5 m de large, exige la construction de murs de tte amont et aval de pidroits sur 15 m de longueur d'un radier et d'une dalle en bton. Un tel ouvrage exige: 150 m de fouilles pour fondation, 120 m2 de parements, 102 m 3 de maonnerie ordinaire, 39 m2 de chape, 3 4,500 m de bton de fondation. 18 m3 de bton arm, 3 22,200 m de murailles en pierres 1050 kg de fer sches, |3

Le poids de ces matriaux s'lvera 320 t quand il n'est pas possible de trouver sur place les moellons pour la maonnerie et 200 t quand une carrire de pierres de qualit peut tre ouverte proximit du chantier. Le transport ncessite le passage de 20 32 camions de 10 t de charge utile et une circulation de 560 t dans le cas le plus favorable et de 900 t quand la totalit des matriaux doit tre amene pied dVeuvre. Si le terrain est quelque peu accident, l'approvisionnement du chantier deviendra dlicat. Une route forestire de l'Inspection de Chambry, d'une longueur de 2 300 m devait traverser cinq couloirs. Le projet prvoyait la construction de quatre ponceaux en bton de 2 m d'ouverture et d'un ponceau d'un mtre ncessitant la mise en uvre de 465 m 3 de maonnerie, 66 m 3 de bton arm, 25 m 3 de bton ordinaire, 180 m 2 de chape, 530 m2 de revtement, 100 m3 de pierres sches et 4.560 kg de fer reprsentant un poids total de 1 400 t. Il n'existait pas de pierres de construction sur tout le trac de la route. Les transports devaient tre raliss par 140 passages de camions de 10 t pour une circulation totale de 3 900 t. Or, le sol de cette fort tait constitu par des argiles et des marnes hauteriviennes et valanginiennes trs plastiques, correspondant la classification A7 (AASHO). Il n'tait pas possible sur un terrain aussi riche en lments fins de construire une chausse en technique classique (hrisson, pierres casses, revtement bitumineux). Seuls les procds de stabilisation mcanique par apport d'un tout venant de bonne granulometrie compact l'optimum Proctor permettraient dq construire une chausse apte non seulement assurer le trafic forestier, mais aussi transporter les matriaux d'ap-

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provisionnement dont nous avons vu l'importance pour construire les ouvrages d'art. La plasticit du terrain naturel interdit dans une rgion humide la circulation de camions chargs sur des pentes de 10 % directement sur la plateforme. Des essais d'apport de tout venant pour constituer une sous-chausse permettant le trafic d'approvisionnement des ouvrages d'art furent dsastreux. Les camions, malgr toutes les prcautions prises, transportaient, peu ou prou, des plaques d'argile qu'ils- dposaient sur le tout venant, transformaient sa granulometrie en le rendant impropre au compactage. Enfin, les terrassements eux-mmes taient stopps parce que le bulldozer tait arrt devant des couloirs qu'il ne pouvait franchir. Devant ces difficults qui occasionnrent l'arrt complet du chantier ,nous fmes amens remplacer les dalots en maonnerie et bton par les buses mtalliques embotables ARMCO . Ce sont des ouvrages en tle galvanise et ondule, dmontables en lments de transport facile, section circulaire ou surbaisse dont le diamtre varie de 0,15 4,57 m. Nous n'avons utilis que des buses cylindriques de 1,25-1,50 m et 1,75 m de diamtre aux paisseurs 2,7 et 3,4 mm. Ce sont les dimensions qui, semble-t-il, conviennent le mieux pour les usages forestiers.

Buse mtallique ARMCO, diamtre 1,75 La partie infrieure est constitue par deux lments juxtaposs la partie suprieure par un lment chevauchant les deux premiers. tr\rh A T?nir

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Pour de telles dimensions, l'lment normal de 0,61 m pse de 32 55 kg. Il peut tre facilement transport, mme dos d'homme, et sa mise en uvre est aise. Ces lments ont la forme d'un demi-cylindre qui est muni sur un seul bord d'encoches pour l'assemblage. Ils sont chancrs sur deux coins qu'on doit placer l'amont lors du montage. Les lments suprieurs et infrieurs se chevauchent les uns les autres pour assurer la continuit de l'ouvrage. Aux extrmits des aqueducs, on place des demi-lments longs de 0,26 m pour la partie suprieure amont et de 0,34 m pour la partie suprieure aval. Le montage s'effectue facilement en commenant par l'amont. Deux lments infrieurs qui se chevauchent sur une ondulation sont poss sur le sol naturel ou sur un lit de tout venant. Puis, par dessus et en sens inverse, l'lment suprieur est fix sur les deux infrieurs en les chevauchant et en laissant la place d'un demi-lment amont. Les lments suprieur et infrieur sont assujettis par des agrafes introduites dans des trous convenablement dispossElment normal . . .Encoche d'assemblage

Coins

chancrs, Cote amont,

'Trous

f

cot

amont

Recouvrement des ondulations

Montage des lments

Assemblage par agrafe

Dispositifs montrant le recouvrement des ondulations, le montage des lments et leur assemblage.

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sur chacun d'eux. Le montage de la buse se poursuit par la pose du troisime lment infrieur puis du deuxime lment suprieur et ainsi de suite jusqu' l'extrmit aval. Le montage est trs rapide. En principe, le nombre d'hommes-heure par mtre linaire est donn par la formule: e~~ 3

e dsignant l'paisseur de la buse en millimtres et le nombre d'hommes-heure par mtre linaire. En fait, les ouvriers ont largement dpass cette norme, parce qu'ils manquaient d'exprience et que le terrain tait difficile. Nanmoins, le travail fut excut avec rapidit. L'aqueduc mtallique mont pice par pice comme un mcano d'enfant doit reposer sur le lit uniforme et profil du ravin franchir. Ce radier peut tre constitu soit par le sol naturel, soit par des matriaux d'apport; il ne doit pas renfermer des cailloux dpassant quelques centimtres susceptibles de provoquer des dformations locales. Un tout venant de bonne granulometrie possdant les qualits requises pour une stabilisation mcanique constitue un matriau de

JTerran naturel.

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Semblt. .Chausse. PL-^zsJ

Tout-venant compact. ^$$$///

Constitution d'assises compactes pour supporter un aqueduc en buses mtalliques.

choix pour amnager le lit sur lequel doit reposer la buse. Le tout venant est compact la dame ordinaire de 10 kg ayant une surface portante de 250 m2 ou la vibreuse pneumatique. Le damage est effectu par couches uniformes de 15 20 cm. Si le terrain naturel est trs argileux, il est galement prfrable de damer tout autour de la buse du tout venant sur 50 cm d'paisseur jusqu'au profil de la plateforme. Quand le-damage est bien excut, il comprime la buse sur les cts et lui donne une section

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elliptique grand axe vertical. Les vides sont ensuite combls par du remblai amen au bulldozer. Remblayage et compactage doivent progresser la mme vitesse des deux cts de l'ouvrage pour viter contraintes et dformations. La chausse est ensuite construite en tout venant stabilis comme sur la plateforme qui accder l'ouvrage. Lorsque le bulldozer a amen le tout venant l'paisseur convenable et que les cylindres pneus Tont compact la densit optimum, la buse reprend sa forme normale circulaire. La pente de l'aqueduc mtallique doit tre uniforme et gale celle du terrain naturel l'amont et l'aval. Tout changement de

Damage la main de tout-venant par assises compactes autour de l'ouvrage. (Clich CD. Martin.) pente* se traduit par une variation de vitesse de l'eau susceptible de produire une sdimentation nuisible l'coulement ou au contraire des -affouillements. On admet que la pente maximum donner aux buses mtalliques est donne par la formule: ^ = est la pente en %, D le diamtre en mtre, k un coefficient qui dpend de la nature du terrain 0,2 pour l'argile et le sable fin, I 1 pour le gravier. 0,3 pour les sables fins, 1,5 pour le caillou, 0,5 pour les sables grossiers, | 2-3 pour le rocher.

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Choix de la buse employer pour un ouvrage donn Il existe toute une gamme de buss mtalliques embotables, cylindriques ou en forme d'arches, agrafables ou rives, en lments demi-cylindriques ou multiplaques depuis 0,15 m jusqu' 4,57 m de diamtre. Jusqu'au diamtre 0,60 m, il est encore prfrable pour des raisons de prix de revient d'utiliser les buses en bton, mais, partir de 1 m de diamtre elles sont lourdes, peu maniables et plus coteuses. Quand il convient d'utiliser un grand diamtre, c'est que la route doit franchir un ravin important qui peut dbiter de gros volumes d'eau, surtout charrier des matriaux solides de toute sorte, susceptibles d'obstruer l'aqueduc. Dans ce cas, il est ncessaire de pouvoir nettoyer facilement l'ouvrage. Il est indispensable qu'un homme puisse y pntrer et y travailler sans difficults excessives. Le diamtre 1,25 nous parat un minimum. Au-dessus de 2 m, il convient de recourir aux buses mtalliques multiplaques difficiles installer, car elles doivent tre tayes en cours de montage. La buse de 2 m n'existe qu' l'paisseur 4,3 mm et chaque lment pse 77 kg, ce qui rend le port et le maniement dlicats. Ainsi donc le choix se restreint rapidement entre les diamtres 1.25 - 1,60 - 1,75 m correspondant aux aires de section 1,24 - 1,76 et 2,40 m2. L'paisseur peut tre 2,7 mm ou 3,4 mm. Thoriquement, le volume maximum d'eau dbiter dans l'ouvrage yit, en fonction de la pente, le diamtre de la buse. En ralit, c'est le volume des matriaux charris par les crues qui fixera sa section. Une buse moyenne de 1,50 m avec la faible pente de 1 % peut dbiter plus de 3 m3 d'eau par seconde. Le danger d'obstruction est surtout occasionn par les chutes de rocher et les amas de branchages qui sont capables de constituer ' des bouchons au milieu des ouvrages. Quand on a des craintes de ce genre, il convient d'amnager l'amont de l'entre de l'aqueduc un bassin de dcantation ou une palissade susceptible d'arrter les matriaux volumineux. La largeur des diamtres permet dans tous ls cas de dgager rapidement les ouvrages mme de grande longueur. Quant l'paisseur des lments mtalliques, elle est fixe par la hauteur du remblai au-dessus de l'ouvrage. Le tableau I donne l'paisseur des tles en mm pour les ouvrages capables de supporter un essieu de 15 tonnes pour diffrentes hauteurs de remblai.

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Diamtre Aire de section . Jusqu' 0,50 m 0,51 m 1 m 1,01 m 2 m 2,01 m 3 m 3,01 m 4 m , 4,01 m 5 m

TABLEAU I 1,00 0,79 3,4 2,7 2,7 2,7 1,9 1,9

1,25 1,24 3,4 2,7 2,7 2,7 2,7 2,74

1,50 1,76 4,2 3,4 3,4 3,4 3,4 3,4

1,75 2,40 4,2 4,2 3,4 3,4 3,4 3,4

Pour toutes les chausses en terre ou empierres, revtues ou non d'un tapis bitumineux, la hauteur du remblai doit tre suprieure au cinquime du diamtre avec un minimum de 25 cm. Protection interne Lorsque, comme c'est le cas frquent en montagne, l'abrasion du mtal est craindre, soit parce que la vitesse de l'eau est suprieure 3 m/sec, soit parce que le torrent charrie des matriaux, il convient de le protger intrieurement. On amnage la partie infrieure de la buse un radier en bton de ciment excut plusieurs semaines aprs la pose des buses, quand

Vue gnrale aval de l'aqueduc en place avec radier interne de protection. (Clich A.T. Roux.)

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elles ont pris leur quilibre dfinitif. Ce pavage est arm d'un treillis de fils souds aux extrmits des ondulations. Un bton constitu par des agrgats ne dpassant jamais 1,9 cm est ensuite mis en place. Pour pouvoir tre appliqu sur les cts des buses, le mlange doit contenir aussi peu d'eau que possible. Il est ensuite dam pour supprimer tous les vides importants qu'il pourrait renfermer, et entaill longitudinalement tous les 46 cm une profondeur de 1,9 cm pour empcher les fendillements qui pourraient rsulter d'un lger affaissement de l'ouvrage. L'paisseur du radier doit tre de 5 cm au moins au-dessus du sommet des ondulations et sa largeur est de 20 % de la priphrie des ouvrages. Le cot du radier en bton de protection interne s'lve, par mtre linaire, 84,38 N F pour les aqueducs de 1,75 et de 63,25 N F pour les aqueducs de 1,25. Prix de revient de construction par mtre linaire Il n'est pas tenu compte du remblaiement au bulldozer, car les terrassements sont excuts forfait et qu'en cas de ponceaux il est ncessaire d'amnager des- rampes d'accs plus coteuses. Le gain de temps ralis pour l'excution des terrassements, bien que . reprsentant un facteur important dans le cot total des travaux n'a pas t chiffr: Io aqueduc de 1,75 m paisseur 34 mm. achat , apport des lments et pose 3 h 4 N F confection du lit et compactage du tout-venant, 16 h 4 N F 269,07 N F 12,00 N F 64,00 N F

345,07 N F Avec un radier en bton, le cot de l'ouvrage s'lve 429-45 N F par mtre linaire, soit 6 871,20 N F pour 16 m de longueur. 2 aqueduc de 1,25 m paisseur 34 . achat ! apport des lments et pose : 2 h 4 N F confection du lit et compactage du tout-venant: 8,30 h 4 N F 158,28 N F 8,00 N F 34,00 N F

200,28 N F Avec un radier en bton, le cot de l'ouvrage s'lve 263,33 N F par mtre linaire, soit 4 213,28 N F pour un aqueduc de 16 m de long.

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Nous avons tabli titre de comparaison le cot des ponceaux de mme longueur ayant respectivement de 2 m et 1 m de largeur. Ponceau de 2 m. fouilles : 150 m 3 3,90 N F maonnerie : 102m 3 64 N F bton de fondation : 4,5 m2 60 N F pierres sches : 22,2 m3 21 N F parements vus : 120 m2 4,50 N F chape en bton : 39 m2 4,20 N F bton arm : 18 m 3 150 N F fers : 1 050 kg 1,10 N F Total Ponceau de 1 m. fouilles : 45 m3 3,90 N F maonnerie : 55 m3 64 N F bton : 1,5 m 3 60 N F bton arm : 6 m3 150 N F chape en bton : 20 m2 4,20 N F pierres sches : 10 m3 21 N F parements vus : 80 m3 4,50 N F fers : 360 kg 1,10 N F Total .. 585,00 6 528,00 270,00 466,20 540,00 163,80 2 700,00 1 155,00 NF NF NF NF NF NF NF NF

12 408,50 N F

175,50 3 520,00 90,00 900,00 84,00 210,00 360,00 396,00

NF NF NF NF NF NF NF NF

5 735,50 N F

Dans tous les cas, l'utilisation des buses mtalliques fait raliser une conomie apprciable au matre de l'uvre, conomie d'autant plus importante que l'ouvrage construire doit avoir une section plus grande. Conclusions Les buses mtalliques embotables peuvent rendre de grands services pour la technique routire forestire pour des raisons: de maniabilit, de rapidit de mise en uvre, de possibilit d'emplois en terrains accidents et argileux. Son aptitude la dformation classe ce matriel parmi les plus modernes pour les motifs qui font prfrer les chausses flexibles aux hrissons rigides, les gabions mtalliques aux murs en maonnerie et les barrages en matriaux compacts aux mmes ouvrages btonns.