RETRAITEMENT DE CHAUSSEES PAR AMELIORATION DES

Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO – IFU

00007748B Tél. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : [email protected] - www.2ie-edu.org

0 0

RETRAITEMENT DE CHAUSSEES PAR AMELIORATION

DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DE LA

COUCHE DE BASE LATERITIQUE

MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU

MASTER EN INGENIERIE DE L'EAU ET DE

L'ENVIRONNEMENT

OPTION : Génie Civil : Routes & Ouvrages d’Art

Présenté et soutenu publiquement le 02 Novembre 2017 par

Souro Emmanuel Ismaël MILLOGO

Travaux dirigés par :

M. Moussa LO, Enseignant 2iE

Mme Marie Thérèse GOMIS/MBENGUE, Enseignante 2iE

Département Génie Civil et Hydraulique

Et

M. Amic De SABRAN PONTEVES

Géotechnicien à RAZEL FAYAT

Jury d’évaluation du PFE :

Président : Dr Adamah MESSAN

Membres et Correcteurs : M. Arnaud OUEDRAOGO

M. Moussa LO

Mme. Marie Thérèse GOMIS/MBENGUE

Promotion [2016/2017]

MILLOGO Souro Emmanuel Ismaël Page i

Retraitement des chaussées par amélioration des caractéristiques

mécaniques de la couche de base latéritique

DEDICACES

A mon père,

M. Jean François MILLOGO

A ma mère,

Mme MILLOGO/KANI Yolande Innocente.

MILLOGO Souro Emmanuel Ismaël Page ii



REMERCIEMENTS

Je remercie en premier lieu l’entreprise RAZEL Côte d’Ivoire, en particulier M. Grégoire SAIX,

Directeur Général de RAZEL Côte d’Ivoire ; M. Yann DUBERTRET, Directeur des travaux du

chantier RAKB (Route Akoupé – Kotobi – Bongouanou) et M. GALANO, Responsable Administratif

et Comptable du chantier RAKB de m’avoir accepté sur leur chantier me permettant ainsi de bien

mener mon étude.

Je remercie spécialement M. François FARGES, Directeur de la « Division Internationale » et M.

Laurent BROUET, Directeur de « Exploitation Zone Afrique » d’avoir accepté ma candidature de

stage, également je remercie spécialement M. Louis Robert BORREL, Responsable Géotechnique

RAZEL de m’avoir considéré comme son fils en m’aidant vivement pour l’obtention de ce stage et

pour ses précieux conseils lors de son passage sur le chantier RAKB.

Je remercie en particulier mon maître de stage, M. Amic De SABRAN-PONTEVES, Géotechnicien

RAZEL, pour sa grande disponibilité, ses précieux conseils et ses encouragements tout au long de la

rédaction de ce mémoire.

Ma gratitude va également à l’endroit de mes maîtres de stage interne à 2iE, M. Moussa LO,

Enseignant GCH et Mme Marie Thérèse GOMIS/MBENGUE, Enseignante GCH pour leurs aides

précieuses, leurs conseils et pour tout ce précieux temps qu’ils m’ont consacré.

Mes remerciements vont également à l’endroit de M. Jean François MILLOGO, Chef laboratoire

RAZEL RAKB et son Assistant M. Thierry SAI, grâce à qui j’ai acquis tout le savoir-faire pour la

réalisation d’essais géotechniques au laboratoire.

Je n’oublie pas M. Charles DJANTY, M. Issa MILLOGO, ainsi que tout le personnel du laboratoire, je

garde en mémoire tous ces bons moments que nous avons passé ensemble.

Je remercie vivement la direction de l’Institut 2iE et plus particulièrement l’ensemble du corps

professoral.

Enfin ma famille, mes amis, ainsi que tous ceux qui, de près ou de loin, ont contribué à la réalisation

de ce mémoire. Qu’ils trouvent ici l'expression de mes sincères remerciements.

QUE DIEU VOUS BENNISSE !

MILLOGO Souro Emmanuel Ismaël Page iii



AVANT-PROPOS

2iE « Institut International d’ingénierie de l’Eau et de l’Environnement » est un centre d’enseignement

supérieur et de recherche, membre de la conférence des grandes écoles basé au Burkina Faso. Il a été

créé en 2007 et résulte de la fusion et de la restructuration des deux ex-écoles inter Etats, EIER (Ecole

d’Ingénierie de l’Equipement Rural) et ETSHER (Ecole des Techniciens Supérieurs de l’Hydraulique

et de l’Equipement Rural) créées respectivement en 1968 et 1970 par quatorze (14) Etats d’Afrique de

l’Ouest et Centrale.

2iE regroupe en son sein une école préparatoire aux grandes écoles, une école d’ingénierie et une école

doctorale. 2iE est spécialisé dans la formation des domaines suivants :

L’Eau et l’Assainissement ;

L’Energie et l’Electricité ;

L’Environnement et le Développement durable ;

Le Génie Civil et l’Hydraulique ;

Les Mines et Carrières ;

Le Management et l’Entrepreneuriat.

L’institut 2iE, dans le cadre de son programme de formation, prévoit un stage pratique pour ses

étudiants en fin de cycle à savoir le cycle de Bachelor professionnel et le cycle de master d’ingénierie

en entreprise. Ce stage prévu pour une durée de vingt (20) semaines, permettra à l’étudiant de vivre les

réalités du terrain, ses exigences et ses contraintes, afin de transposer la théorie acquise en classe sur la

réalité du terrain. Ce stage fera également l’objet d’un thème de mémoire qui sera soutenu

publiquement en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur.

Mon stage s’est déroulé du 15 février au 14 juillet 2017 au sein de l’entreprise RAZEL Côte d’Ivoire

sur le chantier de réhabilitation de la route Akoupé-Kotobi-Bongouanou.

Le thème d’étude de ce mémoire est : « Retraitement de chaussée par amélioration haute performance

des sols.». Le travail réalisé lors de ce stage permettra d’évaluer notre capacité d’analyse, de recherche

et de synthèse.

MILLOGO Souro Emmanuel Ismaël Page iv



RESUME

De nos jours, les matériaux naturels de construction de la route (graveleux latéritique) deviennent de

plus en plus rares et de surcroit de qualité inférieure. Pendant ce temps, on assiste au vieillissement des

routes construites pour la plupart aux lendemains des indépendances. D’où la nécessité de leur

réhabilitation ou de leur reconstruction. La reconstruction d’une nouvelle structure de chaussée

demande d’une part, l’utilisation de nouveaux matériaux et d’autre part, un coût de construction élevé.

Pour résoudre ce problème, il faut penser à la réutilisation du matériau de l’ancienne structure. C’est

dans cette logique que l’entreprise RAZEL, pour la réhabilitation de la route Akoupé-Kotobi-

Bongouanou a utilisé pour la première fois, le recyclage du matériau de l’ancienne structure avec un

traitement au ciment plus émulsion de bitume (latérite + ciment + émulsion de bitume). Pour apprécier

les effets dus au traitement au ciment plus émulsion de bitume, ce stage dont le thème

est : « Retraitement de chaussée par amélioration haute performance des sols. » m’a été proposé par

l’entreprise. Cette étude nous a permis dans un premier temps de faire une approche des différents

types de recyclage et retraitement de chaussées. Ensuite, nous avons fait une étude comparative du

matériau de structure existante non traité et traité à savoir l’analyse granulométrique, les limites

d’Atterberg, le Proctor/CBR, l’essai de traction indirect (ITS) et de compression simple. Enfin, nous

avons mené une étude analytique des mesures de déflexions réalisées sur la chaussé avant et après

retraitement, afin d’apprécier la rigidité globale de la chaussée après retraitement et de comparer ces

résultats avec celui des calculs Alizé lors de l’Etude.

A la fin de notre étude, nous tirons la conclusion que ce retraitement a amélioré d’une part la qualité du

matériau de l’ancienne structure et d’autre part il permet de garder le caractère souple de la chaussée.

Toutefois, il faut approfondir les études afin d’aboutir à des textes normatifs qui le concerne.

MOTS CLES

Réhabilitation ;

Réutilisation ;

Recyclage ;

Emulsion de bitume ;

Ciment ;

Latérite ;

Chaussée.

MILLOGO Souro Emmanuel Ismaël Page v



ABSTRACT

Nowadays natural materials for road (granular laterite) structure become more and rarer and expensive

with inferior quality. During this time, we assist to the ageing of more of roads built just before

independences. So it is necessary to set a rehabilitation or reconstruction of these roads. A new

roadway reconstruction needs in one part new materials use and in other part an expensive cost. To

solve this problem, one has to think about how to use again the ancient structure materials. In this

logic, the company RAZEL, for the rehabilitation of road Akoupé – Kotobi – Bongouanou, used for

the first time, the recycling of the structure used for the ancient structure with a treatement to the

cement plus bitumen emulsion (laterite + cement + bitumen emulsion). To appreciate the effects owed

by cement processing plus bitumen emulsion, this training subject is: “Roadway recycling by land high

performance improvement” has been suggested to me by the company. This study enabled us in a first

time to make an approach of different recycling types and pavement recycling. Then, we did a

comparative study of existing structure material untreated and treated such as granulometric analysis,

Atterberg limits, the Proctor/CBR, the indirect tensile strength (ITS) and simple compression shot.

At last, we made an analytical study of deflection measures, realized on a roadway before and after

recycling, and to appreciate its global rigidity after recycling and to do a comparative study of

performances by the record of Alizé calculations. At the end of our study we retain the conclusion that

this retraining improves in one part the quality of the materiel and other part it enables to keep the

roadway flexible. However, you have to deepen its studies and research to write texts (norms) which

concerns the amelioration of this kind of structure by granular laterite treatment.

KEY WORDS

Rehabilitation;

Use again;

Recycling;

Bitumen emulsion;

Cement;

Laterite;

Roadways.

MILLOGO Souro Emmanuel Ismaël Page vi



LISTE DES ABRÉVIATIONS

AASHTO: American Association of State Highway and Transportation Officials

BBSG : Béton Bitumineux Semi-Grenu

BBME : Béton Bitumineux à Module Elevé

BGS : Grave Bitume Stabilisé

BNETD : Bureau National d’Etudes Techniques et de Développement

CA : Coefficient d’Agressivité

CBR : California Bearing Ratio

CCTP : Cahier de Clauses Techniques Particulières

CDF : Couche De Fondation

CEBTP : Centre d’Expertise du Bâtiment et des Travaux Publics

ECR 65 : Emulsion Cationique d’accrochage à rupture dosé à 65% de liant

GCH : Génie Civil et Hydraulique

GL : Grave Latéritique

GLT : Grave Latéritique Traité

GNT : Grave Non Traité

IP : Indice de Plasticité

ITS : Indirect Tensile Strength (Résistance à la traction indirecte)

LBTP : Laboratoire du Bâtiment et des Travaux Publics

LCPC : Laboratoire Central de Ponts et Chaussées

PST : Partie Supérieure des Terrassement

OPM : Optimum Proctor Modifier

MILLOGO Souro Emmanuel Ismaël Page vii



RAKB : Route Akoupé Kotobi Bongouanou

RSE : Responsabilité Sociale des Entreprise

SETRA : Service d’Etudes sur les Transports, les Routes et leurs Aménagements

W (%) : teneur en eau

Wl : Limite de liquidité

Wp : limite de plasticité

MILLOGO Souro Emmanuel Ismaël Page viii



LISTE DES TABLEAUX

TABLEAU 1 : Récapitulatif des différentes solutions selon le cahier des charges ................................ 6

TABLEAU 2 : Classe de trafic en fonction du nombre cumulé de poids lourds PL ............................. 12

TABLEAU 3 : Classes de sol en fonction du CBR ............................................................................. 12

TABLEAU 4: Caractéristiques des matériaux susceptible d'être améliorés au ciment ......................... 22

TABLEAU 5:Caractéristique des matériaux susceptible d’être stabilisé au ciment ............................. 22

TABLEAU 6:Coefficient d’agressivité en fonction du poids des véhicules et de la nature de la

chaussée ............................................................................................................................................. 28

TABLEAU 7: Résultat de la limite d’Atterberg selon l’essai de la figure 14 ....................................... 38

TABLEAU 8: Résultat de l’analyse granulométrique ......................................................................... 39

TABLEAU 9:Résultat de l’essai Proctor du matériau non traité selon de la figure 16 ......................... 40

TABLEAU 10: Résultats de CBR en fonction de la compacité selon la figure 17 ............................... 41

TABLEAU 11:Classification du matériau avant retraitement ............................................................. 41

TABLEAU 12: Récapitulatif des résultats du matériau non traité et le matériau traité ........................ 45

TABLEAU 13: Résultat de l’essai Proctor du matériau traité selon la figure 22 ................................. 46

TABLEAU 14: CBR en fonction de la compacité du matériau traité .................................................. 46

TABLEAU 15: Résultats de l’essai ITS ............................................................................................. 47

TABLEAU 16: Récapitulatif des résultats du matériau non traité et le matériau traité ........................ 47

MILLOGO Souro Emmanuel Ismaël Page ix



LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Position géographique de RAZEL dans le monde. ................................................................ 3

Figure 2 : Chiffre d’affaires par activité de RAZEL. ............................................................................. 4

Figure 3 : Dégradations de la chaussée avant chantier .......................................................................... 5

Figure 4 : Localisation du projet. .......................................................................................................... 7

Figure 5 : Profil en travers standard d’une route. ................................................................................ 11

Figure 6 : Coupe transversale d’une chaussée et son fonctionnement .................................................. 14

Figure 7 : Courbe du coefficient d’agressivité en fonction du poids des véhicules .............................. 28

Figure 8 : Histogramme de la durée de vie des chaussées selon un essieu chargé à 13 t et un essieu

chargé à 17 t ....................................................................................................................................... 29

Figure 9 : Coupelle de Casagrande et l’appareil de rainure ................................................................. 33

Figure 10 : Les limites d’Atterberg ..................................................................................................... 34

Figure 11 : Série de tamis ................................................................................................................... 34

Figure 12 : L’essentiel de l’essai Proctor ............................................................................................ 36

Figure 13 : Presse CBR ...................................................................................................................... 36

Figure 14 : Histogramme de teneur en eau.......................................................................................... 38

Figure 15 : la teneur en eau en fonction du nombre de coups de la coupelle ........................................ 38

Figure 16 : Courbe granulométrique du tableau 12 ............................................................................. 39

Figure 17 : Courbe Proctor du matériau non traité. ............................................................................. 40

Figure 18 : CBR du matériau non traité en fonction du pourcentage de compacité .............................. 41

Figure 19 : Carottes réalisées sur la couche recyclée........................................................................... 43

Figure 20 : Essai ITS. ......................................................................................................................... 44

Figure 21 : Courbe Proctor du matériau traité ..................................................................................... 45

Figure 22 : Densité sèche en fonction du pourcentage CBR du matériau traité .................................... 46

Figure 23 : Courbes Proctor du matériau avant et après retraitement ................................................... 48

Figure 24 : mesure de la déflexion à l’aide de la poutre Benkelman .................................................... 49

Figure 25 : Structure de chaussée avant recyclage. ............................................................................. 51

Figure 26 : Retro calcul avec alizé avant retraitement de la chaussée. ................................................. 51

Figure 27 : Structure de chaussée après recyclage .............................................................................. 52

Figure 28: Retro calcul avec alizé après retraitement de la chaussée ................................................... 52

MILLOGO Souro Emmanuel Ismaël Page x



TABLE DES MATIERES

DEDICACES .................................................................................................................................. I

REMERCIEMENTS.................................................................................................................... II

AVANT-PROPOS ....................................................................................................................... III

RESUME ..................................................................................................................................... IV

ABSTRACT ................................................................................................................................. V

LISTE DES ABRÉVIATIONS ................................................................................................... VI

LISTE DES TABLEAUX ........................................................................................................ VIII

LISTE DES FIGURES................................................................................................................ IX

1 INTRODUCTION GENERALE DU PROJET ................................................................. 1

1.1 CONTEXTE ..................................................................................................................... 1

1.2 OBJECTIFS ...................................................................................................................... 1

1.3 OBJET DU STAGE .......................................................................................................... 2

2 PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL .................................................. 3

2.1 RAZEL dans le monde ...................................................................................................... 3

2.2 RAZEL en Côte d’Ivoire ................................................................................................... 4

2.3 Organisation du laboratoire ............................................................................................... 4

3 PRESENTATION DU PROJET ........................................................................................ 5

3.1 Contexte du Projet ............................................................................................................ 5

3.2 Localisation du Projet ....................................................................................................... 7

3.3 Géométrie de la route ........................................................................................................ 7

3.4 Consistance des travaux .................................................................................................... 8

4 GENERALITES SUR LA CONSTRUCTION ROUTIERE ............................................ 9

4.1 Définition des termes routiers ........................................................................................... 9

4.2 Les paramètres du dimensionnement routier .................................................................... 11

MILLOGO Souro Emmanuel Ismaël Page xi



4.3 Dimensionnement routier ................................................................................................ 13

4.3.1 Méthode Ginger CEBTP.............................................................................................. 14

4.3.2 Méthode Française Alizé LCPC.................................................................................. 15

5 TECHNIQUES DE RETRAITEMENT DES ANNCIENNES STRUCTURES DE

CHAUSSEES............................................................................................................................... 17

5.1 Recherches documentaire sur les techniques de retraitements de chaussées ..................... 17

5.1.1 La litho stabilisation au Burkina Faso .......................................................................... 17

5.1.2 La grave émulsion en Afrique du Sud .......................................................................... 18

5.1.3 Le sol ciment en Afrique de l’Ouest ............................................................................ 18

5.1.4 Le traitement latérite ciment + émulsion de bitume ...................................................... 18

5.2 Différentes manières de retraitement ............................................................................... 19

5.2.1 Selon l’endroit où est effectué le mélange .................................................................... 19

5.2.2 Selon la température du procédé .................................................................................. 19

5.2.3 Selon les caractéristiques du matériau à recycler ......................................................... 20

5.2.4 Selon le type de liant ................................................................................................... 20

5.3 Méthode d’amélioration des matériaux ............................................................................ 21

5.3.1 Méthodes d’amélioration des latérites en couche de base aux ciments selon le guide

CEBTP ................................................................................................................................... 21

5.3.2 Méthode d’amélioration au bitume en émulsion sur GNT issue de la carrière (méthode sud-

africaine) ................................................................................................................................ 23

5.3.3 Méthode RAZEL : amélioration des latérites au ciment + émulsion de bitume ............. 25

6 APPLICATION DE LA METHODE RAZEL : CAS DU CHANTIER RAKB ............. 30

6.1 Brigade des engins .......................................................................................................... 30

6.2 Liants utilisés .................................................................................................................. 30

6.3 Mise en œuvre de la méthode .......................................................................................... 30

6.3.1 Recyclage à « blanc » .................................................................................................. 31

6.3.2 Epandage du ciment .................................................................................................... 31

6.3.3 Mélange et injection de l’émulsion du bitume .............................................................. 31

6.3.4 Compactage................................................................................................................. 31

MILLOGO Souro Emmanuel Ismaël Page xii



6.3.5 Réglage ....................................................................................................................... 31

7 ETUDES GEOTECHNIQUES SUR LE MATERIAU AVANT ET APRES

RECYCLAGE ............................................................................................................................. 32

7.1 Etude du matériau avant recyclage (ancienne structure)................................................... 32

7.1.1 Les essais réalisés sur le matériau ................................................................................ 32

7.1.2 Résultat des essais sur le matériau avant recyclage ...................................................... 37

7.2 Etudes du matériau après recyclage ................................................................................. 42

7.2.1 Essais réalisés sur matériaux traités ............................................................................. 42

7.2.2 Résultats des essais réalisés sur le matériau retraité..................................................... 45

7.3 Etude comparative sur les matériaux avant et après retraitement...................................... 47

8 ETUDE DE LA DEFLEXION SUR LA CHAUSSEE AVANT ET APRES

RETRAITEMENT ...................................................................................................................... 49

8.1 Mesure de la déflexion engendrée par une charge roulante (NF P 98-200-1/2) ................ 49

8.2 Mesures de la déflexion sur la chaussée avant et après retraitement ................................. 50

8.3 Etude comparative des performances des matériau avant et après amélioration par rapport au

calcul Alize ................................................................................................................................ 51

8.3.1 Structure de chaussée avant retraitement par amélioration. .......................................... 51

8.3.2 Structure de la chaussée après retraitement par amélioration ........................................ 52

9 CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS ................................................................ 54

BIBLIOGRAPHIE ...................................................................................................................... 56

REFERENCES NORMATIVES ................................................................................................ 57

10 ANNEXES ........................................................................................................................ 58

MILLOGO Souro Emmanuel Ismaël Page 1



1 INTRODUCTION GENERALE DU PROJET

1.1 CONTEXTE

Le réseau routier ivoirien est constitué d’environ 6514 km de routes bitumées, 75 600 km de

routes en terre et 100 000 km de pistes agricoles. Ce réseau demeure l’épine dorsale de

l’agriculture et de l’ensemble des secteurs économiques. Si la répartition du réseau de routes

en terre est relativement homogène sur l’ensemble du territoire national, le réseau bitumé est,

par contre, essentiellement dirigé Sud-Nord et très peu développé dans le sens Est-Ouest. Il

est relativement dense au Sud du Pays et de faible densité au Nord.

Depuis plusieurs décennies, le déficit d’entretien du réseau routier bitumineux ivoirien s’est

accru avec la réduction des budgets d’entretien et l’accroissement du réseau de routes en terre

et pistes agricoles. Par ailleurs, la réforme du cadre institutionnel qui a conduit à la

privatisation de l’exécution de travaux d’entretien routier n’a pas permis à tous les acteurs de

jouer pleinement leur rôle du fait de la crise socio-politique qu’a traversé le pays de 1999 à

2011.

L’entretien du réseau de route revêtue de la République de Côte d’Ivoire s’est donc limité à

des travaux de points à temps, malgré le vieillissement du réseau dont le bitumage des

premières routes date de 1955. Aujourd’hui, l’ensemble du réseau routier est en mauvais état

et plus des 4/5ème des routes bitumées ont largement dépassé 20 ans de service et nécessitent

une réhabilitation.

C’est pour rattraper le déficit d’entretien que le Président de la République de Côte d’Ivoire,

en occurrence son Excellence Alassane Dramane OUATTARA a fait de la réhabilitation du

réseau bitumé une priorité.

Le programme 2012 prévoit la réhabilitation de 1500 km de routes revêtues. Le présent projet

concernant la réhabilitation du tronçon BONGOUANOU-KOTOBI-AKOUPE s’inscrit dans

ce programme.

1.2 OBJECTIFS

Le présent projet s'inscrit parfaitement dans les objectifs du Gouvernement Ivoirien relatifs à

la promotion du développement local et à la libre circulation des personnes et des biens dans

la zone concernée.




La construction de ce tronçon rendra effective la connexion entre les différentes localités de la

zone et permettra de développer les échanges socio-économiques et culturels entre les

populations.

Elle permettra, en outre de :

Améliorer les conditions de vie des populations locales ;

Renforcer la contribution du secteur des transports au développement économique de

la région ;

Réduire les durées de la circulation ;

Réduire les coûts de transport en améliorant l'accessibilité et la qualité des services ;

Diversifier et accroître sensiblement le trafic global dans la zone du projet ;

Préserver le réseau routier.

1.3 OBJET DU STAGE

Les travaux de retraitement consisteront d’une part à recycler la couche de base plus la couche

de revêtement de l’ancienne structure et d’autre part améliorer le matériau issu de ce

recyclage. Alors quels impacts ce retraitement aura sur la qualité et la performance mécanique

des matériaux ?

Pour apporter des réponses à cette question nous avons mené une étude géotechnique sur la

structure avant et après retraitement. Cette étude comportera les points suivants :

Généralités sur construction routière ;

Présentation des techniques de retraitement des anciennes structures ;

Application de la technique RAZEL de retraitement dans le cas du chantier de

réhabilitation de la route Akoupé-Kotobi-Bongouanou ;

Etudes expérimentales géotechnique sur le matériau avant et après amélioration et sur

la structure de chaussée avant et après retraitement ;

Etudes comparatives de la déflexion sur la chaussée avant et après retraitement.




2 PRESENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL

J’ai effectué mon stage dans l’entreprise RAZEL CÔTE D’IVOIRE sur le chantier de

BONGOUANOU. Le groupe RAZEL est un groupe industriel Français fondé par Emile

RAZEL en 1880. En 2008 l’entreprise passe sous la direction du groupe FAYAT et s’appelle

désormais RAZEL-BEC. RAZEL est une entreprise spécialisée dans les travaux de

terrassements, le génie civil, les travaux routiers et les travaux spéciaux. C’est une entreprise

de référence non seulement pour ses prestations techniques, mais aussi pour sa politique

d’entreprise responsable (RSE), ainsi que, dans le rapport RSE 2015 de l’entreprise, le

Président Laurent FAYAT déclare : « L’intégration de nos activités dans l’environnement, la

qualité de nos ouvrages et la recherche de solutions innovantes pour la satisfaction de nos

clients représentent des objectifs permanents ».

2.1 RAZEL DANS LE MONDE

L’entreprise RAZEL est représentée dans plusieurs pays et exerce dans plusieurs domaines.

La figure 1, ci-dessous, présente la répartition des différentes filiales dans le monde.

Figure 1 : Position géographique de RAZEL dans le monde.




Sur son carnet de résultats 2016, l’entreprise fait ressortir un chiffre d’affaires de 3,525

milliards d’euros et un effectif de 18 766 personnes répartis par secteurs d’activités, comme

l’indique la figure 2 ci-dessous :

Figure 2 : Chiffre d’affaires par activité de RAZEL.

2.2 RAZEL EN COTE D’IVOIRE

RAZEL-BEC est présent en Côte d’Ivoire depuis 2012 avec son premier contrat sur le

territoire ivoirien pour la rénovation de plus de 1000 km de routes bitumées. Aujourd’hui, elle

est une entreprise de référence en Côte d’Ivoire par la qualité de son travail et son partenariat

avec l’Institut National Polytechnique Félix Houphouët-Boigny (INP/HB), qui permet aux

étudiants de poursuivre leurs études en France tout en leur offrant des possibilités de stage et

d’emploi.

2.3 ORGANISATION DU LABORATOIRE

L’organigramme du laboratoire est présenté en Annexe 12, page 78.




3 PRESENTATION DU PROJET

3.1 CONTEXTE DU PROJET

Le projet consiste en la réhabilitation de la route Akoupé – Kotobi –Bongouanou en Côte

d’Ivoire. En effet, la structure de la chaussée en place présente de nombreuses dégradations

telles que les orniérages, les affaissements, les faïençages et les nids de poules. L’Etat ivoirien

a décidé de réaliser ce projet afin de préserver le réseau routier du pays et aussi améliorer la

circulation des véhicules dans ces localités. En plus de la réhabilitation, le tronçon fera l’objet

d’un élargissement. L’entreprise RAZEL (structure d’accueil) est chargée d’exécuter les

travaux. La figure 3, ci-dessous, illustre l’état des dégradations de la route avant les travaux.

Figure 3 : Dégradations de la chaussée avant chantier

C’est le bureau d’étude BNETD qui a réalisé l’ensemble de l’étude géotechnique G2 pour la

réhabilitation, et avait initialement fait des propositions techniques de traitement et de

renforcement en GNT. En partenariat avec l’entreprise, BNETD a proposé des solutions avec

différentes variantes. Les études ont montré :

Une partie du tronçon (celui Bongouanou/Kotobi d’environ 13 Km et une partie du

celui Kotobi/Akoupé d’environ 32 km) qui ne présentent pas de grandes dégradations

(sans affaissement) pourront être renforcées.

Le reste du tronçon (15 km de celui de Kotobi/Akoupé) sera reconstruit entièrement,

car il présente de grands affaissements.




Notre étude se basera sur la première partie qui consiste au renforcement par retraitement de

l’ancienne structure. Le tableau 1 illustre les solutions initiales et finales proposées sur ces

tronçons.

TRONÇONS SOLUTIONS

INITIALES SOLUTIONS FINALES TRAFICS

Tronçon

Bongouanou/Kotobi

(13 km)

Support existant +

renforcement par 15

cm de GNT + 5cm

de BBSG

Renforcement par

recyclage à froid in situ au

ciment et au bitume (1%

ciment + 3% ECR65) sur

19 cm + 5 cm de BBME

1370 000 PL

Tronçon

Kotobi/Akoupé

zone sans

affaissement

(32 km)

Support existant

traité à 4% ciment

sur 18 cm + 15 cm

de GNT + 5 cm de

BBSG

Recyclage sur 23 cm à

froid in situ au ciment et

au bitume (1%

Ciment + 3% ECR65) + 5

cm de BBME

548 417 PL

Tronçon

Kotobi/ Akoupé

zone de

reconstruction avec

modification du

Profil en long

(15 km)

Rabotage de la

chaussée existante,

apport de 60 cm de

CDF en GL + apport

de 18 cm de GLT à

4% de ciment + 15

cm de GNT + cm de

BBSG

Rabotage chaussées,

apport de 60 cm de CDF

en GL, apport de 23 cm de

GL et 3 cm GNT avec

recyclage sur 26 cm à froid

in situ au ciment et au

bitume (1% ciment + 3%

ECR65) + 5 cm de BBME

776 589 PL

TABLEAU 1 : Récapitulatif des différentes solutions selon le cahier des charges

Par rapport au BBSG, la mise en œuvre d’un BBME permettra d’éviter le risque d’orniérage

en particulier dans les zones de côte. De plus, le BBME résiste mieux aux dégradations dues

aux fuites d’hydrocarbures et de lubrifiants sur la route, notamment en ville au niveau des

zones de parking.




3.2 LOCALISATION DU PROJET

Le présent projet a pour objet l’exécution des travaux de réhabilitation de l’axe Akoupé –

Kotobi – Bongouanou sur une longueur de 58 Kilomètres en République de Côte d’Ivoire.

La liaison concernée par le projet se situe dans la région du MORONOU, au Sud-est de la

Côte d’Ivoire. L’origine du projet (Pk0) se situe à Akoupé (carrefour RNA1) et se termine au

carrefour d’Abongoua dans la ville de Kotobi. Le cours d’eau d’Agbo traverse la zone du

projet. La figure 4, ci-après, indique la localisation du projet.

Figure 4 : Localisation du projet.

3.3 GEOMETRIE DE LA ROUTE

Longueur du projet : 60 km

Largeur chaussée (2 voies) : 3,7 x 2 (m)

Accotement :

En traversé de ville ou village : 2 m

En brousse : 1,5 m

Epaisseur de couches

Fondation : 20 cm

Base recyclé : 19 cm




3.4 CONSISTANCE DES TRAVAUX

Ces travaux comprennent notamment :

Le déplacement du réseau électrique ;

le débroussaillement du site du projet ;

l’abattage d’arbres ;

la démolition d’ouvrages divers ;

les terrassements généraux, (déblais, remblai, purges de terres de mauvaise tenue)

la fourniture et la mise en œuvre de graveleux et de grave concassé ;

le recyclage à froid en place sur des épaisseurs variant de 19 cm à 26 cm avec ajout de

1% de ciment et 3% à l’émulsion du bitume à 65% de bitume ;

fourniture et mise en œuvre d’enrobé bitumineux pour revêtement de chaussée ;

le curage des caniveaux et la reprise des faussés ;

fourniture et pose d’ouvrages d’assainissement et de drainage ;

réhabilitation d’ouvrages d’art existants ;

la signalisation horizontale et verticale.

Ces travaux s’effectueront sur une route existante sous circulation en partie, dont il convient

impérativement de maintenir le trafic pendant la durée des travaux.




4 GENERALITES SUR LA CONSTRUCTION ROUTIERE

La route est une voie de passage aménagée au sol et qui permet la circulation des biens et des

hommes entre deux points A et B. On distingue sur le plan structurel deux types de routes : les

routes non revêtues (routes en terre) et les routes revêtues. Au niveau des routes revêtues, on

distingue les routes bitumineuses épaisses, semi rigides et souples. L’objet premier de la route

est d’assurer une viabilité permanente et de permettre la circulation en toute saison et en toute

sécurité sans intervention d’un entretien courant.

4.1 DEFINITION DES TERMES ROUTIERS

Nous allons juste présenter les mots les plus couramment utilisés dans la construction

routière. Nous avons les termes généraux, les termes de structure et les termes de la géométrie

routière.

Les termes généraux :

Terrain naturel : c’est le sol tel qu’il se présente après décapage de la couche ou

l’exécution des déblais.

Emprise : c’est la surface de terrain appartenant à la collectivité qui est affecté

exclusivement à la route et ses dépendances. Elle est soit contenue dans le domaine

public soit coïncide avec lui.

Plate-forme : c’est la surface composée de la chaussée ou des chaussées, des

accotements et des terres plein éventuels. La plateforme est la partie supérieure de la

couche de forme ; cette définition est une autre façon de définir l’emprise de la

chaussée.

Accotements : ce sont les sur-largeurs de la plateforme situé de part et d’autre de la

chaussée ou des chaussées. Ils jouent plusieurs rôles entre autres, ils améliorent la

visibilité, et offre une possibilité de stationnement des véhicules en dehors de la

chaussée.

Chaussée : au sens géométrique, c’est la partie aménagée de la route sur laquelle

circulent normalement les véhicules.




Talus : ce sont les surfaces en pente lors des terrassements pour une route en remblais

ou résultant de l’équilibre naturel d’une zone décliné

Fossés : ils servent à recueillir les eaux de ruissèlement provenant de la plateforme et

souvent du terrain naturel lorsque ce dernier a une pente inclinée vers la route.

Chaussée en remblais : c’est la partie de la chaussée qui se trouve au-dessus du terrain

naturel.

Chaussé en déblais : c’est la partie de la chaussée qui se trouve en dessous du terrain

naturel.

Les termes de structure

Couche de forme : Couche de matériaux de meilleure qualité de la partie supérieure

des remblais ou des déblais et qui supporte les différentes couches de la chaussée. Elle

peut être constituée de sols traités ou de matériaux rapportés.

Couche de fondation : elle est constituée de matériaux mis en œuvre sur la forme

(remblais, terrain naturel préparé ou couche de forme). Elle contribue à réduire les

contraintes transmises au sol support ou à la couche de forme, et présente des

performances permettant de résister aux contraintes engendrées par le trafic.

Couche de base : elle est constituée de matériaux traités ou non traités, mis en œuvre

sur la couche de fondation.

Couche de roulement (surface) : elle est constituée de matériaux bitumineux ou de

béton de ciment qui reçoit directement les effets du trafic et des agents

atmosphériques, et qui assure une fonction d’étanchéité et de protection des assises.

Couche d’assise : elle est constituée de la couche de fondation et de la couche de base.

Les termes de la géométrie routière

Profil en long : c’est une coupe longitudinale de la route ; il est constitué de

successions de rampes et de pentes raccordées par des éléments circulaires ou

paraboliques. Il se conçoit après le choix définitif du tracé en plan.

Tracé en plan : Le tracé en plan consiste à représenter l’axe de la route par une

succession de lignes brisées appelées alignements généraux (segments de droites). Il

est normal pour des raisons de confort et de sécurité de raccorder ces segments de




droites par une courbe appropriées donnant le maximum de confort sans oublier

l’incidence économique du type de raccordement choisi.

Profil en travers : c’est une coupe transversale et orthogonale de la route, qui permet

de voir la structuration de la route.

La figure 5 ci-dessous est une représentation standard d’un profil en travers d’une route :

Figure 5 : Profil en travers standard d’une route.

4.2 LES PARAMETRES DU DIMENSIONNEMENT ROUTIER

La construction d’une route de qualité implique plusieurs paramètres. C’est pourquoi, bien

que la mission de l’étude soit l’amélioration de l’assise de la chaussée, il est jugé

indispensable de présenter brièvement ces paramètres sans lesquels une route construite ne

pourrait être pérenne. Ces paramètres sont :

Le trafic

A l’instar de la conception géométrique, le dimensionnement structurel de la chaussée a pour

objectif de faire écouler un flux de trafic. Ainsi, la connaissance de la nature de ce trafic est-

elle capitale pour le matériau de corps de chaussée ainsi que les épaisseurs correspondantes.

En fonction du nombre cumulé de poids lourds sur la durée de vie, le tableau 2 présente la

classification du trafic selon le guide CEBTP guide CEBTP:




Nombre (N) cumulé de PL Classes de trafic

N<5 x 105 T1

5 x 105 ≤ N ≤ 1,5 x 106 T2

1,5 x 106 ≤ N < 4 x 106 T3

4 x 106 ≤ N < 107 T4

107 ≤ N < 2 x 107 T5

TABLEAU 2 : Classe de trafic en fonction du nombre cumulé de poids lourds PL

La portance du sol-support

La portance du sol-support est un facteur très important dans la pérennité de la route car

qu’elle que soit la qualité des matériaux d’apport, le sol-support constitue un vecteur de ruine

de la route s’il est d’une très mauvaise qualité. Pendant les études, une campagne

géotechnique est effectuée sur le site du projet afin de réaliser les essais d’identification et de

reconnaissance du matériau du sol-support en vue de déterminer les paramètres du sol-support

(analyse granulométrique, limite d’Atterberg, essai Proctor, essai CBR). Le guide CEBTP

retient un paramètre en l’occurrence l’indice CBR pour classer les sols supports. On distingue

ainsi 5 classes de sol-support comme l’indique le tableau 3 :

CBR Classes de sol

CBR < 5 S1

5 ≤ CBR ≤ 10 S2

10 ≤ CBR < 15 S3

15 ≤ CBR < 30 S4

CBR ≥ 30 S5

TABLEAU 3 : Classes de sol en fonction du CBR

La durée de vie de la chaussée ;

L’accroissement du trafic chaque année d’exploitation ;

La climatologie.




Dans le domaine routier, le facteur climatologique joue un rôle important aux stades des

études, de la construction et de la vie de l’ouvrage sous les aspects suivants :

Teneur en eau des sols et des matériaux ;

Erosion ;

Choix des matériaux et liants ;

Programmation des activités.

L’hydrologie

Les études hydrologiques ont pour but de rassembler puis d’exploiter les données permettant

d’évaluer pour un cours d’eau donné pour diverses périodes de récurrences (10, 20,50 ans et

plus), les caractéristiques des crues, c'est-à-dire : les bassins versants, la cote du plan d’eau, le

débit des eaux…

L’hydraulique

Par principe, maintenir la chaussée hors d’eau est une nécessité, un moyen d’imperméabiliser

celle-ci en vue d’éviter les catastrophes. C’est pourquoi les études hydrauliques sont très

importantes et permettent de fixer judicieusement les côtes du projet des ouvrages ainsi que

les dimensions des ouvertures des ouvrages d’art.

4.3 DIMENSIONNEMENT ROUTIER

Une chaussée moderne est constituée par la superposition de couches de matériaux, liées ou

non par des liants hydrauliques ou hydrocarbonés. Le schéma classique est le suivant :

Couche de roulement ou de surface ;

Couche de base ;

Couche de fondation ;

Couche de forme ;

Sol-support, remblais (PST).

La détermination des matériaux constituant ces différentes couches de la chaussée, ainsi que

leurs caractéristiques (épaisseurs, modules de YOUNG,…) justifiant la tenue de la structure

vis-à-vis du trafic attendu pour la durée de vie projetée est ce que l’on appelle le

dimensionnement de la chaussée.




La structure d’une chaussée doit résister à diverses sollicitations dues au trafic et elle doit

assurer la diffusion des efforts induits par ce même trafic dans toutes les couches jusqu’au sol-

support. L’application d’une charge roulante induit une déformation en flexion des couches de

la structure. Cette flexion entraîne des sollicitations en compression au droit de la charge et

des sollicitations en traction à la base des couches liées. La figure 6 ci-dessous présente une

coupe transversale de la chaussée ainsi que son fonctionnement

Figure 6 : Coupe transversale d’une chaussée et son fonctionnement

Il existe plusieurs types de dimensionnement des structures de chaussées proposées dans la

littérature. Celles-ci peuvent être résumées suivant deux approches différentes à savoir :

l’approche empirique et l’approche mécanistique-empirique ou analytique-empirique.

Chacune de ces méthodes a ses avantages et ses limites par rapport aux conditions locales de

chaque administration. La méthode Ginger CEBTP et la méthode Française du LCPC-SETRA

sont présentées dans la suite dans notre étude.

4.3.1 METHODE GINGER CEBTP

Le « guide pratique de dimensionnement des chaussées pour les pays tropicaux » présente des

tableaux proposant des structures qui permettent d’adapter différentes natures de matériaux en

fonction du trafic. Elle tient compte de trois critères :

l'intensité du trafic ;




la portance de la plate-forme définie par le CBR (S1 à S5) ;

la nature des différents matériaux définie par le CBR et l’IP.

Si la chaussée a des couches traitées au liant hydraulique, il faut, en plus, vérifier que les

contraintes de traction à la base des matériaux traités restent compatibles aux performances de

la chaussée.

4.3.2 METHODE FRANÇAISE ALIZE LCPC

La démarche française de dimensionnement des structures de chaussées repose depuis plus de

trente ans sur une méthode rationnelle qui permet de déterminer une structure de chaussée en

deux étapes successives.

La première étape, de type mécanique, consiste à vérifier par le calcul qu’une structure

choisie a priori suffit à supporter le trafic qui devra circuler. La démarche consiste à choisir un

type de structure, à retenir les matériaux constitutifs des différentes couches et à en fixer les

épaisseurs respectives, puis à calculer :

Les sollicitations induites dans cette structure au passage d’un essieu représentatif du

trafic poids lourd (l’essieu isolé à roue jumelée de 130 kN, dit « essieu de référence »)

à l’aide du modèle multicouche élastique linéaire de Burmister;

Les sollicitations jugées admissibles par les matériaux, en fonction de leur position

dans la structure, du trafic cumulé devant circuler sur la chaussée pendant sa durée de

vie et de leur mode de dégradation (rupture par fatigue pour les matériaux liés ou par

cumul de déformation permanente pour les matériaux non liés).

La seconde étape consiste à vérifier que cette structure issue du calcul mécanique peut

supporter sans désordre majeur un cycle de gel/dégel (cette seconde étape n’est pas vérifiée

dans notre région).

Cette démarche rationnelle s’inscrit plus largement dans un contexte technique afin, d’une

part, de garantir la représentativité de la méthode et, d’autre part, de recaler les inévitables

écarts résultant d’une approche purement calculatoire. Le modèle aujourd’hui retenu dans la

méthode française est celui de Burmister. Celui-ci décrit la structure de chaussée comme une

superposition de couches élastiques linéaires, homogènes et isotropes dont les interfaces sont

soit collées, soit glissantes ; les couches sont infinies en plan et la couche la plus profonde est

d’épaisseur infinie. La charge appliquée en surface, représentative de l’empreinte du




pneumatique sur la chaussée est un disque de rayon r exerçant une pression uniforme q. Le

modèle restitue en tout point la structure définie a priori, les tenseurs des contraintes et

déformations. Le calcul des valeurs admissibles s’appuie, pour sa part, sur le comportement

en fatigue des matériaux liés traduisant la rupture d’une éprouvette en laboratoire pour

l’application d’un grand nombre de sollicitations, et sur le caractère « plastique » des

matériaux non liés, expliquant l’apparition de déformation permanente.




5 TECHNIQUES DE RETRAITEMENT DES ANNCIENNES

STRUCTURES DE CHAUSSEES

Nous avons vu dans le dimensionnement qu’une structure de chaussée est destinée à résister à

diverses sollicitations du trafic pendant sa durée de vie. Cependant, lors du vieillissement et

de la fatigue de la route, elle ne peut plus répondre à toutes ces exigences. Alors deux options

s’imposent en fonction de l’état de la route : soit une reconstruction entière de la chaussée,

soit un retraitement de la structure. Le retraitement d’une structure est une technique qui

consiste à modifier et à transformer une chaussée dégradée existante en une structure

homogène capable de supporter les sollicitations du trafic. Cette opération fait objet d’un

recyclage et une éventuelle amélioration du matériau issu du recyclage au liant.

5.1 RECHERCHES DOCUMENTAIRE SUR LES TECHNIQUES DE RETRAITEMENTS DE CHAUSSEES

Il convient pour nous de faire d’abord une recherche documentaire sur les techniques de

retraitements afin d’avoir une idée sur les types de retraitements selon leurs applications et

leurs région d’application.

5.1.1 LA LITHO STABILISATION AU BURKINA FASO

La litho stabilisation est une technique qui a pour objectif d’améliorer la granularité d’un sol

assez fin par adjonction d’un matériau plus granulaire, afin d’obtenir du mélange, un matériau

présentant de meilleurs performances (portances) géotechnique. Cette technique est utilisée

dans de nombreux pays en Afrique subsaharienne. Au Burkina Faso la technique à fait

d’énormes progrès grâce aux travaux de recherches de Monsieur Pierre LOMPO qui a décrit

les modalités de l’utilisation de la litho stabilisation au Burkina Faso dans son livre « Les

matériaux utilisés en construction routière en Haute Volta – Un matériau non traditionnel (le

Lithostab) » édité à Paris en 1980. La technique a pour la première fois fait l’objet d’une

étude au Laboratoire National de Bâtiment et de Travaux Publics (LNBTP) à l’occasion du

projet d’aménagement de la route Ouagadougou/Yako.




5.1.2 LA GRAVE EMULSION EN AFRIQUE DU SUD

L'émulsion de bitume peut être définie comme un produit liquide dans lequel des particules de

bitume sont mises en suspension dans de l'eau au moyen d'un agent émulsionnant. L'émulsion

a trouvé une application dans une large gamme de travaux de construction ou d'entretien de la

route : palliatifs de poussière, pansements de surface et asphalte mixte à froid des années

1920, traitement in situ à partir des années 1950, dans des mélanges et des boues traitées en

émulsion granulaire à partir des années 1960 et dans le recyclage à froid des années 1980. La

popularité des émulsions en Afrique australe a considérablement augmenté au cours des deux

dernières décennies. L'utilisation d'émulsion représente actuellement 40% de tous les produits

routiers bitumineux produits localement.

En ce qui concerne la grave émulsion, c’est le mélange d’un matériau graveleux (avec un très

faible pourcentage d’argile) ou de granulat (concassés de carrière) avec l’émulsion de bitume.

Leur grande stabilité mécanique est assurée par le frottement interne élevé dû au squelette

minéral et par la forte cohésion apportée par le bitume. Les dosages à respecter varient en

fonction du type d’application, de la nature et de la qualité des matériaux à traiter

5.1.3 LE SOL CIMENT EN AFRIQUE DE L’OUEST

En Afrique de l’Ouest le retraitement des chaussées avec la technique sol ciment est très

rependu. Notamment en Côte d’Ivoire où les premiers retraitements ont eu lieu dans les

années 1990. Il s'agit de l'adjonction de ciment et selon les cas à un sol en place ou à un

matériau d'apport afin d'augmenter la cohésion du mélange après la prise (meilleure portance,

diminution de la sensibilité à l'eau). La stabilisation de sol au ciment trouve son application

tant pour les couches de surface que pour la zone supérieure de la couche de fondation ou de

la sous-couche de fondation ou de la sous-couche de routes et chemins de toute nature.

5.1.4 LE TRAITEMENT LATERITE CIMENT + EMULSION DE BITUME

C’est l’objet de notre travail de recherche. Il constitue un mélange mixte de liant (ciment +

émulsion de bitume) avec de la latérite. Ce type de traitement a pour objectif principal

d’obtenir du mélange, un matériau présentant de meilleurs performances géotechniques

(essentiellement la portance), tout en gardant la chaussée flexible.




5.2 DIFFERENTES MANIERES DE RETRAITEMENT

Plusieurs classifications des principaux types de retraitement peuvent être faites selon :

l'endroit où est effectué le mélange ;

la température du processus ;

les caractéristiques du matériau à retraiter ;

le type de liant.

5.2.1 SELON L’ENDROIT OU EST EFFECTUE LE MELANGE

En place

Les matériaux fraisés et le liant sont mélangés sur place. Dans cette méthode, les matériaux de

la chaussée existante sont le constituant principal, parfois avec l'addition de granulats vierges.

Le liant est répandu en surface de la chaussée (dans le cas du ciment ou de la chaux) ou est

injecté dans le matériel de retraitement (coulis de ciment, émulsion de bitume, mousse de

bitume) et est mélangé intimement au matériau fraisé. De l'eau est habituellement ajoutée

pendant les phases de fraisage et de mélange.

En centrale

Le matériau fraisé ou pulvérisé est stocké, puis traité pour obtenir une granulométrie

appropriée. Ce matériau est ensuite mélangé avec ciment ou avec un liant bitumineux en

centrale pour former un nouveau matériau. Les malaxeurs peuvent être continus ou

discontinus. Le matériel retraité est ensuite transporté sur le site où il est répandu et compacté

mécaniquement.

5.2.2 SELON LA TEMPERATURE DU PROCEDE

A froid

Le retraitement à froid, sans chauffer les matériaux existants de la chaussée, est généralement

effectué sur place, mais il peut également être exécuté en centrale fixe.

A chaud

Quand le matériau est retraité en centrale, le fraisât est mélangé à chaud avec du bitume et de

nouveaux granulats ajoutés pour corriger la granularité. Les mélanges contiennent

habituellement moins de 40% de matériau recyclé, mais ils peuvent comporter jusqu’à près de

100% de recyclés.

Quand le matériau est retraité sur place à chaud, des machines de chauffage spéciales élèvent

la température de la chaussée pour faciliter son fraisage et le mélange.




5.2.3 SELON LES CARACTERISTIQUES DU MATERIAU A RECYCLER

Le retraitement peut être limité à une couche relativement homogène (par exemple, une

couche granulaire recouverte par un enduit superficiel ou par une épaisseur réduite de

mélange bitumineux) ou elle peut concerner deux couches ou plus de matériaux différents

(par exemple, une couche granulaire recouverte d’une épaisseur importante de mélanges

bitumineux par suite de recouvrements successifs).

5.2.4 SELON LE TYPE DE LIANT

Ciment

Le dosage en ciment est ajusté pour obtenir une résistance au moins égale à celle d'un sol

traité au ciment bien que selon les caractéristiques du matériau à retraiter et la teneur en

ciment, des valeurs beaucoup plus élevées puissent être obtenues. Par exemple, dans le cas de

matériaux granulaires relativement propres, les caractéristiques et la résistance du mélange

après retraitement seront semblables à celles d'une grave traitée au ciment.

Chaux et ciment

Avec les matériaux très plastiques, comme certaines couches de fondation granulaires

polluées par des argiles, un traitement mixte chaux et ciment peut être adapté. Chaque liant a

son rôle :

- la chaux flocule les particules fines avec une réaction rapide d'échange ionique. La teneur en

eau est réduite en même temps ;

- le ciment augmente rapidement la résistance mécanique.

Emulsion de bitume

Le matériau fragmenté est mélangé à l'émulsion et à la quantité nécessaire d'eau. Une fois mis

en place et compacté, le mélange obtenu a des caractéristiques comparables à celles d’une

grave-émulsion ou d'un enrobé bitumineux dense à froid.

Mousse de bitume

La mousse est produite par l'injection d'une quantité contrôlée d'eau (habituellement, environ

2 à 3% en masse) et d'air dans le bitume chaud. La viscosité du bitume est ainsi nettement

diminuée, ce qui permet le mélange avec le matériau de chaussée fraisé.

Ciment et émulsion ou mousse de bitume




Avec la combinaison des deux liants, le but est d'obtenir un mélange ayant une résistance

accrue mais, du fait de l'émulsion ou de la mousse de bitume et de la faible teneur en ciment,

le mélange reste souple avec un retrait plus faible que celui des graves traitées au ciment.

Bitume

Le retraitement à chaud en centrale des enrobés recyclés utilise le bitume comme liant.

5.3 METHODE D’AMELIORATION DES MATERIAUX

L’amélioration des matériaux dans la construction routière est une opération qui consiste à

augmenter la qualité du matériau utilisé. En effet, lorsque par exemple le matériau présente

trop de fines, il aura nécessairement un CBR et une densité sèche faible. L’opération

d’amélioration consiste à apporter du matériau grenu pour améliorer sa granularité (c’est la

litho stabilisation). Il est également possible d’améliorer les matériaux en ajoutant des liants

(ciment, bitumes) pour en augmenter ses performances. Dans les lignes qui suivent, nous

présenterons la technique de la méthode d’amélioration des latérites au ciment guide CEBTP,

la méthode d’amélioration au bitume en émulsion GNT issue de la carrière (méthode sud-

africaine) et la méthode RAZEL amélioration des latérites liant (1% ciment + 3% d’émulsion

de bitume).

5.3.1 METHODES D’AMELIORATION DES LATERITES EN COUCHE DE BASE AUX

CIMENTS SELON LE GUIDE CEBTP

La couche de base étant soumise à des sollicitations importantes, les matériaux qui la

constituent doivent avoir des qualités suffisantes. Plusieurs critères conditionnent leur choix :

Leur indice portant ;

Leur stabilité ;

La dureté de leur squelette ;

La résistance à la traction des couches liées ou rigidifiées.

L’indice portant CBR sera au moins égal à 80 pour une densité sèche correspondant à 95% de

l’OPM. Si le matériau naturel n’atteint pas cette portance, il devra être amélioré ou traité. Un

indice CBR de 60 peut être admis pour le trafic T1. La déformabilité de la couche de base sera

vérifiée à partir de mesures de déflexion ou d’essai de plaque.

Les graveleux naturels, soit latéritique, soit provenant d’autres gites (anciennes terrasses

alluviales par exemple) peuvent être rendus aptes à être utilisés en couche de base par un




traitement à la chaux ou au ciment. D’après le guide du CEBTP, lorsqu’on ajoute une faible

quantité de ciment le matériau est dit amélioré et leur comportement reste souple. Cependant,

si la quantité du ciment est élevé, le matériau est dit stabilisé et il présente une rigidité

appréciable et une faible déformabilité.

Matériau amélioré au ciment

Les caractéristiques des matériaux susceptibles d’être traités sont consignées dans le tableau

4 :

Dimension maximale 10 à 50 mm

Pourcentage de passant à 80μm Inférieur à 35

Indice de plasticité Inférieur à 25

Module de plasticité Inférieur à 2000

Teneur en matières organiques Inférieur à 1%

TABLEAU 4: Caractéristiques des matériaux susceptible d'être améliorés au ciment

Le matériau amélioré sera considéré comme satisfaisant si le CBR, à 95% OPM, après 3

jours de cure à l’air et 4 jours d’immersion, est supérieur à 160 pour une utilisation en couche

de base.

Matériau stabilisé au ciment

La stabilisation convient pour tous les trafics, mais des raisons économiques évidentes les

feront réserver aux trafics T4 et T5. Les graveleux latéritiques aptes à être stabilisés doivent

avoir les caractéristique que présente le tableau 5 :

Dimension maximale 10 à 50 mm

Pourcentage de passant à 80μm Inférieur 35

Indice de plasticité Inférieur 25

Module de plasticité

1 500 MPa dans le cas d’un traitement

en place et inférieur à 700 MPa dans le

cas d’un traitement en centrale

Coefficient d’uniformité

Cu = D60/D10 Supérieur à 10

TABLEAU 5:Caractéristique des matériaux susceptible d’être stabilisé au ciment




Le matériau stabilisé doit satisfaire aux exigences de résistance suivantes :

La résistance à la compression simple (Rc), après 7 jours de cure à l’air des

éprouvettes paraffinées, doit être supérieure à 18 bars et inférieur à 30 bars. Dans les

mêmes conditions, la résistance à la traction mesurée par compression diamétrale

(essai Brésilien) doit être supérieure à 3 bars

La résistance à la compression simple (R’c) sur éprouvette ayant subi 3 jours de cure à

l’air et 4 jours d’immersion dans l’eau doit être supérieure 5 bars.

Dans le cas de l’amélioration comme de la stabilisation, les éprouvettes seront réalisées

conformément aux modes opératoires du CEBTP (détermination de la densité sèche maximale

et de la teneur en eau optimale dans les moules Proctor ou CBR ; poinçonnements sur

moulages CBR ; écrasement sur moulages Proctor (0/20) ou sur moulage CBR (O/D si D > 20

mm).

Pour la détermination du pourcentage de ciment, des études seront menées au laboratoire en

incorporant de 2 à 6% de liant. Le dosage optimal trouvé sera augmenté de 0,5 à 1% lors de

l’épandage sur le chantier.

5.3.2 METHODE D’AMELIORATION AU BITUME EN EMULSION SUR GNT ISSUE DE LA

CARRIERE (METHODE SUD-AFRICAINE)

Le bitume est utilisé dans la construction routière sur une large gamme. Il est utilisé aussi bien

pour les couches de roulement que pour l’amélioration même des matériaux en structure de

chaussée. La méthode sud-africaine propose une amélioration au bitume en émulsion sur les

granulats.

Cette méthode tient compte de la classe du trafic et la qualité des granulats. On distingue deux

types d’amélioration au bitume :

Les mélanges bitume-granulats stabilisés (MBGS) : ils constituent à un matériau

granulaire qui contient plus 1,5% d’émulsion de bitume (1,5% à 6%) ;

Les mélanges bitume-granulats modifié (MBGM) : ils contiennent un pourcentage

d’émulsion de bitume inférieur à 1,5%.

5.3.2.1 L’émulsion de bitume

L'émulsion de bitume peut être définie comme un produit liquide dans lequel des particules de

bitume sont mises en suspension dans de l'eau au moyen d'un agent émulsionnant. La taille de




ces particules de bitume varie de 1 à 10 um. La teneur totale en bitume est généralement

comprise entre 60 et 70%.

5.3.2.2 Conception

Le mélange bitume granulat nécessite une double approche de conception, c’est-à-dire

l’approche de stabilisation et l’approche de modification.

5.3.2.2.1 Stabilisation granulat-émulsion de bitume

Lorsque le mélange bitume-granulats possède une teneur en liant allant de 1,5% à 5% en

masse de mélange, le produit résultant est appelé « granulat-émulsion stabilisé ». Au cours du

processus de conception, les BGS sont traités comme des méthodes de compactage et d’essais

liés à l’asphalte, telles que la méthode de compactage Marshall et la résistance à la traction

indirecte.

5.3.2.2.2 Modification granulat-émulsion de bitume

Le mélange peut également consister en un matériau granulaire en combinaison avec des

émulsions avec un pourcentage de 0,6% et 1,5% d’émulsion. La conception du mélange

modifié repose sur le principe de la convention matériau granulaire. Le compactage et les

méthodes d’essai liés aux granulés sont utilisés, y compris la méthode de compactage mode

AASHTO, le CBR et le test de résistance à la compression non confiné.

5.3.2.2.3 Comportement de mélange granulat-émulsion de bitume

Au cours du processus de construction, les fines dans l’agrégat semblent attirer l’émulsion.

Une fois que l’émulsion a rompu, un mortier plastique est formé améliorant ainsi les

propriétés telles que la cohésion, l’imperméabilité et la résistance aux dommages causés par

l’humidité. La résistance au frottement interne est généralement assurée par les fractions

agrégées de plus grande taille.

Le processus de durcissement, au cours duquel l’émulsion rompt et l’eau s’évapore, peut

entraîner une augmentation significative de la résistance du mélange bitume-granulat (reflétée

par leur rigidité) sur une période allant jusqu’à deux ans.




5.3.3 METHODE RAZEL : AMELIORATION DES LATERITES AU CIMENT + EMULSION

DE BITUME

5.3.3.1 Historique

L’idée de base de cette nouvelle méthode s’appuie sur ces deux méthodes déjà énoncées ci-

dessus. L’entreprise RAZEL a sollicité en 2014 le Laboratoire du Bâtiment et des Travaux

Publics pour la réalisation des essais sur des matériaux composites, dans le cadre des travaux

de construction de la route Yamoussoukro-Attiégouakro, visant à la détermination des

paramètres suivants :

La résistance au poinçonnement (Essai CBR) selon la norme 94-078 ;

La résistance à la compression simple selon la norme NF P 94-512-7 ;

La résistance à la traction par fendage selon la norme NF EN 13286-40.

Les échantillons soumis aux essais sont de quatre (04) types conformément à leur

composition :

Type 1 : sable argileux + latérite (01 échantillon) désigné par SA+L

Type 2 : Latérite + Ciment (02 échantillons) désigné par L+C

Type 3 : Sable argileux + Latérite + Ciment (2%) + Emulsion (3%) désigné par SA+L+C1+E

Type 4 : Sable argileux + Latérite + Ciment (2,5%) + Emulsion (3%) désigné par

SA+L+C2+E

Les essais demandés par l’entreprise RAZEL sur ces différents échantillons sont consignés

dans le tableau de l’annexe 5, page 71.

Au terme des essais réalisés sur les quatre (04) types de matériaux composites constitués d’un

mélange de sable argileux, latérite, de ciment et/ou d’émulsion de bitume, pour la

détermination des différentes résistance, ils ont obtenu les résultats qui sont consignés dans le

tableau de l’annexe 6, page 71.

Il faut noter que ces résultats ne concernent que les échantillons soumis aux essais et ne

peuvent pas faire l’objet d’une généralisation. Pour déterminer les caractéristiques réelles des

matériaux, il faut réaliser les essais sur des échantillons homogènes et représentatifs, et y

procéder par des analyses statistiques sur la répartition des résultats individuels des

échantillons.




5.3.3.2 Présentation de la méthode et justification

Une route est dite « fatiguée » lorsque cette route ne présente plus les qualités pour mieux

résister aux différentes sollicitations pour lesquelles elle a été construite. Cette fatigue se

manifeste généralement sous forme de dégradation structurelle et surfacique, telles que :

Fissures, faïençages ;

Orniérages ;

Nids de poule ;

Usure et désagrégation de l’enrobé.

Pour remédier ce problème, surtout lorsque les dégradations sont généralisées, il faut, soit

renouveler la couche de base et de roulement, soit reconstruire la route dans sa globalité.

Cependant, lorsque les dégradations sont ponctuelles, il faut apporter des solutions spécifiques

sur ces points.

Dégradation généralisée

Causée généralement par une fatigue structurelle de la chaussée, la dégradation généralisée

atteint la couche de base, voire la couche de fondation. Pour une réhabilitation de cette

structure de la chaussée, il faut :

Soit une reconstruction complète du corps de chaussée ;

Soit un apport d’une nouvelle couche de roulement.

Ces deux solutions impliquent l’apport de nouveaux matériaux naturels et ou de concassé, ce

qui impliquerait des dépenses élevées car :

Rareté et coûts élevés des granulats ;

Coût élevé des transports ;

Coût des modifications ;

Impacts environnementaux.

Pour économiser, l’entreprise propose le recyclage en place à froid qui consiste à réutiliser les

matériaux présents dans la chaussée existante en les améliorant. Le principe est le suivant :

Recyclage de l’enrobé et de la couche de base ;

Ajout d’un liant hydrocarboné et / ou hydraulique pour donner au mélange les

caractéristiques attendues ;

Malaxage du mélange (lors du recyclage) ;

Compactage.

Pour redonner aux matériaux recyclés des caractéristiques meilleures, l’entreprise propose les

solutions suivantes : soit faire un traitement au liant hydraulique (ciment), soit un traitement




au liant hydrocarboné et soit encore un traitement au liant mixte (ciment+bitume). Le

traitement de sol au ciment est une technique approuvée en Côte d’Ivoire mais cela produit

généralement des chaussées semi rigides.

Problème des chaussées semi rigides ou rigides

Les chaussées semi rigides ou rigides sont soumises plus à des efforts de traction car elles

résistent plus aux déformations verticales, ce qui fait apparaître rapidement les fissurations.

Ainsi, ce ne sera pas une bonne option dans notre zone où nous observons fréquemment des

surcharges.

Pour l’occasion, on a fait une étude sur le coefficient d’agressivité sur la chaussée souple et

semi rigides en vue de voir l’impact des véhicules surtout lors des surcharges. Le coefficient

d’agressivité CA s’exprime par la formule suivante :

𝑪𝑨 = (𝑷

𝑷𝒐)𝜶

- CA : coefficient d’agressivité ;

- P : poids du véhicule ;

- Po : poids de référence, généralement égale 13T ;

- α : un coefficient, entre 4 et 5 pour les chaussées souples, entre 5 et 8 pour les

chaussées rigides.

Pour l’idée, nous avons calculé différents coefficients d’agressivité en augmentant

progressivement les surcharges et nous avons tracé des courbes du coefficient d’agressivité en

fonction du poids des véhicules. Le tableau 6 ci-après présente l’évolution du coefficient

d’agressivité en fonction des surcharges selon le type de chaussée :




La figure 7 ci-dessous présente cette évolution sous fourme de courbes :

Figure 7 : Courbe du coefficient d’agressivité en fonction du poids des véhicules

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

13 15 17 19 21 23 25

CO

EF

D'A

GR

ES

SIV

ITE

POIDS DE VEHICULE

Chaussée souple

Chaussée semi rigide

Poids du

véhicule

Poids de

référence

Coefficient d'agressivité

Chaussée souple Chaussée semi rigide

13

13

1,00 1,00

14 1,45 1,81

15 2,05 3,14

16 2,82 5,27

17 3,82 8,55

18 5,09 13,51

19 6,67 20,82

20 8,62 31,38

21 11,00 46,37

22 13,88 67,27

23 17,33 96,00

24 21,45 134,94

25 26,30 187,06

TABLEAU 6:Coefficient d’agressivité en fonction du poids des véhicules et de la nature

de la chaussée




L’analyse des deux courbes révèle que le coefficient d’agressivité croit plus rapidement au

niveau des chaussées semis rigides qu’au niveau des chaussées souples. Ce qui aura un impact

sur la durée de vie de la route. Car l’agressivité et la durée de vie évoluent ensemble de façons

opposée.

Pour expliquer cela nous allons supposer deux véhicules à essieux chargé respectivement à 13

t et 17 t pour une route rigide et pour une chaussée souple qui ont chacune une durée de vie

fixée à 25 ans. Ainsi nous avons l’histogramme de la figure 8.

Figure 8 : Histogramme de la durée de vie des chaussées selon un essieu chargé à 13 t et

un essieu chargé à 17 t

En conclusion, la chaussée souple résiste plus à la surcharge des véhicules que la chaussée

rigide d’où l’importance de construire des chaussées souples dans nos pays.

L’idée de l’entreprise est, d’une part, faire une amélioration du matériau issu du recyclage et

d’autre part, conserver la chaussée souple. C’est ainsi qu’elle va procéder à un traitement

mixte avec un faible pourcentage de ciment pour garder la chaussée souple en ajoutant du

liant hydrocarboné (émulsion du bitume). La chaussée ne sera plus donc sujette aux

fissurations par la surcharge car elle est plus souple grâce à l’émulsion du bitume.

Dans le cadre des études du chantier RAKB, pour obtenir le bon mélange, des études ont été

menées en laboratoire et ont abouti à des pourcentages de ciment de 1% et de l’émulsion du

bitume de 3%.

0

5

10

15

20

25

30

Essieu chargé à 13t

Essieu chargé à 17t

Duréede vie

Vie de la chaussée souple

Vie de la chaussée semirigide




6 APPLICATION DE LA METHODE RAZEL : CAS DU

CHANTIER RAKB

6.1 BRIGADE DES ENGINS

Il est important pour nous de présenter la brigade des engins utilisés dans notre chantier pour

le retraitement de la chaussée. Nous rappelons qu’on désigne par brigade, l’ensemble des

engins utilisés pour une tâche donnée.

Une recycleuse pour désagréger l’ancienne structure mais aussi pour le malaxage du

mélange de matériaux ;

Une niveleuse pour le reprofilage de la route ;

Un compacteur rouleau lisse vibrant ;

Un compacteur à pneus ;

Un camion épandeur de ciment ;

Un camion-citerne à eau ;

Un camion-citerne bouille à émulsion.

NB : Voir photos en annexes 1, page 57.

6.2 LIANTS UTILISES

CPJ 32,5 R : ciment portland composé avec une résistance de 32,5 MPa à 28 jours ;

Emulsion du bitume ECR65 (65% de bitume et 35% d’eau).

6.3 MISE EN ŒUVRE DE LA METHODE

Le retraitement de l’ancienne structure de chaussées consiste à :

Faire un recyclage à blanc ;

Epandre le ciment sur la chaussée ;

Mélanger tout en injectant l’émulsion du bitume ;

Compacter ;

Régler.

Les photos d’illustration se trouvent en annexe 2, page 63.




6.3.1 RECYCLAGE A « BLANC »

C’est l’opération qui consiste à fragmenter le Sand asphalte et à le mélanger au matériau ci-

dessous jusqu’à une certaine profondeur. On utilise pour cette opération la recycleuse

raccordée avec le camion à eau en arrière et le compacteur à pneus suit pour compacter

légèrement sans vibration le mélange obtenu avant amélioration.

6.3.2 EPANDAGE DU CIMENT

En fonction de la profondeur du mélange et de la largeur de la chaussée, on calcule la masse

de ciment qui correspond au 1% sur une longueur de 1m. L’épandage se fait avec le camion

épandeur du ciment. Il faut dire que ce camion qui a la capacité d’épandre le ciment est réglé

à une vitesse constante qui permet d’obtenir la masse qu’il faut.

6.3.3 MELANGE ET INJECTION DE L’EMULSION DU BITUME

En plus du camion-citerne raccordé en arrière de la recycleuse avec cette dernière, le camion-

citerne bouille à émulsion est aussi raccordé avec la recycleuse en avant.

L’ensemble se déplace par la seule force motrice de la recycleuse avec une vitesse constante

pour homogénéiser le mélange latérite (plus Sand asphalte) + ciment + bitume). L’émulsion

de bitume sera directement introduite par la rampe située dans la chambre de fragmentation de

la recycleuse. Le débit est une pompe volumétrique de la recycleuse.

6.3.4 COMPACTAGE

Juste après le passage de l’atelier de recyclage, le compacteur rouleau lisse vibrant effectue

son passage selon les prescriptions du CCTP :

Deux (02) passes (un aller-retour) sans vibrer pour lisser le mélange ;

Six (06) passes avec vibration (3 aller-retour).

6.3.5 REGLAGE

Après le compactage, la niveleuse procède au réglage final en fonction de la topographie de la

route. Le réglage ne pourra être effectué que par coupe mais jamais ajout de matériau.




7 ETUDES GEOTECHNIQUES SUR LE MATERIAU AVANT

ET APRES RECYCLAGE

7.1 ETUDE DU MATERIAU AVANT RECYCLAGE (ANCIENNE STRUCTURE)

7.1.1 LES ESSAIS REALISES SUR LE MATERIAU

Pour avoir une idée sur la chaussée existante avant chantier, des sondages ont été réalisés à

chaque kilomètre de l’ancienne structure afin de réaliser des essais d’identification et de

portance pour déterminer les caractéristiques des matériaux de la couche de base existante.

En fonction de l’avancement du chantier, pour mieux mener une étude comparative, nous

avons ciblé une section déjà retraitée pour faire nos études. Alors, nous avons considéré 12

km sur les 57 km de chantier en partant du PK 52 au PK 40. Le tableau de l’annexe 7, page

72, présente les résultats des essais réalisés sur les différents sondages de cette section.

Dans les lignes suivantes nous allons détailler ces différents essais en considérant les PK dont

les résultats sont proches de la moyenne pour chaque essai.

7.1.1.1 La teneur en eau (NF P 94-050)

L’essai est réalisé afin d’avoir une idée sur la quantité d’eau naturelle (teneur en eau naturelle)

du matériau avant chantier. La teneur en eau est un paramètre d’état qui permet d’approcher

certaines caractéristiques mécaniques d’un matériau et d’apprécier la consistance d’un sol fin.

Le principe de la détermination de la teneur en eau est de provoquer par étuvage la perte d’eau

d’un échantillon de matériau.

L’échantillon de matériau est pesé, puis placé dans une étuve. Une fois la dessiccation

réalisée, l’échantillon est pesé à nouveau. Les deux pesées donnent par différence la masse

d’eau évaporée.

La teneur en eau pondérale d’un matériau (W) est le rapport de la masse d’eau évaporée lors

de l’étuvage (mw) sur la masse des grains solides (md), exprimé en pourcentage.

La teneur en eau naturelle (Wnat) d’un matériau est la teneur en eau déterminée lorsque les

conditions de prélèvement sur site, de transport et de conservation de l’échantillon n’ont

entrainé aucune modification de celle-ci.




𝑾 =𝒎𝑾

𝒎𝒅× 𝟏𝟎𝟎

7.1.1.2 Les limites d’Atterberg

Les limites d’Atterberg sont des teneurs en eau pondérales, caractéristiques du sol. Elles

correspondent à des comportements particuliers de celui-ci sous l’action des variations de la

teneur en eau. Ces limites sont déterminées sur la

fraction de sol passant au travers du tamis 400 μm.

Les limites d’Atterberg sont des paramètres

géotechniques destinés à identifier un sol et à

caractériser son état au moyen de son indice de

consistance. Les limites à déterminer sont

respectivement la limite de liquidité, la limite de

plasticité. A la suite de ces deux limites on

détermine l’indice de plasticité.

Apres échantillonnage du sol, une masse du sol est

imbibée pendant 24 heures puis ensuite tamisée par voie humide au tamis 400μm. Pendant le

lavage l’eau mélangée au tamisat est recueillie dans un récipient. L’eau de lavage est ensuite

mise au repos et le tamisat se pose au fond du récipient. Apres décantation simple pendant au

moins 12 heures, l’eau claire est siphonnée sans entrainer de particules solides. L’eau

excédentaire est évaporée à une température ne dépassant pas 50°C.

La limite de liquidité (wl): c’est la teneur en eau d’un sol remanié caractérisant la

transition entre un état liquide (le sol est humide et déformable) et un état plastique.

L’échantillon de sol est mise en place dans la coupelle de Casagrande et on trace un

sillon avec l’outil à rainurer ; on mesure la teneur en eau w au moment de la fermeture

conventionnelle. Par convention, la limite de liquidité est la teneur en eau du matériau

qui correspond à une fermeture de 1 cm des lèvres de la rainure après 25 chocs.

La limite de plasticité (wp): C’est la teneur en eau d’un sol remanié caractérisant la

transition entre un état plastique et un état solide (le sol durcit et se fissure). A partir

d’une boulette d’échantillon que l’on roule sur un marbre à la main ou avec une

plaque, on forme un rouleau aminci progressivement jusqu’à 3 mm de diamètre sur

une longueur de 10 à 15 cm ; on mesure alors la teneur en eau qui est la limite de

Figure 9 : Coupelle de Casagrande et

l’appareil de rainure




plasticité. Par convention, la limite de plasticité est atteinte lorsque le rouleau, soulevé

par le milieu de 1 à 2 cm se fissure.

Indice de plasticité : il définit l’étendue du domaine plastique du sol entre les limites

de liquidité et de plasticité.

𝑰𝑷 = 𝒘𝒍 − 𝒘𝒑

Figure 10 : Les limites d’Atterberg

7.1.1.3 L’analyse granulométrique

L’analyse granulométrique permet de déterminer la grosseur et les pourcentages pondéraux

respectifs des différentes familles de grains constituant l’échantillon. Elle s’applique à tous

matériaux dont le plus grand diamètre (D) est inférieur ou égal à 100 mm et le plus petit

diamètre (d) supérieur ou égal à 0,08mm. Pour les particules de dimension inférieure à 0,08

mm, l’analyse granulométrie est faite par la méthode de sédimentation (norme NF P 94-057).

A noter qu’il faut éviter de faire la confusion entre la granulométrie qui s’intéresse à la

détermination de la dimension des grains et la granularité qui

concerne la distribution dimensionnelle des grains d’un matériau

donné.

Dans le cadre de notre étude, nous nous sommes limités à la

granulométrie qui s’intéresse à la distribution dimensionnelle

des grains d’où l’analyse granulométrique par la méthode de

tamisage par voie sèche.

L’essai consiste à séparer les grains agglomérés d’une masse

connue de matériau par brassage sous l’eau, à fractionner ce sol , une fois séché, au moyen

d’une série de tamis et à peser successivement le refus cumulé sur chaque tamis. La masse de

Figure 11 : Série de tamis




refus cumulée sur chaque tamis est rapportée à la masse totale sèche de l’échantillon soumis à

l’analyse.

L’opération de tamisage est faite à travers une colonne de tamis dont l’ouverture intérieure

des mailles d’une série de tamis varie de 0,063 à 100 mm soumise à des vibrations manuelles.

Par définition, le diamètre d’une particule est égal à l’ouverture intérieure des mailles du plus

petit tamis la laissant passer.

Les pourcentages des refus cumulés, ou ceux des tamisats cumulés, sont représentés sous la

forme d’une courbe granulométrique en portant les ouvertures des tamis en abscisse, sur une

échelle logarithmique, et les pourcentages en ordonnée, sur une échelle arithmétique. La

courbe est tracée de manière continue et peut ne pas passer rigoureusement par tous les points,

et doit être forcément contenue dans le fuseau granulométrique dictée par le cahier de charge

(CPT).

Le matériau est caractérisé par deux facteurs qui sont le facteur de courbure et le facteur

d’uniformité. Il faut noter que le calcul de ces deux facteurs n’est effectué que si le matériau

passant au tamis de 63 mm présente plus de 50% de refus au tamis de 0,08mm. Les

dimensions des tamis correspondant à d10, d30 et d60 sont interpolées graphiquement sur la

courbe. Le facteur de courbure CC et le facteur d’uniformité CU se calcule par les formules

suivantes :

𝑪𝑪 = (𝒅𝟑𝟎)

𝟐

(𝒅𝟏𝟎 × 𝒅𝟔𝟎) ; 𝑪𝑼 =

𝒅𝟔𝟎𝒅𝟏𝟎

Suivant la forme granulométrique et la valeur de deux coefficients, on dira que la

granulométrie est étalée ou serrée, continue ou discontinue, bien graduée ou mal graduée.

7.1.1.4 Essais Proctor/CBR (NF 94-093/078)

7.1.1.4.1 Essais Proctor modifié

Les caractéristiques de compactage Proctor d’un matériau sont déterminées à partir des essais

dits : Essai Proctor normal ou Essai Proctor modifié. Les deux essais sont identiques dans leur

principe, seules diffèrent les valeurs des paramètres qui définissent l’énergie de compactage

appliquée. Dans le cadre de notre étude, seul le Proctor modifié sera utilisé car lui seul est

approprié pour les projets routiers.




L’expérience montre que, lorsque l’on compacte un sol, suivant un processus normalisé bien

défini, à différentes teneurs en eau, on obtient un

matériau dont le poids volumique évolue. Le principe

de l’essai consiste alors, à humidifier un matériau à

plusieurs teneurs en eau et à le compacter dans des

moules CBR appelé encore moule Proctor modifié,

pour chacune des teneurs en eau, selon un procédé et

une énergie conventionnels. Pour chacune des valeurs

de teneur en eau considérées, on détermine la masse

volumique sèche du matériau et on trace la courbe des

variations de cette masse volumique en fonction de la teneur en eau. Il ressort de cette courbe

les valeurs de masse volumique apparente sèche γopt et la teneur en eau ωopt à l’optimum.

7.1.1.4.2 Essais CBR

Dans tous les travaux routiers, et en particulier pour la confection des remblais et des couches

de forme, on ne peut admettre que de faibles déformations. On détermine donc la portance du

sol, c’est-à-dire sa résistance à la rupture, par l’essai CBR (Californian Bearing Ratio) ou

essai de portance californien. Pour les besoins du présent essai, les définitions suivantes

s’appliquent :

Indice CBR immédiat : il caractérise l’évolution de la portance d’un sol support (ou

constituant de chaussée) compacté à différentes teneurs en eau ;

Indice CBR après immersion : il caractérise

l’évolution de la portance d’un sol support (ou constituant de

chaussée) compacté à différentes teneurs en eau soumis à des

variations de régimes hydriques ;

Indice portant immédiat (IPI) : il caractérise l’aptitude

du sol à permettre la circulation des engins de chantier

directement sur sa surface lors des travaux.

Dans le cadre de notre étude et généralement, seul l’indice

CBR après immersion est réalisé situant ainsi le cas le plus défavorable de la route, et l’on

suppose qu’en temps de crue la chaussée peut être immergée pendant au maximum quatre

jours.

Figure 12 : L’essentiel de l’essai

Proctor

Figure 13 : Presse CBR




Le principe général de l’essai consiste d’une part à compacter un matériau à la teneur en eau

optimale dans trois éprouvettes (moule CBR) à un compactage 56, 25 et 10 coups, ce matériau

compacté dans les éprouvettes sera imbibé pendant quatre jours et, d’autre part, à mesurer

les forces à appliquer sur un poinçon cylindrique pour le faire pénétrer à vitesse constante

dans une éprouvette de matériau. Au cours de l’essai, le matériau est poinçonné par un piston

de 19,3 cm² de section, enfoncé à la vitesse constante de 1,27 mm/min.

L’indice CBR est ainsi calculé par les deux formules suivantes et par convention, l’indice

CBR est la plus grande des deux valeurs issue de ces formules.

𝑰𝑪𝑩𝑹 = 𝐦𝐚𝐱

{

𝒆𝒇𝒇𝒐𝒓𝒕 𝒅𝒆 𝒑é𝒏é𝒕𝒓𝒂𝒕𝒊𝒐𝒏 à 𝟐, 𝟓 𝒎𝒎 𝒅′𝒆𝒏𝒇𝒐𝒏𝒄𝒆𝒎𝒆𝒏𝒕(𝒆𝒏 𝒌𝑵) × 𝟏𝟎𝟎

𝟏𝟑, 𝟑𝟓𝒆𝒇𝒇𝒐𝒓𝒕 𝒅𝒆 𝒑é𝒏é𝒕𝒓𝒂𝒕𝒊𝒐𝒏 à 𝟓 𝒎𝒎 𝒅′𝒆𝒏𝒇𝒐𝒏𝒄𝒆𝒎𝒆𝒏𝒕(𝒆𝒏 𝒌𝑵) × 𝟏𝟎𝟎

𝟐𝟎

La capacité de portance du sol est autant meilleure que l’indice CBR est plus élevé.

7.1.2 RESULTAT DES ESSAIS SUR LE MATERIAU AVANT RECYCLAGE

7.1.2.1 La teneur en eau naturelle

Nous avons une moyenne de teneur en eau W(%) égale à 8,52% et la figure 14 suivante

présente l’histogramme des teneurs en eau de chaque PK. Ces valeurs sont très utiles lors de

la mise ne œuvre car lorsque la teneur en eau naturelle est élevée (au-delà de 11), le recyclage

est impossible.




Figure 14 : Histogramme de teneur en eau

7.1.2.2 Les limites d’Atterberg

Les limites d’Atterberg ont donnés en moyenne un indice de plasticité de 19. Pour cet essai

nous allons présenter les résultats du PK 49 qui a aussi un indice de plasticité égale à 19

comme l’indique la figure 15 et le tableau 7.

Figure 15 : la teneur en eau en fonction du nombre de coups de la coupelle

LIMITES D'ATTERBERG

Limite de liquidité WP:39 IP: 19

Limite de plasticité WP: 20

TABLEAU 7: Résultat de la limite d’Atterberg selon l’essai de la figure 14

0

2

4

6

8

10

12

HISTOGRAMME DES TENEURS

EN EAU

HISTOGRAMME DES

TENEURS EN EAU

37

38

39

40

41

15 20 25 30 35

W (

%)

Nombre de coups




7.1.2.3 L’analyse granulométrique

En général, les essais de l’analyse granulométrique ont donnés en moyenne un pourcentage de

fine égale à 19,23%. Nous avons présenté les résultats du PK 42, pour l’analyse

granulométrique, comme l’indique le tableau 8 et la figure 16.

Tamis (mm)

Masse

Refus

cumulé (g)

Pourcentage massique

Masse Refus Cumulé (%) Tamisat passe (%)

50,00 0,0 0,00 100,00

31,50 0,0 0,00 100,00

20,00 83,1 3,61 96,39

10,00 350,0 15,21 84,79

5,000 865,8 37,63 62,37

2,000 1358,5 59,04 40,96

1,000 1489,8 64,75 35,25

0,400 1604,3 69,72 30,28

0,200 1730,2 75,20 24,80

0,080 1869,4 81,25 18,75

<0.08 2300,9 100,0 0,00

TABLEAU 8: Résultat de l’analyse granulométrique

Figure 16 : Courbe granulométrique du tableau 12

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

0,010,101,0010,00100,00

Tam

isats

(%

)

Tamis (mm)

ANALYSE GRANULOMETRIQUE: NF P 94 - 056

20 2

0,08




7.1.2.4 Essais Proctor / CBR

7.1.2.4.1 Essais Proctor

Les essais Proctor et CBR ont donné en moyenne des densités sèches optimales égales à 2,19

t/m3 et une teneur en eau égale à 8,38%. Nous présenterons les résultats de l’essai réalisé sur

le matériau du sondage du PK 45 qui présente une densité sèche optimale de 2,19 t/m3 et une

teneur en eau optimale de 8,60%. La figure 17 représente la courbe Proctor de l’essais

Figure 17 : Courbe Proctor du matériau non traité.

Le tableau 9 donne les résultats des essais Proctor :

Densité sèche optimale 2,19

Teneur en eau optimale 8,60

TABLEAU 9:Résultat de l’essai Proctor du matériau non traité selon de la figure 16

7.1.2.4.2 Essais CBR

Essais CBR

La courbe de l’indice CBR en fonction du pourcentage de compacité PK 45 est représentée

par la figure 18 ci-dessous.

2,040

2,080

2,120

2,160

2,200

6 7 8 9 10 11 12

Densité s

ecche

(g/c

m3)

Teneur en eau (%)

COURBE PROCTOR




Figure 18 : CBR du matériau non traité en fonction du pourcentage de compacité

Le tableau 10 donne les résultats de l’essai :

CBR à (%) OPM 13,35 19,93

100 77 92

98 67 80

95 52 63

93 39 47

90 21 26

TABLEAU 10: Résultats de CBR en fonction de la compacité selon la figure 17

7.1.2.5 Classification GTR du matériau graveleux de la couche de base

Pour déterminer la classe du matériau prélevé pendant les différents sondages, nous avons

utilisé le guide GTR. Le tableau synoptique de la classification des matériaux selon leur

nature et selon le guide (annexe 4, page 70) nous permet, en fonction des pourcentages de

fines et de l’indice de plasticité, de faire le classement. Pour ce classement, nous allons

considérer uniquement les valeurs moyennes des différents sondages. Ainsi nous avons pu

donner la classe du matériau de la couche de base existante comme l’indique le tableau 11 :

101520253035404550556065707580859095

100

88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101

Ind

ice

CB

R

% compactage

13,35 19,93

DONNEES CLASSE

DU MATERIAU

Dmax < 50mm

B6 IP = 19,46

% Fines= 19,23

TABLEAU 11:Classification du matériau avant retraitement




7.2 ETUDES DU MATERIAU APRES RECYCLAGE

Afin de connaitre les caractéristiques physiques et mécaniques du matériau retraité à

l’émulsion du bitume et au ciment, lors du retraitement, des échantillons sont prélevés pour

analyse en laboratoire. Les essais réalisés sur ces matériaux sont les suivants :

7.2.1 ESSAIS REALISES SUR MATERIAUX TRAITES


7.2.1.1.1 Essais Proctor modifié

L’essai est réalisé avec le même principe que celui qu’on a utilisé pour les matériaux non

traités. La méthodologie et les résultats obtenus sont présentés ci-après.

7.2.1.1.2 Essais CBR (NF P 94-078)

Le principe de l’essai est typique à celui de la norme NF P 94-078, donc il est réalisé de la

même manière que celui des matériaux de l’ancienne structure. Cependant, comme le

matériau a été amélioré au ciment, il faut donner un temps au matériau compacté pour que le

ciment puisse faire sa prise avant l’imbibition. Ainsi, on laisse à l’air libre le matériau

compacté pendant trois jours, et ensuite l’imbibé pendant quatre jours.

7.2.1.2 Essais de compression sur carottes

Pour déterminer la résistance à la compression de la couche de base, nous avons réalisé des

carottes qui seront écrasées par la suite par la presse à béton afin de déterminer la résistance

à la compression. Pour ce chantier, la résistance admissible est au moins 1,5 MPa. Les photos

de la figure 20 sont des carottes réaliser sur la couche de base.




Figure 19 : Carottes réalisées sur la couche recyclée.

7.2.1.3 Essais de traction indirecte

Essais définis dans la méthode sud-africaine pour l’amélioration de GNT, appliquée aux

matériaux latéritiques pour les besoins de ce chantier. La résistance en traction indirecte, est la

résistance maximale (calculée) à la traction d’une éprouvette cylindrique sous chargement

diamétral jusqu’à obtention de la rupture. L’essai est réalisé à température et selon une

vitesse de déplacement spécifiée.

Le matériau est moulé en laboratoire à partir des moules Marshall (1250 grammes par moule)

et compacté à 152 coups avec la dame Marshall en raison de 75 coups. Le matériau est ensuite

démoulé le lendemain et doit être conservé à 25 °C et est prêt pour l’écrasement.

L’écrasement se fera à 1 jour (le jour du démoulage), à 7 jours, 28 jours, et 1 an. Pour

l’écrasement le matériau compacté est placé sur la presse d’essai, entre deux bandes de

chargement. L’éprouvette est soumise à une charge diamétrale le long de l’axe du cylindre. La

compression diamétrale se fait à vitesse constante, jusqu’à rupture avec la presse CBR.

Mode opératoire de l’essai

Les essais seront réalisés à température ambiante. La température devra donc être

relevée à chaque essai ;

prélever une éprouvette conditionnée et la placer au sein du système de mesure.

Aligner l’éprouvette sur la bande de chargement inférieur pour assurer un chargement

diamétral ;




exercer la compression à l’aide de la presse multi-vitesse. La charge est appliquée de

manière continue à une vitesse de déformation de 50±2mm/min. Poursuivre

l’application de la charge jusqu’à la rupture de l’éprouvette :

Rupture en traction nette : Cassure sur une ligne diamétrale ;

Déformation : Rupture sans ligne de rupture clairement visible ;

Mixte : Rupture selon une ligne limitée par des zones de déformation plus

importantes à proximité des bandes de chargement ;

Noter la lecture L et calculer la charge maximale appliquée P en kN à l’aide de la

formule suivante :

𝑷 = 𝟎, 𝟎𝟒𝟏𝟐 × 𝑳 + 𝟏, 𝟎𝟕𝟗𝟒

L’essai est répété sur les trois éprouvettes ;

La résistance à la traction indirecte est calculée à partir de la formule ci-dessous :

𝑰𝑻𝑺 =𝟐𝑷

𝝅𝑫𝑯

Avec :

- D : Diamètre de l’éprouvette en mm, à une décimale près (D=101,6 mm)

- H : la hauteur de l’éprouvette en mm, à une décimale près

Les mesures de déformations horizontales vont permettre de vérifier les modules de rigidité

du matériau traité. Si l’équipement pour déterminer la rigidité n’est pas disponible, la relation

suivante peut être utilisée pour déterminer la rigidité de l’ITS.

𝑬(𝑴𝑷𝒂) = 𝟐, 𝟐 × 𝑰𝑻𝑺 (𝒌𝑷𝒂) + 𝟏𝟔𝟖

Ainsi les photos de la figue 21 ci-dessous ont été prises lors de l’essai pour plus

éclaircissement.

Figure 20 : Essai ITS.




7.2.2 RESULTATS DES ESSAIS REALISES SUR LE MATERIAU RETRAITE

Pour présenter les résultats des essais Proctor/CBR réalisé sur le matériau traité, nous avons

considéré les caractéristiques statistiques du tableau 12 ci-dessous et avons constaté que les

écarts types sont plus ou moins faibles, d’où nous pouvons considérer les moyennes dans la

suite de notre analyse.

Les résultats de l’essai Proctor/CBR réalisé sur le matériau traité sont dans le tableau de

l’annexe 11, page 76.

Essai Proctor CBR 3 jours à l'air et 4

jours dans l'eau ρdopt wopt(%)

MAX 2,713 11,63 116

MIN 2,05 7,89 84

ECART TYPE 0,1298 0,896 8,7553


Pour l’essai Proctor/CBR, nous présenterons uniquement les résultats du PK49+000 dont les

résultats s’approchent aux valeurs moyennes des essais réalisés.

7.2.2.1.1 Essai Proctor

La figure 22 ci-dessous est la courbe de l’essai Proctor réalisé sur le matériau traité

Figure 21 : Courbe Proctor du matériau traité

1,965

2,015

2,065

2,115

2,165

2,215

3,02 4,02 5,02 6,02 7,02 8,02 9,02 10,02 11,02 12,02 13,02 14,02

Masse v

olu

miq

ue s

èch

e (

t/m

3)

Teneur en eau Wf (%)

OPM

Proctor modifié Sr = 100 % Sr = 80%

TABLEAU 12: Récapitulatif des résultats du matériau non traité et le matériau traité




Le tableau 13 donne les résultats de l’essai Proctor :

Densité sèche optimale 2,15

Teneur en eau optimale 9,33

TABLEAU 13: Résultat de l’essai Proctor du matériau traité selon la figure 22

7.2.2.1.2 Essai CBR

La figure 23 ci-dessous est une courbe du CBR en fonction de la densité sèche.

Figure 22 : Densité sèche en fonction du pourcentage CBR du matériau traité

Le tableau 14 présente les valeurs du CBR à 100%, 98% et 95% de l’optimum Proctor :

7.2.2.2 Essai de traction indirecte

A la suite de l’essai ITS nous avons obtenus les résultats qui sont consignés en annexe 8, page

73. Les valeurs moyennes de ces résultats en fonction du nombre de jour sont dans le tableau

15 ci-dessous :

1,900

1,950

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

0 20 40 60 80 100 120

DEN

SITE

SEC

HE

CBR CORRIGE %

CBR à (%) OPM

100 120

98 97

95 81

TABLEAU 14: CBR en fonction de la compacité du matériau traité




ITS Moyen (KPa) Module de rigidité moyen

(MPa)

7 jours 333 900

14 jours 400 1048

28 jours 410 1070

TABLEAU 15: Résultats de l’essai ITS

Les modules croissants de rigidités à 7, 14 et 28 jours nous assurent que nous sommes dans le

cas de chaussée souple ; module de rigidité inférieur à 1100 MPa (limite supérieure séparant

les matériaux souples des matériaux liés selon les spécificités d’un sol souple défini dans le

catalogue CEBTP).

7.2.2.3 Compressions des carottes

Les résultats de la compression des carottes prélevées sur la couche de base sont en annexe 9

page 74.

En moyenne, la force de compression est égale à 1,61 MPa, valeur qui est supérieure aux

compressions admissibles prescrites dans le CCPT et conforte les essais en ITS vis-à-vis du

module de rigidité mesuré en ITS.

7.3 ETUDE COMPARATIVE SUR LES MATERIAUX AVANT ET APRES RETRAITEMENT

Le tableau 16 ci-dessous est un récapitulatif des caractéristiques du matériau avant et après

retraitement.

Matériau

Essai Proctor

IP(%) FINE

(%) CBR

Compression

des carottes

(MPa)

DS

(t/m3) W(%)

Avant Retraitement 2,19 8,5 19,5 19,23 60,31 --

Valeur imposé par le CPT -- -- ≤ 25 ≤ 20 70 1,5

Après Retraitement 2,15 9,62 19,5 19,23 97,36 1,61

TABLEAU 16: Récapitulatif des résultats du matériau non traité et le matériau traité




Le retraitement du matériau n’a pas changé la granulométrie du matériau existant (pas de

création de fines lors du broyage de la chaussée qui aurait pu rendre les matériaux moins

performants et plus sensibles à l’eau), mais à augmenter considérablement le CBR.

La figure 24 représente les courbes Proctor avant et après retraitement :

Figure 23 : Courbes Proctor du matériau avant et après retraitement

Nous constatons que la densité sèche a baissé après retraitement. Par contre, l’indice CBR a

augmenté considérablement, ce qui prouve que le matériau a bien été amélioré. Cependant,

nous avons cherché à comprendre pourquoi la densité sèche a diminué. Lorsque nous

portons un regard sur les deux courbes Proctor, nous constatons que la teneur en eau du

matériau retraité est supérieure à celui du matériau non traité de plus de 1%. Vu la formule de

calcul de la densité sèche, l’augmentation de la teneur en eau va forcément diminuer la

densité sèche. L’augmentation de la teneur en eau peut être expliquée par l’addition de

l’émulsion du bitume qui contient 34% d’eau.

Notons aussi que la forme non pointue de la courbe Proctor après retraitement du matériau

montre que la sensibilité du matériau vis-à-vis de l’eau a diminué.

En somme, nous pouvons dire que le matériau retraité est plus performant que le matériau non

retraité, car l’indice CBR est un facteur clé de la portance du sol et donc sa performance.

2,000

2,040

2,080

2,120

2,160

2,200

4 6 8 10 12 14

Densité s

èche (

g/c

m3)

Teneur en eau (%)

Courbe Proctor

AVANTRETRAITEMENT

APRÈSRETRAITEMENT




8 ETUDE DE LA DEFLEXION SUR LA CHAUSSEE AVANT

ET APRES RETRAITEMENT

8.1 MESURE DE LA DEFLEXION ENGENDREE PAR UNE CHARGE ROULANTE (NF P 98-200-

1/2)

La déflexion correspond au déplacement vertical en un point d’une chaussée, engendré par le

passage d’une charge. Elle fournit des indications non seulement sur la portance et la rigidité

globale de la chaussée, mais aussi sur son homogénéité. La déflexion est fonction de la charge

au point considéré. Elle par d’une valeur nulle lorsque le point de la chaussée n’est pas

encore dans la zone d’influence de la charge, croit jusqu’à un maximum qui est généralement

atteint lorsque la charge est à la verticale du point de mesure ou à proximité, puis décroit

progressivement avec l’éloignement de la charge du point de mesure. En fonction des besoins,

on définit les valeurs caractéristiques suivantes :

La déflexion maximale dM : correspond au déplacement vertical maximal du point de

mesure ;

La déflexion rémanente dr : c’est le déplacement vertical du point de mesure lorsque

la valeur maximale ayant été atteinte, la charge s’est éloignée de 5 m ± 10% du point

de mesure ;

La déflexion élastique : c’est la différence entre la

déflexion maximale et la déflexion rémanente ;

La déflexion ponctuelle : c’est la valeur mesurée en un

point ;

La déflexion moyenne dm : c’est la moyenne arithmétique

des mesures réalisées dM en des points régulièrement

répartis sur une section unitaire d’une certaine longueur ;

La déflexion caractéristique dc sur une section est la

valeur 𝑑𝑐 = 𝑑𝑚 + 𝑘𝜎; avec σ, l’écart type des déflexions

maximales dM sur la section considérée. Le coefficient K

est fonction de la zone et des conditions du chantier. La

norme fixe ce coefficient à 2. Cependant dans la sous-région de l’Afrique de l’Ouest,

elle est généralement prise à 1,3.

Figure 24 : mesure de la

déflexion à l’aide de la poutre

Benkelman




Il existe différents appareils de mesure de déflexions : les capteurs de déflexions comportant

des barres ancrées en profondeur en un point de la chaussée, poutres de mesure,

déflectographes. La poutre de Benkelman est l’appareil le plus utilisé pour l’auscultation des

routes.

Le principe consiste à mesurer en un point donné de la chaussée et dans des conditions

spécifiées, la déflexion provoquée par une charge roulante se rapprochant du point de mesure.

La poutre munie d’un capteur est placée sur le point de mesure. La charge roulante est

constituée par un demi essieu à roues jumelées de charge F/2 d’un véhicule pesant 13 tonnes à

l’essieu. Après le passage de la charge, lire la valeur de la déflexion sur le capteur en

centièmes de millimètres.

8.2 MESURES DE LA DEFLEXION SUR LA CHAUSSEE AVANT ET APRES RETRAITEMENT

Les mesures de déflexion sur ce chantier se fait avec la poutre Benkelman et la valeur

caractéristique considérée est la déflexion caractéristique D90. « D90 » doit être inférieur 65

mm/100. La valeur « 90 » signifie qu’au moins 90% des mesures de déflexion sur une section

donnée est inférieur à 65 dans notre cas.

Les mesures effectuées sur le terrain ont donné une moyenne de déflexions caractéristiques de

110 avant retraitement et de 55 après retraitement.

Les résultats des déflexions caractéristiques des mesures effectuées sur le terrain sont

consignés dans le tableau de l’annexe 10, page 75.

Cette mesure moyenne de la déflexion caractéristique nous permet également de justifier de

l’amélioration des performances de l’ancienne structure de la chaussée après retraitement au

ciment + émulsion de bitume.

Pour ce faire utilisons le logiciel Alizé LCPC et réalisons une comparaison des performances

des matériaux avant et après amélioration de la couche de base de la chaussée.




8.3 ETUDE COMPARATIVE DES PERFORMANCES DES MATERIAU AVANT ET APRES

AMELIORATION PAR RAPPORT AU CALCUL ALIZE

8.3.1 STRUCTURE DE CHAUSSEE AVANT RETRAITEMENT PAR AMELIORATION.

La structure définie selon les déflexions et carottages réalisés lors de l’étude d’avant-projet.

0,05 m Sand Asphalt

0,20 m Ancienne grave Latéritique traitée

0,20 m Grave Latéritique

Couche de Forme

Figure 25 : Structure de chaussée avant recyclage.

Par analyse et rétro calcul, nous obtenons les performances suivantes :

Figure 26 : retro calcul avec alizé avant retraitement de la chaussée.




8.3.2 STRUCTURE DE LA CHAUSSEE APRES RETRAITEMENT PAR AMELIORATION

La structure est définie selon les déflexions et carottages réalisés lors de l’étude d’avant-

projet.

0,20 m Nouvelle couche de base améliorée

0,20 m Grave Latéritique

Couche de Forme

Figure 27 : Structure de chaussée après recyclage

Par analyse et rétro calcul nous obtenons les performances suivantes :

Figure 28: retro calcul avec alizé après retraitement de la chaussée




Le système de calcul issu des déflexions, nous confirme plusieurs choses :

un module de rigidité avoisinant les 1000 MPa pour la couche d’assise ;

La chaussée considérée est bien une chaussée souple, structure qui reste la mieux

adaptée vis-à-vis des circulations de PL régulièrement en surcharge ;

une amélioration des performances des matériaux sous-jacents au traitement liée à

l’étanchéisation de la chaussée.

La couche de base ainsi améliorée permet une amélioration des couches sous-jacentes

et augmente les performances globales de la chaussée (et améliore d’autant la

résistance globale de la chaussée et sa durée de vie).




9 CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS

Dans un contexte où les actions en faveur du développement passent par la construction

d’infrastructures routières, la géotechnique s’avère une science et une technique dont la

parfaite maîtrise s’impose.

Cette étude sur le retraitement de la chaussée par amélioration haute performance des sols a

pour but de favoriser le recyclage des anciennes structures de chaussées car les matériaux

d’emprunt sont de plus en plus de mauvaise qualité et aussi la reconstruction d’une nouvelle

chaussée à un coût plus élevé selon les études menées par RAZEL.

Cette étude nous a permis d’évaluer les performances de matériaux (analyse granulométrique,

Proctor/CBR, limite d’Atterberg, classification GTR …) et la chaussée (déflexion) d’une

ancienne structure d’une route fatiguée. Elle nous a aussi permis de mesurer les performances

du matériau (Proctor/CBR, ITS, compression …) et de la chaussée (déflexion) de cette même

ancienne structure de chaussée, mais retraitée.

Au terme de notre étude, nous retenons que l’amélioration haute performance des sols au

ciment + émulsion du bitume augmente considérablement les performances d’un sol donné

tout en conservant le caractère souple de la chaussée, ce qui est important pour nos pays

africains où on constate surtout des surcharges dans le trafic routiers. Cette technique serait la

meilleure pour les réhabilitations des structures de chaussée dégradée dans la sous-région, en

particulier les autres tronçons reliant Kotobi.

A la fin de cette étude nous faisons les recommandations suivantes :

Approfondir davantage les études sur la méthode afin de trouver les garanties de la

qualité de celle-ci ; cela permettra de faire une application facile;

Faire des études supplémentaires sur la teneur en eau lors du recyclage qui est souvent

élevée, car la teneur en eau après recyclage est considérée comme la teneur en eau

optimale ;

Organiser des formations à l’endroit des laborantins et des terrassiers pour leur

expliquer correctement cette nouvelle technique ;

Utiliser la méthode sur d’autres chantiers, et même dans d’autre pays dans l’avenir ;

cela permettra aussi de bien maitriser la méthode ;

Offrir la connexion internet aux futurs stagiaires pour qu’ils puissent effectuer des

recherches par rapport à leur thème.




Compte tenu des avantages de la technique, nous, futur ingénieur allons-nous engager à

préparer une thèse de 3eme cycle dans le but de mieux cerner et d’optimiser les performances

jusqu’ici développées de ces nouveaux matériaux.




BIBLIOGRAPHIE

Réhabilitation de la route Akoupé – Kotobi – Bongouanou, Mémoire technique,

25 septembre 2015

Rapport planche d’essai, réhabilitation RAKB, 28 décembre 2016 ;

La méthode de dimensionnement française, Article N°823 décembre 2003 ;

Etude d’avant-projet détaillé, tronçon Kotobi – Akoupé, révision 00,

novembre 2013, BNET, Cote d’Ivoire ;

Recyclage des chaussées, Comité Technique AIPCR C7/8 – « Chaussée Routière »,

Association mondiale de la route, 2003 ;

SETRA, Guide technique, Retraitement en place à froid des anciennes chaussées,

juillet 2003 ;

Updating Butiminous Stabilized Materials Guidelines : Mix Design Report,

Phase II, Technical Memorandum, septembre 2088, KJ Jenkins and ME Twagira ;

A design approach for granular emulsion mixes (GEMS),

6th conferance on pavements for southern Africa, 1994 ;

Réalisation des remblais et des couches de forme, Guide technique, fascicule I et II,

principes généraux, Setra, LCPC, juillet 2000, 2éme édition ;

Guide Pratique de dimensionnement des chaussées pour les pays tropicaux,

(Réimpression avec mise à jour 1984), CBTP ;

Manuel de renforcement des chaussées souple en pays Tropicaux, CEBTP-LCPC,

1985 ;

Essais pour la détermination de l’indice portant CBR, de la résistance à la

compression simple et la traction par fendage de matériaux composites, (travaux

de construction de la route Yamoussoukro – Attiégouakro), rapport d’essai, LBTP-

RAZEL, 2014 ;

Trame PowerPoint, 4e Journée Technique, Innovation routière, Amélioration de la

latérite à l’émulsion de bitume, RAZEL-BEC, 2017 ;

Cours de routes, Maters II, M. ADOU Marcel KOUAME, Enseignant à INPB;

Cours de Géotechnique I et II, 2iE, M. Ismaila GUEYE, 2014




REFERENCES NORMATIVES

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teneur en eau pondérale des matériaux. Méthode par étuvage, 8 pages ;

NF P 94-051 (Mars 1993), Détermination des limites d’Atterberg. Limite de liquidité

à la coupelle-limite de plasticité au rouleau, 16 pages ;

NF P 94-056 (Mars 1996), Analyse Granulométrique. Méthode par tamisage à sec

après lavage, 16 pages ;

NF P94-078 (Mai 1997), Sols : Reconnaissance et essais. Indice CBR après

immersion-Indice CBR immédiat- Indice Portant Immédiat, 12 pages ;

NF P 94-093 (Octobre 1999), Détermination des références de compactage d'un

matériau. Essai Proctor normal — Essai Proctor modifié, 20pages ;

NF P 94-512-7 (Aout 2005), Reconnaissance et essais géotechniques. Essai de sol au

laboratoire. Partie 7 : Essai de compression simple sur sol cohérent, 15 pages ;

NF P 98-200-1 (Juillet 1991), Essais relatifs aux chaussées : Mesure de la déflexion

engendrée par charge roulante. Partie 1 : Définitions, moyens de mesure, valeurs

caractéristiques, 6 pages ;

NF P 98-200-2 (Novembre 1992), Essais relatifs aux chaussées : Mesure de la

déflexion engendrée par charge roulante. Partie 2 : Détermination de la déflexion et du

rayon de courbure avec le déflectomètre Benkelman modifié, 8 pages ;

NF EN 13286-47 (Juillet 2012), Mélanges traités et mélanges non traités aux liants

hydrauliques-Partie 47 : Méthode d’essai pour la détermination de l’indice portant

californien (CBR), de l’indice portant immédiat (IPI) et du gonflement linéaire, 13

pages ;

Protocole de l’essai ITS, RAZEL, version 2017.




10 ANNEXES

ANNEXE 1: BRIGADES DES ENGINS .............................................................................. 59

ANNEXE 2: MISE EN OEUVRE DU RETRAITEMENT ................................................... 64

ANNEXE 3: QUELQUES PV DES ESSAIS ........................................................................ 67

ANNEXE 4: TABLEAU SYNOPTIQUE DE LA CLASSIFICATION SELON LE GUIDE

GTR ..................................................................................................................................... 71

ANNEXE 5: ESSAIS DEMANDES PAR RAZEL AU LBTP .............................................. 72

ANNEXE 6 : RESULTATS DES ESSAI REALISER PAR LE LBTP .................................. 72

ANNEXE 7: RESULTATS DES ESSAIS REALISES PENDANT LES CAMPAGNES DE

SONDAGE GEOTECHNIQUE AVANT CHANTIER ......................................................... 73

ANNEXE 8: RESULTATS DE L’ESSAI ITS ...................................................................... 74

ANNEXE 9: RESULTAT DE LA COMPRESSION DES CAROTTES PRELEVES SUR LA

COUCHE DE BASE AMELIOREE ..................................................................................... 75

ANNEXE 10: RECAPITULATIF DES DEFLEXION AVANT ET APRES

RETRAITEMENT ............................................................................................................... 76

ANNEXE 11: RESULTATS DU PROCTOR/CBR REALISE SUR LE MATERIAU

TRAITE ............................................................................................................................... 77

ANNEXE 12: ORGANIGRAMME DU LABORATOIRE ................................................... 78




ANNEXE 1: BRIGADES DES ENGINS

Photo 1: Niveleuse

Photo 2: Compacteur rouleau lisse




Photo 3: Compacteur a pneus

Photo 4: Camion épandeur de ciment




Photo 5: Camion-citerne à eau

Photo 6: Camion-citerne à émulsion de bitume




Photo 7: Recycleuse

Photo 8 : Atelier de recyclage




Photo 9 : Tableau de bord de la recycleuse

Photo 10: Rouleau de broyage de la recycleuse




ANNEXE 2: MISE EN OEUVRE DU RETRAITEMENT

Photo 11: Recyclage à blanc

Photo 12: Epandage du ciment




Photo 13: Recyclage du matériau

Photo 14: Recyclage du matériau




Photo 15: Matériau après recyclage

Photo 16: Compactage du matériau recycle




ANNEXE 3: QUELQUES PV DES ESSAIS

Photo 17: Mesure de déflexion




Photo 18: Détermination des limites d'Atterberg et analyse granulométrique




Photo 19: Essai Proctor




Photo 20: Essai CBR




ANNEXE 4: TABLEAU SYNOPTIQUE DE LA CLASSIFICATION SELON LE

GUIDE GTR




ANNEXE 5: ESSAIS DEMANDES PAR RAZEL AU LBTP

Désignation de

l’échantillon Essais Demandés

Nombre

d'échantillon

Type 1 CBR à 96h d'imbibition à l'eau 1

Type 2 CBR à 72h à l'air et 96h à l'eau 2

Type 3

CBR à 7j à l'air 1

CBR à 72h à l'air et 96h à l'eau 1

Compression simple 4

Traction par fendage 4

Type 4

CBR à 7j à l'air 1

CBR à 72h à l'air et 96h à l'eau 1

Compression simple 5

Traction par fendage 4

ANNEXE 6 : RESULTATS DES ESSAI REALISER PAR LE LBTP

Désignation de

l’échantillon Essais Demandés

Nombre

d'échantillon Résultat

Type 1 CBR à 96h d'imbibition à l'eau 1 32

Type 2 CBR à 72h à l'air et 96h à l'eau 2 185

Type 3

CBR à 7j à l'air 1 237

CBR à 72h à l'air et 96h à l'eau 1 126

Compression simple 4 1,27 MPa

Traction par fendage 4 0,050 MPa

Type 4

CBR à 7j à l'air 1 303

CBR à 72h à l'air et 96h à l'eau 1 215

Compression simple 5 1,57 MPa

Traction par fendage 4 0,058 MPa




ANNEXE 7: RESULTATS DES ESSAIS REALISES PENDANT LES CAMPAGNES

DE SONDAGE GEOTECHNIQUE AVANT CHANTIER

PK W nat (%)

Essai Proctor

IP(%) FINE (%) CBR 4j

DS (t/m3) W(%)

52+000 8,9 2,16 9 19 16,7 62

51+000 7,5 2,22 7,7 19 22,7 66

50+000 10,7 2,16 9,1 21 22,6 65

49+000 7,5 2,18 8,2 19 20,5 59

48+000 8,5 2,16 8,9 19

76

47+000 8,7 2,19 8,6 18 17,9 70

46+000 7,1 2,26 7,7 18 16,4 51

45+000 8,9 2,19 8,6 21 20,6 61

44+000 8,7 2,2 8,13 20 22,3 48

43+000 9,2 2,18 8,6 21 22,5 42

42+000 7,4 2,22 7,8 19 18,8 52

41+000 8,5 2,16 9 19 15,1 56

40+000 8,9 2,22 7,6 20 18 76

Moyenne 8,50 2,19 8,38 19,46 19,23 60,31




ANNEXE 8: RESULTATS DE L’ESSAI ITS

PK Date

d'écrasement Masse (g)

Epaisseur

(cm)

Lecture

(kN)

ITS

(KPa)

Module de

rigidité E(MPa)

44+750--45+060

7 jours 1207,5 6,4 52 317 866

14 jours 1205,5 6,4 72 390.2 1026

28 jours 1203,45 6,5 60 347.8 933

43+000--43+500

7 jours 1201,25 6,5 37 252.6 724

14 jours 1208 6,5 87 452.5 1163

28 jours 1204 6,5 49 300.6 829

41+538--41+300

7 jours 1211 6,4 67 339 914

14 jours 1208 6,3 87 410.1 1070

28 jours 1213 6,3 90 454.7 1168

39+500--40+000

7 jours 1212 6,7 39 252.8

724

14 jours 1223 6,8 56 328.6 891

28 jours 1218 6,7 66 362.9 967

39+000--39+500

7 jours 1215 6,8 70 390.5 1027

14 jours 1223 6,7 76 390.5 1027

28 jours 1226,25 6,8 77 394.3 1035

38+500--39+500

7 jours 1223 6,4 73 384.7 1014

14 jours 1217 6,6 82 432.5 1120

28 jours 1220 6,4 90 479.2 1220

38+000--38+500

7 jours 1163 6,4 68 394.7 1036

14 jours 1166 6,5 74 400.5 1049

28 jours 1164 6,4 103 516.4 1300




ANNEXE 9: RESULTAT DE LA COMPRESSION DES CAROTTES PRELEVES SUR

LA COUCHE DE BASE AMELIOREE

N° Epaisseur

(cm) E/D

Coef

K Force (kN)

Pression

(N/cm²)

Pression

(MPa)

Pression

(Mpa)

corrigé

17A 15 1,5 0,96 9,4 120 1,20 1,15

7A 16 1,6 0,971 15,4 196 1,96 1,90

10D 16,5 1,65 0,974 11,5 146 1,46 1,43

11G 16 1,6 0,971 9,1 116 1,16 1,13

19D 18,5 1,85 0,988 17,2 219 2,19 2,16

3D bis 15,5 1,55 0,966 15,2 194 1,94 1,87

21A 16 1,6 0,971 12,1 154 1,54 1,50

9A 14,5 1,45 0,953 13,8 176 1,76 1,67

6A 15,5 1,55 0,966 12,9 164 1,64 1,59

3A 17 1,7 0,978 5,5 70 0,70 0,68

5G 20 2 1 14,7 187 1,87 1,87

20G 14 1,4 0,944 13,8 176 1,76 1,66

2G 17,5 1,75 0,98 18,7 238 2,38 2,33




ANNEXE 10: RECAPITULATIF DES DEFLEXION AVANT ET APRES

RETRAITEMENT

PK

Déflexion

caractéristique

avant

retraitement

Déflexion

caractéristique après

retraitement à 28

jours

Ecart %

d'amélioration

52+000--51+500 99 59 40 40

51+500--51+000 119 60 59 50

51+000--50+500 109 57 52 48

50+500--50+000 133 53 80 60

50+000--49+500 152 57 95 63

49+500--49+000 126 53 73 58

49+000--48+500 133 59 74 56

48+500--48+000 113 60 53 47

48+000--47+500 89 56 33 37

47+500--47+000 79 49 30 38

47+000--46+500 123 53 70 57

46+500--46+000 91 52 39 43

46+000--45+500 120 56 64 53

45+500--45+000 113 56 57 50

45+000--44+500 84 43 41 49

44+500--43+500 84 52 32 38

Moyenne 110,4375 54,6875 55,75 49




ANNEXE 11: RESULTATS DU PROCTOR/CBR REALISE SUR LE MATERIAU

TRAITE

PK Essai Proctor CBR 3 j à l'air et 4j dans

l'eau DS (t/m3) W(%)

52+000 2,085 9,66 98

51+500 2,35 9,47 100

51+000 2,713 9,07 98

50+500 2,1 10,58 99

50+000 2,16 9,71 100

49+500 2,09 9,44 87

49+000 2,15 9,33 97

48+500 2,15 9,57 95

48+000 2,17 9,04 101

47+500 2,13 9,11 115

47+000 2,12 9,32 94

46+500 2,12 9,84 97

46+000 2,1 10,42 92

45+500 2,05 11,63 90

45+000 2,16 8,99 85

44+500 2,13 7,89 94

44+000 2,12 8,22 96

43+500 2,08 11,01 92

43+000 2,17 7,95 108

42+500 2,09 9,92 88

42+000 2,11 10,19 84

41+500 2,07 10,76 89

41+000 2,11 9,67 116

40+500 2,12 9,33 111

40+000 2,11 10,4 108

Moyenne 2,15032 9,6208 97,36

MAX 2,713 11,63 116

MIN 2,05 7,89 84

ECART TYPE 0,1298864 0,89606975

8,75537




ANNEXE 12: ORGANIGRAMME DU LABORATOIRE

SAI Thierry Adjoint chef labo

Chef Laboratoire MILLOGO Ardiouma Jean François

Enduit superficiel AVI kouadio KOUASSI Brou

Carrière et BBME

KOUAME Eveline Palé Adama

MILLOGO Issa

Couche de base

Kouassi Jean Jacques Marc Emmanuel

CHEF DE SALLE Suivi des essais en laboratoire et rapport DJINTY Charles

Recherche d’emprunt et prélèvement béton ASSOUMOU Assoumou

EQUIPE PST N° 1 Recept°/essais In situ

HIEN Yacouba COULIBALI Issa Gnangne Michel

EQUIPE PST N° 2 Recept°/essais In situ

TRA BI Eric KOUMOIN Komenan ASSOUMOU Pierre

Essai en laboratoire

WOHI Victorien Dediha KOCOU Martin

Documents

RETRAITEMENT DE CHAUSSEES PAR AMELIORATION DES