Thème : Méthodes

Université du Québec (UQ) École de technologie supérieure Service des enseignements généraux

COURS : TRAVAUX DE GÉNIE CIVIL

SIGLE : TCH-025

Module 5.0

ÉQUIPEMENTS ET MÉTHODES DE CONSTRUCTION

Session : Hiver 2013

Formateur : Mario Robillard ([email protected])

MODULE 5: ÉQUIPEMENTS ET MÉTHODES DE CONSTRUCTION Page 2

TABLE DES MATIÈRES

5.1.0 Principes d’organisation de chantier de terrassement

1.1 Principes et séquences des opérations de terrassement

1.2 Pente de talus

1.3 Foisonnement et masse volumique des sols

1.4 Charge utile

1.5 Calcul des volumes de terrassement

1.6 Calcul des distances de transport

Résolution de problèmes

5.2.0 Choix des équipements et méthodes de terrassement

2.1 Méthodes de terrassement et facteurs relatifs à la production

2.2 Les pousseurs

2.3 Les pelles hydrauliques

2.4 Les chargeuses

2.5 Les décapeuses

2.6 Les niveleuses

2.7 Les camions

2.8 Les compacteurs

2.9 Les paveuses

Résolution de problèmes

5.3.0 Estimation des coûts de terrassement

3.1 Coûts de l’équipement (possession et fonctionnement)

3.2 Louer ou acheter l’équipement ????

3.3 Coûts unitaires et choix des équipements

EXEMPLE D’APPLICATION SYNTHÈSE

5.4.0 Mini-projet – Étude d’un cas

5.4.1 Présentation des caractéristiques d’un projet de construction routière

5.4.2 Explication du travail à produire par les étudiants

5.4.3 Appui/encadrement par le formateur

5.4.4 Remise du Mini-projet


1.0 PRINCIPES D’ORGANISATION DE CHANTIER DE TERRASSEMENT

Le terrassement consiste à modifier la topographie d’un site conformément aux indica-

tions prescrites par des plans et des devis. Ces modifications peuvent être modestes et

confinées (excavation requise pour installer les fondations superficielles d’un bâtiment),

linéaires (aménagement d’une structure routière, construction d’une digue) ou complexes

(construction des approches d’un échangeur routier multiple).

1.1 Principes et séquences des opérations de terrassement

On distingue deux opérations majeures dans les activités de terrassement, le déblai

et le remblai. Le déblai consiste à retirer et à transporter sur le site du projet ou à

l’extérieur de celui-ci, des sols décapés ou excavés. Le remblai consiste à trans-

porter à partir du site du projet ou de l’extérieur de ce dernier, notamment des

bancs d’emprunt, des matériaux conformes à l’usage et aux spécifications prescri-

tes par les plans et devis du projet.

D’autres opérations complémentaires au déblai et au remblai, peuvent également

être considérés lors du terrassement. Le débroussaillage consiste à abattre et à reti-

rer les arbres et les arbustes qui se trouvent sur le site des travaux et pour lesquels

il n'est pas prévu de les mettre en valeur. L'abattage des arbre est confié à des

équipes de forestiers et la mise en tas des arbustes est habituellement réalisée à

l'aide de bouteur (section 2.2). L’essouchement est l’opération qui permet de reti-

rer du sol, les souches des arbres abattues. Cette opération peut se faire à l’aide de

pousseur si le nombre de souches est important et leur taille modeste ou encore

avec une pelle hydraulique lorsque le nombre de souches est modeste. Lors de

l’opération de décapage on retire la couche de sol organique qui se trouve sur le

site des travaux de terrassement. Ce sol organique est soit entassé pour servir ulté-

rieurement lors de l’aménagement final, soit transporté à l’extérieur du site des

travaux. Le régalage/profilage/compactage consiste à déplacer grossièrement les

remblais puis à les compacter en vue d’obtenir la configuration topographique

souhaitée. Finalement, l’aménagement final consiste à compléter les aménage-

ments prévus aux plans et devis. L’aménagement final peut inclure la plantation

d’arbres et arbustes, le gazonnement, du pavage, la construction de réseaux de

drainage ou électrique (éclairage) et de la construction de trottoirs et de bordures.

Si on les place en séquence chronologique, les opérations de terrassement se réali-

sent selon l’ordre suivant :

1. Débroussaillage et essouchement

2. Décapage

3. Déblai et transport

4. Transport et remblai

5. Régalage/profilage

6. Compaction

7. Aménagement final


L’organisation des travaux et le choix des équipements et des méthodes de terras-

sement s’appuient sur certains principes importants :

Le coût unitaire des travaux de terrassement doit être le plus bas possible;

Le temps requis pour l’exécution du terrassement doit se conformer à celui

qui a été programmé et planifié;

Les matériaux de remblai doivent être transportés le plus près possible de

leur position finale;

Les méthodes de terrassement retenues doivent être respectueuses de la ré-

glementation (environnement, signalisation, horaire établie) en vigueur.

Les paramètres qui régissent l’organisation des travaux de terrassements :

Les caractéristiques et la nature du sol de déblai;

Les caractéristiques du site de construction (encombrement, sécurité, exi-

guïté);

Les volumes de déblai et de remblai en regard de la durée prévue des tra-

vaux;

Les ressources disponibles (équipements et main d’œuvre spécialisée);

Les distances à franchir pour le déblai et le remblai.

1.2 Pente de talus

Pour des raisons évidentes de sécurité, les pentes de talus en déblai ou en remblai

doivent assurer la stabilité des matériaux. Les pentes de talus varient selon plu-

sieurs paramètres notamment la nature du sol, la granulométrie et de la cohésion

de ses particules et l’immersion ou non de l’ouvrage. Les tableaux suivants nous

donnent les valeurs les plus couramment utilisées pour les pentes de talus en dé-

blai et en remblai.

TABLEAU1 : VALEURS DES PENTES DE TALUS EN DÉBLAI

Type de sols Déblai (en terrain naturel)

Zone sèche

H/V Zone immergée

H/V

Rocher compact 80º 1/5 80º 1/5

Roc friable 55º 2/3 55º 2/3

Débris rocheux 45º 1/1 40º 5/4

Terre et pierres 45º 1/1 30º 2/1

Terre argileuses 40º 5/4 20º 3/1

Gravier et sable 35º 3/2 30º 2/1

Sable fin 30º 2/1 20º 3/1

1 Adapté de la référence bibliographique #1


TABLEAU2 : VALEURS DES PENTES DE TALUS EN REMBLAI

Type de sols Remblai

Zone sèche

H/V Zone immergée

H/V

Rocher compact 45º 1/1 45º 1/1

Roc friable 45º 1/1 45º 1/1

Débris rocheux 45º 1/1 45º 1/1

Terre et pierres 35º 3/2 30º 2/1

Terre argileuses 35º 3/2 20º 3/1

Gravier et sable 35º 3/2 30º 2/1

Sable fin 30º 2/1 20º 3/1

1.3 Foisonnement et masse volumique des sols

La masse volumique des sols et des matériaux est l’expression de la masse par

unité de volume. Lors du traitement des données de travaux de terrassement, la

masse volumique s’exprime surtout en tonne par mètre cube (t/m³) ou en kilo-

gramme par mètre cube (kg/m³).

Le chargement par des équipements d’excavation puis le transfert de ce charge-

ment dans les équipements de transport nécessite que les sols de déblai soient ex-

trait de leur position initiale. Cette opération ne peut pas se réaliser sans foisonner

le sol et y induire des vides (Vv). Ainsi, le volume qu’il représentait à leur état

d’origine sera augmenté et par conséquemment, leur masse volumique sera rédui-

te. On appelle « foisonnement initial », l'augmentation du volume d’un sol qui est

extrait de sa position initiale et qui est ameubli lors d'opération de décapage ou

d'excavation. Le « foisonnement final », exprime la variation du volume d’un sol

entre sa condition initiale (volume en place) et qui est ensuite compacté lors d'une

opération de remblai. Le foisonnement s’exprime en pourcentage et prend en réfé-

rence, le volume à l’état naturel du sol à déblayer. La production des équipements

de terrassement se calcule généralement à partir des volumes foisonnés.

Le volume total (Vt) est la somme du volume des solides (Vs) et du volume des

vides (Vv). Les vides entre les particules solides peuvent constitué d'air (Va) ou

d'eau (Vw) ou d'une combinaison des deux. Ainsi, Vv est égal à la somme de Va

et Vw.

L'indice des vides e est le rapport entre le volume des vides sur le volume des

soldes. Lorsque Vv = Vw ou que Va = 0, on considère le sol comme étant pleine-

ment saturé.



Illustration du foisonnement

Gravier humide

En place Transporté Compacté

1 m³ 1,15 m³ 1,02 m³

DANS LE SOL DANS LE CAMION APRÈS COMPACTAGE


TABLEAU3 : VALEURS USUELLES DE FOISONNEMENT DES SOLS COMMUNS

Type de sols

Masse vo-

lumique (état naturel)

(t/m³)

Foisonnement

initial

(%)

Foisonnement

final

(%)

Argile sèche 1,6 35 5

Argile humide (W% = 37,5%) 2,2 35 5

Terre végétale sèche « Top soil » 1,6 25 3

Terre végétale humide (W% = 25%) 2,0 25 3

Gravier sec 1,8 13 2

Gravier humide (W% = 22%) 2,2 15 2

Sable sec 1,6 12 1

Sable humide (W% = 31,5%) 2,1 13 1

Roc calcaire (origine sédimentaire) 2,6 70 50

Roc (origine ignée ou métamorphique) 2,9 65 60

Exemple d’application : Quelle serait la masse volumique foisonnée d’un gravier

humide (w% = 8%) sachant que son foisonnement initial est de 14% et que sa

masse volumique sèche à l’état naturel est de 1,75 t/m³ ?

Masse volumique sèche et foisonnée = 1,75 t/m³ ÷ 1,14 = 1,54 t/m³

Masse volumique humidew=8% et foisonnée = 1,54 x 1,08 = 1,66 t/m³

1.4 Charge utile

La capacité de chargement des équipements de transport est tributaire de trois pa-

ramètres; le volume effectif de la benne de transport, la capacité structurale et mé-

canique de l’équipement et au Québec, des restrictions de chargement notamment

lors des périodes de dégel et de gel. Le volume effectif de la benne de transport se

définit selon quatre types de chargement; à ras bord et avec cône de chargement

avec pente de cône de 1 :1, 2 :1 et 3 :1.

x

y

à ras bord

Avec cône

Chargement

à refus



Exemple d’application : Calculez la charge et le volume effectifs de transport

pour un camion 10 roues transportant le gravier humide de l’exemple

d’application précédent sachant que la résistance de la suspension limite le char-

gement à 21 tonnes et que la benne a une capacité de chargement de 14,5 m³ ?

Volume de 21 t de gravier humidew=8% et foisonnée = 21 t ÷ 1,66 t/m³ = 12,65 m³

Charge et volume effectifs = 21 t et 12,65 m³

1.5 Calcul des volumes de terrassement

Le calcul des volumes de terrassement exige l’application de formules élémentai-

res de géométrie. Habituellement, les données géométriques contenues dans les

documents d’appel d’offres sont les plus simplifiés possibles afin de rendre aisé le

calcul des volumes. Pour estimer adéquate les coûts unitaires d’achat, de transport

et de mise en œuvre, les estimateurs auront besoin des volumes en place, foisonné

et compacté.

Exemple d’application : Dans un projet de construction d’une route de 1,650 km,

il est prévu de remblayer et de compacter une structure de chaussée avec un gra-

vier naturel tiré d’un banc emprunt4. Des essais en laboratoire nous démontrent

que ce matériau répond aux exigences demandées pour l’utilisation prévue et que

ce gravier possède une masse volumique sèche et foisonnée de 1 755 kg/m³, une

teneur en eau naturelle moyenne de 12% et un foisonnement initial et final de

13% et 3%.

Sachant qu’une fois compactée, la fondation de la chaussée aura la configuration

illustrée ici-bas, calculons les volumes suivants : volume de la fondation, volume

transporté, volume emprunté (état naturel) ainsi que le tonnage(w = 12%) requis.

Section typiqueSans échelle

CL

Ligne de fond d'excavationEmprunt granulaire compacté (remblai)

2

3

20 m

875 mm

4 Un banc d’emprunt est un gisement naturel de matériau granulaire exploitable pour une application donnée.


Solution :

Grande base = 20 m + (2/3 x 0,875 m) + (2/3 x 0,875 m) = 21,167 m

Surface de section = 18,010 m²

Volume compacté de la fondation granulaire = 18,010 m² x 1 650 m = 29 717 m³

Volume transporté = 29 717,2 m³ x 1,13/1,03 = 32 602 m³

Volume emprunté (à l'état naturel) = 29 717,2 m³ / 1,03 = 28 852 m³

Masse volumique foisonnéew=12% = 1 755 kg/m³ x 1,12 = 1 965,6 kg/m³

Tonnage w=12% requis = 1,9656 t/m³ x 32 602 m³ = 64 082 tonnes w=12%

1.6 Calcul des distances de transport

Le calcul des distances de transport est très important lorsque l’on cherche à éta-

blir le nombre de camions a affecté à des opérations de déblai ou de remblai.

Lorsque le chargement (déblai) ou le déchargement (remblai) se réalise en un lieu

circonscrit, le calcul de la distance de transport est relativement simple. Lorsque le

déchargement ou le chargement se fait sur un chantier de terrassement linéaire

comme dans le cas de la construction d’un réseau (route, égout/aqueduc, di-

gues/barrages) la distance de transport doit être pondérée en fonction des diffé-

rents volumes à transporter. Le nombre de camions à affecter variera en fonction

de la position longitudinale des opérations de déblai ou de remblai sur le chantier.

La variation du nombre de camion peut-être importante d'une journée à l'autre.

Pour fin d'estimation, lorsque les distances et les volumes à transporter varient

considérablement, on peut considérer une distance moyenne et pondérée. Le cal-

cul de cette distance moyenne doit être adapté à la configuration du chantier.

Exemple d’application : Dans le cas d'un chantier de terrassement linéaire simple.

V1 V2 V3Li

L1

L2

L3

Lmoy. = Li +

S

S Ln Vn

Vn

Zone déchargement


2.0 CHOIX DES ÉQUIPEMENTS ET MÉTHODES DE TERRASSEMENT

2.1 Méthodes de terrassement et facteurs relatifs à la production

La majorité des engins de chantier réalise leurs opérations selon une séquence

d’opérations répétitives que l’on appelle cycle. Un cycle produit une certaine

quantité de travail dans un certain temps. La production des engins de terrasse-

ment s’exprime le plus souvent en volume de sol par unité de temps soit en mètre

cube foisonné à l’heure (m³/h).

Dans le cas des niveleuses, on exprime la production plutôt en distance par unité

de temps et le plus souvent, le mètre ou le kilomètre à l’heure est l’unité em-

ployée.

Le temps effectif de travail est de l’ordre de 45 à 55 minutes par heure réelle. Le

temps effectif de travail prend en compte les arrêts de production inévitables (ra-

vitaillement, coordination, repos de l’opérateur, etc.). La majorité des engins de

chantier sont munis de chronomètres et les plus sophistiqués, d’ordinateur de bord

et de GPS qui permettent de calculer périodiquement le temps de travail effectif

de l’engin ainsi que sa production.

ENGINS

Opérations de terrassement/construction routière

Remarques Ess

ou

chem

ent

Déb

rou

ssai

llag

e

Déc

apag

e

Déb

lai

et t

ran

spo

rt

Rem

bla

i et

tra

nsp

ort

Co

mp

acti

on

Pro

fila

ge

init

ial

Pro

fila

ge

fin

al

Pousseur Bulldozer , , ,

Les pousseurs sont également utilisés pour la poussée des

décapeuses lors de leur char-

gement.

Pelles hy-

drauliques Hydraulic Sho-

vel

, , + + Les godets des pelles et des chargeuses peuvent être adap-

tés à la nature du sol excavé. Les chargeuses sur chenilles

sont surtout utilisées sur des

sols de faible capacité portan-te.

Chargeuses Loader , Décapeuses Scrapper , ,

Niveleuses Grader , ,

Camions Truck , ,

Compacteurs Compactor ,

Légende : , = efficace et productif

= moyennement efficace et productif

+= strictement en mode dépannage


2.2 Les pousseurs

Les pousseurs ou bouteurs appelés communément

« bulldozer », peuvent servir à plusieurs opérations de

terrassement. Les pousseurs sont utilisés pour le déca-

page et l’essouchement, pour le refoulement du déblai,

pour le régalage initial des remblais et finalement pour

assister les décapeuses « scraper » lors de leur charge-

ment. Les pousseurs peuvent également défoncer les

rocs friables grâce à leurs dents défonceuses « ripper »

montées sur à l’arrière de leur chassie. Toutefois, c’est

lors des opérations de décapage et de refoulement que

le pousseur est le plus souvent utilisé. Son cycle se production

est composé de quatre étapes; poussée de refoulement avant,

inversion de marche, recul et inversion de marche. La produc-

tion d’un pousseur se calcule à partir de la formule suivante :

Production horaire = Temps effectif de travail par heure ÷ Durée du cycle x vo-

lume de refoulement

Munis d’une lame de type universel ou en « U », les pous-

seurs obtiennent de bonnes productions lors du refoulement

de déblai en autant que les distances de refoulement soient

assez modestes (moins de 200 m). Par rapport à une lame

standard, une lame en « U » permet une augmentation

d’environ 20% de la production. Les fiches techniques des manufacturiers pren-

nent en compte les gains de production obtenus avec la forme de la lame. La natu-

re du sol refoulé a également une incidence sur la productivité des pousseurs. Ain-

si, la production des bouteurs dans des sols granulaires (sable et gravier) est supé-

rieure à la production pour des rocs et des terres argileuses. Le graphique suivant

peut être utilisé pour déterminer le facteur de production attribuable à la nature du

sol.

Facteur de

1,2

1,0

0,8

Débris rocheuxBlocs de roc

Sols graveleux avec

Sols organiques

"bolder"

Sables et graviers à granulaumétrie serrée

Sables et graviers à granulaumétrie étalée

Terres argileuses

Neige et terres sabloneuses

production


Exemple d’application : On utilise un pousseur pour réaliser du décapage de sol

organique et du refoulement. La lame de type universel « U », possède une capa-

cité de 14 m³. La distance de refoulement est

de 220 m. L’inversion de marche prend 1,5

secondes. Le refoulement se réalise en premiè-

re vitesse (3,8 km/h) tandis que la marche ar-

rière se fait en troisième (7,9 km/h). On de-

mande la production journalière de ce pous-

seur sachant que le taux de travail est de 55

minutes par heure et que la durée de travail

journalier est de 8 heures.

Solution :

Analyse du cycle

Refoulement + inversion de marche + recul + inversion de marche

Durée du cycle

Durée en minute = (220 m ÷ 3 800 m/60 min) + (1,5 s/60 s/min) + (220 m ÷ 7 900

m/60 min) + (1,5 s/60 s/min) = 3,47 + 0,025 + 1,67 + 0,025 = 5,19 minutes

Production horaire

Production = 55 min ÷ 5,19 min/cycle x 14 m³ x 0,95 = 141,0 m³/h

Production journalière

Production = 141,0 m³/h x 8 h/j = 1 127 m³/j

La production d’un bouteur dans des opérations de débrouillage est tributaire de

plusieurs variables comme la topographie du site, l’habileté de l’opérateur, la na-

ture des débris végétaux et plusieurs autres. Toutefois, c’est la puissance du bou-

teur qui est l’indice le plus prépondérant. À défaut d’avoir des données pertinen-

tes, le tableau suivant permet d’estimer la production horaire théorique5 pour dif-

férentes puissances de bouteur.

Puissance

en kW ha/h

70 0,4

100 0,6

150 0,8

250 1

300 1,2

350 1,3

400 et + 1,35

5 60 minutes de travail par heure


Exemple d’application : On utilise un pousseur CAT D-8 de 230kW de puissance

pour réaliser du débroussaillage. Cette opération sera réalisée sur une surface de

3 700m de longueur et sur une largeur moyenne de 340m. On demande d'estimer

le temps requis pour effectuer ce débroussaillage sachant que le taux de travail an-

ticipé sera de 55 minutes de travail effectif par heure.

Solution :

Surface à débroussailler = (3 300m x 340m) ÷ 10 000m²/ha = 112,2 ha

Production horaire

si 150 kW = 0,8 ha/h et 250 kW = 1,0 ha/h alors 230kW = 0,96 ha/h

Temps requis = (112,2 ha ÷ 0,96 ha/h) x (60 min / 55 min) = 127,5 h


2.3 Les pelles hydrauliques

Les pelles hydrauliques sont munies de bras

articulés et de godets permutables qui per-

mettent l’excavation dans des sols de nature

variée. Le plus souvent, les pelles hydrauli-

ques réalisent des travaux d’excavation en

mode « rétro (backhoe) » pour des excava-

tions sous le niveau du dessous de la base de

la pelle.

Il existe deux types de pelles hydrauliques,

les pelles sur roues utilisées sur des sols

ayant une bonne capacité portante. Pour les

sols de faible capacité portante, le cas le plus

courrant, on utilisera la pelle hydraulique sur

chenille.

Vu leur plus grande mobilité, les pelles sur

roues ont un rendement légèrement supérieur

(+/- 15%) à celui des pelles sur chenilles.

L’utilisation des pelles hydraulique en mode

« frontal (front shovel) » se fait surtout lorsque l’excavation se réalise au dessus

de la base de la pelle. Le haut de la pelle hydraulique est monté sur un plateau qui

lui permet d’effectuer des rotations complètes à 360°. Pour maximiser la produc-

tion de la pelle, on organise le chantier de manière à minimiser l’angle de rotation

nécessaire pour le chargement des camions. Une bonne organisation de chantier

devrait permettre le chargement des camions avec une rotation de 90°. La durée

du cycle d’une pelle hydraulique varie selon plusieurs paramètres comme

l’habileté de l’opérateur, l’angle de rotation et la nature du sol excavé. En prati-

que, on utilise pour une pelle hydraulique sur chenille exécutant une rotation de

90°, les valeurs moyennes suivantes :

Sols légers (granulaire) : 0,35 minute

Sols ordinaires (terres organiques avec débris végétaux) : 0,40 minute

Sols compacts (sols argileux ou rocheux) : 0,45 minute

La nature du sol à excaver a également une incidence sur le volume de remplissa-

ge du godet. Pour les sols granulaires, le godet sera rempli à pleine capacité

(100%). Pour les sols argileux et organiques, le godet sera rempli à environ 95%.

Tandis que pour les débris rocheux et les blocs de rocher, il le sera respectivement

d’environ 85% et 70%.


Exemple d’application : On utilise une pelle hydraulique sur chenille pour excaver

un sol argileux. Le godet de la pelle a une capacité de 2 500 litres. La rotation

pour le chargement des bennes de camion est de 90°. On demande la production

horaire théorique de cette pelle sachant que le taux de travail est de 50 minutes par

heure.

Solution :

Durée du cycle = 0,45 min

Nombre de cycle par heure = 50 min ÷ 0,45 min/cycle = 111,11 cycles

Production horaire théorique = 111,11 cycles x 2,5m³ x 0,95 = 263,9 m³/h

Il s’agit ici de la production théorique car dans ce calcul, on ne prend pas en

compte le temps requis pour la mise en place de la benne des camions sous la por-

tée du godet de la pelle.

Complétons les données du problème. La pelle charge des camions de type « 10

roues » ayant une capacité de chargement de 12,65 m³. Le temps requis pour éva-

cuer un camion plein et installer un camion vide sous le godet de la pelle est de

0,5 minutes. Calculons la production horaire réelle de cette pelle.

Nombre de coups de godet requis pour remplir une benne de camion = 12,65 m³ ÷

(2,5 m³ x 0,95) = 5,32 coups soit 5 coups6 pour 11,875 m³

Durée de chargement = 5 coups de godet x 0,45 min/cycle = 2,25 minutes

Durée de la mise en place de la benne = 0,5 minutes

Durée totale du chargement = 2,25 min + 0,5 min = 2,75 minutes

Nombre de chargement à l’heure = 50 min ÷ 2,75 min/chargement = 18,18 char-

gements

Production horaire réelle = 18,18 charge. x 11,875 m³/charge. = 215,9 m³/h

6 Pour des raisons d’efficacité, un coup de godet partiellement rempli sera donné dès que le volume à com-

bler dépasse 50% de la capacité du godet.


2.4 Les chargeuses

Tout comme les pelles hydrauliques, les chargeuses

servent lors du remplissage des bennes des camions

le plus souvent avec des matériaux granulaires de

remblai comme la pierre concassée tirée des carriè-

res ou encore le sable et gravier extrait des bancs

d’emprunt. Compte tenu de leur morphologie et leur

faible rendement, les chargeuses sont peu utilisées

comme engins d’excavation dans les sols lourds et

cohérents.

Les chargeuses sont disponibles sur roues (pneus) ou sur chenilles. Les chargeuses

sur roues récentes sont constituées de deux parties articulées autour d’un pivot et

leurs roues sont fixes. Les chargeuses sur roues sont de loin plus performantes

(130 à 150%) que les chargeuses sur chenilles.

Tout comme les pelles hydrauliques, le cycle des

chargeuses sur roues varie selon la nature du ma-

tériau à chargé. Les valeurs suivantes sont souvent

utilisées :

Neige : 0,30 minute

Sols légers (granulaire) : 0,40 minute

Sols ordinaires (terres organiques) : 0,45 minute

Sols compacts (sols argileux) : 0,50 minute

Blocs de roc ou débris rocheux: 0,60 minute

Pour une chargeuse donnée, il existe plusieurs

modèles de godet. Le choix d’un modèle varie selon la masse volumique du maté-

riau à charger et les spécifications techniques du manufacturier. Le facteur de

remplissage du godet varie selon la nature du matériau à charger. Les valeurs cou-

rantes des facteurs de remplissage sont :

Matériaux granulaires et neige : 100%

Terre ordinaire et organiques : 95%

Terre compacte argileuse : 85%

Roc bien dynamité : 75%

Blocs de rochers : 60%

Exemple d’application : On utilise une chargeuse sur roue pour exploiter une gra-

vière utilisée comme banc d’emprunt. Le godet de la chargeuse a une capacité de

4 450 litres. Le gravier exploité a une teneur moyenne en eau de 10%, sa masse

volumique sèche en place est de 1,8 t/m³ et ses foisonnements initial et final sont


respectivement de 14% et de 2%. On demande la production horaire théorique de

cette chargeuse sachant que le taux de travail est de 55 minutes par heure.

La chargeuse alimente des camions de type « 10 roues » ayant des bennes d’une

capacité de chargement de 16 m³ ou de 24 tonnes. Le temps requis pour évacuer

un camion plein et installer un camion vide sous le godet de la chargeuse est de

0,4 minute. On demande la production horaire de cette chargeuse.

Solution :

Masse volumique en place(W=10%) = 1,8 t/m³ x 1,1 = 1,98 t/m³

Masse volumique foisonnée(W=10%) = 1,98 t/m³ ÷ 1,14 = 1,737 t/m³

Volume effectif de chargement = le moindre de 16 m³ ou de 24 t ÷ 1,737 t/m³ =

13,82 m³. Ce volume correspond à la limite maximale de la capacité de charge-

ment de ce type de camion avec ce type de matériau.

Durée du cycle de la chargeuse = 0,40 minute

Facteur de remplissage = 100%

Nombre de godet requis pour remplir un camion = 13,82 m³ ÷ 4,45 m³/godet = 3,1

godets soit 3 godets pour 13,357 m³ (3 x 4,45m³ x 100%)

Durée du cycle de remplissage des camions = (3 x 0,40 min/godet) + 0,4 min =

1,6 min/chargement

Production horaire = 55 min ÷ 1,6 min/chargement x 13,35 m³ = 458,9 m³/h

2.5 Les décapeuses

Les décapeuses sont des engins de terras-

sement utilisées lorsque le sols à déblayer

est pulvérulent également lorsque les vo-

lumes de déblai sont importants et les dis-

tances à parcourir relativement courtes

(moins de 5 kms). Les décapeuses se

chargent d’elle-même en se déplaçant et

en abaissant une lame qui permet au sol de

se loger dans leur benne. Certains modèles

de décapeuse sont munis d’un deuxième

moteur placé vis-à-vis des roues arrières

de la benne afin d’augmenter la puissance

7 3 x 4,45m³ x 100%


motrice lors de la phase de chargement. Dans certaines conditions de travail, les

décapeuses peuvent nécessiter une poussée additionnelle lors de la phase de char-

gement. Cette poussée additionnelle est donnée par un ou deux pousseurs « bull-

dozer ». Tout comme les camions, la charge utile des décapeuses est limitée par le

volume de leur benne et leur capacité structurale et mécanique. Les décapeuses

sont des véhicules hors route.

La durée du cycle des décapeuses se calcule en additionnant les temps de transport

entre les points de chargement/déchargement et les temps fixes pour le charge-

ment, le déchargement, les manœuvres de virages et d’accélérations/le freinage.

Les temps fixes sont tributaires d’une part, des conditions générales au chantier

(organisation, météo, densité du trafic chantier, nécessité d’utilisation de pous-

seurs) et d’autre part, de la vitesse moyenne de transport. Pour établir approxima-

tivement la durée des temps fixes on peut se servir du tableau suivant8 :

CONDITIONS

GÉNÉRALES AU

CHANTIER

DURÉE DES TEMPS FIXES

(MIN.)

VITESSE MOYENNE (KMS/H)

10@15 15@25 25 et

plus

Favorables 1,5 1,8 2,2

Moyennes 1,9 2,3 3,0

Défavorables 2,6 3,0 4,0

Exemple d’application : On utilise une flotte de 8 décapeuses de 16 m³ et de 28

tonnes pour la construction d’une digue d’un complexe hydro-électrique. La dis-

tance moyenne entre le point de chargement et de déchargement est de 4,83 kms.

Le sol à transporter possède une masse volumique foisonnée de 1,554 t/m³. Rem-

plies, les décapeuses auront des vitesses moyennes de 18 km/h tandis qu’une fois

vidées, leur vitesse moyenne sera de 28 km/h.

On demande la production horaire de cette flotte sachant que le taux de travail est

de 45 minutes par heure et que les conditions générales de chantier sont moyen-

nes.

Solution :

Charge utile de la benne = le moindre de 16 m³ ou de 28 t ÷ 1,554t/m³ = 16 m³



Vitesse moyenne = (28 km/h + 18 km/h) ÷ 2 = 23 km/h

Temps fixes = 2,3 min

Durée du cycle

Temps fixes = 2,3 min

Pleine charge 4,83 km ÷ 18 km/h x 60 min/h = 16,10 min

Vide 4,83 km ÷ 28 km/h x 60 min/h = 10,35 min

= 28,75 min

Production horaire pour une décapeuse = 45 min ÷ 28,75 min/cycle x 16 m³ =

25,04 m³/h

Production horaire de la flotte = 25,04 m³/h x 8 décapeuses = 200,3 m³/h

2.6 Les niveleuses

Les niveleuses sont utilisées à

plusieurs fins comme le dénei-

gement, le régalage primaire et

l’épandage. Toutefois, son appli-

cation la plus utile lors de tra-

vaux de terrassement en chantier

routier demeure le profilage des

sections de remblai, des fossés et

des talus. Ces opérations de pro-

filage nécessitent plusieurs passes. L’exploitation efficace des niveleuses requiert

beaucoup d’adresse et d’expérience de la part de l’opérateur. La niveleuse est un

des engins de chantiers les plus difficile à manœuvrer lors des opérations de profi-

lage. Aussi pour des raisons de productivité, le responsable de l’organisation de

chantier devrait se soucier d’affecter aux niveleuses les opérateurs les plus che-

vronnés.

Les niveleuses sont munies de transmission qui compte plusieurs rapports en mar-

che avant et plusieurs rapports en marche arrière. Cela permet à l’opérateur de sé-

lectionner le meilleur rapport compte tenu de la délicatesse du profilage à réaliser.

Un opérateur expérimenté sera en mesure de déterminer la longueur optimale des

passes en considérant plusieurs paramètres dont la nature du matériau, la sécurité,

et l’organisation du chantier. La valeur idéale de la distance de chacune des passes

se situe normalement entre 75 et 250 m.

Exemple d’application : On demande la production horaire d’une niveleuse qui

doit réaliser quatre passes de profilage pour chaque tronçon de 100 m de route en

construction. L’inversion entre la marche avant et arrière ainsi que l’ajustement de

la hauteur de la lame requiert 4 secondes. La vitesse avant moyenne sera de 3,8


km/h tandis que celle arrière sera en moyenne de 18,6 km/h. L’habilité de

l’opérateur permettra de passer directement de la quatrième passe à la première

passe du tronçon suivant. Le taux de travail est de 55 minutes par heure.

Solution :

Analyse du cycle

vitesse avant profilage de la 1ère

passe, inversion de marche et ajustement de la

hauteur de la lame, vitesse arrière recul, inversion de marche et ajustement de

la hauteur de la lame

vitesse avant profilage de la 2ième

passe, inversion de marche et ajustement de

la hauteur de la lame, vitesse arrière recul, inversion de marche et ajustement

de la hauteur de la lame


passe, inversion de marche et ajustement de

la hauteur de la lame, vitesse arrière recul, inversion de marche et ajustement

de la hauteur de la lame


passe

Durée du cycle pour le profilage de 100 m

((0,1 km ÷ 3,8 km/h x 60min/h) + (4 s ÷ 60 s/min) + (0,1 km ÷ 18,6 km/h x 60

min/h) + (4 s ÷ 60 s/min)) x 3 passes + (0,1 km ÷ 3,8 km/h x 60min/h) = 7,684

min

Production horaire réelle de profilage = 100 m/cycle x 55 min/7,684 min/cycle =

715,8 m/h

Lorsqu'on désire exprimer la production de profilage de la niveleuse en m³/h, ce

qui est quelques fois utile pour comparer des productivités ou déterminer le nom-

bre d'équipement requis, il est possible de le faire en autant que nous connaissions

la longueur de la route et le volume foisonné total.

Exemple d’application : À partir des résultats obtenus à l'exemple d'application

précédent, on supposera que l'axe longitudinal des travaux routiers est de 2 890m

et que le volume total foisonné de 17 455m³. Quelle serait la production horaire en

m³/hr ?

Production horaire = 17 455m³ ÷ (2 890m ÷ 715,8m/h) = 4 323m³/h

2.7 Les camions

Il existe deux catégories de camions, les camions pour la circulation en réseau

routier normal qui possèdent 6, 10 ou 12 roues et les camions hors routes « off

road » dont les dimensions et leur poids ne leur permettent pas de circuler sur les

chemins publics. On retrouve les camions hors routes surtout pour l’exploitation

de carrières ou de mines. Les camions 6, 10 ou 12 roues sont fréquemment utilisés

sur les chantiers de terrassement de construction civile.


Les camions ont une seule fonction lors des opérations de terrassement, transpor-

ter les matériaux de déblai ou de remblais. La production des camions est tributai-

re des conditions de chantier, de la grandeur de leur benne, de leur capacité de

chargement, des temps fixes, de leur vitesse et des distances à parcourir.

Les temps fixes comprennent la durée prévue pour les virages, les accélérations, le

déchargement et la mise en place sous la pelle ou la chargeuse pour chacun des

cycles du camion. Les temps fixes peuvent s’estimer à l’aide du tableau suivant :

CONDITIONS

GÉNÉRALES

AU CHANTIER

DURÉE MOYENNE DES TEMPS FIXES (MIN.) NOTE : 20 À 30% DE CE TEMPS FIXE EST ATTRIBUABLE À LA MISE EN PLACE DU CAMION

SOUS L’ÉQUIPEMENT DE CHARGEMENT

Camions 10

roues

Camions

remorque

Camions

hors route

Favorables 0,45 1,2 2,2

Moyennes 0,9 1,8 4,5

Défavorables 2,0 2,5 8,4

Pour déterminer le nombre de camion requis pour desservir une chargeuse ou une

pelle mécanique, il faut faire le rapport entre la durée du cycle du camion et le

temps requis pour le charger9. Les chargeuses et les pelles hydrauliques sont des

équipement qui conditionnement souvent le rendement d’un chantier de terrasse-

ment. L’arrêt ou le ralentissement de ces engins appelés « équipement critique »

se traduit par un ralentissement de la productivité globale d’un chantier. Il faut

donc que les équipements complémentaires comme les camions, les compacteurs,

les pousseurs soient en quantité suffisante pour que la pelle ou la chargeuse ne soit

jamais en situation d’attente. Ainsi, lorsque le nombre de camion est inférieur à 7,

on complète jusqu’à l’unité supérieure. Lorsque le nombre de camion varie entre

7 et 13, on complète jusqu’à l’unité supérieure et on ajoute un camion. Finale-

ment, pour des cas plus rares, lorsque le nombre de camions dépasse 13, il faut

compléter à l’unité près et ajouter 2 camions.

Exemple d’application : On demande le nombre de camion de 14 m³ requis pour

desservir une pelle hydraulique 1,2 m³ de capacité effective sachant que la durée

du cycle de la pelle est de 0,45 minute et que celui du camion est de 12 minutes.

9 Durée de remplissage = nombre de coups de godet X durée du cycle de l'équipement de chargement


Solution :

Nombre de godet requis = 14 m³ ÷ 1,2 m³/godet = 11,66 godet soit 12 pour 14 m³

Durée de remplissage = 12 godet x 0,45 min = 5,4 minutes

Nombre de camions requis = 12 min ÷ 5,4 min = 2,22 camions soit 3 camions

Exemple d’application : On demande le nombre de camion remorque de 20 m³ re-

quis pour desservir une chargeuse sur pneu de 6 m³ de capacité effective sachant

que la durée du cycle de la chargeuse est de 0,4 minute et que celui du camion est

de 14 minutes.

Solution :

Nombre de godet requis = 20 m³ ÷ 6 m³/godet = 3,33 godet soit 3 pour 18 m³

Durée de remplissage = 3 godet x 0,4 min = 1,2 minutes

Nombre de camions requis = 14 min ÷ 1,2 min = 11,66 camions soit 13 camions

Exemple d’application : On demande la durée du cycle, le nombre ainsi que la

production horaire théorique de camions remorques équipés de benne de 22 m³

ayant une capacité de 34 tonnes. Ces camions remorques seront remplis de terre

compacte (argile humide(W% =37,5%)) à l’aide d’une chargeuse équipée d’un godet de

4,3 m³. Les camions ont des vitesses à vide et chargé de 54 km/h et de 32 km/h.

La distance jusqu’au lieu de déchargement est de 17,8 km. Le taux de travail sur

ce chantier est de 50 minutes par heure et les conditions sont moyennes.

Solution :

Chargeuse

Facteur de remplissage du godet de la chargeuse = 85%

Volume effectif d’un coup de godet = 4,3 m³ x 85% = 3,655 m³

Masse volumique de la terre compacte = 2,2 t/m³ ÷ 1,35 = 1,63 t/m³

Charge utile des camions remorques = le moindre de 22 m³ ou de 34 t ÷ 1,63 t/m³

= 20,86 m³

Nombre de coups de godet requis = 20,86 m³ ÷ 3,655 m³ / godet = 5,71 soit 6 go-

dets pour 20,86 m³


Durée du cycle de la chargeuse = 6 coups de godet x 0,5 min = 3 minutes

Camions remorques

Durée du cycle Temps fixes = 1,8 min

Durée de chargement = 3 min

Temps condition vide = 17,8 km ÷ 54 km/h x 60 min/h =

19,78 min

Temps condition plein = 17,8 km ÷ 32 km/h x 60 min/h =

33,38 min

Durée totale = 57,96 min

Production horaire théorique = 50 min/h ÷ 57,96 min/cycle x 20,86 m³ = 18 m³/h

Nombre de camions remorques requis = 57,96 min ÷ 3 min = 19,32 soit 22 ca-

mions

2.8 Les compacteurs

Les compacteurs servent à stabiliser les sols en diminuant la quantité de vides à

l’intérieur de ceux-ci. Il existe trois principes de compaction, la compaction par

chocs, par vibration et par roulage. La compaction par chocs est utilisée là où la

zone à compacter est restreinte. On réalise la compaction par chocs à l’aide de

dame mécanique appelée aussi « Jump Jack ». La compaction de zones restreintes

se réalise également à l’aide de plaque vibrante mécanisée.

La compaction par vibration est surtout utilisée pour les sols pulvérulents (granu-

laire) comme les sables, les graviers et les pierres concassées. La présence d’une

certaine quantité d’eau (optimum proctor) sur les particules de matériaux granulai-

res facilite la compaction. La compaction par roulage est utilisée pour les sols co-

hérents et les matériaux liés (mélanges bitumineux et bétons spéciaux à affaisse-

ment nulle).

Il existe une panoplie de type de compacteurs adaptés à des travaux de compac-

tion déterminés. Le plus courant pour les travaux de construction routière est le

compacteur à rouleaux lisses et vibrants. La vibration pouvant être activée ou dé-

sactivée par l’opérateur.

Les compacteurs sur rouleaux lisses en acier sont

des engins assez faciles à opérer. L’expérience de

l’opérateur est utile lors du jugement de l’atteinte

du compactage requis qui se situe habituellement

dans les devis, à environ 95% de l’optimum proc-

tor. L'efficacité du compactage diminue drasti-

quement lorsque l'épaisseur de la couche à com-

pacter dépasse une limite dictée par les caractéris-


tiques du sol et du compacteur. Les épaisseurs foisonnées maximales d'efficacité

varient généralement entre 225 et 350mm. L'épaisseur foisonnée d'une fondation

routière peut-être estimée en prenant l'épaisseur compactée fois le pourcentage de

foisonnement.

Le rendement d’un compacteur est conditionné par sa vitesse, l’épaisseur foison-

née de la couche de matériaux ou de sol ainsi que du nombre de passes requises

pour atteindre la compaction voulue. On détermine la production horaire d’un

compacteur à l’aide de la formule suivante :

Production Horaire (m³/h) = La x Vmoy. x Ep x Fo ÷ Np

où

La : Largeur des rouleaux du compacteur en mètre

Vmoy. : Vitesse moyenne de déplacement en kilomètre par heure

Ep : Épaisseur foisonnée des couches en millimètre

Fo : Facteur d’opération qui prend en compte l’inversion de marche, la superposi-

tion des passes, l’attente. La valeur de 70% est souvent utilisée pour les compac-

teurs à rouleaux lisses et vibrants.

Np : Nombre de passes requises

Exemple d’application : On demande de calculer la production horaire théorique

en m³/h d’un compacteur à rouleaux lisses et vibrants. Le compacteur qui sera uti-

lisé à une largeur de rouleau de 1 035 mm. Afin de compacter adéquatement la

pierre concassée (0-20mm avec foisonnement initial de 11,1%), le compactage se

fera par couche compactée de 270mm d’épaisseur, à une vitesse de 2,1 km/h et en

4 passes.

Solution :

Épaisseur foisonnée de la couche = 270mm x 1,111 = 299,97mm soit 300mm

Production horaire théorique (m³/h) = 1,035 m x 2,1 km/h x 300 mm x 70% ÷ 4 =

114,1 m³/h


2.8 Les paveuses

Les paveuses servent à épandre des couches de mélanges bitumineux. Au Québec,

on utilise deux largeurs maximales d’épandage 8’ et 10’.

Les paveuses facilitent l’épandage de

couches de mélanges bitumineux

d’épaisseur et de largeur uniforme. Outre

l’opérateur principal qui veille à la

conduite et à l’approvisionnement de la

benne de la paveuse, plusieurs ouvriers

sont requis pour le fonctionnement adé-

quat d’une paveuse. Habituellement,

deux ou trois ouvriers s’assurent du bon

fonctionnement de la vis sans fin qui

alimente la table de régalage située der-

rière la paveuse et ils en assurent conti-

nuellement l’ajustement avec le niveau

du sol. Cet ajustement permet de régula-

riser l’épaisseur de la couche. Un ouvrier s’assure de l’opération d’alimentation de

la benne par des camions (habituellement de type 10 roues) et finalement deux ou-

ouvriers placés derrière la paveuse, s’assurent de la qualité de la jonction avec la

couche adjacente.

Le rendement d’une paveuse est conditionné par sa vitesse qui elle-même est

conditionnée par l’épaisseur de la couche d’épandage. On détermine la production

horaire d’une paveuse à l’aide de la formule suivante :

Production Horaire Théo. (m²/h) = La x Vmoy. x Fo

où

La : Largeur de la table d’épandage et de régalage en mètre

Vmoy. : Vitesse moyenne de déplacement en mètre par heure lors de l’épandage

Fo : Facteur d’opération qui prend en compte l’inversion de marche, le déplace-

ment de la paveuse et de la mise en place des camions de remplissage de la benne.

La valeur de 60% est souvent utilisée pour les paveuses.

Exemple d’application : On demande de calculer la production journalière d’une

paveuse sachant que sa vitesse de 0,12km/h, que la largeur de sa largeur de table

d’épandage est de 8’ et que sa hauteur est ajustée à 100 mm. Le taux de travail sur

le chantier est de 45min/h et qu’une journée de travail est constituée de 9 heures.

Production Horaire Théo. (m²/h) = La x Vmoy. x Fo

Production Horaire Théo. = (8pi x 0,3048m/pi) x 120m/h x 60% = 175,6m²/h

Production journalière = 175,6m²/h x 45min/60min x 9h = 1 185m²/j


La compaction de la couche de mélange bitu-

mineux se fait généralement à l’aide de com-

pacteur à cylindres lisses en acier ou à pneu-

matiques lisses. La productivité de ce type de

compacteur est conditionnée par la largeur de

ses cylindres ou pneumatiques, sa vitesse et le

nombre de passes requises pour atteindre le

degré de compaction souhaité.

Production Horaire Théo. (m²/h) = (La x Vmoy. x Fo) ÷ N

où

La : Largeur de compaction en mètre

Vmoy. : Vitesse moyenne de déplacement en mètre par heure lors du compactage

Fo : Facteur d’opération qui prend en compte l’inversion de marche, le déplace-

ment du compacteur et la superposition des couches. La valeur de 70% est sou-

vent utilisée pour les compacteurs de mélange bitumineux.

N : Nombre de passes requises pour atteindre le degré de compaction requise.

La valeur de N est conditionnée par l’épaisseur de la couche à compacter et par les

caractéristiques du mélange bitumineux. L’expérience de l’opérateur et du

contremaître sont souvent les indicateurs les plus précis que l’on puisse utiliser

pour déterminer le nombre de passes nécessaires à une bonne compaction. À dé-

faut de ces informations, on peut utiliser la formule suivante élaborée selon des

observations empiriques.

N = (ép. ÷ 20) + 2

où

ép. : Épaisseur non compactée de la couche de mélange bitumineux ou hauteur de

la table de régalage de la paveuse en millimètre

Exemple d’application : On demande de calculer le nombre de compacteur requis

pour fournir la paveuse du problème précédent. On se servira de compacteur Ca-

terpillar CB 34 à une vitesse de 1,8 km/h et dont la largeur de compaction est de

1,3 m.

Solution

N = (100 ÷ 20) + 2 = 7

Production horaire théorique = (1,3 m x 1 800 m/hr x 70/100) ÷ 7 = 234 m²/h

Production réelle = 234 m²/h x 45min/60min = 175,5 m²/h

Nombre de compacteur requis = Production paveuse ÷ Production compacteur

(175,6m²/h x 45min/60min) ÷ (234 m²/h x 45min/60min) = 0,7504

Un seul compacteur sera suffisant.


3.0 ESTIMATION DES COÛTS DE TERRASSEMENT

3.1 Coûts horaire de l’équipement

Lors de l’établissement du coût horaire d’un équipement de chantier, on considère

les coûts fixes et les coûts variables. Les coûts fixes sont constitués des frais qui

ne sont pas liés au fonctionnement de l’équipement.

Les coûts fixes sont constitués des éléments suivants :

Coûts d’amortissement

La valeur d’un équipement de chantier décroit dès que l’entreprise en prend pos-

session. Les équipements de chantier se déprécient le plus souvent selon une dé-

préciation en ligne droite jusqu’à une valeur de reprise qui varie selon l’état et la

demande pour ce type d’équipement. Lorsque l’engin est équipé de pneumatiques,

il faut déduire de la valeur amortissable, le prix des pneumatiques.

Exemple d’application : L’espérance de vie d’un pousseur sur chenille est de 7

ans. Sa dépréciation sera linéaire et sa valeur de reprise est estimée à 12 000$. On

demande de calculer la table de dépréciation pour sa durée de vie sachant que la

valeur à neuf actuelle de cet engin est de 222 000$.

Solution :

Dépréciation totale = 222 000$ - 12 000$ = 210 000$

Dépréciation annuelle = 210 000$ ÷ 7 ans = 30 000$

Année de vie Valeur Dépréciation Valeur

(début de l’année) (annuelle) (fin d’année)

0 à 1 222 000$ 30 000$ 192 000$

1 à 2 192 000$ 30 000$ 162 000$

2 à 3 162 000$ 30 000$ 132 000$

3 à 4 132 000$ 30 000$ 102 000$

4 à 5 102 000$ 30 000$ 72 000$

5 à 6 72 000$ 30 000$ 42 000$

6 à 7 42 000$ 30 000$ 12 000$

La valeur médiane de ce bouteur est la valeur à sa mi-espérance de vie, dans ce

cas à 3 ½ ans. La valeur médiane est souvent utilisée pour l’estimation des coûts

de réparation d’un équipement de chantier.


Valeur médiane = (132 000$ + 102 000$) ÷ 2 = 117 000$

Si on suppose que cet équipement travaille 2 000 heures par année, on peut déter-

miner son coût horaire de dépréciation.

Coût horaire de dépréciation = 30 000$ ÷ 2 000 h = 15.00 $/h

Coûts d’immobilisation de capital ou de crédit

Les coûts en immobilisation de capital représentent les fonds que l’on aurait pu ti-

rer du placement du capital investi pour l’acquisition d’un équipement. Ces coûts

se calculent à partir de la durée de l’amortissement en heure et de la valeur nette

d’amortissement. On peut également utiliser pour cette rubrique, les coûts de cré-

dit associés à l’achat de l’équipement.

Exemple d’application : à partir des données de l’exemple précédent et en consi-

dérant un taux moyen d’investissement de 4,5% par année.

Solution :

Coûts horaire d’immobilisation de capital = (117 000$ x 4,5%) ÷ 2 000 h = 2.63

$/h

Coûts pour les frais annuels récurrents (immatriculation, assurance, taxes)

Ce montant représente les coûts que l'on peut attribuer aux taxes et aux assurances

et que l'on estime sur une base horaire.

Exemple d’application : à partir des données de l’exemple précédent et en consi-

dérant que l'immatriculation (annuel), la prime d'assurance (annuel) et autres taxes

d'affaires (annuel) représentent un coût de 2 400$ par an.

Solution :

Coûts horaire pour les frais annuels récurrents = (2 400$) ÷ 2 000 h = 1.20 $/h

Le tableau10

suivant vous permet à titre indicatif, d’estimer la durée de vie

moyenne ainsi que l’utilisation annuelle probable de différents équipements de

chantiers routiers courants.

10

Données applicables au Québec


TYPE D’ENGIN

DURÉE DE VIE EN HEURES POUR DES CONDITIONS … UTILISATION

ANNUELLE EN

HEURES

SÉVÈRES MOYENNES FAVORABLES

Bouteur 8 000 10 000 12 000 1 500

Chargeuse 8 000 10 000 12 000 1 800

Camion 10 000 14 000 16 000 2 400

Décapeuse 10 000 12 000 14 000 1 500

Niveleuse 10 000 12 000 14 000 2 000

Pelle hydrauli-

que 10 000 12 000 14 000 1 800

Les coûts variables sont associés à l’usage de l’équipement et ils sont constitués

des éléments suivants :

Coûts en entretien, carburant et lubrifiant

Pour estimer la consommation en carburant et lubrifiant d’un engin de chantier, on

peut se servir des équations suivantes :

Carburant : C = P x q x Fo

C = consommation en litres par heure

P = puissance effective du moteur en kilowatt

q = consommation horaire en litres par kilowatt

q = 0,33 pour les moteurs essence

q = 0,22 pour les moteurs diesel

Fo = Facteur d’opération moteur. Ce facteur prend en compte que le moteur n’est

pas constamment sollicité à sa pleine puissance. Pour des engins de construction

civile, la valeur de 60% est généralement utilisée.

Lubrifiant : C = P x q x Fo + c/t

q = 0,003 litre par kilowatt et par heure

c = capacité du carter en litres

t = durée en heures entre les vidanges d’huile

Coûts en usure des pneumatiques

Le coût horaire des pneus est égal au coût d’un jeu de pneu divisé par la durée

d’utilisation prévue.

Coûts des réparations

Le coût horaire à prévoir pour les réparations se calcule à partir de la dépréciation

totale, un facteur de réparation qui varie selon le type d’engin et les conditions

d’utilisation et finalement selon la durée de vie de l’équipement en heure.


Le tableau suivant est très utilisé pour déterminer le facteur de réparation.

TYPE D’ENGIN FACTEUR DE RÉPARATION EN %

SÉVÈRES MOYENNES FAVORABLES

Bouteur 130 90 70

Chargeuse 130 90 70

Camion 110 80 60

Décapeuse 130 90 70

Niveleuse 70 50 30

Pelle hydrauli-

que 130 90 70

Coûts de l’opérateur + frais généraux de l’entreprise (15 à 18%)

3.2 Louer ou acheter l’équipement (That’s the question!)

L’achat d’un engin de chantier peut représenter une immobilisation de capital im-

portante pour une entreprise. La décision d’acheter ou de louer un engin de chan-

tier est une décision d’affaire qui implique plusieurs paramètres, soulève plusieurs

questions et trouve souvent son dénouement devant le banquier de l’entreprise.

Préférablement, il vaut mieux acheter un équipement que de le louer toutefois,

certains paramètres peuvent favoriser la location au détriment de l’achat.

o fréquence d'utilisation

o taux de crédit à la location attrayant

o rareté momentanée du capital de l’entreprise

o valeur résiduelle intéressante

3.3 Coûts unitaires et choix des équipements

Lorsqu’on cherche à répondre à un appel d'offres, la principale difficulté réside

dans l'établissement des coûts de chacune des opérations décrites aux Documents

Appel d’Offres (DAO). Comme le détail estimatif précisera les quantités prévues

pour la réalisation du contrat, l’établissement de ces coûts sur une base unitaire

devient essentiel.

Le coût unitaire de revient représente le montant que l'entrepreneur devra débour-

ser pour réaliser chaque unité d’un travail. Habituellement le coût de revient est

constitué de la somme des coûts suivants:

- Coût de la main d'oeuvre (salaire + bénéfices marginaux)

- Coût des équipements (location ou de possession ainsi que les coûts d'opération)

- Coût des matériaux à mettre en oeuvre

(ciment, béton, ponceau métallique, pierre concassée, etc.)


Le prix de soumission est le montant que l'entreprise demande pour la réalisation

des travaux décrits aux plans et devis. Ce prix doit inclure les frais d'administra-

tion imputable au fonctionnement de l'entreprise et un marge bénéficiaire (profit)

qui permet à l'entreprise de prospérer. C'est à partir du coût unitaire de revient que

l'entrepreneur calculera son prix pour fin de soumission.

Lorsqu'on tente d'établir les coûts de revient des différentes opérations que l'on re-

trouve sur les chantiers de construction, on doit procéder à l'étude des journaux de

chantiers de nos précédentes réalisations similaires, des rapports d'avancement et

à l'observation de nos équipes de travail et de leur consommation en matériel. Ces

données sont essentielles afin de déterminer le choix des équipements qui permet-

tent le plus d’économie et un prix de soumission le plus bas possible.

Exemple d’application :

Une chargeuse qui nous coûte 128 $ de l'heure en location (incluant le coût pour

l’opérateur et le carburant) a été observée sur un de nos chantiers pendant 8 heures.

Équipé d’un godet 2,0 m³, la durée moyenne d'un cycle de chargement de camion

de cette chargeuse s'établissait à 24 secondes.

Cycle de la chargeuse = Attaque de l'emprunt + Chargement du godet + Recul et

élévation du godet + Avancement vers la benne du camion + déchargement du

godet + Recul et abaissement du godet

Sur les 8 heures d'observation, vous avez remarqué que la chargeuse fut immobili-

sée pendant 80 minutes pour permettre le remplissage de carburant, la vérification

et l'entretien des composantes hydrauliques et pour permettre à l'opérateur de

prendre une pause. En bref, sur les 8 heures réelles, 6 heures et 40 minutes ont

vraiment été consacrées au travail de chargement des camions soit, 50 minutes de

travail par 60 minutes de temps effectif. Vous avez également observé que le

temps requis pour la mise en place sous la chargeuse d’un camion vide était de 24

secondes en moyenne.

Le matériau qui fut chargé dans des camions de 12 m³ de capacité était de la laté-

rite granulaire. Le godet était chargé à 100% de sa capacité.

a) Quel fut le coût de revient de l'opération « chargement de camion » en m³/hr

en matériau foisonné?

b) Si vous faites une soumission de prix pour un travail semblable avec les mêmes

conditions et la même chargeuse, quel devrait être le prix unitaire de cette opéra-

Prix de soumission = Coût de revient + Frais d'administration + bénéfices


tion en m³/hr (matériau foisonné) si vos frais généraux s'élèvent à 20% et en pre-

nant un bénéfice de 12% ?

Solution :

Nombre de coups de godet pour remplir la benne du camion :

12 m³ 2m³/godet = 6 coups de godet par camion

Temps de remplissage d'un camion :

6 coups x 24 secondes = 144 secondes soit 2,4 minutes

Mise en place sous la chargeuse :

24 secondes 60 secondes/minute = 0,40 minute

Rendement horaire :

50 min/hr 2,8 min = 17,86 camions à l'heure

17,86 camions x 12 m³ = 214,3 m³/hr

Coût de revient de l'opération "chargement des bennes de camion" :

128 $/hr 214,3 m³/hr = 0,597 $/m³ (a)

Prix de soumission de l'opération "chargement des bennes de camion" :

0,597 $/m³ x 1,2 x 1,12 = 0,803 $/m³ (b)


RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

#1- « Équipement et méthodes de construction », Roman Letocha, Modulo Éditeur

#2- « Construction planning, equipement and methods », R. L. Peurifoy, Mc Graw-

hill

#3 Site internet de la cie CATERPILLAR, www.cat.com


EXEMPLE D’APPLICATION SYNTHÈSE

Votre employeur nous demande de calculer un coût de revient pour la réalisation de tra-

vaux de terrassement en déblai. Voici les caractéristiques du chantier prévu. Calculez le

volume à excaver en utilisant le concept des surfaces moyennes.

Ligne de fond d'excavation45 m

120 m

25 m

90 m

Profondeur moyenne: 6,35 m

Type de sol: Terre végétale humide à 20 de w%

Pente de talus: 1/1

Les caractéristiques de nos équipements et notre organisation de chantiers sont les sui-

vantes :

Condition de chantier : Favorable

Taux de travail : 50 min/h pour tous les

équipements

Distance de transport : 36,75 km

Pelle hydraulique :

Godet : 2,45 m³

Coût horaire : 135$/h

Camions :

Capacité : 16 m³ ou 23 t

Vitesse vide : 100 km/h

Vitesse plein : 85 km/h

Coût horaire : 55$/h