Memoire Online - Resolution des difficultes rencontrees et methodologie d`execution pour la construction d`une route, mise en place des differentres couches

REALISATION DU LOT II (PATTE D'OIE - PIKINE) DE L'AUTOROUTE A PEAGE DANS LA ZONE DE DALIFORT: DIFFICULTES MAJEURES RENCONTREES ET METHODOLOGIE D'EXECUTION.

INTRODUCTION GENERALE

Le projet de l'autoroute à péage reliera le centre ville de Dakar à Diamniadio sur une distance de 34 km. Actuellement, la forte circulation occasionne des pertes de temps énormes, sans oublier les répercutions sur le confort et la sécurité des automobilistes et des piétons, ainsi que sur les coûts d'exploitation des entreprises locales.

Aujourd'hui, il faut jusqu'à 1h pour parcourir les 34 km s'étendant de Patte d'Oie à Diamniadio et ce temps de parcours peut doubler durant les heures de pointe. Sans amélioration du réseau routier dans ce secteur et compte tenu de la croissance prévue en terme de véhicules (70.000 véhicules/jour), ce temps de parcours atteindra 90 mn en moyenne d'ici 2018 et le double en période de pointe soit 180 mn (Autoroute à péage Dakar-Diamniadio, Campagne de comptage, 2001) entre Dakar et la proche banlieue.

Avec la nouvelle autoroute à péage, les déplacements seront 3 fois beaucoup plus rapides.

- le premier tronçon (lot I) réalisé par l'entreprise Jean Le Febvre Sénégal (JLS), a débuté au carrefour de Malick Sy jusqu'à l'échangeur de la Patte d'Oie. Il est long de 7,5 km,

- à partir de l'échangeur de la Patte d'Oie, en direction Est, débute le lot II qui s'étend jusqu'à Pikine. Il est long de 4,5 km et est réalisée par une entreprise portugaise (MSF),

- enfin le lot III qui partira de Pikine jusqu'à Diamniadio, sur une longueur de 22 km, ce tronçon n'a pas encore débuté.

La réalisation du lot II qui s'étend de Patte d'Oie à Pikine est prévue dans une zone à occupation mixte, ou le tracé croisait des résidences, de petites et moyennes entreprises, l'ancienne station service ELTON, des réseaux des concessionnaires, des fosses septiques, des puits et séanes.

Tout cela a suscité d'énormes difficultés avec des démolitions, des déplacements et d'importants travaux afin de libérer l'emprise du lot II. En plus, la structure de la chaussée est très différente de celle adaptée jusqu'ici au Sénégal, du point de vue de l'exécution de la plateforme. En dehors de cette dernière, l'épaisseur totale de la chaussée est de 77 cm.

Tout projet de construction nécessite une étude sociologique, géographique, géologique et géotechnique qui permet de surmonter les éventuelles difficultés de réalisation pour garantir la qualité de l'ouvrage, son fonctionnement à long terme, ainsi que sa pérennité.

Ainsi MSF en collaboration avec l'Institut des Sciences de la Terre nous a proposé de travailler sur la résolution des difficultés majeures rencontrées en cours de travaux et sur la méthodologie d'exécution du lot II de l'autoroute à péage entre Patte d'Oie et Pikine.

Ce rapport rappellera dans un premier temps la localisation de la zone d'étude et présentera le projet dans sa globalité.

La deuxième partie du mémoire traitera les difficultés majeures rencontrées en cours de travaux et leur procédure de résolution.

La troisième partie du travail traitera de la méthodologie d'exécution du lot II de l'autoroute à péage en revisitant successivement les différentes couches réalisées.

PREMIERE PARTIE : PRESENTATION DE LA ZONE D'ETUDE ET DU PROJET

CHAPITRE I : PRESENTATION DE LA ZONE D'ETUDE

I.1. CONTEXTE GÉOGRAPHIQUE

Notre zone d'étude (Patte d'Oie - Pikine) est située dans la partie Est de Dakar. Elle est située dans un secteur urbanisé et est proche du centre de Dakar. Le tronçon II débute au niveau de l'échangeur de la Patte d'Oie et s'étend vers l'Est. Il est situé au Sud de la route nationale 1 (RN1) et lui est presque parallèle. L'échangeur de la Patte d'Oie permet des mouvements directs en direction (Sud-Ouest), vers l'Autoroute Malick Sy (Sud), ou vers l'Aéroport Léopold Sédar Senghor (Ouest). Dans la direction Est, un branchement qui part de l'échangeur de la Patte d'Oie donne accès à l'autoroute. Cet échangeur fait partie du lot I (Malick SY - Patte d'Oie). Le tracé du lot II traversait une zone d'occupation mixte à usage résidentiel, commercial et industriel. Le tronçon croise plusieurs axes routiers importants dont la route de Cambérène, la route de la Roseraie à Pikine Est, la route de la cité Lobat FALL à Pikine Ouest et le croisement RN1 - voie ferrée (Figure 1).

Dans ce secteur, les altitudes varient de 0 à 30 m et une bonne partie des travaux a été réalisée dans la zone où la nappe est sub- affleurante (zone des Niayes) et dans la zone Elton, qui présente une dépression (Evaluation du projet, volume 1, 2005). Ces endroits ont mérité une attention particulière lors de la réalisation de la chaussée pour éviter la dégradation rapide de la route et les problèmes d'inondations lors de la phase d'exploitation (APIX, 2006).

Figure 1. Carte de localisation du lot II dans le tracé de l'autoroute Dakar - Diamniadio (APIX, 2006)

I.2. CONTEXTE GÉOLOGIQUE

La zone d'étude appartient à la presqu'île du Cap Vert et constitue la limite de la partie occidentale du bassin sénégalo-mauritanien. Elle présente plusieurs caractères originaux qui la différencient du reste du pays. Cet éperon étroit, avancé dans l'atlantique (Figure 2), est constitué d'accumulations sableuses Quaternaire qui soudent une tête rocheuse d'origine volcanique et des bas plateaux façonnés dans les marnes et les calcaires, et accolés au massif cuirassé de Dias (Michel et Sall, 1983 modifié). Entre ces deux zones, on retrouve les dépressions humides au fond desquelles apparaissent généralement des mares et des lacs liés aux fluctuations de la nappe phréatique, ce qui fonde l'originalité de cette région. La zone du projet se situe dans la zone des Niayes, également appelée la zone des dépressions inter dunaires où affleurent des sables humifères que l'on retrouve sous les sables de Cambérène, dans les forages et les puits des jardins maraîchères de Thiaroye. Dans la zone de Pikine, nous avons des dunes rouges correspondant à des sables à grains de quartz cimentés par de l'oxyde de fer et qui constituent l'erg de Pikine (Evaluation du projet, volume 1, 2005).

Figure 2. Carte géologique de la région de Dakar (Michel et Sall, 1983 modifié)

I.3. CADRE HYDROGÉOLOGIQUE

La région de Dakar, à part la mer qui la ceinture au Nord, à l'Ouest et au Sud, ne dispose presque pas de réseau hydrographique. On y trouve tout simplement quelques lacs et marigots situés dans les Niayes. De nos jours, bon nombre de ces lacs et marigots ont perdu de leur envergure et de leur importance du fait des pressions anthropiques et des mauvaises conditions climatiques. La dégradation persistante des conditions climatiques explique le fait que les écoulements de surface deviennent de plus en plus rares (hormis quelques situations exceptionnelles) ; ce qui explique aujourd'hui les eaux de surfaces dans la zone des Niayes proviennent essentiellement de la nappe phréatique des sables quaternaires qui caractérisent ce milieu. En effet, exposé à une évaporation intense, la présence des eaux de surfaces dans certaines dépressions situées en hauteur ne dépasse pas 5 mois à cause de la baisse du niveau de la nappe (Martin. A., 1970). Cependant les zones les plus basses continuent à contenir, de manière pérenne, une lame d'eau relativement satisfaisante pour envisager la protection des Niayes ou leur aménagement. Ces zones sont situées à proximité du rond point de la Patte d'Oie jusqu'aux environs de l'ex SERAS.

Les eaux souterraines qui existent dans la région de Dakar sont celles des sables Quaternaire. Elles proviennent d'un écoulement souterrain des eaux infiltrées pendant la saison des pluies. C'est une nappe d'eau située à faible profondeur, donc sub-affleurante surtout dans la zone des Niayes. Elle inonde le centre des dépressions inter dunaires en saison des pluies ; ce qui provoque parfois de gros ennuis pour la mobilité urbaine. Parmi les nappes souterraines existantes dans la région, on peut citer la nappe infra basaltique située au Nord de la presqu'île du Cap Vert et celle de Thiaroye qui date du Quaternaire. La nappe des sables quaternaires est d'une importance capitale pour ces multiples usagés. En effet, elle est utilisée pour l'alimentation en eau de la population riveraine, particulièrement celle de la ville de Dakar et pour les besoins agricoles, ce qui confère à la région des Niayes toute son importance (BRGM, 1989).

Dans la zone d'étude, des mesures de niveaux de la profondeur de la nappe ont été effectuées à l'aide de piézomètres. Les résultats sont consignés dans le tableau 1.

Tableau 1. Relevés des niveaux d'eau par des piézomètres dans la zone d'étude

			Patte d'Oie (PSP1)	Cambérène	Pikine
Numéro des piézomètres			1	2	3
Coordonnées		X	56125,66	56739,17	58306,07
		Y	51239,67	51379,17	51575,16
		Z	3,384	4,792	4,757
Niveau de la nappe / Terrain naturel	17	Octobre 2007	0,85	2,57	---
	19		0,85	2,57	3,15
	20		0,85	2,57	3,15
	30		1,00	2,60	3,30
	05	Novembre 2007	1,00	2,60	3,30
	12		1,05	2,60	3,32
	19		1,08	2,94	3,33
	26		1,08	2,94	3,33
	03	Décembre 2007	1,08	2,98	3,33
	10	Décembre 2007	1,08	3,06	3,38
	17		1,08	3,10	3,38

L'analyse du tableau 1 montre que pour le piézomètre 1, la nappe est atteinte à partir de 0,85 m de profondeur ; 2,57 m dans le piézomètre 2 et 3,15 m dans le piézomètre 3. La figure 3 donne une idée du plan d'eau dans le secteur au mois d'Octobre. On note cependant que le plan d'eau remonte légèrement au mois de novembre puis en décembre.

Il en résulte que la remontée d'eau est beaucoup plus importante à Patte d'Oie (PK 0+330) qu'à Cambérène et Pikine. Ainsi cette zone située à la Patte d'Oie nécessitera beaucoup d'attention et devrait être bien remblayée après pompage.

Figure 3. Plan d'eau de la nappe phréatique sous le tracé du lot II Patte d'Oie - Pikine

I.4. CADRE GÉOMORPHOLOGIQUE

La zone d'étude appartient à la presqu'île du Cap-Vert, caractérisée par un relief très peu accidenté. Du point de vue géomorphologique, elle se caractérise de manière schématique par deux dômes correspondants à des horsts que sont les horsts de Dakar à l'Ouest et de Dias à l'Est, séparés par une zone déprimée dunaire qu'on appelle le graben de Rufisque - Sangalkam (Michel et Sall, 1983).

Topographiquement, la région peut être subdivisée en 3 zones : une partie occidentale formant la tête de la presqu'île, une partie intermédiaire formant le col, une partie orientale élevée (Evaluation du projet, Volume1, 2005).

Le tracé du lot 2 situé entre la Patte d`Oie et Pikine traversait une zone a occupation mixte ou l`axe croise plusieurs résidences, ce qui peut ralentir le projet. En plus, dans la zone de la Patte d`Oie la nappe affleure a 0,85m, ce qui nécessiterait de prêter beaucoup d`attention et de renforcer les opérations de remblais. On note, cependant une remontée moins importante (3,15m) a Pikine.CHAPITRE II : PRESENTATION GENERALE DU PROJET

INTRODUCTION

Le projet, situé dans la zone Patte d'Oie - Pikine, consiste en une construction d'une autoroute à péage entre les échangeurs de la Patte d'Oie et de Pikine dans le but de faciliter la mobilité urbaine mais également de simplifier les entrées et sorties de la capitale par voie routière. Il permettra de réduire considérablement le temps de transport des usagers à leurs lieux de convergence, mais aussi de renforcer la RN1 qui sera rehaussée et mise hors d'eau.

Figure 4. Vue aérienne du tracé de l'autoroute à péage entre Patte d'Oie et Pikine

II.1. LES INTERVENANTS DU PROJET

L'acte d'étudier et de construire un ouvrage est devenu très complexe. Il concerne certaines personnes physiques ou morales qui à des titres divers y participent directement ou indirectement, en totalité ou partiellement. Les différents intervenants du projet sont :

II.1.1. MAÎTRE D'OUVRAGE DÉLÉGUÉ,

Il détermine les caractéristiques générales du projet, choisit le site, finance les études et la construction puis demeure propriétaire de l'ouvrage ou bien le vend. Dans notre cas d'étude, le maître d'ouvrage est l'Etat du Sénégal qui est représenté par l'agence nationale chargé de la promotion et de l'investissement des grands travaux (APIX).

II.1.2. MAÎTRE D'oeUVRE

Il étudie le projet, supervise les travaux et assure la bonne exécution des travaux pour le compte du maître d'ouvrage. C'est la société qui approuve les résultats de tous les travaux réalisés dans ce cadre. Ces résultats seront soumis au maître d'ouvrage au besoin. Dans notre projet, le maître d'oeuvre est la société Egisroute.

II.1.3. ENTREPRISE EN CHARGE DES TRAVAUX ( MONIZ DA MAIA, SERRA E FORTUNATO - EMPREITEIROS S.A - MSF)

II.1.4. LE BUREAU DE CONTRÔLE EXTÉRIEUR,

Il est composé du groupe ICA (Ingénieurs Consultants Associés) et Rincent BTP. Ce bureau est chargé de contrôler les travaux réalisés par l'entreprise conformément aux exigences de qualité.

II.2. CONSISTANCE DES TRAVAUX

Cette phase comprend plusieurs étapes dont les plus importantes sont le dégagement des emprises, les terrassements généraux, réalisation des ouvrages d'arts, des ouvrages hydrauliques et de drainages, réalisation de la chaussée proprement dite, des accotements, des dépendances, de la signalisation finale, de l'éclairage et de l'aménagement.

II.2.1. Dégagement des emprises

- la démolition des constructions, l'enlèvement ou la mise en remblais des matériaux résultant de cette opération, après recyclage.

- la fourniture, la pose et le repli de clôtures provisoires, pour délimiter les zones présentant un danger potentiel pour l'usager,

- la localisation et la protection en cours des travaux des réseaux (réseaux ONAS, SDE. SENELEC).

II.2.2. Terrassements généraux

Ces travaux comprennent le sciage et l'exécution des déblais en décaissement de la chaussée existante, le décapage dans les zones de terrain avec mise en stock de la terre végétale et l'exécution des déblais ou remblais.

II.2.3. Ouvrages d'art

Dans la section Patte d'Oie -Pikine de l'autoroute à péage, quatre ouvrages d'art ont été réalisé à Cambérène (PK 0+712), à Pikine (PK 2+310), à la rue de la Roseraie (PK 3+109) et au croisement de la voie ferrée avec la RN1 (PK 4+100 au 4+200) qui marque la fin du lot II.

Ils sont constitués d'échangeurs qui assurent le franchissement de l'autoroute et offrent des passages supérieurs et inférieurs. Par contre l'ouvrage d'art de la Roseraie est un viaduc où la partie inférieure est l'autoroute et la partie supérieure assure la liaison Yarakh - Pikine.

Chaque ouvrage est constitue de 4 travées de 9,00 m, 12,00 m, 12,00 m et 9,00 m de portée droite. Transversalement, ils sont conçus pour supporter une chaussée à 2×3 voies de circulation de 50 m dans chaque sens. Chaque tablier supporte une bande dérasée de gauche de 1m, une bande d'arrêt d'urgence de 3 m, des dispositifs de retenue de type glissière de sécurité et barrière normale (BN4).

II.2.4. Ouvrages hydrauliques et de drainage

- les ouvrages transversaux situés dans la plateforme ou en bordure de celle-ci, tels que des collecteurs que sont les buses, les regards de visites et les regards à grilles,

II.2.5. les travaux de la chaussée

Ces travaux comprennent la fourniture, le stockage la mise en oeuvre des différentes couches qui constituent la chaussée et les accotements tels qu'elles sont définies dans les plans de profils en travers types à savoir :

- Sous-couche de fondation en grave latéritique non traitée (GL) d'une épaisseur de 30 cm,

- Couche de fondation en grave latéritique traitée au ciment (GLC) d'une épaisseur de 25 cm,

II.2.6. Accotements et dépendances

Les accotements sont constitués par de la grave latéritique mis en place en deux couches, revêtue d'une imprégnation.

Les trottoirs sont constitués par de la grave latéritique revêtue de pavés autobloquant.

II.2.7. La Signalisation finale

Ces travaux comprennent la réalisation des signalisations horizontales et verticales et des équipements de sécurité :

- le marquage au sol complet de l'ensemble des routes et voiries comprises dans l'aménagement;

- la signalisation verticale comprenant les portiques, panneaux de police et les panneaux directionnels,

- les équipements de sécurité constitués de glissières de sécurité sont implantés conformément aux normes du dossier technique.

II.3. CARACTÉRISTIQUES FINANCIERES DES TRAVAUX

Le montant de base du marché du lot II entre la Patte d'Oie et Pikine est fixé à 23.987.795.653 FCFA (hors TVA). Le délai d'exécution était de 24 mois avec un délai partiel de 12 mois (1 an) pour les travaux de l'autoroute. Le début des travaux était fixé le 24 novembre 2006, mais vue les difficultés rencontrées sur le terrain, la rareté des matériaux de bonne qualité, l'éloignement des carrières par rapport à la zone d'exécution, le dégagement de l'emprise, une prolongation sera nécessaire pour l'achèvement des travaux (Présentation autoroute Patte d'Oie - Pikine, 2008). Il faut noter que les lots I et II sont financés par des ressources publiques (Autoroute à péage Dakar - Diamniadio, www.investinsenegal.com ). Ainsi le montant definitif est de 35 milliards FCFA, et les travaux de l`Autoroute du lot 2 devront etre acheves en Juillet 2009.

II.4. LES DIFFÉRENTES PHASES DU PROJET

Le projet du lot II comprend 2 phases : la réalisation du tronçon entre la Patte d'Oie et Pikine, qui s'étend sur 4,5 km et la réhabilitation et le rehaussement de la RN1 entre la Patte d'Oie et la route de Rufisque sur une distance de 4,7 km. Notre étude se limitera uniquement à la réalisation du lot II de l'autoroute à péage qui comprend :

· construction des ouvrages linéaires de drainage (5 au total aux Pk 0+025 ; 0+150 ; 1+363 ; 2+040 et 3+235),

· construction des échangeurs (4 au total aux PK 0+950 ; 2+550 ; 3+350 ; 4+100 au 4+200 de la RN1) respectivement à Cambérène, Pikine, Roseraie, Croisement seven up).

· construction des passerelles franchissant l'autoroute qui peuvent être inférieures (PK 1+210) ou supérieures notamment au (PK 0+095, 1+720).

· les dispositifs d'étanchement à l'amont et de soutènement à l'aval de la RN1,

II.4.1. Caractéristiques des ouvrages de drainage

Cette section de l'autoroute comporte cinq ouvrages hydrauliques de type dalot à une ou trois alvéoles. Les deux premiers assurent l'équilibre de la zone inondable de l'origine du projet. Ils sont situés aux PK 0+025 et au PK 0+15O. Les deux autres ouvrages sont implantés aux PK 1+363 et au PK 2+040 de l'autoroute. Ils ont des sections respectives de 3x2 m² et 3x2, 5 m². Le cinquième est un dalot 1x1 m² franchissant la route nationale au voisinage de la rue de la Roseraie.

II.4.2. Caractéristiques des passages inférieurs (PI)

Un passage inférieur pour piéton sous l'autoroute de type cadre fermé est projeté au PK 1+210 (Photo 2). L'ouvrage offre un passage de 4,00x2, 50 m². Il est muni de dalles de transition et d'une ouverture au niveau du TPC pour aération et éclairage.

II.4.3. Caractéristiques des passages supérieures pour piéton

Deux passerelles sont projetées au PK 0+095 (PSPP1) et au PK 1+720 (PSPP2). Il s'agit de tabliers à poutres préfabriquées isostatiques en béton armé, jointives et surmontées d'un hourdis. Une couche d'étanchéité en monocouche est mise en place sur le hourdis et surmontée d'un revêtement en sable asphalte. La largeur de la voie piétonne est de 3 m. La première passerelle comporte 3 travées de portées 25,4 m ; 18,85 m et 16,25 m, tandis que la deuxième en comporte quatre de portées 3x24.09 et 16,75m. Les deux passerelles franchissent la RN1 et les deux demi chaussées de l'autoroute. La hauteur des poutres est fixée à 1,10 m pour toutes les travées.

Des rampes aux extrémités de l'ouvrage, également en dalle de béton armé, permettent l'accès aux passerelles de part et d'autre de l'autoroute. Ces rampes ont une pente maximale de 7%.

Les appuis intermédiaires et de rive sont des piles de type voile surmonté d'un chevêtre. Les appuis pour les rampes sont constitués par des poteaux de section circulaire de 60 cm de diamètre surmonté d'un chevêtre d'appui. Tous les appuis reposent sur des fondations superficielles. Les semelles sont appuyées sur du gros béton dont les épaisseurs varient en fonction de la nature des sols en surface.

II.4.4. Caractéristiques des échangeurs

Ces échangeurs sont en forme de pont, construits en béton armé et composés de deux tabliers juxtaposés et séparés par un caillebotis de 1 m de largeur. Les deux tabliers sont séparés par un vide central de 2,00 m comprenant deux longrines de 0,50 m de largeur portant des glissières de sécurité et un caillebotis sur une largeur de 1,00 m.

Les appuis sont constitués de piles doubles de type voiles simples et par des culées (Photo 4).

Tous les ouvrages sont fondés sur des semelles superficielles (ces fondations permettent de transmettre les charges provenant des piles et des culées). Les semelles reposent sur un massif de gros béton selon une profondeur minimale de 3 m jusqu'à atteindre la meilleure formation géologique (sable dans notre étude). Pour apprécier la qualité du terrain d'assise des ouvrages, des essais de pénétromètre dynamique ont été effectué. Les résultats obtenus au niveau du PSPP3 dans la zone de Cambérène donnent une illustration.

C'est une méthode qui permet d'apprécier le degré de portance du terrain et de voir les différentes formations rencontrées. Elle consiste avec un mouton à taper sur l'enclume (située sur la partie inférieure) pour enfoncer la tige de longueur 1 m. La tige est graduée par 20 cm, donc chaque tige donnera 5 mesures. Le nombre de coups est obtenu à chaque enfoncement de la tige de 20 cm. Les résultats sont consignés dans la figure 5.

Figure 5. Résultats de l'essai pénétromètre obtenus au niveau du PSPP3 dans la zone de Cambérène

L'analyse de cette figure montre que les meilleures formations sont obtenues à 3 m, entre 6 et 7 m et enfin entre 13 et 15 m, car présentant un nombre de coup élevé variant de 14 à 19.

Ces zones qui présentent un nombre de coups élevé sont très compactes. Par contre celles présentant un nombre de coups faible engendrent une faible compacité d'où une chute brutale de l'outil.

II.5. MODIFICATIONS APPORTÉES AU PROJET

II.5.1. Modifications au stade d'avant projet

Ce stade permettait de bien planifier les travaux, de connaître les caractéristiques du terrain. Ainsi les modifications suivantes ont été notées :

· le projet est passé de 4 voies (22 voies) à voies 6 voies (23 voies) pour la plateforme de l'autoroute,

· abaissement du profil en long de l'autoroute pour économiser sur le volume des terrassements,

· raccordement de l'autoroute à la RN1 au niveau de l'échangeur de la Patte d'Oie au PK 0+000, de Cambérène PK 0+950 (RN1) et de Pikine PK 2+550 (RN1).

II.5.2. Modifications au stade projet détaillé

Le projet détaillé consiste à exécuter les travaux énumérés dans l'avant projet. Les modifications apportées sont les suivantes :

· construction d'un passage piéton au niveau de la Patte d'Oie au PK 0+000 (PSPP0) qui sera le point de raccordement entre les lots I et II de l'autoroute,

· construction d'un passage piéton supplémentaire sur l'autoroute au PK 0+330 (PSPP1),

· construction d'un passage piéton supplémentaire sur la RN1 après sa mise hors d'eau (PSPP3) au PK 1+380.

II.5.3. Les travaux supplémentaires dans l'exécution des travaux

A la suite des modifications apportées au projet d'exécution, des travaux supplémentaires viennent s'ajouter aux travaux déjà décrits dans le dit projet détaillé de l'autoroute. Ces travaux supplémentaires concernent :

· mise en place d'un tapis drainant (géotextile) à certains endroits notamment entre les PK 1+525 et 2+025 et les PK 2+050 à 2+275,

· les travaux de dévoiement des conduites d'eau et des réseaux téléphoniques.

Conclusion

La zone d'emprise du projet est très proche de la nappe, donc sensible à la remontée des eaux, ceci nécessite de prêter beaucoup d'attention dans certaines zones du projet (Patte d'Oie), d'ou la mise en place du tapis drainant à certains endroits.

De façon générale, l'étude des différentes phases du projet et la consistance ont permis de mieux comprendre le futur tronçon de l'autoroute à péage qui va de Dakar à Diamniadio et spécifiquement le lot II Patte d'Oie - Pikine, comprenant :

- la réalisation de 3 ouvrages d'art et d'un viaduc respectivement à Cambérène, à Pikine, au croisement Seven Up, et à la Roseraie,

- des ouvrages hydrauliques dans les zones critiques du projet pour la protection de la chaussée en saison des pluies (5 au total) notamment aux PK 0+025 ; 0+150 ; 1+363 ; 2+040 et 2+400,

- des passages supérieurs pour piétons construits sous forme de plats et de rampes pour favoriser le passage des piétons et des porteurs de charges lourdes, au PK 0+000 ; 0+330 ; 1+720 ,

- des passages inférieurs pour les personnes à mobilité réduite au PK 1+210,

- des bandes d'arrêt d'urgence, d'une zone de péage s'étendant des PK 1+525 au PK 1+575.

Vue les différentes modifications apportées au projet, à savoir l'augmentation du nombre de voies, le déplacement des réseaux des concessionnaires, une durée de prolongation des travaux a été demandée à l'APIX pour l'achèvement des travaux.

Toujours dans le cadre de la libération de l'emprise et de la délimitation du tracé du lot II, des procédures ont été adoptées pour résoudre les difficultés majeures rencontrées sur le terrain.

DEUXIEME PARTIE : DIFFICULTES MAJEURES RENCONTREES EN COURS DE TRAVAUX ET METHODOLOGIES D'EXECUTION

INTRODUCTION

Construite sur une zone déjà urbanisée, la libération de l'emprise du projet du lot II de l'autoroute à péage qui englobait des habitations, des petites et moyennes entreprises (PME), des réseaux de concessionnaires, une station service (Elton), des puits et des séanes, a posé d'énormes difficultés à l'entreprise. Il s'y ajoute également que la zone d'emprise de l'autoroute engendre des zones où la nappe est sub-affleurante, ce qui facilite la remontée des eaux en saison des pluies. En plus, une bonne partie de la zone d'emprise de la future autoroute est effectivement située par endroits dans des zones très basses. Ainsi les principales difficultés rencontrées ont été les suivantes.

I. TRAVAUX DE DÉMOLITION DES MAISONS

Ceci a fait l'objet de réunions entre les représentants de la Banque Mondiale en Afrique et les principaux concernés à savoir l'APIX, MSF, EGISROUTE mais aussi les propriétaires et les autorités de la commune de Dalifort. Tous les propriétaires ont été indemnisés après de longues négociations.

L'objectif est de décrire les moyens matériels mis en oeuvre et la procédure d'exécution de la tâche. Etant entendu que toutes ces opérations se font avec d'importants moyens humains.

I.1. LES MOYENS MATÉRIELS

Le matériel utilisé a été un bulldozer, une tractopelle, une pelle mécanique, des camions, des chargeurs et marteaux piqueurs etc.

I.2. LA PROCÉDURE D'EXÉCUTION DE LA TÂCHE

Elle est effectuée de manière à assurer la sécurité des usagers de la route et des riverains. Elle a consisté à faire :

· le bilan des constructions, trottoirs et îlots à démolir dans le cadre d'une visite préalable d'identification en rapport avec la mission de contrôle et la gouvernance de Dakar,

· délimitation des constructions par des rubans réflectorisés de couleur rouge et blanc pour la sécurité,

· récupération des matériaux de démolitions en vue de leur utilisation dans les travaux à réaliser à savoir les remblais ou leur dépôt comme ordures dans des sites agréés,

· faire un nettoyage de la zone et une évacuation des gravats dans la zone d'emprise,

II. ABATTAGE DES ARBRES

Cette opération sera réalisée dans le cadre d'une réunion organisée sur le site entre le service des eaux et forêts (SEF), la MDS et l'Entreprise pour marquer les arbres à abattre et obtenir l'accord du SEF avant le début des travaux.

L'objectif est de décrire les moyens matériels mis en oeuvre et de dresser une méthodologie de résolution de la tâche.

II.1. LES MOYENS MATÉRIELS

Ces moyens sont constitués de bulldozers, de chargeurs, de tronçonneuses, de camions bennes.

II.2. LA MÉTHODOLOGIE DE RÉSOLUTION DE LA TÂCHE

L'opération consiste à opérer avec la MDS un inventaire des arbres à dessoucher sur l'emprise du projet.

· s'assurer de la sécurité des lieux en clôturant les zones présentant des arbres et de surveiller le passage des piétons par rapport au point d'impact de la chute,

· creuser avec le Bulldozer autour de l'arbre pour faciliter le dessouchage du coté programmé de la chute,

· attacher un câble en hauteur pour orienter la chute dans la direction souhaitée afin d'éviter que les branches pendant la chute de l'arbre ne touchent les réseaux des concessionnaires,

· exercer avec le bulldozer une poussée normale par coup de façon à assouplir l'ancrage au sol puis faire une poussée en continue jusqu'à la chute de l'arbre,

· découper le tronc de l'arbre à la tronçonneuse pour l'évacuation si nécessaire,

· utiliser la terre avoisinante pour combler les vides créés par le dessouchage,

· repérer et soumettre à l'approbation de la mission de contrôle des sites pour accueillir les produits de dessouchage (les branches, les feuilles, les racines) avec un plan de mise en dépôt,

· enfin charger les produits dans les camions bennes et les évacuer dans les lieux de dépôt conformément aux plans.

III. DÉCAPAGE DE L'EMPRISE (LES TRAVAUX DE PURGE)

Il s'agit d'enlever la terre végétale, les arbres, les matériaux gênants dans l'emprise du projet. L'objectif est de décrire les moyens matériels qui seront utilisés dans le cadre des travaux et de trouver une méthodologie d'exécution.

III.1. LES MOYENS MATÉRIELS

Ce sont une station totale, le petit matériel topographique (mires, trépieds pour cannes, chaînes, etc.), un bulldozer, un chargeur, une niveleuse, un dumper, une pelle mécanique et un gamma densimètre pour le contrôle in situ de la teneur en eau et de la compacité du fond de fouille.

III.2. LA PROCÉDURE DE RÉSOLUTION

· un levé topographique est effectué pour déterminer les caractéristiques géométriques des zones à purger,

· ensuite, il sera effectué une extraction de matériaux impropres et boueux dans les zones de purges jusqu'à la profondeur fixée (photo 6) par la mission de supervision,

· mise en oeuvre des moyens d'évacuation des eaux par un système de pompage et de drainage,

· réception du fond de fouille de la zone purgée par essai de densité in situ pour connaître la compacité et la teneur en eau. Certains résultats sont consignés dans le tableau 2,

· apport de matériaux d'emprunt constitué de sable de dune pour rétablir la côte théorique des déblais,

· les remblais de sable de dune sont effectués par compactage de couches successives de 30 cm au maximum sur toute la largeur de la zone de purge,

· enfin, des réceptions visuelles, géotechniques et topographiques seront réalisées par le contrôle.

D'après les exigences sur les fonds de fouille, les résultats en terme de compacité sont largement satisfaisants (compacité > 95%).

IV. REMBLAI DES ZONES DE PURGE

Cette phase intervient après les opérations de dessouchage des arbres, d'enlèvement de la terre végétale, de purge et de dégagement de l'emprise.

IV.1. PRÉPARATION DES TERRAINS SOUS REMBLAI

Dans les zones ou la plus grande pente du terrain naturel était supérieure à 15 cm par m (15%), il sera exécutée sur la surface d'appui des futurs remblais, des redans, ou des sillons sensiblement horizontaux, qui présenteront une profondeur moyenne de 20 cm et seront espacés de 2 m au maximum.

IV.2. COMPACTAGE DES TERRAINS SOUS REMBLAI

Après exécution des travaux de finitions, les surfaces devant recevoir les remblais seront compactées selon les prescriptions définies dans le tableau 3.

Nature des matériaux		CARACTERISTIQUES DES ESSAIS
Nature des matériaux	Désignation	Mode opératoire	Résultats exigés	Cadence des essais
Plate-forme terrassée en déblai	Densité en place et teneur en eau	Densitomètre à membrane et Dessiccation	Densité supérieure à 95% de la densité sèche maximale du Proctor modifié pour 95% des mesures	1 essai tous les 1500 m² (au moins 1 essai par zone).
	Essai Proctor modifié (PM)	LCPC	W = W_OPM 2%	1 essai Proctor / 1500 m²
	CBR en place	LCPC	CBR > 15	au moins 1 essai / 15000 m²
Surfaces destinées à être remblayées	Densité en place et teneur en eau	Densitomètre à membrane et dessiccation	Densité supérieure à 90% de _d du Proctor modifié (y compris à l'emplacement des trous rebouchés) pour 95% des mesures	1 essai / 1500 m²
Surfaces destinées à être remblayées	CBR en place	LCPC	CBR > 10	1 essai / 15000 m²
Corps de remblai sauf couche supérieure de 0,50 m	Densité en place et teneur en eau	Densitomètre à membrane et dessiccation	Densité supérieure à 95% de la densité sèche maximale du PROCTOR modifié pour 95% des mesures	1 essai / 500 m²
Corps de remblai sauf couche supérieure de 0,50 m	Essai CBR	LCPC	CBR > 10	1 essai / 5000 m³
Couche supérieure de remblai sur 0,50 m d'épaisseur	Densité en place et teneur en eau	Densitomètre à membrane et dessiccation	Densité supérieure à 98% de la densité sèche maximale PROCTOR modifié pour 98% des mesures	1 essai / 500 m²
	Essai PROCTOR modifié	LCPC	CBR à 95 % de l'OPM après 4 jours d'imbibition > 15	1 essai PROCTOR modifié / 5000 m³

IV.3. RÉALISATION DES REMBLAIS

L'objectif est de décrire les moyens matériels mis en oeuvre et de mettre en évidence la procédure d'exécution de la tâche.

IV.3.1. Les moyens matériels

Ils sont constitués d'une station totale, d'un niveau, du petit matériel topographique, d'un bulldozer, d'un chargeur, de citernes, de compacteurs, d'une niveleuse, de pelle mécanique et de camions bennes.

IV.3.2. La procédure d'exécution

ü implantation des piquets par une équipe topographique délimitant le tracé des zones de purges,

ü les matériaux de remblai sont transportés des lieux d'emprunts vers le lieu d'exécution par des camions bennes, ils subiront des prélèvements par l'équipe du laboratoire sous les directives de la mission de contrôle en vue de déterminer les paramètres de contrôle et de conformité,

ü après contrôle de l'assiette support des remblais, la surface de la zone de purge est chargée de matériaux d'apport (30 cm d'épaisseur maximum foisonnée) sur toute la largeur du remblai,

ü s'assurer que pour la dernière couche de remblai, le chargement s'effectuera de manière conforme sur une épaisseur inférieure ou égale à 30 cm,

ü le corps des remblais sera constitué de sable de dune et au niveau des bandes latérales extérieures de la plate forme (talus), on approvisionne du sable argileux (mélange de 70 % de sable de dune amélioré à 30 % d'argile),

ü après étalage et épandage du matériau de remblai sur toute la zone de purge, on procède à un arrosage avec la citerne d'eau, suivi d'un compactage avec le compacteur vibrant,

ü l'opération de compactage terminée, les topographes vont réimplanter les piquets, il sera suivi d'un contrôle de la compacité,

ü des essais de densitomètre au carottier, de teneur en eau et de Proctor modifié seront effectués (tableau 3),

ü la dernière couche de remblai, à savoir la plateforme de terrassement, fera l'objet d'un réglage fin avec la niveleuse et sera compactée suivant les exigences du CCTP (tableau 4).

V. TRAVAUX DE COMBLEMENT DES FOSSES SCEPTIQUES, DES PUITS ET DES SÉANES

Après le dégagement des emprises y compris la démolition des maisons, le dessouchage des arbres et les travaux de purge de la zone, on a procédé au comblement des fosses septiques, des puits et des séanes. La méthodologie adoptée consiste à décrire les moyens matériels mis en oeuvre et la procédure d'exécution.

V.1. LES MOYENS MATÉRIELS

Ils sont constitués d'une station totale, d'un niveau, de petits matériels topographiques (mires, trépieds pour cannes, chaîne, etc.), d'un bulldozer, d'un chargeur, d'une niveleuse, d'un dumper et d'une pelle mécanique.

V.2. LA PROCÉDURE D'EXÉCUTION

· identifier les fosses septiques, les puits et les séanes se trouvant au niveau de l'emprise,

· procéder à la vidange des fosses septiques par des sous-traitants, aux pompages des séanes et des puits. Les produits issus de cette vidange seront évacués vers la station d'épuration de Cambérène.

L'eau des puits, des séanes pourra être utilisée lors de l'arrosage des matériaux de remblai, pour le bétonnage. Mais il faut vérifier que l'eau des puits ne soit pas trop acide (pH < 7), le cas échéant elle peut attaquer le matériau et le rendre vulnérable à long terme. A et effet, des analyses d'eau ont été effectuées à différentes zones par le Groupe Laboratoire d'Analyse (GLA) pour évaluer la matière organique dans l'eau enfin de quantifier le coefficient d'oxydabilité des eaux, conformément à la règle analytique qui compare les oxydabilités en milieu basique et en milieu acide (Tableau 5), déterminer le degré de pollution, le pH (Tableau 6).

Le milieu acide renseigne sur la putréfaction végétale et le milieu basique renseigne sur la putréfaction animale plus redoutée et indésirable.

Echantillon	Milieu acide (mg d'O₂ /l)	Milieu basique (mg d'O₂ /l)
Séane du PK 2+400)	6,00	5,30
Technopôle	4,00	2,60
Hann Mariste	4,00	3,50

L'analyse du tableau 5 montre que la teneur en O₂ est beaucoup plus importante en milieu acide qu'en milieu basique dans toutes les zones soumises à l'essai. Il en résulte que l'oxydabilité en milieu acide est supérieure au milieu basique, d'où une putréfaction végétale due à la forte couverture végétale dans ce secteur.

Au vue des résultats obtenus de pH = 7,5 combiné à la teneur en chlore de 924,00 mg/l et celle des sulfates de 30,72 mg/l, il n'est pas prévisible à moyen et à long terme la création de piles chimiques (H⁺/Cl^-) ou (2H⁺/SO₄^2-) au contact avec l'eau, car l'étude ne révèle pas la présence d'hydrogène (H⁺).

Pour l'utilisation de l'eau dans la confection des bétons, les exigences sont consignées dans le tableau 7.

Tableau 7. Valeurs limites de sulfates et de chlorures exigées pour l'usage de l'eau dans le béton

Le tableau 6 comparé au tableau 7, montre que la teneur en sulfate (30,72 mg/l) est admissible pour tous les types de bétons alors que la teneur en chlore (924,00 mg/l) ne remplie pas les conditions d'utilisation pour un béton précontraint ou un coulis.

· Après la vidange, on passe au nettoyage des zones ciblées (les fosses, les puits et séanes). Les matériaux contaminés par ces fosses seront évacués dans des zones autorisées pour éviter qu'ils constituent une brèche de dégradation de la chaussée,

· Après l'approbation de ces zones par la MDS, on procède à une levée topographique pour déterminer les caractéristiques géométriques des fosses, des puits et séanes (diamètres, profondeurs).

· Ensuite on passe au comblement de ces compartiments gênants qui seront remblayés par du sable de dune, puis il s'en suit un compactage hydraulique.

· Enfin les différentes parties ciblées sont comblées et une réception visuelle par la MDS sera réalisée. Cette dernière pourra demander à l'entreprise d'effectuer les essais de compacité et de teneur en eau supplémentaires pour des vérifications.

VI. LE DÉVOIEMENT DES RÉSEAUX DES CONCESSIONNAIRES

La présence de certains réseaux de concessionnaires sur l'emprise du projet n'était pas prise en compte dans le projet de base. C'est ainsi que beaucoup de temps a été consacré aux repérages des réseaux de différents concessionnaires dont certains n'ont pas maîtrisés leur réseau. Des sondages ont été réalisés pour leur identification. Des solutions sécuritaires ont été apportées afin d'assurer leur déplacement et leur protection. Il s'agissait des réseaux des concessionnaires suivants :

VI.1. RÉSEAU DE LA SDE

La présence d'une conduite DN 700 au croisement de Cambérène (PK 1+020) sur l'axe de l'autoroute, d'une longueur de 151 m, a nécessité un déplacement pour pouvoir démarrer l'ouvrage d'art de Cambérène. Des investigations et études ont été réalisées durant des mois avec le service concerné pour son dévoiement et sa protection. Des galeries pouvant accueillir des conduites de DN 1000 et DN 1200 ont été réalisées. Les caractéristiques de ces dernières

Galeries de la SDE	DN 1000 (sur l'axe de l'autoroute)	DN 1200 (sur la RN 1)
PK	4+100	4+410
Section (m²)	2,20×2	2,4×2
Longueur (m)	100,06	44,44
Diamètre (mm)	1000	1200

VI.2. RÉSEAU DE L'ONAS

Une conduite de diamètre 315 mm a été repérée sur la traversée de l'autoroute et de la RN1 au PK 0+681. L'option d'une galerie de 2,702 m² de section et de 81,57 m de long a été retenue pour sa protection afin de permettre le futur passage d'une conduite de 500 mm de diamètre pour l'assainissement des quartiers environnants.

D'autres galeries concernant l'assainissement ont été réalisées au niveau de la route de la Roseraie, à BONNA sur l'axe de l'autoroute. Le tableau 9 donne leurs caractéristiques.

Types de galeries	Conduite du PK 0+681	Galerie ONAS Roseraie	Galerie BONNA
PK	0+681	3+329	0+728
Section (m²)	2,702 m²	(2×2 m²)	(2×2 m²)
Longueur (m)	81,57 m	50 m	90,35 m

VI.3. RÉSEAU DE LA SENELEC

Suite au repérage de câbles électriques par des sondages, un appel d'offre a été lancé pour la sélection d'une entreprise chargée de déplacer une partie du réseau de la SENELEC se situant au niveau de l'emprise des terrassements pour une plus grande sécurité. Ces câbles ont été repérés aux PK 3+325 et 3+350 sur l'axe de l'autoroute.

VI.4. RÉSEAU DE LA SONATEL

Des sondages ont été effectués et des galeries réalisées pour assurer la protection des fibres optiques situés sur l'emprise du projet notamment aux PK 2+040 à 2+290 avant l'échangeur de Pikine.

VII. TRAVAUX DE LA ZONE ELTON

La zone dite de ELTON est celle où était l'ancienne station service ELTON. Elle constitue le point de raccordement entre les lots I et II. C'est le point le plus critique du projet vue sa structuration, sa position par rapport à la nappe (nappe affleurante). Elle constitue le point de départ de notre projet (PK 0+000).

La procédure d'exécution de cette zone comprend plusieurs parties dont les plus importantes sont :

C'est une zone marécageuse où s'est développée une forte végétation arbustive à cause de la nappe qui affleurait.

ü purger toute l'étendue de la zone en procédant en même temps au pompage de l'eau qui constituait une gêne pour les engins,

ü faire des levées topographiques pour déterminer les dépressions et les crêtes afin de déterminer le volume des remblais,

ü remblayer la zone par du matériau basaltique 100/300mm. Cette opération sera réalisée par des camions chargés de matériau à l'aide de pelles mécaniques,

ü remblayer la zone par du sable de dune jusqu'à une épaisseur de 50 cm pour des bandes de 3 à 4 m de largeur. Ce procédé rend efficace le compactage des matériaux basaltiques (Photo 9),

ü exécuter un second remblai de sable de 50 cm d'épaisseur afin de combler tous les interstices laissés par les matériaux basaltiques puis procéder à l'arrosage,

ü mise en place d'un géotextile sur l'arase pour empêcher les remontées d'eau par capillarité,

ü verser du sable sur le géotextile jusqu'à l'obtention d'une surface plane, la couche de sable doit être très épaisse (50 cm) et couvrir toute l'étendue du géotextile (Photos 10 et 11).

Photo 9. Remblai de matériau basaltique 100/300 mm et de sable dans la zone de Elton

VIII. ENCOMBREMENT DE LA ZONE DES TRAVAUX

C'est la difficulté d'accéder à l'emprise des travaux de la dite autoroute à péage. La zone des travaux du lot II entre la Patte d'Oie et Pikine étant très proche de la RN1, la circulation a été très difficile au niveau des points de sortie du chantier ce qui a valu à l'entreprise de former en collaboration avec la gendarmerie des facilitateurs de circulation pour fluidifier le trafic.

La proximité des habitations a également causé pas mal d'ennuis avec la traversée de l'emprise par les riverains par manque de passerelles préalables au déroulement des travaux. Ceci a causé des problèmes de mobilités des engins et de sécurité pour les piétons. Ainsi des déviations ont été effectuées et réactualisées avec l'avancement des travaux, en collaboration avec les autorités municipales de la commune de Dalifort. Vue l'étroitesse des rues du quartier, d'importantes mesures de sécurité (arrosage des ruelles, alerte par les forces de l'ordre, mobilisation des facilitateurs etc.) ont été prises lors du bétonnage des ouvrages d'art. Le bétonnage occupe un espace assez importante et l'accès des engins dans l'emprise va prendre un temps énorme ce qui peut amener une prise du ciment. Pour palier à ce problème, des mesures sécuritaires ont été prises avec des ajouts d'adjuvants du fait que le béton est de type B40, pour augmenter le temps de prise du ciment et éviter la baisse des résistances mécaniques du béton à l'air libre.

Conclusion partielle

Les difficultés rencontrées sur le terrain ont retardé la durée des travaux, mais leurs résolutions de façon graduelle ont contribué au bon fonctionnement des travaux. La majeure partie des difficultés rencontrées a été résolue à 100%. Le seul point critique des travaux noté est la zone Elton où les études préalables à sa réalisation ont été faussées au stade d'avant projet. A ce propos, l'exécution du traitement de la zone Elton, devait se faire de la manière suivante :

- remblayer la zone par couches successives, c'est à dire à chaque fois qu'on met une couche de matériau 100/300mm, on comblera les vides avec une couche de sable de dune,

- l'opération sera répétée à plusieurs reprises jusqu`à l'obtention de la hauteur demandée. Cela a pour avantage de combler les interstices entre les matériaux 100/300mm au fur et à mesure et d'éviter les infiltrations d'eau,

- mettre en place une couche de réglage en sable de dune dans le but d'obtenir une arase, - enfin le géotextile sera mis en place sur l'arase et couvert par une épaisse couche de sable.

Les études de niveau d'eau menées dans cette zone (PK 0+330) ont permis de situer la nappe par rapport au terrain naturel qui se situait à 0,85 m d'où un pompage important dans ce secteur.

La résolution de ces difficultés rencontrées sur le terrain permettait une bonne exécution du lot II de l'autoroute et d'augmenter la résistance des couches par apport de matériau traité.

TROISIEME PARTIE : METHODOLOGIE D'EXECUTION DU LOT II DE L'AUTOROUTE A PEAGE ENTRE PATTE D'OIE ET PIKINE

INTRODUCTION

Dans le projet du lot II, la procédure d'exécution de la couche de plateforme est différente de celle adoptée par les entreprises sénégalaises.

Le lot II est situé dans une zone très basse où la nappe affleure en surface. Ceci nécessite de remblayer la zone pour ne pas avoir l'influence de la nappe, afin d'éviter la remontée de l'eau en surface. Ce qui pourrait dégrader la chaussée à long terme, surtout en saison des pluies.

C'est ainsi qu'on a songé à remblayer la plateforme de la chaussée par du matériau très grossier (sable de dune), allant même jusqu'à améliorer ce sable par de l'argile toujours dans le but de consolider la plateforme devant recevoir les couches de chaussées.

La coupe de la plateforme de forme trapézoïdale est divisée en 2 parties : le noyau et les talus. Ce procédé constitue une première au Sénégal. Le matériau peut être stabilisé par la pose d'un anti-contaminant de type géotextile comme c'est le cas dans notre projet.

I. PLATEFORME DE LA CHAUSSÉE

I.1. DÉFINITION

La plateforme de la chaussée représente le sol support, elle correspond au terrain occupant les parties supérieures des terrassements (30 à 100 cm). (Mbow B.M., n° 115, 2002). Sa portance influe pour une grande part sur l'épaisseur des couches de chaussée. Sa largeur peut atteindre 35 m (Georges R., 1998).

I.2. CARACTÉRISTIQUES DE LA PLATEFORME

La plateforme d'une chaussée doit supporter les charges transmises par les autres couches de la chaussée sans subir de dommages. Elle doit être rigide pour permettre aux couches sus-jacentes d'être stables par rapport au terrain d'assise. La plupart des plateformes au Sénégal est constituée à 70 % par du sable limoneux avec un CBR variant entre 10 et 35 (Ndiaye L., n° 189, 2008). Ainsi à différents PK, les CBR effectués sur la plateforme ont donné les résultats consignés dans le tableau 10.

PK	CBR
0+725	16
0+825	16
0+925	19
1+550	18
1+650	16
1+750	20
2+100	18

Nous noterons que les valeurs obtenues sont toutes supérieures à 10. Le tableau 11 illustre les différents types de plateformes en fonction de leur CBR.

Tableau 11. Classification des différents types de plateformes en fonction du CBR (LCPC-SETRA, 2003)

Type	Examen visuel (essieu de 13 t)	Indice portant CBR	Type de sol
P₀	circulation impossible sol inapte très déformable	CBR = 3	Argiles fines saturées, sols tourbeux, faible densité sèche, sol contenant des matières organiques, etc.
P₁		3 = CBR = 6	Limons plastiques, argileux et argilo plastiques, argiles à silex, alluvions grossières, très sensibles à l'eau
P₂ ou PF₁	Déformable	6 = CBR = 10	Sables alluvionnaires, argileux ou fins limoneux, graves argileuses ou limoneuses, sols marneux contenant moins de 35% de fines
P₃ ou PF₂	Peu déformable	10 = CBR = 20	Sables alluvionnaires propres avec fines < 5%, graves argileuses ou limoneuses avec fines < 12%
P₄ ou PF₃	Très peu déformable	20 = CBR = 50	Matériaux insensibles à l'eau, sables et graves propres
P₅ ou PF₄	Très peu déformable	CBR > 50	Matériaux rocheux saints, etc., chaussées existantes

D'après le tableau 11, notre plateforme de chaussée présentant un CBR compris entre 10 et 20 est de classe P3 ou PF2 (plateforme de type 2). De plus, par examen visuel avec l'essieu de 13 tonnes, notre terrain est peu déformable et le sol est de type sable alluvionnaire propre avec un pourcentage de fin inférieur à 5%.

I.3. PROCÉDURE D'EXÉCUTION DE LA PLATEFORME

La couche de plateforme est la dernière couche de remblai après les travaux de terrassements. C'est une couche de transition qui remplie deux fonctions :

- un rôle intermédiaire entre la couche de sol et la couche supérieure (la couche de forme)

Ø modeler la couche de façon à avoir un noyau en sable de dune, les talus et la couche supérieure en sable amélioré à l'argile.

I.3.1. Les travaux de purge

Certaines zones du projet, vue leur structuration, leur comportement à long terme sont obligatoirement soumises à des travaux de purge de la zone. Il s'agit par là, d'enlever tout le matériau situé sur l'assise du terrain de fondation de la chaussée et jugé non utilisable comme matériau de remblai. C'est le cas des compartiments qui sont proches de la nappe et présentant une accumulation élevée en matière organique (reconnue par l'aspect noirâtre du sol).

Des études topographiques ont permis de localiser ces zones d'après leurs PK (Tableau 12).

Il faut signaler que l'eau issue des zones de purge, si elle ne présente pas les qualités d'une eau apte à être utilisée dans les travaux, sera déversée dans les Niayes après pompage.

Certains matériaux de déblai seront utilisés pour remblayer les zones de purge, c'est le cas de ceux présentant un CBR > 10. Dans le cas contraire, le matériau de déblai sera purgé et dégagé de l'emprise.

Les opérations de purge terminées, les zones sont remblayées. Il sera suivi d'un réglage du terrain pour obtenir la côte demandée puis le compactage requis. Il a été procédé à la pose d'un tapis drainant (géotextile) dans certaines zones pour drainer les eaux latéralement mais également consolider la plateforme de chaussée.

I.3.2. L'exécution du tapis drainant

Le géotextile appartient à la famille des géosynthétiques, terme désignant un produit dont au moins l'un des constituants est à base de polymère synthétique ou naturel. Il se présente sous forme de feuilles de bandelettes ou d'une structure tridimensionnelle, utilisée en contact avec le sol ou d'autres matériaux dans les domaines de la géotechnique et du géni civil (Photo 12).

a. Caractéristiques des géotextiles :

ü la séparation afin d'éviter le mélange de 2 sols ou matériaux de remblai de nature différente.

ü la filtration car il peut maintenir le sol et permettre le passage de fluide à travers ou dans son plan.

ü le drainage, il collecte et transporte les eaux pluviales, souterraines et/ou d'autres fluides dans son plan.

ü le renforcement, il a la capacité de résister pour améliorer les propriétés mécaniques du sol ou d'autres matériaux de construction,

ü la lutte contre l'érosion des surfaces en limitant ou en évitant les mouvements du sol principalement sur une surface inclinée.

Dans notre étude, le géotextile est utilisé pour drainer l'eau de la nappe, protéger la couche de plateforme contre les eaux de pluie et les remontées capillaires.

b. Mise en oeuvre du tapis drainant

Le nom détermine son rôle, il sert à drainer l'eau se trouvant dans le sol. La mise en place du tapis drainant a nécessité d'abord :

- le compactage de la couche jusqu'à l'obtention d'une compacité > 95% de l'OPM,

- un nettoyage de la zone pour faire disparaître les éléments métalliques et les matériaux qui n'assureraient pas l'adhérence entre le sol et le géotextile,

- combler tous les vides par du sable de dune, afin d'obtenir une surface plane,

- mettre en oeuvre le matériau drainant (le sable de dune) sur une épaisseur de 70 cm au dessus du géotextile, suivi aussitôt d'arrosage et de compactage pour ne pas perdre l'humidité du sol,

Il faut noter que le matériau sableux ne doit pas être très grossier pour éviter la détérioration du géotextile, pour cela du sable fin a été utilisé.

Les parties où la pose de tapis drainant a été effectuée correspondent en général aux zones où la nappe affleurait (tableau 13).

I.3.3. Procédure d'exécution des remblais

Les remblais sont exécutés de deux manières, la première consiste à approvisionner le corps de la chaussée par du sable de dune, la deuxième à remblayer les accotements par du sable argileux. La couche au dessus du noyau est en sable argileux.

Ø les camions en provenance des emprunts (Keur Massar, NDiakhirate, Keur Ndiaye LÔ pour le sable de dune et Dougar Peuhl pour l'argile) déchargent le matériau au niveau de la plateforme de la chaussée,

Ø il s'en suit une identification complète de ces derniers au laboratoire et leur validation par la MDS,

Ø l'assiette des remblais préalablement préparée recevra les couches de sable comme suit :

Le sable amélioré étant un matériau peu plastique est utilisé pour l'épaulement de la chaussée, pour la stabilité des talus. L'eau de pluie peut ainsi ruisseler sur les pentes et les talus sont protégés du ruissellement par l'argile qui présente une perméabilité très faible.

L'entreprise voulant toujours faire de la qualité et pour une chaussée durable et rigide la dernière couche de plateforme sera remblayée par du sable amélioré avec l'argile, car plus la couche de plateforme est importante, plus la chaussée est rigide. La dernière couche à une épaisseur de 30 cm, elle sera arrosée et compactée selon les prescriptions techniques (Figure 6).

I.3.3.1. Rappels des essais effectués sur le sable et sur l'argile

a. L'essai Proctor (NF P 94-093)

Il a pour but de déterminer la teneur en eau à laquelle doit être compactée un sol pour obtenir sa densité sèche maximale.

b. L'essai CBR (NF P 94-078) ou indice portant CBR

C'est un essai qui pour but de déterminer la portance du matériau et de voir comment il se comporte au contact des charges.

c. L'essai granulométrique (NF P94-056)

Elle consiste à faire passer à travers un échantillon représentatif de granulats à travers une colonne de tamis dont les ouvertures vont en décroissant du haut vers le bas. Il a pour but de déterminer le diamètre des grains, ainsi que les différentes fractions granulaires (cailloux > 20 mm, graviers > 2 mm, sables > 0,2mm).

d. Limites d'Atterberg (NF P94-051)

Ce sont des teneurs en eau conventionnelles qui fixent un état du sol. On les mesure sur la fraction des terres passant au tamis 0,5 mm. Les paramètres mesurés sont la limite de liquidité (W_l), la limite de plasticité (W_p) et l'indice de plasticité (I_p) qui est la différence entre W_l et W_p. Il permet de définir le degré de plasticité d'un sol.

I.3.3.2. Présentation des résultats

Après la réalisation des différents essais au laboratoire sur les différents types de sables, les résultats sont consignés dans les tableaux 14, 15 et 16.

Tableau 14. Récapitulatifs des essais d'identification sur le sable de Keur Ndiaye LÔ

Proctor		Granulométrie			Propreté des éléments fins	ES	CBR
Y_d max (g/cm³)	1,725	% > 20mm	% < 2mm	% < 0,08	1	73	95 % opm	Gonflement
W _opm	13,3	0	100	1,27			10	0

Classification LCPC : D1, sables alluvionnaires propres, sables de dunes (pourcentage inférieur à 2 mm > 70%)

Tableau 15. Récapitulatifs des essais d'identification sur le sable de Ndiakhirate

Proctor		Granulométrie			Propreté des éléments fins	ES	CBR
Y_d max (g.cm^-3)	1,742	% > 20 mm	% < 2 mm	% < 0,08	3,2	85	95 % opm	gonflement
W _opm	12,7	0	99,82	0,70			20	0

Tableau 16. Récapitulatifs des essais d'identification sur le sable de Keur Massar

Proctor

Granulométrie

Propreté

des éléments fins

CBR

Y_d max (g.cm^-3)

1,775

% >

20 mm

% <

2mm

% <

0,08mm

1,3

95% opm

gonflement

W _opm

13,0

100

0,7

I.3.3.3. Analyse des résultats

IL faut noter que ces trois types de sables montrent des résultats satisfaisants, en terme de CBR, les valeurs acquises sont conformes au CCTP (CBR > 10%) pour la couche de plateforme en sable de dune, mais toutefois ils présentent des différences en terme de compacité à travers les densités in situ au carottier illustrés dans le tableau 17.

Tableau17. Résultats des essais de densités in situ sur les différents sables

Sable roux de Keur Massar		Sable blanchâtre de Ndiakhirate et Ndiaye LÔ
PK	Compacités	PK	Compacités
1+500	100,5	1+363	95,0
2+725	100,5	1+900	96,1
2+775	100,0	2+025	99,0
3+349	100,5	2+050	98,6
3+350	101,8	2+775	96,6

Le tableau 17 montre que le meilleur sable est le sable roux de Keur Massar car étant plus grossier ; l'eau s'infiltre facilement et la couche est facile à compacter mais il n'est pas propre pour le béton car présentant un ES de 17 alors que la valeur de l'ES contractuelle pour le béton doit être supérieure à 80. Par contre pour le sable blanchâtre de Ndiakhirate et de Keur Ndiaye LÔ, la couche est très difficile à humidifier car l'eau ne s'infiltre pas intégralement à cause de sa faible porosité. Ces sables présentent une bonne propreté pour faire du béton car présentant des ES de 73 et 85.

Toutefois les compacités obtenues sur ces matériaux sont toutes conformes au CCTP (> 95%)

I.3.3.4. Caractérisation de l'argile

Les résultats des essais effectués sur l'argile sont résumés dans le tableau 18.

Proctor		Granulométrie a l'eau			Limites d'Atterberg		CBR
Y_d max (g.cm^-3)	1,980	% > 20 mm	% < 2 mm	% < 0,08mm	LL	35	95% opm	7
					LP	17
W _opm	11,1	0	99,7	63,80	IP	18	Gonflement (mm)	0,8

LCPC/GTR, A2 : sables fins argileux, limons, argiles et marnes peu plastiques, arènes

I.3.3.5. Caractérisation du mélange de 70% sable de dune et 30% d'argile

Le mélange sable de dune et argile effectué avec les proportions énumérées ci-dessus a subi des essais de caractérisation et d'identification mais également des essais de densité in situ. Les résultats sont consignés dans les tableaux 19 et 20).

Tableau 19. Résultats des essais de caractérisation et d'identification du mélange argile - sable de dune

Proctor modifié		Granulométrie			ES	Limites d'Atterberg		CBR
Y_d max (g.cm³)	1,9	% > 20 mm	% < 2 mm	% < 0,08 mm	18	LL	34,5	95% opm	Gonflement
						LP	17,2
W _opm	10,3	0	82,84	1,52		IP	17,3	21	0

Les compacités obtenues satisfaites les exigences techniques (compacité > 95%), mais pour la dernière couche de sable amélioré une valeur supérieure à 98% est requise. Toutefois on ne note pas de gonflement dans le cas du mélange.

LCPC/GTR, A2 : sables fins argileux, limons, argiles et marnes peu plastiques (IP = 17,3).

I.3.3.6. Conclusion partielle

Vue la valeur du CBR du mélange (CBR > 10), son comportement peu plastique, l'absence de gonflement, l'utilisation de ce matériau comme couche de plateforme peut s'avérer nécessaire pour une plus grande résistance du terrain d'assise.

Chapitre II : PROCEDURE D'EXECUTION DES COUCHES D'ASSISES DU LOT II

INTRODUCTION

Après l'exécution de la plateforme, la succession des couches de chaussée est la suivante :

Cette disposition participe à une bonne dissipation des pressions et augmentation considérable de la résistance de la chaussée aux charges verticales.

II.1. LA COUCHE DE FORME OU SOUS-COUCHE DE FONDATION EN GRAVE LATÉRITIQUE

Après l'exécution de la dernière couche de la plateforme en sable amélioré, on a procédé à une pose d'une sous-couche de fondation en latérite crue. Il s'agit donc d'une couche de transition entre la dernière couche de la plateforme (sable amélioré) et la couche de fondation en latérite améliorée au ciment. Elle doit être d'une résistance et d'une épaisseur suffisante pour participer au fonctionnement mécanique de la chaussée et pour pouvoir supporter les pressions résultantes des charges verticales sur la chaussée (Figure 7).

A long terme, cette couche doit procurer une portance homogène, être peu sensible aux fluctuations de l'état hydrique du sol, contribuer au drainage de la chaussée (Direction des routes, 1985). Pour répondre à tous ces critères, l'épaisseur de la couche doit être significative. Dans le cas de notre projet du lot II, elle est de 30 cm.

Figure 7. Principales exigences auxquelles doit répondre une couche de fondation (Fall, 1993)

II.1.1. Description du matériau utilisé

La latérite provient du village de Syndia. Elle est classée dans le groupe I, d'après la classification des carrières latéritiques (Fall et al, 1994). Cette classification montre que la latérite de Syndia a un CBR > 80 ce qui remplie les conditions techniques du projet (tableau 21).

II.1.2. Caractérisation de la latérite crue

La latérite en provenance de Syndia a été soigneusement prélevée pour une identification complète. Après homogénéisation et quartage, le matériau est séché à l'étuve. Les résultats des essais effectués sont compilés dans les tableaux 22, 23 et 24.

Echantillons

Granulométrie (mm)

Limites (%)

Classification

GTR

Ø > 20

20 > Ø > 2

Ø < 0,08

Latérite crue

6,83

26,50

16,56

16,1

Selon le GTR 2004, la latérite étudiée avant CBR appartient à la classe B6 qui sont des sables et des graves argileux à très argileux, il s'agit d'un sol peu plastique car son IP est inférieur à > 12.

Echantillons

Granulométrie (mm)

Limites (%)

Classification

GTR

Ø > 20

20 > Ø > 2

Ø < 0,08

Latérite crue

55,56

21,33

15,9

Après CBR, la latérite est de classe B5 avec un IP inférieur à 12, il s'agit de sables et de graves très silteux. Les valeurs de CBR obtenues sont supérieures à la valeur demandée (80), le matériau est apte à être utilisée en couche de forme.

L'observation des résultats montre que les essais après CBR montrent un pourcentage d'éléments inférieurs à 80 mm important ce qui fait que le matériau devient faiblement plastique et passe d'un état argileux à un état silteux (GTR, 2004).

II.1.3. Méthodologie d'exécution de la couche

ü la mise en place de la latérite non traitée sera faite par la niveleuse pour une épaisseur supérieure à 30 cm,

ü l'équipe topographique procède à l'implantation des piquets pour indiquer la côte finie de la fondation augmentée de la marge de tassement,

ü la surface est réglée et mise en forme conformément au profil demandé, suivi d'un débordement sur la largeur pour prévoir les talus,

ü des prélèvements de matériaux sont effectués pour déterminer la valeur du Proctor de référence de la couche,

ü il s'en suit un réglage final avec la niveleuse, puis on passe au compactage avec le compacteur à pneu pour 8 passes, suivi du compacteur vibrant pour 5 passes,

ü enfin, on passe à l'autocontrôle pour des corrections éventuelles, puis réception finale sous le contrôle de la MDS.

II.2. LA COUCHE DE FONDATION EN GRAVE LATÉRITIQUE TRAITÉE AU CIMENT

Après l'exécution de la latérite crue comme sous-couche de fondation, on a jugé nécessaire de mettre dessus une couche fondation en latérite traitée avec le ciment. L'épaisseur finie de cette couche est de 25 cm. Elle consiste à améliorer les caractéristiques mécaniques de la chaussée (LCPC, 1975).

II. 2.1. Etude de la formulation de la latérite ciment

Le ciment provient de la cimenterie Sococim Industries (Rufisque). Il s'agit d'un ciment de type CEMII ou CPA 32,5. Une étape importante de l'étude du mélange latérite - ciment est sa formulation. Celle-ci doit aboutir à la détermination du dosage en ciment optimum permettant d'atteindre la résistance recherchée. Le seul critère retenu est le CBR qui doit répondre aux prescriptions du CCTP. Il doit être supérieur à 160.

II.2.2.1. Présentation des résultats de formulation

Plusieurs essais ont été effectués sur la latérite - ciment pour la détermination de la formule de travail en couche de fondation.

Tableau 25. Résultats des essais Proctor et CBR de la latérite améliorée au ciment

DESIGNATIONS	Proctor		CBR
	äd _max. (g.cm^-3)	w _opm. (%)	95% opm
Latérite + 3% de ciment	2,031	12,4	167
Latérite crue + 3,5% de ciment	2,026	12,2	182
Latérite crue + 4% de ciment	2,040	12,3	223

L'analyse du tableau 25 montre que les valeurs de CBR, avec une amélioration de 3% ; 3,5% et 4% sont tous supérieures à 160, elles sont respectivement 167%, 183%, 223%. Donc les exigences techniques sont obtenues à la suite des essais CBR et Proctor. Les meilleures valeurs sont obtenues avec 4%.

II.2.2.2. La résistance à la compression et à la traction

Des éprouvettes d'élancement (H/D) 2 sont confectionnées avec les différents pourcentages de ciment précités pour réaliser des essais de compression simple. Les cures sont faites à 3 jours à l'air, 7 jours à l'air, 14 jours à l'air et à l`eau...etc.). La photo 19 montre des éprouvettes de latérite-ciment curées à l'eau et à l'air.

L'éprouvette est écrasée dans le sens de sa hauteur pour la résistance à la compression simple ou dans le sens de son diamètre pour la résistance à la traction. La photo 20 montre des illustrations.

II.2.2.3. Présentation des résultats de compression et de traction

Les essais de compression et de traction effectués sur les différentes éprouvettes confectionnées ont donné les résultats qui sont consignés dans la Figure.L'analyse des valeurs Rt et Rc avec les différents pourcentages de ciment montre qu'elles sont toutes conformes aux prescriptions du CCTP avec les âges définis, seul l'amélioration à 3% de ciment donne des résultats qui sont non conformes, mais à 28 jours air, la valeur de RT est supérieure à 2. Nous retenons qu'à 3,5 % et 4% les résultats sont satisfaisants à 100%. Les meilleurs résultats sont obtenus à 4% de ciment parce qu'avec 3 et 3,5%, on a une insuffisance de ciment combinée à l'effet du vent. Le dosage en poids du ciment devient faible. Ainsi une planche d'essai a été réalisée avec 4% de ciment.

II. 2.3. Procédure d'exécution de la planche d'essai

Une longueur de 100 m a été aménagée pour recevoir deux bandes traitées à 4% de ciment. La procédure est la suivante :

Ø mise en place de la latérite crue qui sera étalée par le rouleau à pied de mouton afin d'écraser les gros blocs de latérite,

Ø scarification et désagrégation de la latérite crue jusqu'au sommet de la couche de fondation (épaisseur de 25 cm) dans le souci d'éliminer les mottes de latérite,

Ø épandage du ciment de façon uniforme et pondérée sur toute la couche concernée,

Ø malaxage de la latérite - ciment par la recycleuse sur des largeurs de 2 m pour éviter la formation de joints si les intervalles sont grands,

Ø compactage initial juste après le mélange avec le compacteur à rouleau lisse sur 3 passes,

Ø nivellement de la surface compactée avec la niveleuse pour être à la côte demandée,

II.2.3.1. Présentation des résultats de la planche d'essai

Des essais Proctor, CBR, de Rt et de Rc sont effectués. Il faut noter que seules les valeurs de CBR données au tableau 27 suffisent pour apprécier la qualité de la planche expérimentale.

L'analyse des résultats montre que les valeurs de CBR obtenus sont conformes aux prescriptions du marché, sauf pour la deuxième bande qui donne une valeur CBR de 155%, valeur inférieure à celle demandée (160%). Cela s'explique par les conditions du terrain ou l'homogénéisation est très difficile, car l'étude effectuée sur la planche d'essai dans les conditions de laboratoire a donné d'excellents résultats (CBR =205 pour MSF, et 290 pour ICA).

Le traitement de la couche de fondation à 4% de ciment en poids est meilleur et a été utilisé pour le reste de la chaussée.

II.2.3.2. Conclusion partielle

Le dosage optimal en ciment est celui qui permet d'obtenir sur des éprouvettes confectionnées au laboratoire un CBR au moins égale à 160. Le choix d'un indice CBR au moins égale à 160 est basé sur le fait qu'une couche de base après sa mise en oeuvre doit avoir un CBR au moins égal à 80%. Les mélanges étant réalisés dans des conditions souvent mieux contrôlées au laboratoire qu'au chantier, il convient d'affecter les résultats obtenus sur le chantier d'un coefficient de sécurité. Selon Liautaud 1975, en prenant une valeur de coefficient de sécurité égale à 2, on espère obtenir sur le chantier un CBR de 80%. En plus, vue les résultats obtenus sur les essais Proctor, CBR, Rt et Rc qui sont conformes à 100% avec le pourcentage optimum de 4% en poids, nous adapterons la méthode d'amélioration de la couche de fondation en latérite crue à 4% de ciment en poids avec la teneur en eau optimal ( _opm #177; 2%), avec la même procédure définie ci-dessus tout en évitant de faire passer le compacteur à pneu lisse ou le pied de mouton en premier pour éviter le feuilletage (figure 8) ou les stries sur la couche sol - ciment (GTR, 2000).

Figure 8. Effets des compacteurs à pneu lisse sur la couche de la latérite traitée au ciment (GTR, 2000)

II.3. LA COUCHE D'IMPRÉGNATION

II.3.1. Définition

C'est une couche de protection qui repose sur la couche de latérite - ciment dont le rôle est de contribuer à l'amélioration de la chaussée et renforce la protection mécanique, thermique et hydraulique par imperméabilisation (LÔ M. , n° 180, 2007).

II.3.2. Composition

Dans le cas de notre étude, l'imprégnation est constituée par du bitume fluidifié (cut-back 0/1) avec les compositions définies dans le tableau 28.

Il faut noter que le kérogène bien qu'entrant dans la composition, ne demeure pas dans la couche, il s'évapore rapidement après sa mise en oeuvre. Son rôle est de fluidifier le bitume pour diminuer sa viscosité (DRCR, 1983).

II.3.3. Procédure d'exécution

- balayer cette dernière avec une balayeuse mécanique, de façon à éliminer tout matériau roulant ou toute poussière résiduelle,

- arroser légèrement la surface de la couche de fondation par la citerne d'eau pour humidifier la couche,

II.3.4. Comportement des planches imprégnées

A la suite de l'imprégnation, les comportements sur la couche de fondation sont illustrés dans les figures 9 et 10.

On remarque que le cut-back à un comportement bien connu, à savoir une infiltration de facto du mélange bitume - kérogène. Dans la figure 9, le phénomène de ressuage est bien visible, l'observation montre l'hétérogénéité du liant qui se traduit par 2 compartiments : une partie haute sous-dosée et une partie basse sur-dosée, entraînant l'accumulation du bitume qui favorise le ressuage.

La figure 10 montre une fissure de la couche en superficie, elle s'explique par le caractère ferme de la couche (compacité élevée, porosité faible).

Conclusion partielle

Le cut-back 0/1 imprègne bien la couche de fondation, il assure le lien entre cette dernière et la couche sus-jacente (couche de base) car une bonne pénétration du produit hydrocarboné a été observée le terrain, malgré l'apparition de phénomènes de ressuage et de fissuration.

II.4. LA COUCHE DE BASE EN GRAVE BITUME

II.4.1. Définition

C'est la couche située en dessous de la couche de roulement, reposant sur la couche de fondation. Son épaisseur est de 15 cm. Elle subit plus les contraintes verticales que la couche de fondation et des efforts de cisaillement d'autant plus importants que la couche de surface est mince. Si la couche de base possède une rigidité élevée, comme dans le cas des couches stabilisées, il se produit un effet de dalle et des contraintes de traction se développent à sa base (Fall, 1993). Cette couche présente un certain nombre d'exigences (Figure 11).

II.4.2. Les composants de la grave bitume

II.4.2.1. Caractéristiques des agrégats

Ils sont produits par la Société Gécamines (région de Thiès) et se présentent sous les classes granulaires 0/3 mm, 3/8 mm, 8/16 mm et 16/25 mm.

a. Etude expérimentale

Les pourcentages granulométriques du mélange des agrégats sont donnés dans le tableau 30.

b. Les essais réalisés sur les agrégats

c. Présentation des résultats

Les résultats des essais réalisés sur les agrégats sont consignés dans les tableaux 31 et 32.

Le tableau 31 comparé au tableau 32 montre que seul l'essai de forme donne une valeur non conforme au CCTP, cela peut être dû au manque d'homogénéisation lors du prélèvement des granulats mais également à la nature de la roche mère (basaltique) qui se forme en domaine océanique.

II.4.2.2. Caractéristiques du mélange bitumineux

Le bitume utilisé est de type 40/50 fourni par la Société ERES. La moyenne des essais de pénétrabilité a donnée 42, ce qui permet de classer le liant hydrocarboné dans la classe 40/50.

a. Etude expérimentale

Différents pourcentage de bitume (3 ; 3,5 ; 4 ; 4,5 ; 5 et 5,5) ont été utilisés pour la confection des éprouvettes. Trois éprouvettes ont été réalisées pour chaque pourcentage de bitume avec le mélange granulaire défini ci-dessus. L'essai Marshall a été réalisé sur chaque éprouvette confectionnée.

b. L'essai Marshall (NF P98-251-2)

Il a pour but de déterminer, pour un compactage donné, la stabilité Marshall et le fluage Marshall d'une éprouvette de dimension déterminée. Il est applicable sur les enrobés à chaud. Le moule contenant l'enrobé est soumis à l'essai de compression simple.

ü la valeur en 1/10 mm de l'affaissement de l'éprouvette au moment de la rupture correspond au fluage Marshall.

c. Présentation des résultats

Pourcentage Bitume	Densité (g.cm^-3)	Force de rupture (kgf)	Fluage (mm)	% vides	% VMG	Degré de saturation
3	2,51	1119	3,3	8,6	15,9	46,0
3,5	2,54	1292	3,5	6,8	15,4	55,9
4	2,56	1381	3,6	5,2	15,2	65,6
4,5	2,57	1442	3,7	3,8	15,1	74,7
5	2,55	1373	4	3,8	16,2	76,7
5,5	2,53	1117	4,2	3,7	17,2	78,6

Désignations	Valeurs admises
Nombre de coups par face	75
Stabilité Marshall (kgf)	> 1000
Fluage Marshall (mm)	= 4
Pourcentage des vides	3 - 6
Degré de saturation en bitume (%)	70 - 80
Adhésivité	= 75
Pourcentage du VMG	= 13
Relation filer / bitume	1,1 - 1,5

En comparant les tableaux 33 et 34, nous constatons qu'à 3% et à 3,5%, le pourcentage de vides dépasse la valeur admise. Cela est dû à un manque d'homogénéisation lors du mélange ou les fines n'ont pas été bien dispersées dans le moule et les grossiers ont été majoritaires, d'ou la présence d'un nombre important de vides.

II.4.3. Exploitation des résultats

Les résultats du mélange bitumineux ont permis de tracer les courbes des différents paramètres (stabilité, fluage, VMG, vides, densité, degré de saturation) en fonction des pourcentages de bitume définis dans le mélange (Figure 12).

Figure 12. Evolution des paramètres du mélange bitumineux en fonction du pourcentage de bitume

De l'analyse de ces courbes, il en découle que le pourcentage optimal de bitume est de 4,4% correspondant à une teneur en liant de 4,62 après extraction, ce qui donne un module de richesse de K égal 2,926 (quantite de liant qu'il faut pour enrober chaque grain d'une pellicule de bitume). Cette valeur est supérieure à la valeur demandée pour les chaussées à trafic intense (K = 2,750).

II.4.3.1. Résultats avec le pourcentage optimum de bitume (4,4%)

Après, l'obtention du pourcentage optimal de bitume, des essais ont été réalisés, les résultats sont consignés dans le tableau 35.

Tableau 35. Résultats des essais du mélange bitumineux avec l'optimum de pourcentage en bitume

Désignations	Résultats
Nombre de cou`s par face	75
Stabilite Marshall (kgf)	1423
Fluage Marshall (mm)	3,7
Pourcenpage des vides (%)	4
Degré de saturation en bitume (%)	73,2
Adh(c)sivité	85
Vides du mélange granulaire (VMG)	15
Relation filep / bitume	1,3

Les résultats obtenus avec le pouraentage optimal de bitume ront conformes aux exigences techniques. L'apport de filler contribue à augmenter la résistance mécanique des granulats, et diminue le nombre de vides, ce qui confère au matériau une bonne stabilité.

D'après les résultats obtenus, la formulation adéquate pour la couche de base en grave bitume est donnée dans le tableau 36.

II.5. EXECUTION DE LA COUCHE DE ROULEMENT EN BETON BITUMINEUX

II. 5.1. Définition

C'est la couche supérieure de la structure routière sur laquelle s'exercent directement les agressions conjuguées du climat et du trafic. Elle est en contact direct avec les roues des véhicules. C'est donc la couche la plus sollicitée, elle doit résister à la fois aux intempéries et à l'usure produite par le frottement des pneus.

La couche de roulement doit avoir une bonne l'adhérence, un bon uni, permettre un bon drainage, (SETRA-LCPC, 1969). La figure 13 illustre quelques exigences d'une couche de roulement.

II.5.2. La procédure d'exécution de la couche

Après avoir exécuté la couche de grave bitume, il sera suivi la mise en place de la dernière couche de la chaussée en béton bitumineux :

Ø la mise en oeuvre sera réalisée après l'exécution d'une planche d'essai pour maîtriser les conditions de travail sur le terrain,

Ø en premier lieu, on procède à l'épandage d'une couche d'accrochage par une émulsion de bitume (400/600) sur la couche de grave bitume, avant la mise en place du béton bitumineux,

Ø il s'en suit le chargement du béton bitumineux par des camions bennes métalliques propres au niveau de la centrale d'enrobage en évitant au maximum la ségrégation des granulats et une diminution de la température (Tableau 37),

Ø le matériau transporté par les camions sera vidé au niveau du finisseur de façon à éviter les irrégularités sur le profil en long du tapis et éviter le décollement de la couche d'accrochage au contact des pneus des camions,

Ø la mise en place du béton bitumineux (sur la largeur définie, 6m) se fera par le finisseur avec une répartition homogène, sans ségrégation,

Ø pour éviter l'alignement des joints longitudinaux et pour un meilleur traitement de la couche, la mise en place se fera en une seule étape,

Ø Les irrégularités de surfaces seront rectifiées par le finisseur qui est muni de 2 règles de 8 m de longueur avec 4 sondeurs sur chaque règle, permettant de faire un nivellement automatique,

Ø compactage immédiat après épandage du béton bitumineux, d'abord le compacteur à pneu derrière le finisseur ensuite vient le compacteur à cylindre lisse,

Ø enfin lors du compactage pour un bon uni de la couche de roulement, veiller à ce qu'il n'y ait pas de joints latéraux.

II.5.3. Conclusion partielle

· Le béton bitumineux utilisé est de type 0/14 à caractère semi-grenu et facile à mettre en oeuvre car riche en sable.

· Cette épaisseur relativement importante (7 cm) permet à la couche d'avoir une bonne maniabilité pendant toute la phase de compactage.

· Les granulats utilisés pour la couche de roulement sont durs très durs et résistants au polissage (bon coefficient de Los Angeles), car ils sont directement au contact des pneus. Ils doivent avoir une bonne forme pour ne pas se coucher à plat et suffisamment anguleux, car les arrêtes vives contribuent à l'adhérence.

CONCLUSION GENERALE

La réalisation du lot II entre la Patte d'Oie et Pikine constitue une étape importante dans la finalisation de l'autoroute à péage vue sa position géographique. Ainsi cette position fait que beaucoup de difficultés ont été rencontrées. Elles sont essentiellement liées au passage du tracé qui s'est heurté à une nappe phréatique sub-affleurante (0,85 m de profondeur) par endroits, des démolitions d'habitations, des travaux de dévoiement de réseaux de concessionnaires, à la proximité avec la RN1, des travaux de purge etc. Cette position de la nappe ajoutée aux travaux supplémentaires et de modifications du projet ont retardé les travaux. A cela se s'ajoutent les difficultés rencontrées en cours d'exécution.

La réalisation et la mise à mise à jour des procédures d'exécution demandées et approuvées par le maître d'ouvrage ont permis de surmonter la quasi-totalité des contraintes majeures. Cependant, celle concernant les travaux de traitement de la zone Elton devrait être révisée pour assurer la protection de la chaussée contre la remontée des eaux.

La réalisation de cette tranche de l'autoroute permettra aux populations de se déplacer beaucoup plus facilement (grâce à la réalisation des ouvrages d'art de Cambérène, de Pikine, de la Roseraie et du croisement seven up), de favoriser la mobilité urbaine dans ce secteur (Pikine, Cambérène, Yarakh, Patte d'Oie).

En plus, la méthodologie d'exécution du lot II de l'autoroute à péage entre Patte d'Oie et Pikine est d'une nouveauté au Sénégal du point de vue de la structure de la plateforme de chaussée constituée par un coeur en noyau de sable de dune et d'une enveloppe supérieure en sable amélioré à l'argile.

L'épaisseur de la chaussée proprement dite est de 77 cm, largement suffisante pour se protéger contre les eaux de pluies. L'expérimentation menée sur les différentes couches a montré le rôle non négligeable du ciment comme filler d'apport, du bitume comme liant de protection de la couche de fondation et de la couche de grave bitume et de l'argile comme matériau d'apport également. En effet, le sable de dune amélioré à l'argile a donné les meilleures compacités avec un mélange de 30% de sable de dune et 70% d'argile. Ainsi pour un meilleur traitement de la plateforme de la chaussée, le mélange a été approvisionné au niveau de la dernière couche de plateforme et au niveau des talus, ceci pour lutter contre les eaux de pluies (infiltration et ruissellement) et pour le talutage vue la hauteur des remblais.

Les études de formulation menées sur la latérite ciment et sur la grave bitume ont donné des résultats conformes au dossier technique avec des dosages de 4% de ciment en poids et de 4,4% en bitume respectivement (CBR = 160% pour la latérite ciment, stabilité Marshall = 1000 Kgf pour la grave bitume). Les faibles valeurs de CBR enregistrées pour la latérite ciment s'expliquent par une homogénéisation très difficile de la couche du fait que le ciment se durcit rapidement, mais aussi par la procédure d'exécution de la couche, surtout la méthodologie de compactage.

Ainsi le choix de formulation de la grave bitume à 4,4 % réside du pourcentage des vides enregistrés qui est égale à 4 et qui confère à la couche une bonne cohésion des agrégats et facilite la mise en oeuvre de la couche d'accrochage.

Toujours dans l'amélioration de la chaussée et pour une route en qualité, un traitement de la couche de roulement avec du ciment à 1% serait prépondérant car le ciment diminue le pourcentage de vides et accroît la stabilité (Camara A. , N° 194, 2007).

Enfin, il faut souligner que la latérite mélangée avec le ciment reste de loin le matériau le plus utilisé en renforcement de structures routières au Sénégal.

Ainsi, il faut songer à une étude très poussée pour la substitution de la latérite-ciment par le calcaire amélioré au ciment et à ses conditions d'utilisation.

Enfin, nous espérons que ce document pour imparfait qu'il soit, nous a permis de connaître les principales contraintes rencontrées dans la réalisation du lot II de l' autoroute à péage entre la Patte d'Oie et Pikine et la méthodologie d'exécution des différentes tâches.