abderamane adoum bichara memo fusionné

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Fax: 50 36 34 03 Burkina Faso 10 B.P. 13478 Ouaga 10 villa n° 205 & 206 Tél. (226) 50 36 91 98 Cité 1200 lgmts, Rue 14.10 ETUDE TECHNIQUE DU FRANCHISSEMENT DU CANAL DE BANGR-WEEGO AU DROIT DE LA RUE 27.129 MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU MASTER EN INGENIERIE DE L'EAU ET DE L'ENVIRONNEMENT OPTION : GENIE CIVIL ------------------------------------------------------------------ Présenté et soutenu publiquement le 19 juin 2010 par ABDERAMANE ADOUM BICHARA Travaux dirigés par : Dr Ismaïl GUEYE, enseignant chercheur au 2iE et Mr Gilles GUIGMA, Ingénieur ouvrages d’art à AGEIM Ingénieurs Conseils Jury d’évaluation du stage : Président : Dr Raffaele VINAI Membres et correcteurs : Dr Ismaïl GUEYE Mr Gilles GUIGMA Mr Lawane ABDOU GANA Promotion 2007-2010

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Page 1: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Fax: 50 36 34 03

Burkina Faso

10 B.P. 13478 Ouaga 10

villa n° 205 & 206

Tél. (226) 50 36 91 98

Cité 1200 lgmts, Rue 14.10

ETUDE TECHNIQUE DU FRANCHISSEMENT DU CANAL DE BANGR-WEEGO AU DROIT DE LA RUE 27.129

MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU MASTER EN INGENIERIE DE L'EAU ET DE L'ENVIRONNEMENT

OPTION : GENIE CIVIL

------------------------------------------------------------------

Présenté et soutenu publiquement le 19 juin 2010 par

ABDERAMANE ADOUM BICHARA

Travaux dirigés par :

Dr Ismaïl GUEYE, enseignant chercheur au 2iE et

Mr Gilles GUIGMA, Ingénieur ouvrages d’art à AGEIM Ingénieurs Conseils

Jury d’évaluation du stage :

Président : Dr Raffaele VINAI

Membres et correcteurs : Dr Ismaïl GUEYE

Mr Gilles GUIGMA

Mr Lawane ABDOU GANA

Promotion 2007-2010

Page 2: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Mémoire de fin d’étude : Etude technique du franchissement du canal de Bangr-wéoogo au droit de la rue 27.129

_____________________________________________________________________________ Mémoire de fin d’études/Juin 2010

Présenté par ABDERAMANE ADOUM BICHARA, Master 2 génie civil

II

REMERCIEMENTS

Je ne pourrais finir ce travail sans dire encore une fois merci à ALLAH le tout puissant de

m’avoir donné la foi, la force et le courage.

Je tiens à signaler toute ma gratitude à toutes les personnes physiques ou morales qui, de près

ou de loin, ont contribué à la réalisation de ce mémoire.

Qu’il me soit permis de remercier particulièrement :

Mes encadreurs Dr GUEYE Ismaïl et Mr Gilles GUIGMA pour leur entière

disponibilité, leurs conseils et leurs éclaircissements qui m’ont tant servi ;

Monsieur le Directeur General de AGEIM Ingénieurs Conseils, Tiraogo Hervé

OUEDRAOGO pour nous avoir accepté et facilité notre intégration ;

L’ensemble du personnel de l’Agence d’Etudes d’Ingénierie et de Maîtrise d’œuvre

(AGEIM Ingénieurs Conseils), notamment Mr Patrick KABORE, Mr Didier BAWA

et Mr Pascal OUEDRAOGO, pour leur disponibilité et leurs conseils qui nous ont

beaucoup aidés dans la réalisation de ce travail ;

Le corps professoral de l’Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de

l’Environnement (2iE) pour tous les enseignements reçus ;

Monsieur Jules MOGUENA MARAMBAYE pour son aide durant mes trois années

d’études.

Page 3: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

DEDICACE

A ALLAH le tout Puissant qui m’a créé et qui m’a donné la faculté

de connaître et de comprendre, qu’il soit loué

éternellement, Amine !

A ma Maman qui m’a donné la vie et qui a guidé mes premiers pas

dans la recherche du savoir et de la réussite, qu’elle trouve ici la

joie ;

A mon défunt Papa auprès de qui j’ai eu le goût de la sagesse, que le

meilleur des paradis soit sa demeure ;

A mon grand frère Ali MBODOU ABAKAR, qui été d’une grande

utilité dans ma formation de base, qu’il trouve ici ma reconnaissance

et qu’ALLAH le comble de sa bénédiction ;

A mes frères et sœurs, en particulier Hadjé Fatimé Adoum Bichara,

qui m’a été d’un grand secours durant les études au Burkina Faso ;

A ma femme Fatimé AÏSSAMI ABDOU, qui m’a soutenu et a

accepté toutes les contraintes de ma longue absence, qu’ALLAH te

récompense et te comble de sa riche bénédiction ;

A mon grand frère Alhadj Goni Abderamane et toute sa famille pour

leur soutien constant, qu’il trouve ici ma reconnaissance ;

A mes camarades du 2iE qui m’ont permis d’étendre ma famille au-

delà des frontières, que cette ambiance perdure ;

A mes professeurs qui m’ont transmis leurs connaissances, je leur

souhaite longévité, succès et bonheur.

Page 4: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

RESUME Le projet de construction d’un ouvrage d’art sur le futur canal qui sera construit sur le marigot

Kadiogo, au croisement du prolongement de la rue 27.129, s’inscrit dans la droite ligne du

souci du Gouvernement Burkinabé de trouver une solution idoine à la problématique de

l’inondation dans la ville de Ouagadougou et d’assurer la facilité de mobilité des populations

de la zone concernée.

Cette étude menée dans le cadre du projet de fin d’étude pour l’obtention du diplôme de

Master 2 de génie civil se veut avant tout un début de recherche de solutions optimales tant

sur le plan technique qu’économique en vue de la construction d’un ouvrage d’art sur le lieu

indiqué ci-haut.

Pour atteindre cet objectif, il est fait d’abord mention de tous les éléments préliminaires

entrant dans l’étude d’un ouvrage d’art, à savoir les données naturelles et fonctionnelles qui

tiennent compte de tous les aspects de l’ouvrage. Ces données ainsi que les recommandations

des termes de référence ont permis de faire une analyse approfondie afin de choisir les

variantes susceptibles de répondre techniquement et économiquement à la problématique

posée.

A l’issue de cette analyse, deux variantes ont été proposées :

La construction d’un pont à poutre en béton armé ayant cinq (05) travées isostatiques

de 18 m ;

Ou celle d’un dalot cadre de dix-huit (18) ouvertures de 5 m de large et 3 m de

hauteur.

Le choix de l’une ou l’autre option n’étant faite qu’après l’étude technico-économique qui a

permis de ressortir la solution la plus indiquée techniquement et économiquement. D’autres

critères ont aussi été utilisés, mais les plus déterminants étant les deux cités.

Après calculs, nous constatons que les deux ouvrages répondent aux normes techniques, du

point de vue de la consommation du béton B30 et de la quantité de fer fe500, qui sont les

éléments les plus chers, le dalot cadre permet d’économiser 50% de ces matériaux, c’est

pourquoi notre choix s’est porté sur cet ouvrage.

Il a été ensuite mené une estimation sommaire de l’ouvrage à exécuter, son coût est de

257 544 853 FCFA TTC.

Mots clés : Etude du franchissement du canal de Bangr-wéego, étude comparée d’ouvrage

d’art, pont à poutre, dalot cadre.

Page 5: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

ABSTRACT The construction project of a work of art on the future channel which will be built on the

Kadiogo backwater, with the crossing of the prolongation of street 27.129, registers in the line

line of the concern of the Burkina Faso Government of finding a solution suitable with the

problems of the flood in the town of Ouagadougou and of ensuring the facility of mobility of

the populations of the zone concerned.

This study undertaken within the framework of the project of end of study for obtaining the

diploma of Master 2 of civil engineering wants to be before a whole beginning of research

solution optimal as well on the technical plan as economic for the construction of a work of

art on the place indicated.

To achieve this goal, it is initially mentioned all preliminary elements entering the study of a

work of art, namely the natural data and functional which take account of all the aspects of the

work. These data as well as the recommendations of the terms of reference made it possible to

make a thorough analysis in order to choose the alternatives likely to answer technically and

economically the problems posed.

At the conclusion of this analysis, two alternatives were retained: the construction of a bridge

with reinforced concrete beam having five (05) isostatics pans of 18 m or that of channel

tallies of eighteen (18) openings 5 m and 3 m height.

The choice of one or the other option being made only after the economic and technical study

which has does not make it possible to arise the solution most indicated technically and

economically. Other criteria were also used, but most determining being the two cities.

Technically, the two works hold but economically, from the point of view of the consumption

of the concrete B30 and of the quantity of iron fe500, which are the most expensive elements,

the channel framework makes it possible to save 50% of these materials, this is why our

choice was made on this work.

It was then carried out a summary estimate of the work to be carried out and the estimated

cost after this economic study is 257 544 853 FCFA including all taxes.

Key words: Study of the crossing of the channel of Bangr-wéego, compared study of work of

art, bridge with beam, channel tallies.

Page 6: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS

AGEIM : Agence d’Etudes d’Ingénierie et de Maîtrise d’œuvre

APD : Avant-projet détaillé

BA : Béton Armé

BAEL : Béton Armé aux Etats Limites

CRT : Coefficient de Répartition Transversale

EHE : Norme espagnole de calcul BA

ELU : Etat Limite Ultime

ELS : Etat Limite de Service

IQOA : Image de la Qualité des Ouvrages d’Art

PHE : Plus Hautes Eaux

PP73 : Document pilote du SETRA pour le calcul des appuis des ponts

PK : Point kilométrique

RDM : Résistance Des Matériaux

REBAP : Norme portugaise de calcul BA

RN : Route Nationale

SETRA : Service d’Etudes Techniques des Routes et Autoroutes

Q10, Q25, Q100 : Débits de période de retour respectivement de 10 ans, 25 ans et 100 ans

Qp : Débit de projet

2Ie : Institut international d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement

Page 7: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Mémoire de fin d’étude : Etude technique du franchissement du canal de Bangr-wéoogo au droit de la rue 27.129

_____________________________________________________________________________ Mémoire de fin d’études/Juin 2010

Présenté par ABDERAMANE ADOUM BICHARA, Master 2 génie civil

1

SOMMAIRE

REMERCIEMENTS ................................................................................................................................ I

DEDICACE ............................................................................................................................................ III

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

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

LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS .......................................................................................... VI

Liste des figures ...................................................................................................................................... 6

CHAPITRE 1 : INTRODUCTION-GENERALITE ............................................................................... 7

1.1. CONTEXTE ET OBJECTIFS DE L’ETUDE ........................................................................ 7

1.1.1. Contexte .......................................................................................................................... 7

1.1.2. Objectif général ............................................................................................................... 8

1.1.3. Objectifs spécifiques........................................................................................................ 8

1.2. Organigramme de la méthodologie générale ......................................................................... 10

CHAPITRE 2 : LES DONNEES DE L’ETUDE .................................................................................. 11

2.1. Présentation ........................................................................................................................... 11

2.1.1. Données de base ............................................................................................................ 11

2.2. Données générales ................................................................................................................. 11

2.2.1. Situation géographique .................................................................................................. 11

2.2.2. Données topographiques ............................................................................................... 12

2.2.3. Données géologiques ..................................................................................................... 12

2.2.4. Climat et pluviométrie ................................................................................................... 12

2.2.5. Trafic ............................................................................................................................. 13

2.3. Implantation de l’ouvrage ..................................................................................................... 13

2.4. Etude hydrologique ............................................................................................................... 14

2.4.1. Détermination de la crue du projet ................................................................................ 14

2.5. Etude hydraulique.................................................................................................................. 16

2.5.1. Calcul des caractéristiques géométriques des ouvrages ................................................ 16

2.5.2. Détermination du débit capable de l’ouvrage projet ..................................................... 17

2.5.3. Détermination de la cote de PHE .................................................................................. 17

2.5.4. Effet de l’ouvrage sur l’écoulement .............................................................................. 17

2.5.5. Dimensionnement hydraulique du dalot ........................................................................ 20

Page 8: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

2.6. Calcul d’affouillement ........................................................................................................... 20

2.7. Le tirant d’air ......................................................................................................................... 21

2.8. Le calage de l’ouvrage (cote de l’intrados) ........................................................................... 21

CHAPITRE 3: ETUDE DES DIFFERENTS TYPES D’OUVRAGES ................................................ 22

3.1. Présentation des variantes possibles ...................................................................................... 22

3.2. Choix du type d’ouvrage ....................................................................................................... 22

a. Concernant les ponts ............................................................................................................. 22

b. Concernant les dalots ............................................................................................................. 23

CHAPITRE 4 : ETUDE DE PREDIMENSIONNEMENT................................................................... 25

4.1. Prédimensionnement des différents éléments du pont .......................................................... 25

4.1.1. Caractéristiques géométriques du profil en travers du pont .......................................... 25

4.1.2. Prédimensionnement des structures .............................................................................. 25

4.1.3. Prédimensionnement des piles, culées et fondations ..................................................... 27

CHAPITRE 5 : ETUDE DES POUTRES ............................................................................................. 28

5.1. Détermination des sollicitations longitudinales ..................................................................... 28

5.1.1. Les valeurs caractéristiques des charges des équipements du tablier ............................ 28

5.1.2. Charges permanentes des poutres .................................................................................. 29

5.1.3. Les surcharges routières ................................................................................................ 31

5.2. Détermination des CRT des charges ..................................................................................... 31

5.3. Aperçu théorique sur la méthode de Guyon-Massonnet ....................................................... 31

5.4. Sollicitations dimensionnantes .............................................................................................. 32

CHAPITRE 6 : ETUDE DU HOURDIS ............................................................................................... 33

6.1. Calcul des sollicitations sur le Hourdi ................................................................................... 33

6.1.1. Les valeurs caractéristiques des charges des équipements du Hourdi ............................... 33

6.2. Les surcharges routières ........................................................................................................ 34

6.3. Les sollicitations et le ferraillage ........................................................................................... 34

CHAPITRE 7 : ETUDE DES ENTRETOISES D’ABOUT ................................................................. 35

7.1. Calcul des sollicitations ......................................................................................................... 35

7.1.1. Sollicitations dues aux charges permanentes................................................................. 36

7.1.2. Sollicitations dues aux surcharges routières et le vérinage ........................................... 36

7.2. Combinaisons dimensionnantes ............................................................................................ 36

CHAPITRE 8 : ETUDE DES APPAREILS D’APPUI ......................................................................... 37

CHAPITRE 9 : ETUDE DES CULEES................................................................................................ 39

9.1. Inventaire des charges ........................................................................................................... 39

Page 9: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

9.1.1. Charges permanentes ..................................................................................................... 39

9.1.2. Surcharges d’exploitation .............................................................................................. 39

9.1.3. Surcharge sur remblai .................................................................................................... 39

9.1.4. Surcharges routières ...................................................................................................... 40

9.2. Descente des charges ............................................................................................................. 40

9.2.1. Ferraillage du chevêtre .................................................................................................. 40

9.2.2. Ferraillage du voile : ...................................................................................................... 41

9.2.3. Ferraillage de semelle de culée : ................................................................................... 41

CHAPITRE 10 : ETUDE DES PILES .................................................................................................. 43

10.1. Inventaire des charges ....................................................................................................... 43

10.1.1. Charges permanentes ..................................................................................................... 43

10.1.2. Surcharges d’exploitation .............................................................................................. 44

10.2. Descente des charges ......................................................................................................... 44

10.2.1. Ferraillage du chevêtre .................................................................................................. 45

10.2.2. Ferraillage des fûts ........................................................................................................ 45

10.2.3. Ferraillage transversal ................................................................................................... 45

10.2.4. Ferraillage des semelles sous les piles ........................................................................... 46

CHAPITRE 11 : ETUDE DU DALOT ................................................................................................. 47

11.1. Présentation générale ......................................................................................................... 47

11.2. Le logiciel utilisé ............................................................................................................... 47

11.3. Les actions ......................................................................................................................... 48

11.3.1. Les poussées du terrain .................................................................................................. 48

11.3.2. Les charges appliquées sur le tablier ............................................................................. 48

11.4. Les hypothèses de calcul ................................................................................................... 49

11.5. Les résultats de calcul ........................................................................................................ 49

11.5.1. Dimensionnement avec CYPE ...................................................................................... 49

11.5.2. Dimensionnement manuel ............................................................................................. 50

CHAPITRE 12 : COMPARAISON ESTIMATIVE DE DEUX OUVRAGES .................................... 55

12.1. Etude comparative ............................................................................................................. 55

12.2. Devis quantitatif et estimatif ............................................................................................. 56

12.3. Propositions pour l’étude environnementales.................................................................... 57

CONCLUSION ..................................................................................................................................... 58

BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................................ 59

ANNEXES ............................................................................................................................................ 60

Page 10: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

ANNEXE N°1 : PHOTOS DU SITE ................................................................................................ 61

ANNEXE N°2 : PLAN D’ENSEMBLE DE L’AMENAGEMENT ET PROFIL EN TRAVERS DU

SITE .................................................................................................................................................. 64

ANNEXE N°3 : CALCUL D’AFFOUILLEMENT ET CALAGE DE L’OUVRAGE .................... 67

ANNEXE N°4 : ETUDE DES DIFFERENTS TYPES D’OUVRAGES.......................................... 76

ANNEXE N°5 : PREDIMENSIONNEMENT DES DIFFERENTS ELEMENTS DU PONT ........ 81

ANNEXE N°6 : DETAILS DE CALCUL DES POUTRES ........................................................... 100

ANNEXE N°7 : ETUDE DU HOURDIS ....................................................................................... 152

ANNEXE N°8 : ETUDE DES ENTRETOISES D’ABOUT .......................................................... 162

ANNEXE N°9 : DETAILS DE CALCUL DE CULEES ................................................................ 179

ANNEXE N°10 : DETAILS DE CALCUL DE PILES .................................................................. 198

ANNEXE N°11 : DETAILS DE CALCUL DE PILES .................................................................. 211

ANNEXE N°12 : NOTES DE CALCUL DU DALOT 6X5X3 ...................................................... 230

ANNEXE N°13 : CADRE LOGIQUE ............................................................................................ 245

Page 11: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

LISTE DES TABLEAUX

TABLEAU 1 : CARACTERISTIQUES HYDRAULIQUES DES AFFLUENTS D KADIOGO (SOURCE : APD

DE BANGR-WEEGO) ---------------------------------------------------------------------------------- 14

TABLEAU 2: ETUDE DE LA SECTION DE L’OUVRAGE -------------------------------------------------- 16

TABLEAU 3: ETUDE DE LA SECTION DE L’OUVRAGE -------------------------------------------------- 17

TABLEAU 4: SURELEVATION DUE A L’EFFET DE REMOUS -------------------------------------------- 19

TABLEAU 5: RESULTATS DU TABLEUR DE CALCUL HYDRAULIQUE DE DALOT --------------------- 20

TABLEAU 6: CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUES DU PONT ----------------------------------------- 25

TABLEAU 7: RECAPITULATIF DU PREDIMENSIONNEMENT -------------------------------------------- 26

TABLEAU 8: RECAPITULATIF DES DIMENSIONS DES STRUCTURES DU PONT ------------------------ 27

TABLEAU 9: POIDS PROPRE TOTAL D’UNE TRAVEE ---------------------------------------------------- 30

TABLEAU 10: DIMENSIONS DES ENTRETOISES --------------------------------------------------------- 35

TABLEAU 11: SOLLICITATIONS A L’ELU --------------------------------------------------------------- 41

TABLEAU 12: POIDS PROPRE ET SURCHARGES SUR LES CULEES -------------------------------------- 41

TABLEAU 13: RESULTATS DU CALCUL DE FERRAILLAGE --------------------------------------------- 42

TABLEAU 14 : DESCENTE DES CHARGES AU NIVEAU DES PILES -------------------------------------- 44

TABLEAU 15 : FERRAILLAGE DES SEMELLES DES PILES ---------------------------------------------- 46

TABLEAU 16: RECAPITULATIF DE FERRAILLAGE PAR CONVOI --------------------------------------- 49

TABLEAU 17: CALCUL AUX ETATS LIMITES ULTIMES ------------------------------------------------ 51

TABLEAU 18: CALCUL AUX ETATS LIMITES DE SERVICE --------------------------------------------- 52

TABLEAU 19: COMPARAISON QUANTITATIVE ENTRE LE PONT ET LE DALOT ----------------------- 55

TABLEAU 20: ESTIMATIF DU DALOT. ------------------------------------------------------------------- 56

Page 12: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Liste des figures

FIGURE 1: PLAN DE SITUATION DE LA ZONE DU PROJET ---------------------------------------------- 12

FIGURE 2: VUE DU SITE D’IMPLANTATION DE L’OUVRAGE (SOURCE : GOOGLE EARTH, EUROPA

TECHNOLOGIE, GOOGLE A UNE ALTITUDE DE 639 M) ------------------------------------------- 13

FIGURE 3: PROFIL EN TRAVERS TYPE DE LA ROUTE SANS L’OUVRAGE. ----------------------------- 25

FIGURE 4: COUPE TRANSVERSALE DU PONT A POUTRE EN BETON ARME. --------------------------- 26

FIGURE 5: COUPE TRANSVERSALE DE LA PILE DU PONT A POUTRES EN BA. ---------------------- 27

FIGURE 6: POUTRE DE RIVE ------------------------------------------------------------------------------ 30

FIGURE 7: POUTRE INTERMEDIAIRE --------------------------------------------------------------------- 30

FIGURE 8: DETAILS DU HOURDIS ------------------------------------------------------------------------ 34

FIGURE 9: APPAREIL D’APPUI EN ELASTOMERE FRETTE (SOURCE : IMAGE DE LA QUALITE DES

OUVRAGES D’ART IQOA : LES APPUIS ET APPAREILS D’APPUI, SETRA 1996). ------------- 38

FIGURE 10: DETAILS DE LA CULEE. --------------------------------------------------------------------- 42

FIGURE 11: COUPE TRANSVERSALE DE LA PILE DU PONT A POUTRES EN BA. ---------------------- 44

FIGURE 12: JOINT DE TYPE WATERSTOP (SOURCE : PONTS CADRES ET PORTIQUES DE SETRA

PARU EN DECEMBRE 1992). ------------------------------------------------------------------------- 53

FIGURE 13: JOINT PLAN (SOURCE : PONTS CADRES ET PORTIQUES DE SETRA PARU EN

DECEMBRE 1992). ------------------------------------------------------------------------------------ 53

FIGURE 14: DETAIL DU JOINT DE CHAUSSEE ETANCHE (PROCEDE BREVETE) (SOURCE : PONTS

CADRES ET PORTIQUES DE SETRA PARU EN DECEMBRE 1992). ------------------------------- 54

Page 13: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

CHAPITRE 1 : INTRODUCTION-GENERALITE

Le présent mémoire est relative à l’étude de la construction d’un ouvrage d’art sur le

croisement du canal sur le marigot Kadiogo, en dehors du parc BangrWéoogo et la rue

n°27.129.

A cet égard, on essayera de faire une étude de variante d’ouvrages pouvant permettre le

franchissement de ce canal et d’étudier l’ouvrage d’art retenu.

1.1. CONTEXTE ET OBJECTIFS DE L’ETUDE

1.1.1. Contexte

Le marigot Kadiogo qui s’écoule d’Ouest vers l’Est de la ville, draine plus de 70% de la

superficie de Ouagadougou. Affluent du Massili, il est l’exutoire des marigots de

Boulmiougou, Moro-Naba, Canal central, Canal de Tampouy, Canal de Zogona, Canal de

Tanhin, Canal de Wemtenga et celui de Bendogo.

Les bassins versants de ces marigots sont urbanisés à des degrés divers, mais cela évolue,

élevant de plus en plus les ruissellements. Trois barrages ont été édifiés sur le marigot

Kadiogo et il traverse une aire protégée sur son tronçon aval (forêt communale Bangr-

Wéoogo à la sortie du déversoir du barrage N°3).

Avec l’aménagement progressif des affluents du marigot Kadiogo dont les bassins

s’urbanisent de plus en plus, celui-ci est en train de subir des variations de son hydrométrie.

L’aménagement du marigot central, du Moro-Naba, de Zogona puis de Wemtenga a modifié

les niveaux d’entrées des écoulements aux différents points de confluence avec pour

conséquence une modification des écoulements sur les différents biefs aval. Ce phénomène

est accentué à l’aval du barrage N°3 où le marigot a gardé du fait de la forêt classée qu’elle

traverse, son tracé naturel et la pente correspondante.

En dépit de ces efforts déployés par l’état burkinabé, force est de constater qu’il y a de plus en

plus des inondations constatées ces dernières années dans certains quartiers de la ville et dans

le parc Bangr-Wéoogo en particulier.

Dans le souci d’apporter une solution durable et définitive à ce problème, le Gouvernement

du Burkina Faso à travers le Ministère de l’Habitat et de l’Urbanisme a commandé une étude

qui a proposé trois variantes d’aménagement.

Page 14: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

La présente étude porte sur l’ouvrage de franchissement au droit du canal qui sera aménagé au

croisement de la rue 27.129. C’est une partie des résultats de la variante n°1 qui a été retenue

par le Maître d’Ouvrage concernant l’aménagement du parc de Bangr-wéego.

La proposition de construire un canal dans le marigot kadiogo a pour conséquence le

renforcement de la séparation d’une zone résidentielle. Pour permettre à la population de

garder le même rythme de vie, il a été prévu la construction d’un ouvrage d’art au

franchissement du canal, au droit du prolongement de la rue 27.129.

Cet ouvrage long de 90 m servira aux piétons, aux cyclistes et aux véhicules de circuler

librement d’une rive à l’autre du canal.

1.1.2. Objectif général

L’objectif général assigné à ce travail est l’étude de deux (02) variantes d’ouvrages d’art en

tenant compte des critères de coût, de délai de réalisation, de la facilité de mise en œuvre et de

l’importance de l’impact sur l’environnement.

1.1.3. Objectifs spécifiques

Les objectifs spécifiques pour cette étude sont :

Réaliser une étude comparative des différents types d’ouvrages d’art en tenant compte

des avantages et des inconvénients de chacun ;

Réaliser l’étude technique et proposer une estimation de deux variantes retenues ;

Ressortir l’ouvrage qui répond le mieux aux critères;

Donner un plan d’avant-projet détaillé ;

Donner quelques directives pour une éventuelle étude environnementale.

Ces objectifs spécifiques ne peuvent être atteints que si les actions suivantes sont bien menées

dans le cadre de cette étude :

Faire l’étude hydraulique afin de déterminer les sections hydrauliques des ouvrage ;

Etudier les différentes variantes d’ouvrages ;

Faire une analyse sur le choix des ouvrages les plus appropriés ;

Faire une étude technique de dimensionnement structural de deux variantes;

Faire une étude technique afin de proposer l’ouvrage qui répond aux contextes

locaux ;

Faire des propositions en vue d’une étude d’impact environnementale.

Page 15: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

La première partie de ce travail abordera les aspects préliminaires de cette étude c'est-à-dire le

contexte et l’objectif général et les objectifs spécifiques cités ci-haut.

La deuxième partie de ce mémoire, porte sur l’étude de définition englobant la reconnaissance

du site et l’étude hydraulique, visant à caler l’ouvrage et d’en déterminer les dimensions

connaissant la longueur de 90 m donné par l’APD de Bangr-wéego.

La troisième partie traitera de dimensionnement structural de deux variantes d’ouvrages

proposés.

Dans cette dernière partie, il sera aussi question de l’étude d’impact environnementale sans

laquelle on ne saurait définir et approcher les impacts qu’aura l’ouvrage sur l’environnement

immédiat ainsi que sur les riverains et les usagers.

Mais compte tenu du temps qui nous était imparti, il ne sera donné ici que les grandes lignes

de cette étude qui sera évidemment menée avant l’exécution de l’ouvrage.

Page 16: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

1.2. Organigramme de la méthodologie générale

FIN

Analyse des données

DEBUT

TRAVAUX DE TERRAIN

TRAVAUX DE BUREAU

Visite du site

Diagnostics visuels

Traitement des données

Etude des variantes

Etude de la variante retenue

REDACTION DU RAPPORT

Recherche documentaire

Elaboration du cadre logique

COLLECTE DES DONNEES

Données topographiques

Données géologiques géotechniques

Données hydrologiques et climatiques

EN

CA

DR

EU

RS

ETAPE PRELIMINAIRE

Page 17: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

CHAPITRE 2 : LES DONNEES DE L’ETUDE

Dans ce chapitre il sera question de l’étude de définition qui a pour objectif la recherche de

variantes adaptées aux contraintes naturelles, fonctionnelles et financières relatives au site.

Nous présenterons respectivement les données de base du projet, les contraintes techniques,

économiques et environnementales qui s'imposeront pour la conception de la variante ou des

variantes retenues et le dimensionnement, puis nous ferons ensuite une étude hydraulique afin

de caler l’ouvrage (étape très importante pour le choix des variantes à adopter et pour la

détermination des paramètres de dimensionnement de l’ouvrage).

Enfin, une estimation sommaire de deux variantes d’ouvrages retenues nous permettra de

faire le choix sera l'objet d'une étude technique dans le cadre de notre projet.

2.1. Présentation

2.1.1. Données de base

Les données de base ayant servi à l’établissement de la présente étude sont recueillies dans le

rapport d’avant-projet détaillé de l’aménagement du parc urbain Bangr-wéoogo ainsi que les

résultats des travaux topographiques entrepris sur le terrain. Cette étude a été réalisée par le

groupement AGEIM - EMERGENCE Ingénieurs Conseils en date d’octobre 2009.

Les documents suivants ont été également utilisés :

Plan de situation de la zone de projet;

Plan de détails de la zone du projet ;

Photos prises lors de la visite de reconnaissance visuelle du terrain;

Photos satellitaires Google earth ;

Plan coté au droit de l’ouvrage projeté ;

Rapport de l’avant-projet sommaire de l’aménagement du parc Bangr-wéoogo ;

Rapport de l’avant-projet détaillé de l’aménagement du parc Bangr-wéoogo.

2.2. Données générales

2.2.1. Situation géographique

L’ouvrage d’art objet de la présente étude est situé sur le futur canal à aménager sur le

marigot Kadiogo au PK 5+010. Il se situe au croisement de ce canal avec le prolongement de

la rue 27.129, confer figure 1.

Page 18: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Figure 1: Plan de situation de la zone du projet

2.2.2. Données topographiques

Un fond topographique avec le plan d’ensemble de l’aménagement à effectuer sont fournis.

Ces données ont permis de tracer le profil en travers au droit du franchissement du canal afin

d’apprécier la cote des plus hautes eaux (PHE) et la section hydraulique du canal donnant le

débit de plein bord, (voir annexe n° 2) pour le plan d’ensemble et le profil en travers type du

marigot.

2.2.3. Données géologiques

La zone du projet se trouve sur un vieil ensemble cristallophyllien à dominance de roches

granito-gneissiques et migmatiques surmonté d’un recouvrement altéré de faible épaisseur

constitué de cuirasse, d’argile et de dépôts détritiques.

2.2.4. Climat et pluviométrie

La zone concernée par la présente étude est caractérisée par un climat de type soudanien avec

une saison sèche qui s’étend d’octobre à mai soit pendant huit (08) mois et une saison

pluvieuse qui dure quatre (04) mois de juin à septembre.

La pluviométrie moyenne annuelle varie de 750 à 850 mm. Le maximum des pluies est

enregistré au mois d’août.

658000

658000

659000

659000

660000

660000

661000

661000

662000

662000

663000

663000

664000

664000

665000

665000

666000

666000

667000

667000

668000

668000

669000

669000

670000

670000

1365000

1365000

1366000

1366000

1367000

1367000

1368000

1368000

1369000

1369000

1370000

1370000

1371000

1371000

1372000

1372000

1373000

1373000

#

#

#

#

#

#

#

#

##

#

#

#

#

#

#

#

#

#

#

AER

OPO

RT

Barrage N °2 Barrage N °3

Yamtenga

OUAGADOUGOU

Bangré

Wéogo

313

322

296

316

297

289

286

287

284299

302

322

307

277

278

282

284

294

318

292

Bou

leva

rd d

es T

AN

SO

BA

RN04

RN03

Zone du projet

Page 19: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

2.2.5. Trafic

Etant actuellement à l'état de piste, le trafic reliant les deux rives est très faible et ne concerne

que les piétons et les cyclistes ; D'ailleurs, aucun passage de véhicule n'a été relevé lors de la

visite effectuée le 13 mars 2010.

Cependant, après la construction de l’ouvrage, le trafic est appelé à devenir significatif car

ceci permettra de faciliter la circulation des véhicules en reliant la RN3 et la RN4. Cela devra

par ailleurs constituer un raccourci pour aller vers le futur aéroport de Ouagadougou qui sera

construit à Donsin.

2.3. Implantation de l’ouvrage

Le choix de l'emplacement de l'ouvrage est effectué à un endroit où l’accès entre les deux

rives est facile sur le prolongement de la rue 27.129 qui est raccordée à la RN04.

L'ouvrage est raccordé à la piste existante selon un tracé de caractéristiques confortables

répondants aux normes techniques. Ainsi, l'ouvrage est implanté sur un alignement droit entre

deux tronçons de rues (voir figure 2).

Figure 2: Vue du site d’implantation de l’ouvrage (Source : Google earth, Europa

Technologie, Google à une altitude de 639 m)

Site d’implantation

de l’ouvrage

Page 20: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

2.4. Etude hydrologique

L’étude hydrologique effectuée lors de l’étude d’avant-projet détaillé, donne le tableau1

suivant qui résume les débits du kadiogo et ses affluents.

Tableau 1 : Caractéristiques hydrauliques des affluents d Kadiogo (Source : APD de Bangr-

wéego)

Biefs Longueur entre

confluence (m)

Pentes

(m/Km) Q10 (m3/s)

Déversoir barrage

n° 3

Confluence marigots

Zogona-Central 290 4,0 54,0

Confluence marigots

Zogona-Central

Confluence marigot

Tanghin 450 1,0 144,4

Confluence marigot

Tanghin

Confluence marigot

Wemtenga 1500 1,0 189,4

Confluence marigot

Wemtenga

Confluence marigot

Somgandé1 1260 2,0 246,5

Confluence marigot

Somgandé1

Confluence marigot

Somgandé2 520 0,7 264,6

Confluence marigot

Somgandé2

Confluence marigot

Bendogo 260 0,7 317,1

Confluence marigot

Bendogo1

Dalot Bendogo (An

Nayélé) 1390 0,5 337,4

2.4.1. Détermination de la crue du projet

Le SETRA classe les crues en cinq grandes catégories :

1. La crue de plein bord (de période de retour de 1 à 5 ans en général, selon le degré

d’artificialisation du cours d’eau), pour laquelle les obstacles en lit mineur génèrent

l’impact maximal, tout exhaussement de la ligne d’eau se traduisant directement par

une aggravation du risque d’inondation ;

2. La crue moyenne (de période de retour 10 a 30 ans), susceptible de survenir pendant le

chantier ;

3. La crue forte (de période de retour 50 ans environ), pour laquelle le pont ne doit subir

aucun dommage ;

4. La crue rare (de période de retour 100 ans environ), pour laquelle le pont ne doit

provoquer aucune gêne sensible aux alentours ;

5. La crue exceptionnelle (de période de retour 200 a 500 ans), pour laquelle le pont doit

limiter la gêne aux alentours en cas de dysfonctionnement.

Page 21: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

La crue de projet calculée pour le dimensionnement du canal lors de l’étude hydrologique est

donnée dans le tableau 1 ci-avant (Confer dernière ligne et dernière colonne) est une crue

décennale. Nous allons dimensionner notre ouvrage avec une crue de projet qui tient compte

des contraintes économiques et de la sécurité des riverains.

Sur la base de la crue décennale, le SETRA (Dans son ouvrage cours d’eau et pont, paru

en 2007) donne les formules pour le calcul des débits équivalents de période de retour de 25

ans, 50 ans et 100 ans :

Q25 = 1.20 Q10 = 1.20 x 337.40 = 404.88 m3/s;

Q50 = 1.50 x Q10 = 1.50 x 337.40 = 506.10 m3/s;

Q100 = 2 x Q10 = 2 x 337.40 = 674.80 m3/s.

Il existe aussi la formule de Gradex qui donne une approximation sur le débit de période de

retour 100 ans à partir du débit Q10, mais comme le dimensionnement sera fait sur la base de

Q50, il ne sera pas fait mention de cette méthode.

Conclusion :

La méthode utilisée pour la détermination de la crue de projet est celle de SETRA.

Ainsi, le dimensionnement des ouvrages retenus sera réalisé avec la crue de période de retour

de 50 ans. Ce choix s’explique par le fait que la crue du premier septembre 2009 a certes

causé des dégâts sur certains ouvrages, mais pas sur ceux se trouvant sur les grandes voies et

dont le dimensionnement a été fait sur la base de débit de période de retour de 50 ans. En

plus, aucun dégât majeur n’a été constaté sur les riverains au droit du site d’implantation de

l’ouvrage.

Il est vrai que la réduction de la section du lit par l’ouvrage engendrera une augmentation des

plans d’eau en amont et une probable inondation et des dégâts sur l’ouvrage et les riverains,

c’est pourquoi, il faudrait penser, lors de l’exécution de cet ouvrage, à protéger les abords de

l’ouvrage et à écarter les populations riveraines à une distance de sécurité d’au moins 50 m

sur chaque rive. Cette distance s’explique par le fait que les enquêtes menées sur le terrain

lors de cette étude ont montré que les épisodes pluvieux du premier septembre ont causé

quelques dégâts sur les habitations riveraines.

Page 22: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

2.5. Etude hydraulique

L’étude hydraulique de l’ouvrage de franchissement est réalisée dans le but d’attribuer à la

structure une ouverture et un gabarit suffisant pour évacuer la crue de projet arrêtée par

l’étude hydrologique, elle se fait en deux phases principales :

Détermination du niveau des plus hautes eaux (PHE) sans la présence de l’ouvrage

afin d’estimer l’influence directe de cette cote sur la cote à donner à l’intrados de

l’ouvrage ;

Estimation de l’effet de l’ouvrage sur l’écoulement (remous).

2.5.1. Calcul des caractéristiques géométriques des ouvrages

Au droit de l’ouvrage, le canal aura la forme d’un rectangle donc les écoulements y seront

considérés comme dans un canal à section rectangulaire.

Pour assurer une bonne sécurité, nous dimensionnerons l’ouvrage avec la crue de période de

retour de 50 ans énoncée ci-haut.

Puisque l’ouvrage sera de section rectangulaire, sa longueur sera considérée égale à la largeur

en gueule du canal c'est-à-dire 90 m, on aura les résultats du tableau 2 :

Tableau 2: Etude de la section de l’ouvrage

Débit du

projet

(m3/s)

b(m

) Ks

I(m/

m) m

Yn(

m)

S(m

²)

P(m

)

Rh(

m)

V(m

3/s)

B(m

) Fr

1 506.10 90 70.0

0

0.00

05 0.00 2.00 180 94 1.91 2.81 90 0.63

Où :

b : largeur du radier du canal ;Ks : Coefficient de Manning-Strickler ; I : Pente du canal ;

Yn : la hauteur d’eau ou tirant d’eau ; m :fruir du canal, angle entre le talus du canal et

l’horizontal ; S : section mouillée du canal ; P : périmètre mouillé ; Rh : rayon hydraulique ;

V : vitesse de l’eau dans le canal ; B : largeur au miroir ; Fr : le nombre de froude qui

caractérise le régime d’écoulement.

Page 23: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

2.5.2. Détermination du débit capable de l’ouvrage projet

La coupe transversale du bas fond réalisée au droit de l’ouvrage projeté après les levés

topographiques et les enquêtes de terrain (voir annexe n° 2), a permis de calculer les

paramètres hydrauliques et le débit capable de la section obtenue consignés dans les tableaux

2 et 3 .

Pour le calcul du débit de plein bord du bas fond, on assimile le lit du Kadiogo à un ensemble

de trapèzes, puis on détermine le débit par le biais de la formule de Manning-Strickler.

Tableau 3: Etude de la section de l’ouvrage

2.5.3. Détermination de la cote de PHE

Le calcul de la cote de PHE est souvent fait à l’aide de la formule de Manning Strickler en

assimilant le bas fond à un canal de forme trapézique et en calculant à chaque cote le débit

correspondant dans le but de tracer la courbe de tarage et d’en déduire la cote des plus hautes

eaux.

Pour notre cas, la cote de PHE est fournie par le rapport d’APD de l’aménagement de

Kadiogo élaboré par le groupement AGEIM-EMERGENCE Ingénieur Conseils et vaut

279.77 m.

2.5.4. Effet de l’ouvrage sur l’écoulement

Pour calculer la surélévation de la hauteur d’eau on adopte l’hypothèse suivante adaptée du

mémoire de fin d’étude intitulé : Etude d’un ouvrage d’art sur Oued Aoulay (2006) situé au PK

5+200 de la route reliant Ratba à Bab Mansoura en Tunisie fait par Abdeljabbar FALOUACH et

Yassine BOUIH :

:

Résumé : Observations :

Section mouillée = 180m²

Périmètre mouillée = 94m

Rayon Hydraulique = 1.91m

Le débit capable de l’ouvrage = 341.40m3/s

Avec le profil du terrain, le débit capable est

bien inférieur au débit du projet (Q50 =

506.10m3/s) Cette marge montre que le débit de

projet retenu est bien sécuritaire et donc

l’ouvrage permettra d’évacuer des crues

importantes.

Page 24: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

En l’absence du pont, le canal a un régime fluvial : ( 1gh

VFr )

V : vitesse moyenne de l’eau.

h : tirant d’eau

La surélévation produite est : x = h2 - h1

La charge spécifique en (h2) est la même qu’en (h3) du fait que la contraction ne produit pas

une perte importante de charge.

h2 = h3

g

Vh

g

Vh

22

2

33

2

22

Régime fluvial h3 = h4 = h1 ,

V2 : vitesse de l’eau due au remous d’exhaussement ;

V3 : vitesse de l’eau en aval de l’ouvrage ;

g = 10 m/s².

La vitesse de l’eau sous le pont est donnée par l’équation de continuité : 33 ... hLVQp

L : Débouché linéaire du pont

: Coefficient de contraction variant de 0,85 à 0,95 suivant la forme des avant-becs,

généralement on prend =0,9 (valeur moyenne)

Qp : débit de crue au niveau du pont

On a donc Lh

Q

Lh

QV

pp

13

3 = 3,12 m/s

h1 h2

h3 h4

x

Page 25: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Et x = h2 - h1 = h2 – h3 = g

VV

2

2

2

2

3

h1 : hauteur d’eau en amont de l’ouvrage ;

h2 : Hauteur d’eau due au remous ;

x : la différence de niveau d’eau entre h1 et h2 respectivement h2 et h3.

V2 étant inconnue, on est obligé de procéder par approximations successives en commençant

par V2 = V1= 2.81 m/s.

Le tableau 4 suivant exprime les résultats de ces approximations :

Tableau 4: Surélévation due à l’effet de remous

Itération pour le remous

V2(m/s) X(m) x+h1(m)

2.811666667 0.09451424 2.09451424

2.983101299 0.04388101 2.04388101

3.057001905 0.02113039 2.02113039

3.091412702 0.01034691 2.01034691

3.107995006 0.00510733 2.00510733

3.116116552 0.00253091 2.00253091

3.120125696 0.0012566 2.0012566

Total 0.18

Le niveau des PHE final est : PHE=279.77+0.18= 279.95m

En résumé, on a :

Qp = 506.10 m3/s ;

Cote amont du radier : 277.79 m

PHE = 279.95m ;

H = 2.20 m

Débouché superficiel = 180m² ;

Vitesse moyenne sans l’ouvrage = 2.81m/s

Vitesse moyenne sous l’ouvrage = 3.12m/s

Page 26: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

2.5.5. Dimensionnement hydraulique du dalot

Le dimensionnement hydraulique du dalot permet de savoir si la section choisie pourra

évacuer le débit du projet sans causer des problèmes à l’ouvrage en évitant le fonctionnement

en charge et le risque d’affouillement par le dépassement de la vitesse limite.

La démarche adoptée est celle expliquée dans l’ouvrage hydraulique routière de Nguyen

VAN TUU, 1981 et programmé sous le tableur Excel donnant le résultat du tableau 5:

Tableau 5: Résultats du tableur de calcul hydraulique de dalot

DIMENSIONNEMENT HYDRAULIQUE DU DALOT (Sortie libre)

Paramètres de calcul Valeurs saisies

Débit de projet (m3/s) 506.10

Cote Terrain Naturel (m) 277.790

Cote Projet (m) 280.290

Hauteur du Dalot (m) 3.00

Nombre d'ouverture du Dalot 18

Vitesse maxi admissible (m/s) 4.00

Coefficient de Strickler Ks: 70

Type d'entrée dans le Dalot Mur de tête sans ailes

Largeur minimale calculée 2.3431

Largeur retenue d'une ouverture 5.00

Paramètres calculés Valeurs calculées

Variable adimensionnelle Q1* 0.24445

Variable adimensionnelle H1* 0.83334

Hauteur d'eau Amont H1(m) 2.50

La hauteur H1 calculée est: compatible avec le projet

La revanche obtenue en (m) est: 0.01

Variable adimensionnelle Q2* 0.16067

Variable adimensionnelle Ic* 2.80067

Pente critique Ic 0.00388

Variable adimensionnelle Q3* 0.08817

Variable adimensionnelle Vc* 0.31725

Vitesse critique Vc 4.05

La vitesse critique calculée est: Acceptable

Conclusion: Le dimensionnement est bon

2.6. Calcul d’affouillement

De nombreuses formules sont utilisées pour calculer les affouillements afin de caler les

fondations de manière sécuritaire et fiable. Dans notre cas, il est question de franchir un canal

revêtu, donc les risques d’affouillements sont moindres mais néanmoins nous les évaluerons

Page 27: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

pour en tenir compte dans l’ancrage des fondations au cas où l’aménagement du canal sera

différé par rapport à celui de l’ouvrage.

La profondeur totale d’affouillement prévisible est la somme de la profondeur d’affouillement

général et de la profondeur d’affouillement local ainsi que de l’affouillement dû au

rétrécissement. Donc les fondations de l’ouvrage devraient être descendues à une profondeur

suffisante pour être à l’abri des affouillements.

Le calcul effectué, dont les détails se trouvent à l’annexe n°3, donne comme profondeur

d’affouillement :

Pour les piles : HAP (Hauteur d’Affouillement pour les Piles) = HAG+HAL+HR =

1+1+1.34 =3.34m ;

Pour les culées : HAC (Hauteur d’Affouillement pour les Culées) = HAG+HR = 1 +

1.34 = 2.34m.

2.7. Le tirant d’air

En essayant de minimiser les risques de bouchages par les branchages, puisque les

écoulements ne se font que sur trois mois dans l’année, et à diminuer la hauteur de l’ouvrage,

nous prenons un tirant d’air de 1.5 m (suivant les normes : 2.50 m), ce qui nous donne une

hauteur sous intrados de 3.5 m pour le pont.

2.8. Le calage de l’ouvrage (cote de l’intrados)

Le calage de l’ouvrage se fait au niveau de PHE plus une revanche pour :

Eviter d’avoir des corps flottants (troncs d’arbres) heurtant l’intrados du tablier en cas

de crue ;

Avoir les appareils d’appuis (surtout ceux en élastomère fretté) hors d’eaux.

Dans notre cas, le niveau des PHE est à la cote 279.95 m, en tenant compte du tirant d’air

évoqué ci-haut. Ainsi la cote d’intrados sera de 281.45 m.

Page 28: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

CHAPITRE 3: ETUDE DES DIFFERENTS TYPES

D’OUVRAGES

Les détails concernant la présentation des différents types d’ouvrages ainsi que leurs

avantages et inconvénients qui ont servi à la sélection des variantes possibles présentées ci-

après sont donnés en annexe n° 4 de ce document. Il sera présenté les variantes retenues pour

l’étude finale.

3.1. Présentation des variantes possibles

Variante I : Pont à poutres en béton armé :

C’est un pont à poutre en béton armé qui sera constitué de cinq (05) travées isostatiques de 18

m, chaque travée comporte 4 poutres en béton armé solidarisées transversalement par le

hourdis en section courante et entretoisées au niveau des appuis.

Variante II : Dalot portique en béton armé :

Pour le prédimensionnement l’épaisseur des piédroits et de la traverse est donnée par la

formule suivante :

E(m) = l/40 + 0.10 = 10/40 + 0.10 = 0.35 m.

C’est un ouvrage constitué de dalle et des piédroits solidarisés, de portée de 10 m, ce qui

donne 9 ouvertures de 10 m et 10 piédroits de 0.35 m, ce qui donne en tout 93.85 m de portée

totale de l’ouvrage.

Variante III : Dalot cadre en béton armé :

L’épaisseur des piédroits, de la traverse supérieure et du radier est donnée par la formule de

prédimensionnement suivante :

E(m) = l/32 + 0.125 = 5/32 + 0.125 = 0.28 ≈ 0.30 m

C’est un ouvrage constitué de dalle, des piédroits et de radier solidarisés, de portée de 5 m, et

de 18 ouverture avec 19 piédroits de 0.30 m.

Nous proposons de construire un ouvrage avec des joints tous les 30 m, soit trois ouvrages de

section 6 x 5 x3 ? qui fait au total 96.30 m de portée.

3.2. Choix du type d’ouvrage

a. Concernant les ponts

Dans le souci de trouver l’ouvrage qui réponde au mieux aux critères énumérés et aux

contraintes, l’étude d’un pont à poutres en béton armé de 90 m ayant 5travées isostatiques de

18 m sera faite.

Page 29: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Selon les termes des références, nous projetons de partir sur l’hypothèse d’un ouvrage avec

une fondation superficielle qui sera définie ultérieurement.

b. Concernant les dalots

Dans son ouvrage intitulé, Projet et construction des ponts, Jean-Armand CALGARO

souligne que Les ponts-cadres et les portiques sont des structures monolithiques, en ce sens

que les traverses et les piédroits forment un tout, d'où leur rusticité et leur robustesse tout-à-

fait avantageuses.

En particulier, l'encastrement du tablier sur les piédroits assure la stabilité de ces derniers vis-

à-vis des efforts horizontaux (poussée des terres,...) et permet de mieux répartir les moments

dans le tablier que dans le cas d'une travée isostatique. Il en résulte une minceur remarquable,

particulièrement intéressante dans le cas des franchissements de faible tirant d'air.

De plus, dans leur grande majorité, ces ouvrages ne nécessitent ni joints de chaussée ni

appareils d'appui, ce qui leur confère une grande facilité d'entretien.

En revanche, ces ouvrages, du fait de leur grande hyperstaticité, sont sensibles aux

déformations imposées (tassements du sol notamment) et nécessitent certaines précautions au

niveau de la conception, du calcul et de l'exécution.

En résumé, les dalots- cadres et les portiques constituent une solution souvent bien adaptée

aux brèches d'importance modérée, tant sur le plan technique et économique que sur celui de

l'esthétique.

De prime abord, la variante II paraît la mieux indiquée puisqu’elle nécessite moins de béton

que les autres. Cependant ne disposant pas d’information sur la profondeur, le type et les

dimensions de ces fondations, nous ne pourrions opter pour cette solution. En plus, comme

nous l’avons souligné ci-haut, les dalots portiques sont utilisés quand on a un sol de fondation

de bonne portance or la zone étant un bas fond, pour trouver un sol de bonne portance, il faut

aller en profondeur ; ce qui engendrera un coût supplémentaire et des fondations profondes et

très coûteuses pour cette variante.

La deuxième variante qui nous paraît la mieux indiquée est la variante III, elle présente

l’avantage d’être réalisé sur un sol de portance faible et de coût moindre.

Conclusion

Le choix de l’ouvrage est conditionné par les contraintes techniques, économiques et

esthétiques.

Page 30: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Les contraintes techniques se présentent en termes de physiques du site où il est implanté, de

la route portée, et enfin la disponibilité du matériel, de matériaux, de la main d’œuvre

qualifiée et de mise en œuvre.

Les contraintes économiques résident dans le fait de choisir une variante qui présente un coût

raisonnable.

Quant au côté esthétique, il faut juste signaler que la variante choisie doit être compatible

avec le paysage du site tout en respectant bien évidemment sa faisabilité économique et

technique.

Tenant compte de ces contraintes, le choix de l’étude porte sur un dalot cadre de 96.30 ml de

portée totale y compris les piédroits, d’ouverture 5 m et d’épaisseur pour le tablier, les

piédroits et le radier de 30 cm. Ce dalot sera construit sans murs en ailes par ce que les berges

du lit seront stabilisés par le revêtement des talus du canal si l’aménagement du canal est

immédiat.

Il sera juste fait un recalibrage du lit naturel du cours au droit des piédroits extrêmes pour

essayer de respecter la section du canal à ces endroits.

En plus, l’ouvrage étant de grande portée, nous proposons de le réaliser avec des joints tous

les 30 mètres.

Après avoir retenu les deux variantes à l’issue de l’étude de définition, on va procéder

maintenant à une étude technico-économique de ces deux variantes, afin de pouvoir trancher

sur la solution à retenir pour notre ouvrage, en commençant par la conception et le pré

dimensionnement des éléments de chaque variante (tablier, appuis, fondations.) pour le pont à

poutre en béton armé et ( le tablier, le radier, piédroits) pour le dalot en se référant aux

dispositions les plus courantes et aux guides de conception, notamment au dossier pilote, le

PP73 du SETRA en ce qui concerne le pont.

Page 31: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

CHAPITRE 4 : ETUDE DE PREDIMENSIONNEMENT

4.1. Prédimensionnement des différents éléments du pont

Le prédimensionnement des différents éléments du pont a été fait conformément aux

instructions du document pilote du SETRA concernant les ponts à savoir le PP73.

Les tableaux 6 et 7 suivants résument les dimensions de ces différentes parties de l’ouvrage.

Les détails concernant leur prédimensionnement sont donnés en annexe n° 5.

4.1.1. Caractéristiques géométriques du profil en travers du pont

Le profil en travers de la plate-forme est de 10 m de largeur comprenant une chaussée de 8 m

et deux trottoirs de 1m chacun. La chaussée présentera une pente transversale en toit égale à

2,5% permettant l’assainissement de l’ouvrage et les trottoirs présenteront une pente de 2%,

vers l’intérieur de la chaussée, (Confer figure 3 et tableau 6).

Figure 3: Profil en travers type de la route sans l’ouvrage.

Tableau 6: Caractéristiques géométriques du pont

Données:

Largeur Chargeable (lc) 8.00 m

Largeur Trottoir (lt) 1.00 m

Largeur du Tablier (LT) 10.0

4.1.2. Prédimensionnement des structures

Après le prédimensionnement, le tableau 7 résume les différents résultats obtenus et la figure

4 illustre les détails d’une coupe transversale de la route sur le pont.

Page 32: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Tableau 7: Récapitulatif du prédimensionnement

RECAPITULATIF

POUR UNE PORTEE DE 18.00 m

Eléments Dimensions

Poutre

Nombre Np= 4

Hauteur Poutre Hp = 1.00 m

Epaisseur âme bo = 0.30 m

Epaisseur Talon bta = 0.40 m

Hauteur Gousset h1 = 0.10 m

Hauteur Talon h2 = 0.20 m

Espacement poutre Ep= 2.50 m

Hourdis Epaisseur Hourdi Eh = 0.20 m

Entretoise

Nombre Ne = 6.00 m

Hauteur He = 0.70 m

Longueur Le = 2.20 m

Epaisseur Ee= 0.20 m

Dalle de transition Epaisseur Hourdi Eh = 0.30 m

Figure 4: Coupe transversale du pont à poutre en béton armé.

2,50m 1,25m

8,00m 1,00m 1,00m

Hourdis général Trottoir

2,50m 2,50m 1,25m

Poutres

Page 33: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Ø 0.60 m

2.50m 2.50m

0.85 m

2.50m

10m

4.1.3. Prédimensionnement des piles, culées et fondations

Le prédimensionnement de tous ces éléments obéit aux réglementations inscrites dans le PP73

du SETRA et les valeurs trouvées sont données dans le tableau 8 suivant et illustrées par la

figure 5 ci-dessous. On remarque que les dimensions des éléments de la fondation ne sont pas

données dans ce tableau, elles résulteront du dimensionnement après application des charges.

Tableau 8: Récapitulatif des dimensions des structures du pont

Désignation Longueu

r (m)

Largeur

(m)

Hauteur ou épaisseur (m) Nbre

1- Piles

Fûts 0.80 0.80 6.50 (3.50 m sous intrados) 16

Chevêtre 10.00 2.00 1.00 4

2- Culées

Sommier d’appui (chevêtre) 10.00 1.55 1.00 2

Mur garde-grève 10.00 0.30 1.36 2

Dalle de transition 10.00 3.00 0.30 2

Mur en retour 3.00 0.30 1.00 4

Voiles 8.00 0.60 3.00 2

3- Fondations

Culées Les dimensions seront données après dimensionnement

Piles

Figure 5: Coupe transversale de la pile du pont à poutres en BA.

6.50m

1,00m

Colonnes

Semelle

Chevêtre

Page 34: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

CHAPITRE 5 : ETUDE DES POUTRES

Ce chapitre fera ressortir l’inventaire des charges permanentes et routières susceptibles de

solliciter les poutres principales, puis viendra l’étude de la répartition transversale des charges

sur les différentes poutres de rive et centrale et la détermination des sollicitations globales et

moyennes. Enfin, le calcul du ferraillage des poutres.

5.1. Détermination des sollicitations longitudinales

Pour la détermination des sollicitations dans les poutres, nous considérons le poids propre des

poutres (au nombre de quatre dans notre cas), le poids du hourdis, le poids de l’ensemble des

équipements du tablier et en fin les surcharges sur le tablier.

5.1.1. Les valeurs caractéristiques des charges des équipements du tablier

Les équipements du tablier jouent un rôle fondamental dans la conception, le calcul et la vie

d’un pont, en assurant son fonctionnement vis-à-vis de l’usager. Aussi, jouent-ils un rôle

important sur le plan de l’esthétique, de la sécurité et de la durabilité de l’ouvrage.

a) Chape d’étanchéité :

Elle est destinée à assurer l’adhérence du tablier, à éviter le fluage par sa résistance

mécaniques, à résister aux chocs thermiques provoquées par la mise en œuvre de la couche de

roulement, on peut les rencontrer sous forme de deux types :

- Chapes épaisses (de 3 à 3,5cm) à base d’asphalte coulé à chaux en bicouche à haute

température.

- Chapes minces (de 0,2 à 0,3cm) à base de résine synthétique adhérant au support.

Notre choix s’est porté sur la chape épaisse car la chape mince nécessite un personnel

technique qualifié et un coût élevé, tandis que la première est à coût moindre et facile à

exécuter.

On utilise donc la chape épaisse avec :

- Epaisseur = 3cm

- Poids volumique =2,2t/m3

b) Chaussée :

Elle est constituée d’une couche de roulement en enrobés bitumineux d’épaisseur de 7 à 8 cm

et de densité variant de 2,2 à 2,5 T/m3.

Page 35: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

On adoptera une épaisseur de 8cm avec une densité de 2,3 t/m3.

c) Trottoirs :

Ils ont pour rôle la protection des piétons en les isolants de la circulation à la chaussée. Ainsi

ils seront surélevés par rapport à la chaussée.

Deux types de trottoirs se présentent généralement : trottoir sur caniveau et trottoir plein.

On envisagera des trottoirs constitués par des dallettes de 5 cm d’épaisseur qui reposent sur la

contre-bordure et la contre-corniche. Ils présentent l’avantage d’être légers et permettent de

prévoir des réservations pour y disposer des canalisations ou des câbles (électriques…) sous

les dallettes.

Pour la suite du dimensionnement, en lieu et place du caniveau, nous considérerons un béton

de remplissage à fin de prendre en compte la charge des canalisations et (ou) des câbles.

d) Les corniches :

Elles ont un rôle essentiellement esthétique. Situées à la partie haute du tablier, elles

dessinent la ligne du pont. Elles peuvent être coulées en place ou préfabriquées en éléments

de 1 m généralement. Le premier type est moins cher mais il nécessite un coffrage spécial se

déplaçant le long du tablier. On adoptera donc des corniches préfabriquées.

e) Garde-corps :

C’est un dispositif de sécurité destiné à empêcher les chutes de piétons. Il doit de plus résister

à la pression verticale et la poussée horizontale d’une foule et est conçu de telle sorte qu’un

enfant ne puisse passer à travers ou l’escalader. Sa masse classique varie de 20 à 50 kg/ml.

5.1.2. Charges permanentes des poutres

Pour l’ensemble des poutres, le poids à supporter en plus de leur poids propre sont résumés

dans le tableau9 et illustré par les figures 6 et 7 ci-dessous :

Page 36: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Figure 6: Poutre de rive

Figure 7: Poutre intermédiaire

Tableau 9: Poids propre total d’une travée

Eléments Poids unitaire Nombre Poids total

Poutre de rive 76.389 t 2 152.778 t

Poutre intermédiaire 45.503 t 2 91.006 t

Entretoise 0.770 t 6 4.620 t

Poids propre total d'une travée 248.404

Entretoise

Entretoise Entretoise

Page 37: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

5.1.3. Les surcharges routières

Selon le fascicule 61 titre II, les charges d’exploitation prises en compte pour notre ouvrage

sont les systèmes A(l), Bc, Bt, Br, Mc120, Me120, les surcharges exceptionnelles de type E et

Les charges sur les trottoirs.

Toutes les parties du tablier ne sont pas forcément à charger par les charges d’exploitation. Il

faut donc définir une largeur chargeable qui se déduit elle-même de la largeur roulable. On

donne en annexe les définitions correspondantes et les valeurs caractéristiques de ces

différentes charges.

5.2. Détermination des CRT des charges

Les tabliers des ponts à poutres sont des structures tridimensionnelles pour lesquelles de

nombreuses méthodes de calculs classiques ont été proposées. En général, l’étude du tablier

est subdivisée en une étude transversale et une étude d’une poutre dans le sens longitudinal.

La première étude donne un Coefficient de Répartition Transversale (CRT), qui sera appliqué

aux sollicitations (globales) trouvées dans le sens longitudinal afin d’obtenir les sollicitations

(moyennes) d’une poutre.

Les méthodes de calcul proposées sont classées en deux familles, selon que la section

transversale peut être considérée comme étant déformable ou indéformable.

Dans le cas de tablier rigide, on utilise la méthode de Courbon et Dans le cas contraire, c’est

la méthode de Guyon-Massonnet qui est la plus utilisée.

Pour notre cas et en raison de l’absence d’entretoises intermédiaires (les entretoises sont au

niveau des appuis seulement), la répartition transversale des charges se fait par l’intermédiaire

du hourdis, donc on utilisera la méthode de Guyon-Massonnet.

5.3. Aperçu théorique sur la méthode de Guyon-Massonnet

Lorsque la rigidité torsionnelle des éléments d’un pont ne peut être négligée, la section

transversale du pont est considérée comme étant déformable ; c’est alors qu’on utilise la

méthode de Guyon-Massonnet (développée originalement par Guyon en 1946 et mise sous

forme de tableaux numériques par Massonnet en 1954). Cette méthode est une méthode de

calcul de dalles ou de réseaux de poutres.

Page 38: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

a) Principes fondamentaux de la méthode de Guyon-Massonnet :

Cette méthode est basée sur deux principes fondamentaux :

Le premier principe fondamental est de substituer au pont réel un pont à structure

continue qui a les mêmes rigidités moyennes à la flexion et à la torsion que l’ouvrage

réel.

Le deuxième principe est d’analyser de façon approximative, l’effet de la répartition

transversale des charges en admettant que cette répartition est la même que si la

distribution des charges selon l’axe du pont est sinusoïdale et de la forme :

p’= psin (.x/L) avec : p, constante et L, portée de la travée..

Les calculs peuvent être affinés en développant la charge en série de Fourier en fonction de

l’abscisse longitudinale.

Le calcul selon cette méthode est fait avec le tableur Excel pour la détermination des

coefficients à appliquer aux sollicitations dans les poutres.

Les détails concernant la méthode et les résultats de calcul sont donnés en annexe n° 6.

5.4. Sollicitations dimensionnantes

Pour le calcul des sollicitations, nous avons utilisé les combinaisons suivantes :

trottoir

)typeE(M

)120Me(M

)120Mc(M

max;

)Br(M

)Bt(M

)Bc(M

)L(A(M

max20,1maxGMELS

trottoir60,1

)typeE(M

)120Me(M

)120Mc(M

max35,1;

)Br(M

)Bt(M

)Bc(M

)L(A(M

max60,1maxGM35,1ELU

NB : Les hypothèses de calcul ainsi que le ferraillage des poutres sont donnés en annexe

n° 6.

Page 39: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

CHAPITRE 6 : ETUDE DU HOURDIS

Une dalle est un élément d’épaisseur faible et qui est chargée perpendiculairement à son plan

moyen. La dalle d’un pont à poutres est souvent connue sous le nom de "hourdis".

Dans ce chapitre, nous commencerons par l’inventaire des charges permanentes et routières

susceptibles de solliciter le hourdis, puis nous déterminerons ensuite les sollicitations globales

et moyennes. Enfin, nous terminerons par le calcul du ferraillage du Hourdi.

6.1. Calcul des sollicitations sur le Hourdi

Nous considérons un panneau de dalle de 2,50 m de largeur et 18 m de long simplement

appuyé sur ses quatre côtés, les appuis étant constitués par les entretoises et les poutres. Selon

les règles de la RDM si 14,018

50,2

ly

lx < 0,4, on considère que la dalle porte dans un

seul sens, celui de la plus petite portée.

Dans ce cas, nous allons calculer les sollicitations comme dans le cas d’une poutre reposant

sur deux appuis simples de portée L= 2,50 m. Les moments et efforts tranchants seront

calculés au mètre linéaire dans le sens longitudinal de l’ouvrage.

La charge permanente correspondant à une travée de 18 m est de :

G = 2.50 x 18 x 0.20 x 2.50 = 22.50 tonnes

Les résultats sont reportés dans le tableau du prédimensionnement des poutres donné à

l’annexe n° 6.

6.1.1. Les valeurs caractéristiques des charges des équipements du Hourdi

a) Chape d’étanchéité :

Le même type de chape qui est définie dans le chapitre 5 sera considéré ici pour le calcul.

b) Chaussée :

Elle est constituée d’un tapis d’enrobés bitumineux d’épaisseur de 7 à 8cm et de densité

variant de 2,2 à 2,5 T/m3 (figure 8).

On adoptera une épaisseur de 8 cm avec une densité de 2,3 t/m3.

Page 40: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Figure 8: Détails du hourdis

6.2. Les surcharges routières

Selon le fascicule 61 titre II, les charges d’exploitation prises en compte pour le calcul du

hourdis de notre ouvrage sont les systèmes Bc, Bt, Br, Mc120 et Me120.

NB : Les surcharges A(L) et convoi exceptionnel de type E ne sont pas pris en compte

dans le calcul du hourdis car leurs effets sont moins défavorables.

6.3. Les sollicitations et le ferraillage

Les détails de calcul des sollicitations et la détermination des ferraillages sont donnés en

annexe n° 7.

Page 41: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

CHAPITRE 7 : ETUDE DES ENTRETOISES D’ABOUT

Les entretoises d’about, situées au droit des appuis, ont pour rôle d’encastrer les poutres à la

torsion, de rigidifier les extrémités du hourdis et de permettre le vérinage du tablier pour

remplacer les appareils d’appui par exemple.

Leur épaisseur b0 doit être suffisante pour la vérification à l’effort tranchant et à la flexion.

Nous avons les caractéristiques géométriques suivantes obtenues lors du prédimensionnement

(tableau 10).

b0

Tableau 10: Dimensions des entretoises

Entretoises Nombre Ne = 3

Hauteur He = 0.70 m

Longueur Le = 2.20 m

Epaisseur Ee = 0.20 m

Le fonctionnement d’une entretoise d’about se rapproche de celui d’une poutre continue. Elles

sont calculées sous l’effet :

Du poids propre compté depuis les nus des poutres ;

D’une partie du poids du hourdis et de la chaussée correspondant à la zone limitée par

les goussets, l’extrémité du tablier ;

Des surcharges réglementaires B et Mc120 ;

De l’action des vérins lors du soulèvement du tablier pour remplacer les appareils

d’appui.

Nous admettons que les moments fléchissants sont ceux d’une travée isostatique, multipliés

par 0,8.

7.1. Calcul des sollicitations

Nous calculerons l’entretoise en poutre bi-encastrée pour les moments sur appuis et en poutre

isostatique, avec un coefficient minorateur de 0,8 pour les moments en travée.

Page 42: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

7.1.1. Sollicitations dues aux charges permanentes

Les charges permanentes à prendre en compte pour le calcul des sollicitations sont le poids

propre de l’entretoise et les charges dues au hourdis et à la chaussée. Compte tenu du fait que

la dalle porte dans un seul sens (supportée par les poutres). Ainsi les entretoises ne reçoivent

pas les charges du hourdis et de la chaussée. Par conséquent, pour le calcul des sollicitations

dues aux charges permanentes, il n’est pris en compte que le poids propre de l’entretoise.

Le calcul des sollicitations est fait à l’aide du logiciel RDM 6, les diagrammes ainsi que les

valeurs sont donnés en annexe n° 8.

7.1.2. Sollicitations dues aux surcharges routières et le vérinage

Les systèmes de surcharge utilisés sont le Bc, le Bt et le Mc120 et les charges dues au

vérinage pour le remplacement des appareils d’appui.

On suppose que les vérins sont des appuis simples.

On suppose qu’il n’y a pas de surcharges lors du changement des appareils d’appui.

Pour le calcul de vérinage, nous considérons le poids par mètre linéaire de l’entretoise, y

compris le hourdis et les superstructures qui lui sont associées. On lui ajoute en suite les poids

des poutres de rive et des poutres intermédiaires, y compris le hourdis et les superstructures

qui lui sont associés comme charges ponctuelles. Donc le calcul sera fait comme dans le cas

d’une poutre appuyée simplement, supportant son poids propre et les actions des vérins

comme charge ponctuelle.

Les résultats de calcul des sollicitations et du ferraillage sont donnés en annexe n°8.

7.2. Combinaisons dimensionnantes

Pour le calcul des sollicitations, les combinaisons suivantes, préconisées par le BAEL 91

modifié 99, sont utilisées :

À l’E.L.U : Max 1,35G+1,605Max (Bc, Bt)

1,35G+1,35Mc120

À l’E.L.S : Max G+1,2Max (Bc, Bt)

G+Mc120

Page 43: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

CHAPITRE 8 : ETUDE DES APPAREILS D’APPUI

Les tabliers de ponts reposent en général sur leurs appuis (piles et culées) par l’intermédiaire

d’appareils d’appui, conçus pour transmettre des efforts essentiellement verticaux, ou, à la

fois, des efforts verticaux et des efforts horizontaux, et de permettre les mouvements de

rotation (dus aux charges d’exploitation ou aux déformations imposées)

Les différents d’appareils d’appui sont :

Les appareils d’appui en élastomère fretté ;

Les appareils d’appui à pot ;

Les appareils d’appui à section rétrécie de béton pour les ouvrages simples et de

petites portées ;

Les appareils d’appui métalliques spéciaux pour les ponts métalliques de grandes

portées.

Les appareils d’appui en élastomère fretté ont pour principal intérêt, en plus de leur coût

relativement modéré par rapport aux appareils à pot, réside dans leur facilité à se déformer

vis-à-vis des sollicitations. Ils reprennent les charges verticales, les charges horizontales et les

rotations.

Ces appareils sont constitués de feuilles d’élastomère (marque Néoprène) et de tôles d’acier

jouant le rôle de frettes, la liaison entre les tôles et l’élastomère étant obtenu par

vulcanisation. L’épaisseur des frettes est comprise entre 1 et 3 mm, et l’épaisseur des feuilles

d’élastomère est, en général, de 8, 10, 12 et 16 mm.

Ce type d’appareil d’appui est le plus couramment employé pour les ouvrages de petites et

moyennes portées. Leurs dimensions en plan vont de 100 x 100 mm² à 700 x 700 mm² et

peuvent supportés des charges de l’ordre de 7 MN, voire plus.

Les calculs faits dans les conditions les plus défavorables donnent respectivement pour les

culées et les piles, les charges verticales maximales de 6246.60 KN et 7580.30 KN.

En se référant au catalogue de choix des appareils d’appui de Freyssinet, on trouve pour les

culées ainsi que pour les piles, les appareils d’appui de 700 x 700 mm² supportant 7142 KN.

Page 44: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Il faut quatre (04) appareils pour chaque culée et trente-deux (4 x 8 = 32) au niveau des piles,

ce qui fait en tout ( 4 x2) + ( 2 x 4 ) x4 = 40 appareils d’appui en élastomère fretté (Figure 09)

pour tout l’ouvrage.

Figure 9: Appareil d’appui en élastomère fretté (Source : Image de la Qualité des Ouvrages

d’Art IQOA : Les appuis et appareils d’appui, SETRA 1996).

Page 45: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

CHAPITRE 9 : ETUDE DES CULEES

Une culée bien conçue doit satisfaire à toutes les exigences de la fonction culée, à savoir :

- Une bonne transmission des efforts au sol de fondation ;

- La limitation des déplacements horizontaux en tête, de façon à ne pas entraver le

fonctionnement des appareils d’appui ;

- La limitation des déplacements verticaux (tassement).

Dans ce chapitre, nous présenterons d’abord l’inventaire des charges sollicitant les culées.

Puis nous effectuerons la descente des charges. Enfin, nous déterminerons le ferraillage des

deux culées C0 et C5.

9.1. Inventaire des charges

9.1.1. Charges permanentes

Les charges permanentes verticales à prendre en compte sont le poids du tablier y compris les

poutres, les entretoises, les superstructures et le poids de la culée elle-même ainsi que tous ses

accessoires, à savoir le mur garde-grève, les murs en retour, le corbeau, le chevêtre, la dalle de

transition et le remblai, le voile, la semelle et le remblai sur semelle.

En plus de ces charges verticales, nous avons une charge permanente horizontale qui

comprend la poussée des terres sur la culée et ses éléments.

Puisque notre culée est de type enterrée, les effets dus aux poussées de terre sont moindres par

rapport aux charges verticales et aux surcharges d’exploitation, c’est pourquoinous ne l’avons

pas pris en compte pour de calcul de la culée.

9.1.2. Surcharges d’exploitation

9.1.3. Surcharge sur remblai

Sur les remblais d’accès aux ouvrages, on dispose une charge uniforme répartie sur toute la

largeur de la plate-forme et d’intensité égale à 1t/m². Elle intervient dans la justification de la

stabilité des culées. Mais pour notre cas, le voile de la culée étant presque entièrement enterré,

nous ne tiendrons pas compte de cette charge.

En outre, pour la justification des éléments de faible dimension (tel que mur garde grève), il

est recommandé de disposer sur le remblai les systèmes Bt ou Br (sans majoration

dynamique), qui peuvent donner des effets plus défavorables que celui de 1t/m².

Page 46: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

9.1.4. Surcharges routières

Les surcharges prises en compte sont les surcharges dues aux trottoirs et celles dues aux

systèmes Bc, Mc120 et E et les effets dus aux phénomènes de retrait et dilatation.

Le calcul des efforts tranchants majorés des coefficients dynamiques effectués lors de calcul

des poutres donne l’effort maximal pour le système E, donc c’est cet effort que nous

utiliserons comme surcharge d’exploitation pour le calcul.

9.2. Descente des charges

La descente des charges a été effectuée en respectant les combinaisons nécessaires au

dimensionnement des différents éléments de la culée et ces combinaisons sont données dans

les détails de calcul en annexe n° 9.

Sauf pour le calcul de la semelle, les dispositions suivantes ont été considérées :

Pour chaque culée, nous déterminons la charge permanente en G (point situé au milieu de la

base de la semelle) due au poids des différents éléments constituants le tablier et la culée

considérée ainsi que la surcharge routière maximale.

Les résultats en tonnesfigurent dans les tableaux en annexe n° 9.

Concernant les charges verticales appliquées au niveau des semelles des culées, nous

considérons les charges permanentes sur la moitié du tablier, l’autre moitié étant prise par la

pile. En plus, nous négligeons les poussées des terres au niveau des culées.

Les combinaisons utilisées pour le calcul des semelles des culées sont :

ELS : G+1.20 x Q

ELU : 1.35 x G + 1.60 x Q

Les hypothèses des calculs pour les culées sont données en annexe n° 9 et les résultats de

calcul sont donnés ci-dessous (tableaux 12 et 13). Quant à la figure 10, elle illustre le type de

culée proposée et c’est cette figure qui a servi de base de calcul de poids propre des différents

éléments de la culée.

9.2.1. Ferraillage du chevêtre

- Armatures supérieures : As = 14.7 cm²

- Armatures inférieures : Ai = 14.7 cm²

- Armatures de non fragilité : Amin = 15.4 cm²

Donc on prend pour les deux armatures, la valeur minimale As=Ai =15.4 cm².

Page 47: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Selon le PP73 du SETRA, les armatures longitudinales et transversales doivent au minimum

égalées les valeurs ci-dessous, ce pourquoi ce sont ces valeurs qui sont retenues pour notre

cas.

Armatures longitudinales :Al>= 0.5% B = (0.5*1.55*1)/100 = 77.50 cm²(la somme

des armatures de flexion et de torsion), soit 16 HA 25.

Armatures transversales:At/St >= 0,2% B = 31 cm²/ml qui est au-dessus de la valeur

trouvée, soit At/St=31 cm²/m (deux cadres HA 14 avec e=15 cm)

9.2.2. Ferraillage du voile :

Tableau 11: Sollicitations à l’ELU

comb07 comb08 comb09 comb10 comb11

N (t) 225.64 256.56 253.41 247.66 201.93

M (t.m) 31.572 31.572 44.629 31.572 34.752

mG=4M/pD3σbc 0.024 0.024 0.033 0.024 0.026

n=4N/pD²σbc 0.169 0.192 0.190 0.185 0.151

P=4Aσs/pD²σbc 0.300 0.280 0.340 0.300 0.320

A (cm²) 92.127 85.985 104.411 92.127 98.269

% de la section 1.173 1.095 1.329 1.173 1.251

On obtient donc une section d’armatures longitudinale égale à : A=104.411 cm², (Tableau 11)

ce qui représente 1,33 % de la section totale du béton.

D’après les recommandations du PP73, la section minimale d’armatures longitudinales

correspond à un taux de 2% de la section du béton, soit (3*0.60*2)/100 = 360 cm² pour les

deux faces. On adopte donc : des armatures de 45 HA 32, soit 23 HA32 par face espacé de

13cm.

9.2.3. Ferraillage de semelle de culée :

Les résultats de calcul sont donnés dans les tableaux 12et 13 ci-dessous :

Tableau 12: poids propre et surcharges sur les culées

Appuis Profondeur

(m)

Total charge

permanente

(tonnes)

Total

surcharge

(Tonnes)

ELS ELU

C1 3 324.05 117 464.45 624.66

C6 3 324.05 117 464.45 624.66

Page 48: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Tableau 13: Résultats du calcul de ferraillage des culées.

Figure 10: Détails de la culée.

Détermination des aciers tendus

Contrainte de traction du béton 0.6 + ( 0.06 x Fc28 ) Ft28 = 2.40 MPa

Contrainte de traction de l'acier FP = mini ( 2/3 Fe ; maxi ( 1/2 Fe ; 110 x (( h x Ftj ) 1̂/2 )))

FTP = 0.80 x sst ( FP ) sst = 250.00 MPa

Nappe inférieure ( Nser / 8 ) x (( B - b ) / ( d x sst )) Ax // b = 122.22 cm²

Nappe supérieure ( Nser / 8 ) x (( A - a ) / ( d x sst )) Ay // a = 83.11 cm²

Choix des sections commerçiales Lire dans le tableau des aciers Ax => 16HA32 128.68 cm²

Ay => 11HA32 88.46 cm²

Page 49: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

CHAPITRE 10 : ETUDE DES PILES

Elles se distinguent des culées par le fait qu’elles sont au-dessus du terrain naturel sur la plus

grande partie de leur hauteur et qu’elles ne transmettent pas des réactions horizontales

importantes.

Dans ce chapitre, nous présenterons, d’abord, l’inventaire des charges (donné en annexe n°

10) et leurs combinaisons. Puis, nous effectuerons la descente des charges. Par la suite, nous

vérifierons les semelles des piles. Et finalement, nous déterminerons le ferraillage des

chevêtres, des fûts et des semelles.

10.1. Inventaire des charges

La différence d’altitude au niveau des fondations des piles n’étant pas significative, nous

considérons dans nos calculs toutes les piles identiques. Nous déterminons ensuite la charge

permanente due au poids des différents éléments constituants le tablier et la pile considérée.

La surcharge routière prise en compte est la même que celle sur les culées, c'est-à-dire Tmax

= 117 tonnes. Les combinaisons utilisées sont aussi les mêmes que pour les culées.

10.1.1. Charges permanentes

Les charges permanentes verticales à prendre en compte sont le poids du tablier y compris les

poutres, les entretoises, les gardes corps, les superstructures et le poids de la pile elle-même

ainsi que tous ses accessoires, à savoir les fûts, la semelle et le remblai sur semelle.

Pour le calcul du chevêtre, les charges prises en compte sont :

Le poids propre du chevêtre ;

Le poids du tablier : selon PP73 (paragraphe 2.2.2), le tablier n’exerce pas d’efforts

sur le chevêtre lorsque les points d’appui sont disposés en face des colonnes. Ce qui

coïncide avec notre cas ;

Les charges dues aux vérins.

Le calcul est fait comme pour une poutre simplement appuyée, sollicitée par une charge

linéairement répartie et des charges ponctuelles. Pour le ferraillage, le calcul est fait en flexion

composée avec le module expert de robot.

Pour le calcul des fûts des piles, les charges qui interviennent sont :

Les charges supportées par les chevêtres, plus le poids du tablier ;

Page 50: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Le poids propre des fûts.

Le calcul de la semelle, tient compte des charges sur les fûts y compris le poids propre des

fûts et le remblai sur la semelle.

10.1.2. Surcharges d’exploitation

La surcharge d’exploitation à prendre en compte pour le calcul est la même que celle de la

culée.

10.2. Descente des charges

Comme nous l’avons expliqué pour chaque partie, une descente de charge a été effectuée et a

servi pour les combinaisons à l’ELU et à l’ELS (Tableau 14 et figure 11). Ces combinaisons

étant les mêmes que celles énumérées ci haut.

Les hypothèses sur les matériaux ainsi que les méthodes de calcul sont consignés dans

l’annexe n° 10.

Figure 11: Coupe transversale de la pile du pont à poutres en BA.

Tableau 14 : Descente des charges au niveau des piles

Appuis Profondeur (m)

Total charge permanente (tonnes)

Total surcharge (Tonnes)

ELS(t) ELU(t)

Pile 2 3 422.84 117 563.24 758.03

Pile 3 3 422.84 117 563.24 758.03

Pile 4 3 422.84 117 563.24 758.03

Pile 5 3 422.84 117 563.24 758.03

Ø 0.80

m 6.50m

2.50 2.50

1,00m

Colonne

s

Semelle

0.85 m

2.50

8.50 m

Chevêtre

Page 51: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

10.2.1. Ferraillage du chevêtre

Pour les armatures de flexion :

Le calcul a été fait comme une poutre en flexion simple, les détails de calcul seront fournis à

l’annexe n°10.

- Armatures supérieures : As = 19 cm²

- Armatures inférieures : Ai = 19 cm²

- Armatures minimales : Amin = 19 cm²

- Armatures de non fragilité : Amin = 0.5%B= 0,5×2×1,00/100= 100cm², B étant la

section du chevêtre (largeur x hauteur).

On adopte donc la section minimale préconisée dans le PP73, soit Al=100cm², soit 22 HA 25.

Pour les armatures de cisaillement :

- Armatures effort tranchant : At/ (bo×St) = u / (0,8×fe)

Avec, Vu = 1,35×Vmax = 95.8824 t et u = Vu / (bo×d) = 0,505 MPa

D’où en adoptant un espacement de 20cm :

At = 5,05 cm², soit deux cadres+une épingle HA 12.

10.2.2. Ferraillage des fûts

Après calcul dont les détails sont donnés en annexe n°10, on trouve As = 7.5 cm² par fût

puisque les charges ponctuelles à l’ELU et à l’ELS sont supportées par les quatre fûts donc

chaque charge est divisée par 4.

D’après les recommandations du PP73, et en raison du risque de choc sur les colonnes

(charriage dans le canal, choc d’un engin de chantier), la section minimale d’armatures

longitudinales correspond à un taux de 2% de la section du béton, soit (pi*0.80^2/4)*2/100 =

100.53 cm².On adopte donc : des armatures de 13 HA 32par fût

10.2.3. Ferraillage transversal

L’effort horizontal maximal appliquée à chaque fût est égale à : Vu=Vu max / 4 = 29.25 t

Dans le cas des sections circulaires, on a :

u = 1,4Vu / (b0d) avec, bo = 0.80 m et d = 0,75 m.

Donc : u = 0.683 MPa < Min (0,2 fcj /γb; 3 MPa) = 3 MPa

Page 52: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Les armatures transversales minimales: At/(b0×δt) u / (0,8fe)

C’est à dire At/δt17.06 cm²/m, soit 16HA12/m.

On disposera des cerces 12 avec un espacement de 7 cm

10.2.4. Ferraillage des semelles sous les piles

Pour déterminer le ferraillage de la semelle de liaison on utilise la méthode des bielles

comprimées en exploitant les résultats du tableau 15 ci-dessous.

Tableau 15 : Ferraillage des semelles des piles

Les armatures longitudinales inférieures

On détermine les armatures longitudinales inférieures avec un ratio de 0,1% de la section

transversale de la semelle, donc Al = (7*2*0.10)/100*104 = 140 cm², on prend alors 18 HA 32

Les armatures longitudinales supérieures

Les armatures longitudinales supérieures sont déterminées avec un ratio de 0.05 % de la

section transversale de la semelle, donc Al = 70 cm² qui est bien inférieure à la section

calculée, on gardera donc les 89.54 cm², soit 19 HA 25.

Détermination des aciers tendus

Contrainte de traction du béton 0.6 + ( 0.06 x Fc28 ) Ft28 = 2.40 MPa

Contrainte de traction de l'acier FP = mini ( 2/3 Fe ; maxi ( 1/2 Fe ; 110 x (( h x Ftj ) 1̂/2 )))

FTP = 0.80 x sst ( FP ) sst = 250.00 MPa

Nappe inférieure ( Nser / 8 ) x (( B - b ) / ( d x sst )) Ax // b = 112.65 cm²

Nappe supérieure ( Nser / 8 ) x (( A - a ) / ( d x sst )) Ay // a = 89.54 cm²

Choix des sections commerçiales Lire dans le tableau des aciers Ax => 23HA25 122.70 cm²

Ay => 19HA25 93.27 cm²

Page 53: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

CHAPITRE 11 : ETUDE DU DALOT

11.1. Présentation générale

Comme nous l’avons énoncé dans l’objectif général, cette étude a pour but de proposer

l’ouvrage le mieux indiqué techniquement mais aussi économiquement. C’est pourquoi, en

plus de l’étude du pont à poutre en béton armé, nous avons mené aussi de trois dalots

multiples de section 6x5x3.

Après prédimensionnement, donné dans le chapitre 2 de la partie II, les épaisseurs du tablier,

du radier et des piédroits sont tous de 30 cm.

Comme nous disposons des joints tous les trente mètres (30 m), nous envisageons de

dimensionner seulement une partie c'est-à-dire nous considérons un dalot de six (06)

ouvertures de 5 m et de 3 m de hauteur, ce qui nous donne un ouvrage de 32.10 m (6 x 5 +7 x

0.30).

11.2. Le logiciel utilisé

Le logiciel utilisé pour le dimensionnement du dalot est CYPE version 2010b (module

ouvrages d’art).

Ce logiciel utilise la méthode de calcul par éléments finis triangulaires de type lamelle épaisse

tridimensionnelle qui prend en compte la résistance à l'effort tranchant. Les éléments

comportent 6 nœuds situés sur chaque sommet et au centre de chaque côté et ayant chacun 6

degrés de liberté.

Nous avons introduit des convois de charge en des différentes positions en indiquant

graphiquement le parcours de l’axe et le nombre de camion du convoi.

Le dimensionnement a été fait en considérant une épaisseur de 40 cm de remblai, ceci dans le

but de prévoir un futur aménagement de la rue passant par l’ouvrage.

Les normes pouvant être prises en compte pour la justification et le dimensionnement des

armatures des sections par le logiciel CYPE 2010sont les suivantes:

BAEL 91 modifié 99 (France)

EHE (Espagne)

REBAP (Portugal)

Page 54: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Les matériaux sélectionnables au mieux répondre aux exigences de ces différentes normes.

Afin de compléter la conception, des dispositions de la norme EC-2 (Eurocode), des critères

de CYPE et de divers auteurs ont aussi été pris en compte.

Pour la génération des actions le logiciel prend en compte une des normes suivantes:

CFC, Fascicule 61 (France)

IQP-98 et ROM 0.2-90 (Espagne)

RSA (Portugal)

Nous avons configuré le logiciel sur les règles françaises de dimensionnement c'est-à-dire

le BAEL 91 modifié 99 et le fascicule 61.

11.3. Les actions

En plus du poids propre, le programme génère les actions suivantes:

11.3.1. Les poussées du terrain

Les poussées du terrain regroupent toutes les actions provoquées par le remblai sur les

éléments de la structure qui sont en contact avec lui. L’action des terres a deux composantes :

Le poids sur les éléments horizontaux (dalle du dalot-cadre, radier des murs en aile) ;

La poussée sur les éléments verticaux (parois du module, murs en aile) ;

Le poids des terres sur les éléments horizontaux est déterminé en appliquant au volume de sol

qui repose sur la surface de l’élément horizontal le poids spécifique du remblai compacté.

L’estimation des poussées horizontales est réalisée au moyen d’un calcul bidimensionnel,

introduisant les sections perpendiculaires aux parois du module et les murs en aile.

Les parois du module sont considérées suffisamment rigides pour pouvoir considérer un état

de contrainte de poussée au repos. Le coefficient de poussée au repos est estimé par la

formule de Jacky (K0 = 1-sinΦ’, Φ’ : angle de frottement interne) concernant les sables et les

argiles normalement consolidés.

11.3.2. Les charges appliquées sur le tablier

Nous avons utilisé différents types de convoi, civiles (Bc, Br, Bt), militaires (Mc120) et

exceptionnel de type E. le but étant de voir quel est le convoi qui engendre les sollicitations

maximales.

Page 55: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

11.4. Les hypothèses de calcul

Contrainte admissible sol d'assise: 150.00 kN/m²

Poids volumique: 20.0 kN/m³

Angle de frottement interne: 38 degrés

Cohésion: 0.00 kN/m²

Pourcentage de frottement terrain-mur: 0 %

Angle de transmission des charges: 30 degrés

Béton B30 et acier Fe500

Règles BAEL 91 modifié 99

11.5. Les résultats de calcul

11.5.1. Dimensionnement avec CYPE

Le calcul fait avec CYPE donne les sollicitations maximales et le ferraillage pour le convoi de

type E. Les résultats issus de ce calcul est résumés dans le tableau 16 ci-dessous.

Tableau 16: Récapitulatif de ferraillage par convoi

Sollicitations maximales à l'ELU

Con

voi

de

typ

e E

Nxy(KN/ml) Mxy(kn.m/ml) As(cm²/ml)

Piédroit extrême rive gauche 46.85 8.57 10.40 10HA12

Piédroit extrême rive droite 23.59 6.70 10.40 10HA12

Tablier 20.09 9.62 8.54 8HA12

Radier 29.04 10.39 9.25 9HA12

Piédroit intermédiaire 46.65 4.80 10.40 10HA12

Sollicitations maximales à l'ELU

Nxy(KN/ml) Mxy(kn.m/ml) As(cm²/ml)

Con

voi

de

typ

e

Bc

Piédroit extrême rive gauche 69.75 10.12 10.40 10HA12

Piédroit extrême rive droite 8.72 5.72 10.40 10HA12

Tablier 43.79 7.21 6.33 6HA12

Radier 25.80 8.58 7.58 7HA12

Piédroit intermédiaire 18.90 2.59 10.40 10HA12

Sollicitations maximales à l'ELU

Nxy(KN/ml) Mxy(kn.m/ml) As(cm²/ml)

Con

vo

i d

e ty

pe

Br

Piédroit extrême rive gauche 31.18 6.75 10.40 10HA12

Piédroit extrême rive droite 26.98 6.34 10.40 10HA12

Tablier 17.89 4.30 3.73 5HA10

Radier 21.17 6.12 5.35 7HA10

Piédroit intermédiaire 49.27 1.41 10.40 10HA12

Sollicitations maximales à l'ELU

Page 56: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Nxy(KN/ml) Mxy(kn.m/ml) As(cm²/ml)

C

on

voi

de

typ

e

Bt

Piédroit extrême rive gauche 49.78 8.37 10.40 10HA12

Piédroit extrême rive droite 27.89 6.52 10.40 10HA12

Tablier 33.09 8.27 7.30 10HA10

Radier 29.36 9.53 8.46 11HA10

Piédroit intermédiaire 60.41 3.79 10.40 10HA12

Sollicitations maximales à l'ELU

Nxy(KN/ml) Mxy(kn.m/ml) As(cm²/ml)

Con

voi

de

typ

e

Mc1

20

Piédroit extrême rive gauche 41.72 8.06 10.40 10HA12

Piédroit extrême rive droite 23.57 6.59 10.40 10HA12

Tablier 23.91 9.24 8.19 8HA12

Radier 27.00 9.08 8.04 8HA12

Piédroit intermédiaire 42.99 3.81 10.40 10HA12

Nxy : Effort normal suivant xy (x = largeur du dalot, y = longueur du dalot)

Mxy : Moment fléchissant suivant xy

Tx : Effort tranchant suivant x

Ty : Effort tranchant suivant y

Les détails de quantitatif du logiciel CYPE sont donnés en annexe n° 11

11.5.2. Dimensionnement manuel

11.5.2.1. HYPOTHESES DE BASE

a. DONNEES GEOMETRIQUES

CARACTERISTIQUES DE LA CHAUSSEE

Largeur roulable Lr=10m

Largeur des trottoirs lt = 1 x 2 = 2m

Larguer chargeable Lc = 8 m

CARACTERISTIQUES DU REMBLAI

Pour le calcul des efforts et sollicitations dus aux remblais, nous considérerons une hauteur

moyenne de remblai de 40 cm sur la dalle avec un poids spécifique de 2,00 t/m3.

Poids volumique γr=2,00 t/m3

Coefficient de poussée active des terres : Ka=0.333

Hauteur de remblai au-dessus de la dalle Hr=0.40m

CARACTERISTIQUES DE L’OUVRAGE

Page 57: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Largeur totale du dalot Lt=10 m

Epaisseur dalle ed=0.30m

Epaisseur radier er=0.30m

Epaisseur piédroits ep=0.30m

AUTRES CARACTERISTIQUES

La fissuration sera considérée comme préjudiciable, les calculs des sections d’armatures

seront donc menées à l’ELU et vérifiées à l’ELS.

On a un ouvrage de première classe car largeur roulable>7m.

b. MATERIAUX

BETON

Type de béton : B30 dosé à 350kg/m3

Poids volumique γb = 25 kN/m3

Résistance nominale à 28 j

A la compression Fc28 = 30 Mpa

A la traction Ft28 = 0,6 + 0,06 x Fc28 = 2,40 Mpa

Contrainte de calcul : Fb = 0,85 x Fc28 / γb = 0,85 x 30 / 1,50 = 17 Mpa avec γb = 1,50

Contrainte limite du béton : σbl = 0,60 x Fc28 = 0,60 x 30 = 18 Mpa

ACIER

Nuance : Acier à Haute Adhérence Fe E 500

Limite d’élasticité Fe = 500 Mpa

Contrainte de calcul de l’acier : σs = Fe / γs = 500 / 1.15 = 434,78 Mpa avec γs = 1,15

Enrobage = 3 cm

Le calcul que nous avons effectué manuellement et dont les détails sont donnés en annexe n°

12 nous donne les résultats consignés dans les tableaux17 et 18 ci-dessous :

Tableau 17: Calcul aux Etats Limites Ultimes

Abouts 1-7

Supérieur

Dalle mi- travée 1-

2,6-7 et 3-4 et 4-5

Appui 2, 6 et 4

Supérieur

Radier mi

travée 1-2 et 6-

7

Abouts 1-7

inférieur

B 100 100 100 100 100

D 27 27 27 27 27

H 30 30 30 30 30

Fb 170 170 170 170 170

σs 4347.8 4347.8 4347.8 4347.8 4347.8

MA 3.14 4.605 4.699

Mb 13.3 26.597 13.3

Page 58: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Mu 12.76 25.52 48.77 27.62 12.76

μ 0.103 0.206 0.394 0.223 0.103

α 0.136 0.291 0.673 0.319 0.136

Z 0.255 0.239 0.197 0.236 0.255

Au (cm²) 11.50 24.61 56.86 26.98 11.50

11HA12 16 HA14 37 HA 14 18 HA14 11HA12

Tableau 18: Calcul aux Etats Limites de service

Abouts 1-7

Supérieur

Dalle mi- travée 1-

2,6-7 et 3-4 et 4-5

Appui 2, 6 et 4

Supérieur

Radier mi

travée 1-2 et 6-

7

Abouts 1-7

inférieur

B 100 100 100 100 100

D 27 27 27 27 27

H 30 30 30 30 30

Fb 170 170 170 170 170

σs 4347.8 4347.8 4347.8 4347.8 4347.8

MA 3.14 4.605 4.699

Mb 13.3 26.597 13.3

Ms 9.55 19.10 36.52 20.66 9.55

μ 0.0008 0.0015 0.003 0.002 0.0008

β1 0.940 0.934 0.910 0.926 0.940

K1 64 61 40 53 64

σb 67.93 71.28 108.70 82.03 67.93

Au (cm²) 8.65 17.42 34.19 19.00 8.65

Fer 8HA12 12HA14 23 HA14 13 HA14 8HA12

Conclusion : Au vue de ces tableaux, nous constatons que le dimensionnement manuel donne

de ferraillage proche de celui du logiciel CYPE.

Donc nous optons pour les résultats donnés par le logiciel pour la construction de l’ouvrage.

Nous donnerons en annexe n°12 de ce mémoire les détails de calcul effectué manuellement.

Comme nous l’avons signalé ci-haut, compte tenu de sa longueur, nous proposons que sa

construction soit faite en trois parties de 32.10 ml (confer annexe 14), soit 96.30 ml

d’ouvrage. Cette manière de faire nous oblige à créer deux joints entre les trois parties de

l’ouvrage.

La conception de ces joints doit permettre d'isoler mécaniquement les divers tronçons tout en

évitant les déplacements relatifs entre tronçons voisins.

Page 59: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Leur étanchéité doit être assurée vis-à-vis des fines du remblai, par ce qu’il existe un risque

d'aspiration de celles-ci à travers les joints. Donc nous proposons de placer aux droits de ces

joints un géotextile ou une géomembrane collée à l'extérieur du joint.

La nécessité d'une étanchéité à l'eau est nécessaire puisque les écoulements dans le canal

peuvent être agressifs et mettre en péril l’ouvrage. Cette étanchéité est généralement obtenue

par mise en place d'un joint de type Waterstop suivant la figure 12 suivante :

Figure 12: Joint de type Waterstop (Source : Ponts cadres et portiques de SETRA paru en

décembre 1992).

Nous proposons des joints plans pour séparer les différentes parties de l’ouvrage, ces joints

peuvent être avec ou sans embrèvement. Puisque les embrèvements sont souvent utilisés pour

les ouvrages préfabriqués, nous ne l’utiliserons pas dans notre cas. Les disposions de ces

joints sont donnés dans la figure 13 a ci-dessous.

Figure 13: Joint plan (Source : Ponts cadres et portiques de SETRA paru en décembre 1992).

Lorsque les tassements sont plus importants, il convient de réduire les déplacements verticaux

relatifs entre tronçons voisins par des clés de cisaillement ménagées sur les faces en regard

Page 60: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

(figure 13 b). Mais comme notre ouvrage ne sera pas sujet à des tassements importants, nous

n’utiliserons pas ce type de joint.

Il faudrait prévoir aussi des joins au niveau des traverses, ces joins seront de type plan.

Sur la traverse supérieure (tablier), le joint n'aura à absorber que des dénivellations verticales

minimes (de l'ordre du millimètre) dues aux surcharges d'exploitation, ce qui reste compatible

avec la tenue du revêtement de chaussée, à condition que le joint soit recouvert par un fer plat

logé dans une encoche ménagée à cet effet. Nous proposons le type de joint donné dans la

figure 14.

Figure 14: Détail du joint de chaussée étanche (procédé breveté) (Source : Ponts cadres et

portiques de SETRA paru en décembre 1992).

Page 61: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

CHAPITRE 12 : COMPARAISON ESTIMATIVE DE DEUX

OUVRAGES

12.1. Etude comparative

L’étude que nous avons menée sur les deux ouvrages montre que du point de vue technique,

les deux ouvrages répondent aux objectifs. S’agissant du volet économique, nous donnerons

un tableau comparatif dans lequel, nous évaluerons la quantité de béton B30 et celle des fers

nécessaires pour la réalisation de chaque ouvrage (Tableau 19).Selon les expériences des

professionnels du terrain, il faut prendre 120 kg d’acier pour 1 m3 de B30. Ce sont ces

données qui nous dicterons quel est l’ouvrage à proposer pour la réalisation du projet.

Tableau 19: Comparaison quantitative entre le pont et le dalot

Désignation Quantité de béton B30

(m3)

Quantité de fer

(Kg)

I- Pont à poutre en béton armé :

I.1. Poutres 117 14 040

I.2. Hourdis 180 21 600

I.3. Entretoises 9,24 1 108,80

I.5. Piles

I.5.1. Fûts 52,23 6267,60

I.5.2. Chevêtre 80 9 600

I.6. Culées

I.6.1. Sommier d’appui 31 3 720

I.6.2. Mur garde-grève 8,16 979,20

I.6.3. Dalle de transition 18 2 160

I.6.4. Mur en retour 6,13 735,60

I.6.5. Voiles 28,80 3 456

I.7. Fondations

I.7.1. Sous culées 104 12 480

I.7.2. Sous piles 616 73 920

Sous total I 1250,56 150 067

II- Dalot cadre de (6X5X3) X 3

II.1. Tablier 288,90 34 668

II.2. Radier 288,90 34 668

II.3. Piédroits 189 22 680

Sous total II 766,80 92 016

Conclusion : On constate que le pont à poutre en béton armé nécessite un peu plus de 50% de

béton que le dalot cadre, il en ait de même de la quantité de fer. Donc nous proposons la

réalisation d’un dalot cadre en béton armé.

Page 62: Abderamane Adoum Bichara Memo Fusionné

Etant donné que nous avons effectué le calcul manuellement et avec le logiciel CYPE 2010,

nous avons deux résultats similaires au niveau du ferraillage. C’est pourquoi, nous optons

pour les résultats donnés par le logiciel pour le convoi exceptionnel de type E. Les résultats

ainsi que les plans d’exécution sont donnés en annexe n° 12.

12.2. Devis quantitatif et estimatif

Nous nous baserons sur les résultats du convoi exceptionnel de type E qui donne la quantité

de ferraillage et de béton consignée dans le tableau 20.

Tableau 20: Estimatif du dalot.

Désignation Quantité (Avec pertes

de 10%)

Prix

unitaire(FCFA)

Prix

total(FCFA)

1. Tablier

1.1.Béton B30 (m3) 288.900 180 000 52 002 000

1.2.Fer (Kg) 5 244.404 1000 5 244 404

2. Radier

2.1.Béton B30 (m3) 288.900 180 000 52 002 000

2.2.Fer (Kg) 4 775.474 1000 4 775 474

3. Piédroits

3.1.Béton B30 (m3) 63.000 180 000 11 340 000

3.2.Fer (Kg) 3 798.344 1000 3 798 344

4. Garde-corps S8 (ml) 180.000 180 000 32 400 000

5. Etanchéité (m²) 900.000 15 000 13 500 000

6. Fouille sol meuble (m3) 10 799.032 4 000 43 196 128

7. TOTAL HT 218 258 350

8. TVA (18%) 39 286 503

9. TOTAL TTC 257 544 853

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12.3. Propositions pour l’étude environnementales

Les ouvrages d’art bien conçus s’intègrent facilement dans leur environnement du fait que les

aspects paysagers et architecturaux sont bien pris en compte, cependant, des progrès sont

nécessaires en matière de préservation du milieu naturel et de l’environnement au sens large.

Les ouvrages d’art causent certes moins de dégâts à l’environnement immédiat mais les

chantiers pour leur réalisation causent des nuisances.

Etant donné qu’une étude d’impact environnemental nécessite plus de temps, nous

présenterons ici les différentes composantes de l’environnement qui seront affectées par la

réalisation de cet ouvrage.

L’étude que nous recommandons dans le cadre de la réalisation de l’ouvrage doit prendre en

compte les aspects suivants :

1. Une analyse de l’état initial du site et de son environnement ;

2. Une analyse des effets sur l’environnement et, en particulier, sur les sites et paysages,

la faune, la flore, les milieux naturels et équilibres biologiques ainsi que sur la

commodité du voisinage (bruit) ou sur l’hygiène et la salubrité publique ;

3. La conservation de la dynamique fluviale.

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CONCLUSION

L'établissement du projet de fin d'étude nous a permis de mettre à l'épreuve deux aspects

fondamentaux de notre future profession d'ingénieur :

La première constatation est purement technique car nos valeurs et capacités de calcul ont

toujours été exigées. C'est à travers nos recherches et information que nous avons pu prendre

en charge certains problèmes techniques qui nous l'espérions ont abouti.

Les aspects les plus cruciaux résident dans le choix des données en entrée servant aux

différents calculs et l’analyse des résultats fournis, soit par calcul manuel, soit à l’aide d’un

logiciel.

Nous sommes conscients qu'il nous reste beaucoup à apprendre dans nos futures études. C'est

l'expérience et la recherche de la solution optimale qui nous feront aboutir.

Le second constat concerne en général l'ingénieur et son environnement. Notre projet nous a

permis de prendre conscience que l'ingénieur génie civil n'est pas le seul acteur d'un projet de

construction.

Il fait partie d'une équipe constituée des ingénieurs en hydrologie et hydraulique, des

topographes, des techniciens du laboratoire, des techniciens chargés du suivi, Ceci est pour

nous une expérience capitale qui nous a permis de voir l'évolution d'un projet de sa naissance

à son aboutissement théorique.

Ce que nous regrettons ici, c’est de ne pouvoir assister à la réalisation concrète de l’ouvrage

afin de pouvoir vérifier les hypothèses sur lesquelles nous nous sommes basées pour faire

l’étude aux dures réalités du terrain.

Le choix de l’ouvrage est basé sur les critères énumérés ci-haut mais le critère le plus

déterminant sur lequel nous nous sommes basés pour faire le nôtre est celui du coût car

l’ouvrage peut être joli, facile à mettre en œuvre, respectueux de l’environnement mais son

coût, s’il est exorbitant, peut constituer un handicap dans son choix.

C’est pourquoi, notre choix s’est porté sur la construction d’un dalot de 18 ouvertures, de 5

mètres d’ouvertures et 3 m de hauteur et qui coûte environ deux cent cinquante-sept millions

cinq cent quarante-quatre mille huit cent cinquante-trois francs CFA TTC (257 544 853

FCFA TTC).

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BIBLIOGRAPHIE

1. Bulletins de SETRA, PFE, Note des cours, tableur de calcul:

Cours d’eau et pont, SETRA 2007 ;

Etude d’un ouvrage d’art sur l’Oued Aouley, Projet de fin d’études, 2006 ;

PP73 du SETRA ;

Cours d’ouvrages d’art, tome 2 : Dimensionnement, Ecole Nationale d’Ingénieurs de

Tunis, Mongi BEN OUEZDOU, Juin 2003 ;

Tableau numérique de Massonet ;

Tableur de calcul hydraulique de dalot.

2. Livres :

Hydraulique routière, Nguyen VAN TUU, 1981 ;

Projet et construction des ponts, Jean-Armand CALGARO ;

Ponts cadres et portiques de SETRA paru en décembre 1992.

BAEL 91 modifié 99 et DTU associés

Pratique du Bael 91, Cours avec exercices corrigés quatrième édition 2002, cinquième

tirage 2007, Jean PERCHAT et Jean ROUX.

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ANNEXES

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ANNEXE N°1 : PHOTOS DU SITE

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Une vue de la rive droite du site d’implantation de l’ouvrage

Une vue du lit mineur traversé par des piétons et des cyclistes

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Une vue de l’environnement immédiat au site d’implantation de l’ouvrage

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ANNEXE N°2 : PLAN D’ENSEMBLE DE L’AMENAGEMENT ET

PROFIL EN TRAVERS DU SITE

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Présenté par ABDERAMANE ADOUM BICHARA, Master 2 génie civil

67

ANNEXE N°3 : CALCUL D’AFFOUILLEMENT ET CALAGE DE

L’OUVRAGE

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Mémoire de fin d’étude : Etude technique du franchissement du canal de Bangr-wéoogo au droit de la rue 27.129

_____________________________________________________________________________ Mémoire de fin d’études/Juin 2010

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76

ANNEXE N°4 : ETUDE DES DIFFERENTS TYPES D’OUVRAGES

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_____________________________________________________________________________ Mémoire de fin d’études/Juin 2010

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81

ANNEXE N°5 : PREDIMENSIONNEMENT DES DIFFERENTS

ELEMENTS DU PONT

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100

ANNEXE N°6 : DETAILS DE CALCUL DES POUTRES

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152

ANNEXE N°7 : ETUDE DU HOURDIS

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162

ANNEXE N°8 : ETUDE DES ENTRETOISES D’ABOUT

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179

ANNEXE N°9 : DETAILS DE CALCUL DE CULEES

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198

ANNEXE N°10 : DETAILS DE CALCUL DE PILES

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211

ANNEXE N°11 : DETAILS DE CALCUL DE PILES

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230

ANNEXE N°12 : NOTES DE CALCUL DU DALOT 6X5X3

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245

ANNEXE N°13 : CADRE LOGIQUE