Études de cas pratique

EGC

Excavation de Terre pour un Parc Municipal

Calcul du Volume d'Excavation pour un Parc Municipal

Calcul du Volume d'Excavation pour un Parc Municipal

Comprendre le Calcul du Volume d'Excavation pour un Parc Municipal

L'aménagement d'un parc municipal implique souvent des travaux de terrassement pour créer des cheminements, des aires de jeux, des bassins ou pour modeler le paysage. Le calcul précis des volumes de terre à excaver (déblais) est une étape cruciale pour la planification des travaux, l'estimation des coûts d'évacuation ou de réutilisation des matériaux, et la gestion logistique du chantier.

Cet exercice a pour objectifs de :

  • Calculer l'aire d'une surface d'excavation rectangulaire.
  • Déterminer le volume de terre en place à excaver.
  • Calculer le volume foisonné de cette terre après excavation.
  • Estimer le nombre de voyages de camions nécessaires pour évacuer les déblais.

Données de l'Exercice

Pour l'aménagement d'un nouveau parc municipal, une zone rectangulaire doit être excavée pour créer un petit bassin.

Dimensions de l'excavation prévue :

  • Longueur de la zone d'excavation (\(L\)) : \(40 \, \text{m}\)
  • Largeur de la zone d'excavation (\(l\)) : \(25 \, \text{m}\)
  • Profondeur moyenne de l'excavation (\(P\)) : \(1.2 \, \text{m}\)

Caractéristiques du sol et du transport :

  • Type de sol : Terre végétale et argile limoneuse.
  • Coefficient de foisonnement du sol excavé (\(C_f\)) : \(1.28\)
  • Capacité utile des camions d'évacuation (\(C_{\text{camion}}\)) : \(7 \, \text{m}^3\) (volume foisonné par camion)
Schéma de l'Excavation Rectangulaire pour le Bassin
Excavation Bassin L = 40m l = 25m P = 1.2m

Schéma illustrant une excavation rectangulaire pour un bassin de parc.

Questions à Traiter

  1. Calculer l'aire de la surface d'excavation (\(A_{\text{exc}}\)).
  2. Calculer le volume de terre en place (\(V_{\text{place}}\)) à excaver.
  3. Calculer le volume de terre foisonné (\(V_{\text{foisonne}}\)) à évacuer.
  4. Calculer le nombre de voyages de camions (\(N_{\text{voyages}}\)) nécessaires pour évacuer la totalité des déblais foisonnés.

Correction : Calcul du Volume d'Excavation pour un Parc Municipal

Question 1 : Calculer l'aire de la surface d'excavation (\(A_{\text{exc}}\))

Principe :

L'aire d'une surface rectangulaire est le produit de sa longueur par sa largeur. C'est la surface au sol que l'on va creuser.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ A_{\text{exc}} = L \times l \]
Données spécifiques :
  • Longueur (\(L\)) : \(40 \, \text{m}\)
  • Largeur (\(l\)) : \(25 \, \text{m}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} A_{\text{exc}} &= 40 \, \text{m} \times 25 \, \text{m} \\ &= 1000 \, \text{m}^2 \end{aligned} \]
Résultat Question 1 : L'aire de la surface d'excavation est \(A_{\text{exc}} = 1000 \, \text{m}^2\).

Quiz Intermédiaire (Q1) : Si la longueur de l'excavation était de \(50 \, \text{m}\) et la largeur de \(20 \, \text{m}\), l'aire de la base serait :

Question 2 : Calculer le volume de terre en place (\(V_{\text{place}}\)) à excaver

Principe :

Le volume de terre en place est le volume initial du sol avant qu'il ne soit dérangé par l'excavation. Pour une excavation de forme régulière comme un parallélépipède rectangle, ce volume est le produit de l'aire de la base par la profondeur moyenne de l'excavation.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ V_{\text{place}} = A_{\text{exc}} \times P \]
Données spécifiques :
  • \(A_{\text{exc}} = 1000 \, \text{m}^2\) (résultat Q1)
  • Profondeur moyenne (\(P\)) : \(1.2 \, \text{m}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} V_{\text{place}} &= 1000 \, \text{m}^2 \times 1.2 \, \text{m} \\ &= 1200 \, \text{m}^3 \end{aligned} \]
Résultat Question 2 : Le volume de terre en place à excaver est \(V_{\text{place}} = 1200 \, \text{m}^3\).

Quiz Intermédiaire (Q2) : Le volume de terre "en place" est toujours :

Question 3 : Calculer le volume de terre foisonné (\(V_{\text{foisonne}}\)) à évacuer

Principe :

Lorsqu'un sol est excavé, les particules se réarrangent, créant plus de vides entre elles. Ce phénomène, appelé foisonnement, entraîne une augmentation du volume total du matériau. Le volume foisonné est calculé en multipliant le volume en place par le coefficient de foisonnement (\(C_f\)). Ce coefficient est spécifique à chaque type de sol.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ V_{\text{foisonne}} = V_{\text{place}} \times C_f \]
Données spécifiques :
  • \(V_{\text{place}} = 1200 \, \text{m}^3\) (résultat Q2)
  • Coefficient de foisonnement (\(C_f\)) : \(1.28\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} V_{\text{foisonne}} &= 1200 \, \text{m}^3 \times 1.28 \\ &= 1536 \, \text{m}^3 \end{aligned} \]
Résultat Question 3 : Le volume de terre foisonné à évacuer est \(V_{\text{foisonne}} = 1536 \, \text{m}^3\).

Quiz Intermédiaire (Q3) : Un coefficient de foisonnement de 1.28 signifie que le volume du sol augmente de :

Question 4 : Nombre de voyages de camions (\(N_{\text{voyages}}\)) nécessaires

Principe :

Pour déterminer le nombre de voyages de camions, on divise le volume total de déblai foisonné à évacuer par la capacité utile de chaque camion (qui est aussi un volume foisonné). Comme il n'est pas possible de faire une fraction de voyage, on doit toujours arrondir le résultat au nombre entier immédiatement supérieur.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ N_{\text{voyages}} = \text{Plafond} \left( \frac{V_{\text{foisonne}}}{C_{\text{camion}}} \right) \]

"Plafond" signifie arrondir à l'entier supérieur.

Données spécifiques :
  • \(V_{\text{foisonne}} = 1536 \, \text{m}^3\) (résultat Q3)
  • \(C_{\text{camion}} = 7 \, \text{m}^3\text{/voyage}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} N_{\text{voyages}} &= \text{Plafond} \left( \frac{1536 \, \text{m}^3}{7 \, \text{m}^3/\text{voyage}} \right) \\ &= \text{Plafond} (219.428...) \\ &\Rightarrow 220 \, \text{voyages} \end{aligned} \]
Résultat Question 4 : Le nombre de voyages de camions nécessaires est de \(220 \, \text{voyages}\).

Quiz Intermédiaire (Q4) : Si la capacité des camions était de \(8 \, \text{m}^3\) au lieu de \(7 \, \text{m}^3\), le nombre de voyages nécessaires pour évacuer le même volume foisonné serait :

Quiz Récapitulatif

1. Le volume de déblai "en place" est :

2. Un coefficient de foisonnement de 1.30 pour un sol signifie que :

3. Pour calculer le nombre de voyages de camions, il est crucial d'utiliser le volume de déblai :

Glossaire

Excavation
Action de creuser et d'enlever des terres ou d'autres matériaux d'un site.
Déblai
Matériau excavé d'une zone. Le volume de déblai en place est le volume avant excavation.
Volume en Place
Volume d'un matériau tel qu'il se trouve dans le sol avant toute perturbation (excavation).
Foisonnement
Augmentation du volume apparent d'un sol lorsqu'il est excavé, due à la décompaction et à l'augmentation de l'indice des vides entre les particules.
Coefficient de Foisonnement (\(C_f\))
Rapport entre le volume foisonné et le volume en place d'un sol. \(C_f = V_{\text{foisonne}} / V_{\text{place}}\). Ce coefficient est toujours supérieur à 1.
Volume Foisonné
Volume du sol après excavation, une fois qu'il a foisonné. C'est ce volume qui est généralement transporté.
Terrassement
Ensemble des travaux de modification du relief d'un terrain, incluant les déblais (excavations) et les remblais (apports de matériaux).
Exercice : Calcul du Volume d'Excavation pour un Parc Municipal - Application Pratique

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