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Gestion des Matériaux Excavés

Gestion des Matériaux Excavés en Terrassement

Comprendre la Gestion des Matériaux Excavés en Terrassement

La gestion des matériaux excavés (déblais) est un aspect crucial des projets de terrassement. Elle implique de déterminer les volumes de matériaux qui seront produits, leur potentiel de réutilisation sur site (pour des remblais par exemple), et les volumes qui devront être évacués. Une bonne gestion permet d'optimiser les coûts de transport et de mise en décharge, et de réduire l'impact environnemental du chantier.

Cet exercice a pour objectifs de :

  • Calculer le volume total de déblai en place.
  • Calculer le volume total de déblai foisonné.
  • Déterminer la part des matériaux réutilisables et celle à évacuer.
  • Estimer le nombre de rotations de camions pour l'évacuation des matériaux excédentaires.

Données de l'Exercice

Un chantier de terrassement pour une nouvelle plateforme industrielle implique l'excavation d'une grande zone.

Dimensions de la zone d'excavation :

  • Longueur de la zone (\(L\)) : \(50 \, \text{m}\)
  • Largeur de la zone (\(l\)) : \(20 \, \text{m}\)
  • Profondeur moyenne d'excavation (\(P\)) : \(2.0 \, \text{m}\)

Caractéristiques du sol et gestion des matériaux :

  • Coefficient de foisonnement du sol excavé (\(C_f\)) : \(1.30\)
  • Pourcentage de matériau excavé réutilisable sur site (pour des remblais ou aménagements paysagers) : \(60\%\) du volume en place.
  • Capacité utile des camions pour l'évacuation des matériaux excédentaires (\(C_{\text{camion}}\)) : \(9 \, \text{m}^3\) (volume foisonné)
Schéma de Gestion des Matériaux Excavés
Zone d'Excavation V place Excavation Matériaux Réutilisables (V reutil_foisonne) Matériaux à Évacuer (V evacuer_foisonne) Évacuation Gestion des Matériaux Excavés

Schéma illustrant le processus de gestion des matériaux excavés.

Questions à Traiter

  1. Calculer le volume total de déblai en place (\(V_{\text{deblai_total_place}}\)).
  2. Calculer le volume total de déblai foisonné (\(V_{\text{deblai_total_foisonne}}\)).
  3. Calculer le volume de matériau réutilisable en place (\(V_{\text{reutil_place}}\)).
  4. Calculer le volume foisonné du matériau réutilisable (\(V_{\text{reutil_foisonne}}\)).
  5. Calculer le volume de déblai foisonné à évacuer du chantier (\(V_{\text{evacuer_foisonne}}\)).
  6. Calculer le nombre de voyages de camions (\(N_{\text{voyages}}\)) nécessaires pour évacuer ce volume.

Correction : Gestion des Matériaux Excavés en Terrassement

Question 1 : Volume total de déblai en place (\(V_{\text{deblai_total_place}}\))

Principe :

Le volume de déblai en place pour une excavation rectangulaire est le produit de sa longueur, de sa largeur et de sa profondeur moyenne.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ V_{\text{deblai_total_place}} = L \times l \times P \]
Données spécifiques :
  • \(L = 50 \, \text{m}\)
  • \(l = 20 \, \text{m}\)
  • \(P = 2.0 \, \text{m}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} V_{\text{deblai_total_place}} &= 50 \, \text{m} \times 20 \, \text{m} \times 2.0 \, \text{m} \\ &= 1000 \, \text{m}^2 \times 2.0 \, \text{m} \\ &= 2000 \, \text{m}^3 \end{aligned} \]
Résultat Question 1 : Le volume total de déblai en place est \(V_{\text{deblai_total_place}} = 2000 \, \text{m}^3\).

Quiz Intermédiaire (Q1) : Si la profondeur moyenne d'excavation (\(P\)) était de \(1.5 \, \text{m}\) au lieu de \(2.0 \, \text{m}\), le volume en place serait :

Question 2 : Volume total de déblai foisonné (\(V_{\text{deblai_total_foisonne}}\))

Principe :

Le volume foisonné est le volume que prend le sol une fois qu'il a été excavé et que ses particules se sont réarrangées avec plus de vides entre elles. On l'obtient en multipliant le volume en place par le coefficient de foisonnement.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ V_{\text{deblai_total_foisonne}} = V_{\text{deblai_total_place}} \times C_f \]
Données spécifiques :
  • \(V_{\text{deblai_total_place}} = 2000 \, \text{m}^3\) (résultat Q1)
  • \(C_f = 1.30\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} V_{\text{deblai_total_foisonne}} &= 2000 \, \text{m}^3 \times 1.30 \\ &= 2600 \, \text{m}^3 \end{aligned} \]
Résultat Question 2 : Le volume total de déblai foisonné est \(V_{\text{deblai_total_foisonne}} = 2600 \, \text{m}^3\).

Quiz Intermédiaire (Q2) : Un coefficient de foisonnement de 1.30 signifie que le volume du sol :

Question 3 : Volume de matériau réutilisable en place (\(V_{\text{reutil_place}}\))

Principe :

Le volume de matériau réutilisable en place est un pourcentage du volume total de déblai en place.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ V_{\text{reutil_place}} = V_{\text{deblai_total_place}} \times \text{Pourcentage réutilisable} \]
Données spécifiques :
  • \(V_{\text{deblai_total_place}} = 2000 \, \text{m}^3\) (résultat Q1)
  • Pourcentage réutilisable = \(60\% = 0.60\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} V_{\text{reutil_place}} &= 2000 \, \text{m}^3 \times 0.60 \\ &= 1200 \, \text{m}^3 \end{aligned} \]
Résultat Question 3 : Le volume de matériau réutilisable en place est \(V_{\text{reutil_place}} = 1200 \, \text{m}^3\).

Quiz Intermédiaire (Q3) : Si le pourcentage de matériau réutilisable était de 50%, le volume réutilisable en place serait :

Question 4 : Volume foisonné du matériau réutilisable (\(V_{\text{reutil_foisonne}}\))

Principe :

Même si ce matériau est réutilisé, il a été excavé et a donc foisonné. Son volume foisonné est calculé à partir de son volume en place réutilisable et du coefficient de foisonnement.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ V_{\text{reutil_foisonne}} = V_{\text{reutil_place}} \times C_f \]
Données spécifiques :
  • \(V_{\text{reutil_place}} = 1200 \, \text{m}^3\) (résultat Q3)
  • \(C_f = 1.30\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} V_{\text{reutil_foisonne}} &= 1200 \, \text{m}^3 \times 1.30 \\ &= 1560 \, \text{m}^3 \end{aligned} \]
Résultat Question 4 : Le volume foisonné du matériau réutilisable est \(V_{\text{reutil_foisonne}} = 1560 \, \text{m}^3\).

Question 5 : Volume de déblai foisonné à évacuer du chantier (\(V_{\text{evacuer_foisonne}}\))

Principe :

Le volume à évacuer est la différence entre le volume total de déblai foisonné et le volume foisonné du matériau qui sera réutilisé sur site.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ V_{\text{evacuer_foisonne}} = V_{\text{deblai_total_foisonne}} - V_{\text{reutil_foisonne}} \]
Données spécifiques :
  • \(V_{\text{deblai_total_foisonne}} = 2600 \, \text{m}^3\) (résultat Q2)
  • \(V_{\text{reutil_foisonne}} = 1560 \, \text{m}^3\) (résultat Q4)
Calcul :
\[ \begin{aligned} V_{\text{evacuer_foisonne}} &= 2600 \, \text{m}^3 - 1560 \, \text{m}^3 \\ &= 1040 \, \text{m}^3 \end{aligned} \]
Résultat Question 5 : Le volume de déblai foisonné à évacuer est \(V_{\text{evacuer_foisonne}} = 1040 \, \text{m}^3\).

Quiz Intermédiaire (Q5) : Si tout le déblai excavé était réutilisable, le volume à évacuer serait :

Question 6 : Nombre de voyages de camions (\(N_{\text{voyages}}\)) nécessaires pour l'évacuation

Principe :

Le nombre de voyages est le volume total foisonné à évacuer divisé par la capacité d'un camion, arrondi à l'entier supérieur.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ N_{\text{voyages}} = \text{Plafond} \left( \frac{V_{\text{evacuer_foisonne}}}{C_{\text{camion}}} \right) \]
Données spécifiques :
  • \(V_{\text{evacuer_foisonne}} = 1040 \, \text{m}^3\) (résultat Q5)
  • \(C_{\text{camion}} = 9 \, \text{m}^3\text{/voyage}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} N_{\text{voyages}} &= \text{Plafond} \left( \frac{1040 \, \text{m}^3}{9 \, \text{m}^3/\text{voyage}} \right) \\ &= \text{Plafond} (115.55...) \\ &\Rightarrow 116 \, \text{voyages} \end{aligned} \]
Résultat Question 6 : Le nombre de voyages de camions nécessaires pour l'évacuation est de \(116 \, \text{voyages}\).

Quiz Récapitulatif

1. Le volume foisonné d'un matériau est toujours :

2. Si le pourcentage de matériau réutilisable sur site augmente :

3. Le nombre de voyages de camions pour l'évacuation est calculé sur la base du volume :

Glossaire

Déblai
Matériau excavé du sol. Le "volume de déblai en place" est le volume avant excavation.
Remblai
Matériau utilisé pour combler une excavation ou élever le niveau du terrain. Le "volume de remblai compacté" est le volume final souhaité après compactage.
Volume en Place
Volume du sol ou du matériau dans son état naturel, 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 d'un sol et son volume en place. \(C_f = V_{\text{foisonne}} / V_{\text{place}}\). Il 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 ou stocké temporairement.
Matériau Réutilisable
Partie des déblais qui peut être utilisée sur le même chantier pour d'autres besoins (ex: remblais, aménagement paysager) après une éventuelle transformation.
Matériau à Évacuer
Partie des déblais qui ne peut pas être réutilisée sur site et doit être transportée vers un site de dépôt ou de traitement extérieur.
Exercice : Gestion des Matériaux Excavés en Terrassement - Application Pratique

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