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Préparation du Terrain pour une Construction

Calcul pour la Préparation du Terrain pour une Construction

Comprendre la Préparation du Terrain

La préparation du terrain est la première étape physique de la plupart des projets de construction. Elle vise à créer une surface propre, stable et au bon niveau pour accueillir les fondations et la structure future. Les opérations typiques incluent :

  • Le décapage de la terre végétale : Enlèvement de la couche superficielle du sol, riche en matière organique mais impropre à la construction.
  • Le nivellement général : Opérations de déblai (coupe) et de remblai (comblement) pour amener le terrain à la cote de projet.
  • Le compactage : Densification des sols remblayés ou de la plateforme finale pour assurer sa portance et sa stabilité.
Une estimation précise des volumes de terre à manipuler (décapage, déblai, remblai) et des matériaux d'apport est essentielle pour planifier les moyens (engins, transport) et maîtriser les coûts.

Données de l'étude

Nous devons préparer un terrain pour la construction d'une plateforme industrielle.

Caractéristiques du terrain et du projet :

  • Dimensions du terrain à préparer (rectangulaire) : Longueur \(L_{\text{terrain}} = 60 \, \text{m}\), Largeur \(l_{\text{terrain}} = 40 \, \text{m}\).
  • Épaisseur moyenne de la terre végétale à décaper sur toute la surface du terrain : \(e_{\text{decapage}} = 0.20 \, \text{m}\).
  • Coefficient de foisonnement de la terre végétale : \(C_{f,\text{vegetale}} = 1.35\).
  • Après décapage, la plateforme finie doit être au niveau du terrain naturel initial. Cependant, une partie du terrain décapé est trop basse et nécessite un remblai pour atteindre ce niveau.
  • Surface de la zone nécessitant un remblai après décapage : \(A_{\text{zone_remblai}} = 800 \, \text{m}^2\).
  • Hauteur moyenne du remblai nécessaire sur cette zone (pour atteindre le niveau de la plateforme finie) : \(H_{\text{remblai}} = 0.50 \, \text{m}\).
  • Le matériau de remblai est apporté de l'extérieur. Il a un coefficient de foisonnement à la source de \(C_{f,\text{apport}} = 1.15\), mais il est livré et mis en œuvre pour atteindre un volume compacté (équivalent au volume en place nécessaire).
  • Taux de compactage du remblai mis en place : on considère que \(1.20 \, \text{m}^3\) de matériau d'apport foisonné (tel que livré) donne \(1.00 \, \text{m}^3\) de remblai compacté en place. (Cela correspond à un coefficient de réduction de volume dû au compactage de \(1/1.20 \approx 0.833\), ou un "coefficient de compactage" de 1.20 si on part du volume en place vers le volume lâche à commander).
Schéma de Préparation du Terrain
Préparation du Terrain et Nivellement Terrain Naturel Initial Terre Végétale (0.20m) Niveau après décapage Zone Remblai H = 0.50m Plateforme Finie (Niveau TN initial) Décapage Compactage

Illustration des étapes de décapage et de remblai pour la préparation de la plateforme.

Questions à traiter

  1. Calculer la surface totale du terrain à préparer (\(S_{\text{terrain}}\)).
  2. Calculer le volume de terre végétale en place à décaper (\(V_{\text{decapage_en_place}}\)).
  3. Calculer le volume de terre végétale foisonnée à évacuer (\(V_{\text{decapage_foisonne}}\)).
  4. Calculer le volume de remblai compacté nécessaire pour la zone à remblayer (\(V_{\text{remblai_compacte}}\)).
  5. Calculer le volume de matériau d'apport foisonné (tel que livré) à commander pour réaliser ce remblai, en tenant compte du taux de compactage.

Correction : Calcul pour la Préparation du Terrain

Question 1 : Surface totale du terrain à préparer (\(S_{\text{terrain}}\))

Principe :

Le terrain est rectangulaire. Sa surface est obtenue en multipliant sa longueur par sa largeur. C'est la surface sur laquelle toutes les opérations de préparation (décapage, etc.) vont s'appliquer.

Formule(s) utilisée(s) :
\[S_{\text{terrain}} = L_{\text{terrain}} \times l_{\text{terrain}}\]
Données spécifiques :
  • Longueur du terrain (\(L_{\text{terrain}}\)) : \(60 \, \text{m}\)
  • Largeur du terrain (\(l_{\text{terrain}}\)) : \(40 \, \text{m}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} S_{\text{terrain}} &= 60 \, \text{m} \times 40 \, \text{m} \\ &= 2400 \, \text{m}^2 \end{aligned} \]
Résultat Question 1 : La surface totale du terrain à préparer est de \(S_{\text{terrain}} = 2400 \, \text{m}^2\).

Quiz Intermédiaire 1 : Un terrain mesure 50m de long et 30m de large. Quelle est sa surface ?

Question 2 : Volume de terre végétale en place à décaper (\(V_{\text{decapage_en_place}}\))

Principe :

Le décapage consiste à enlever la couche superficielle de terre végétale. Pour calculer le volume de cette terre végétale "en place" (c'est-à-dire avant qu'elle ne foisonne), on multiplie la surface totale du terrain par l'épaisseur moyenne de la couche à décaper.

Formule(s) utilisée(s) :
\[V_{\text{decapage_en_place}} = S_{\text{terrain}} \times e_{\text{decapage}}\]
Données spécifiques :
  • Surface du terrain (\(S_{\text{terrain}}\)) : \(2400 \, \text{m}^2\) (de Q1)
  • Épaisseur de décapage (\(e_{\text{decapage}}\)) : \(0.20 \, \text{m}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} V_{\text{decapage_en_place}} &= 2400 \, \text{m}^2 \times 0.20 \, \text{m} \\ &= 480 \, \text{m}^3 \end{aligned} \]
Résultat Question 2 : Le volume de terre végétale en place à décaper est de \(V_{\text{decapage_en_place}} = 480 \, \text{m}^3\).

Quiz Intermédiaire 2 : Sur 1000 m², on décape 0.30m de terre végétale. Volume en place décapé ?

Question 3 : Volume de terre végétale foisonnée à évacuer (\(V_{\text{decapage_foisonne}}\))

Principe :

Une fois la terre végétale décapée, son volume augmente à cause du foisonnement. Pour connaître le volume réel qui sera stocké temporairement ou évacué par camion, on multiplie le volume en place de terre végétale (calculé à la Q2) par le coefficient de foisonnement de cette terre végétale.

Formule(s) utilisée(s) :
\[V_{\text{decapage_foisonne}} = V_{\text{decapage_en_place}} \times C_{f,\text{vegetale}}\]
Données spécifiques :
  • Volume de décapage en place (\(V_{\text{decapage_en_place}}\)) : \(480 \, \text{m}^3\) (de Q2)
  • Coefficient de foisonnement terre végétale (\(C_{f,\text{vegetale}}\)) : \(1.35\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} V_{\text{decapage_foisonne}} &= 480 \, \text{m}^3 \times 1.35 \\ &= 648 \, \text{m}^3 \end{aligned} \]
Résultat Question 3 : Le volume de terre végétale foisonnée à évacuer est de \(V_{\text{decapage_foisonne}} = 648 \, \text{m}^3\).

Quiz Intermédiaire 3 : Si 200 m³ de terre végétale en place ont un \(C_f = 1.2\), quel est le volume foisonné ?

Question 4 : Volume de remblai compacté nécessaire (\(V_{\text{remblai_compacte}}\))

Principe :

Une partie du terrain, après décapage, est trop basse et doit être remblayée pour atteindre le niveau final de la plateforme. On nous donne la surface de cette zone et la hauteur moyenne de remblai à y apporter. Le volume de remblai nécessaire, une fois qu'il sera compacté et en place, se calcule en multipliant la surface de la zone à remblayer par la hauteur de remblai.

Formule(s) utilisée(s) :
\[V_{\text{remblai_compacte}} = A_{\text{zone_remblai}} \times H_{\text{remblai}}\]
Données spécifiques :
  • Surface de la zone à remblayer (\(A_{\text{zone_remblai}}\)) : \(800 \, \text{m}^2\)
  • Hauteur moyenne du remblai (\(H_{\text{remblai}}\)) : \(0.50 \, \text{m}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} V_{\text{remblai_compacte}} &= 800 \, \text{m}^2 \times 0.50 \, \text{m} \\ &= 400 \, \text{m}^3 \end{aligned} \]
Résultat Question 4 : Le volume de remblai compacté (en place) nécessaire est de \(V_{\text{remblai_compacte}} = 400 \, \text{m}^3\).

Question 5 : Volume de matériau d'apport foisonné à commander

Principe :

Nous avons besoin de \(400 \, \text{m}^3\) de remblai une fois qu'il sera compacté sur le chantier. Le matériau d'apport que nous commandons est généralement livré à l'état lâche ou foisonné. De plus, lorsqu'on le met en place et qu'on le compacte, son volume diminue. On nous dit que \(1.20 \, \text{m}^3\) de matériau d'apport foisonné (tel que livré) donne \(1.00 \, \text{m}^3\) de remblai compacté. Cela signifie que pour chaque mètre cube de remblai compacté que nous voulons obtenir, nous devons commander \(1.20 \, \text{m}^3\) de matériau foisonné. Ce facteur de 1.20 est un "coefficient de compactage" qui relie le volume foisonné à commander au volume compacté désiré.

Formule(s) utilisée(s) :
\[V_{\text{apport_foisonne_commande}} = V_{\text{remblai_compacte}} \times \text{Coefficient de passage (foisonné livré / compacté en place)}\]
Données spécifiques :
  • Volume de remblai compacté nécessaire (\(V_{\text{remblai_compacte}}\)) : \(400 \, \text{m}^3\) (de Q4)
  • Coefficient de passage (foisonné livré / compacté en place) : \(1.20\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} V_{\text{apport_foisonne_commande}} &= 400 \, \text{m}^3 \times 1.20 \\ &= 480 \, \text{m}^3 \end{aligned} \]

Note : Le \(C_{f,\text{apport}} = 1.15\) donné initialement concernait le foisonnement du matériau d'apport à sa source d'extraction. Le facteur de 1.20 est plus direct pour notre calcul car il lie directement le volume foisonné *livré* au volume compacté *final*.

Résultat Question 5 : Le volume de matériau d'apport foisonné à commander est de \(480 \, \text{m}^3\).

Quiz Intermédiaire 4 : Pour obtenir 100 m³ de remblai compacté, si 1.25 m³ de matériau lâche donnent 1 m³ compacté, combien de m³ lâches faut-il ?

Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)

1. Le décapage de la terre végétale est important car :

2. Si \(V_{\text{en_place}} = 100 \, \text{m}^3\) et \(C_f = 1.3\), alors \(V_{\text{foisonne}}\) est :

3. Pour obtenir \(500 \, \text{m}^3\) de remblai compacté, si le coefficient de compactage (volume foisonné / volume compacté) est de 1.25, il faut commander :

Glossaire

Préparation du Terrain
Ensemble des opérations préliminaires visant à rendre un site apte à recevoir une construction (déboisement, défrichage, décapage, nivellement, etc.).
Décapage de Terre Végétale
Enlèvement de la couche superficielle du sol, riche en humus et matière organique, généralement impropre à servir de fondation ou de support direct à une construction.
Terre Végétale
Couche supérieure du sol, fertile, contenant de la matière organique, des micro-organismes, et propice à la croissance des plantes.
Nivellement
Opération de terrassement consistant à modifier le relief d'un terrain pour l'amener à des cotes (altitudes) définies par le projet, par des opérations de déblai et de remblai.
Plateforme
Surface de terrain nivelée et préparée, destinée à recevoir une construction (bâtiment, route, aire de stockage, etc.).
Volume en Place
Volume d'un matériau tel qu'il se trouve dans son état naturel dans le sol (avant foisonnement) ou après compactage final.
Foisonnement
Augmentation de volume d'un sol lorsqu'il est excavé.
Coefficient de Foisonnement (\(C_f\))
Rapport entre le volume foisonné d'un matériau et son volume en place.
Compactage
Processus mécanique de densification d'un sol ou d'un matériau de remblai pour augmenter sa portance et réduire sa compressibilité et sa perméabilité.
Coefficient de Compactage (ou Taux de Compactage)
Rapport entre le volume d'un matériau lâche (ou foisonné) et le volume qu'il occupe après compactage. Ou inversement, le rapport entre la densité sèche obtenue et la densité sèche maximale de référence (Proctor).
Préparation du Terrain pour une Construction - Exercice d'Application

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