Études de cas pratique

EGC

Remblais et déblais pour une route

Remblais et Déblais pour une Route en Terrassement

Comprendre les Remblais et Déblais pour une Route en Terrassement

La construction d'une route nécessite de modeler le terrain naturel pour obtenir le profil souhaité. Cela implique des opérations de déblai (excavation de matériaux existants) et de remblai (apport de matériaux pour surélever le terrain). La gestion équilibrée de ces volumes est essentielle pour optimiser les coûts et l'impact environnemental du projet. On cherche souvent à réutiliser au maximum les matériaux de déblai pour les remblais.

Cet exercice a pour objectifs de :

  • Calculer les volumes de déblai en place et foisonnés.
  • Calculer les volumes de remblai nécessaires (compactés).
  • Déterminer le volume de matériau foisonné nécessaire pour les remblais.
  • Établir le bilan des matériaux (excédent ou déficit).
  • Calculer les volumes de matériaux à évacuer ou à apporter.

Données de l'Exercice

Un projet routier de \(1000 \, \text{m}\) de long et \(10 \, \text{m}\) de largeur de plateforme est divisé en deux sections :

Section 1 (Déblai) :

  • Longueur (\(L_D\)) : \(400 \, \text{m}\)
  • Profondeur moyenne de déblai (\(P_D\)) : \(2.5 \, \text{m}\)
  • Type de sol : Sol argileux, coefficient de foisonnement (\(C_f\)) : \(1.30\)

Section 2 (Remblai) :

  • Longueur (\(L_R\)) : \(600 \, \text{m}\)
  • Hauteur moyenne de remblai (\(H_R\)) : \(1.5 \, \text{m}\)
  • Le matériau de remblai doit être compacté. On estime qu'il faut \(1.20 \, \text{m}^3\) de matériau foisonné pour obtenir \(1 \, \text{m}^3\) de remblai compacté (ce qui correspond à un indice de compactage \(I_c = 1/1.20\)).

Gestion des matériaux :

  • On prévoit de réutiliser la totalité des déblais excavés (après foisonnement) pour constituer une partie des remblais, si leur qualité le permet (on suppose que c'est le cas ici).
Schéma Simplifié du Profil en Long (Déblais et Remblais)
Terrain Naturel Zone de Déblai (Ld) Pd Zone de Remblai (Lr) Hr Profil en Long Schématique Déblais/Remblais

Schéma illustrant les zones de déblai et de remblai du projet routier.

Questions à Traiter

  1. Calculer le volume de déblai en place (\(V_{D,place}\)) à extraire de la Section 1.
  2. Calculer le volume de déblai foisonné (\(V_{D,foisonne}\)) provenant de la Section 1.
  3. Calculer le volume de remblai compacté (\(V_{R,compacte}\)) nécessaire pour la Section 2.
  4. Calculer le volume de matériau foisonné (\(V_{R,foisonne\_necessaire}\)) nécessaire pour réaliser le remblai de la Section 2.
  5. Établir le bilan des matériaux : le volume de déblai foisonné est-il suffisant pour réaliser le volume de remblai foisonné nécessaire ? Calculer l'excédent ou le déficit de matériaux foisonnés.
  6. En fonction du bilan, quel volume de matériau foisonné doit être évacué du chantier ou apporté de l'extérieur ?

Correction : Remblais et Déblais pour une Route en Terrassement

Question 1 : Volume de déblai en place (\(V_{D,place}\))

Principe :

Le volume de déblai en place est le volume de sol à excaver dans son état naturel. Il est calculé par : Longueur × Largeur × Profondeur moyenne.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ V_{D,place} = L_D \times l_{\text{plateforme}} \times P_D \]
Données spécifiques :
  • \(L_D = 400 \, \text{m}\)
  • \(l_{\text{plateforme}} = 10 \, \text{m}\)
  • \(P_D = 2.5 \, \text{m}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} V_{D,place} &= 400 \, \text{m} \times 10 \, \text{m} \times 2.5 \, \text{m} \\ &= 10000 \, \text{m}^3 \end{aligned} \]
Résultat Question 1 : Le volume de déblai en place est \(V_{D,place} = 10000 \, \text{m}^3\).

Quiz Intermédiaire (Q1) : Si la profondeur moyenne de déblai (\(P_D\)) était de \(3.0 \, \text{m}\) au lieu de \(2.5 \, \text{m}\), le volume de déblai en place serait :

Question 2 : Volume de déblai foisonné (\(V_{D,foisonne}\))

Principe :

Le volume foisonné est le volume du matériau après excavation, qui augmente à cause de la décompaction. Il est obtenu en multipliant le volume en place par le coefficient de foisonnement.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ V_{D,foisonne} = V_{D,place} \times C_f \]
Données spécifiques :
  • \(V_{D,place} = 10000 \, \text{m}^3\) (résultat Q1)
  • \(C_f = 1.30\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} V_{D,foisonne} &= 10000 \, \text{m}^3 \times 1.30 \\ &= 13000 \, \text{m}^3 \end{aligned} \]
Résultat Question 2 : Le volume de déblai foisonné est \(V_{D,foisonne} = 13000 \, \text{m}^3\).

Quiz Intermédiaire (Q2) : Le coefficient de foisonnement (\(C_f\)) est toujours :

Question 3 : Volume de remblai compacté (\(V_{R,compacte}\))

Principe :

Le volume de remblai compacté est le volume final de matériau nécessaire pour la section en remblai, après mise en œuvre et compactage. Il est calculé par : Longueur × Largeur × Hauteur moyenne.

Formule(s) utilisée(s) :
\[ V_{R,compacte} = L_R \times l_{\text{plateforme}} \times H_R \]
Données spécifiques :
  • \(L_R = 600 \, \text{m}\)
  • \(l_{\text{plateforme}} = 10 \, \text{m}\)
  • \(H_R = 1.5 \, \text{m}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} V_{R,compacte} &= 600 \, \text{m} \times 10 \, \text{m} \times 1.5 \, \text{m} \\ &= 9000 \, \text{m}^3 \end{aligned} \]
Résultat Question 3 : Le volume de remblai compacté nécessaire est \(V_{R,compacte} = 9000 \, \text{m}^3\).

Quiz Intermédiaire (Q3) : Le volume de remblai compacté représente le volume de matériau :

Question 4 : Volume de matériau foisonné (\(V_{R,foisonne\_necessaire}\)) nécessaire pour réaliser le remblai

Principe :

Pour obtenir un certain volume de remblai compacté, il faut apporter un volume plus important de matériau foisonné, car le matériau se tassera lors du compactage. Ce volume est obtenu en multipliant le volume compacté par le facteur "foisonné pour compacté".

Formule(s) utilisée(s) :
\[ V_{R,foisonne\_necessaire} = V_{R,compacte} \times \text{Facteur foisonné pour compacté} \]

Ici, le facteur est donné comme \(1.20\).

Données spécifiques :
  • \(V_{R,compacte} = 9000 \, \text{m}^3\) (résultat Q3)
  • Facteur foisonné pour \(1 \, \text{m}^3\) compacté = \(1.20\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} V_{R,foisonne\_necessaire} &= 9000 \, \text{m}^3 \times 1.20 \\ &= 10800 \, \text{m}^3 \end{aligned} \]
Résultat Question 4 : Le volume de matériau foisonné nécessaire pour le remblai est \(V_{R,foisonne\_necessaire} = 10800 \, \text{m}^3\).

Quiz Intermédiaire (Q4) : Si l'indice de compactage \(I_c\) est de 0.8 (signifiant \(V_{compacte} / V_{foisonne} = 0.8\)), le facteur "foisonné pour compacté" serait :

Question 5 : Bilan des matériaux foisonnés

Principe :

On compare le volume de déblai foisonné disponible (\(V_{D,foisonne}\)) avec le volume de matériau foisonné nécessaire pour les remblais (\(V_{R,foisonne\_necessaire}\)).

Formule(s) utilisée(s) :
\[ \text{Bilan}_{\text{foisonne}} = V_{D,foisonne} - V_{R,foisonne\_necessaire} \]
Données spécifiques :
  • \(V_{D,foisonne} = 13000 \, \text{m}^3\) (résultat Q2)
  • \(V_{R,foisonne\_necessaire} = 10800 \, \text{m}^3\) (résultat Q4)
Calcul :
\[ \begin{aligned} \text{Bilan}_{\text{foisonne}} &= 13000 \, \text{m}^3 - 10800 \, \text{m}^3 \\ &= +2200 \, \text{m}^3 \end{aligned} \]

Un bilan positif indique un excédent de matériaux de déblai foisonné par rapport aux besoins en remblai foisonné.

Résultat Question 5 : Le bilan des matériaux foisonnés est un excédent de \(+2200 \, \text{m}^3\).

Quiz Intermédiaire (Q5) : Un bilan de matériaux négatif signifie :

Question 6 : Volume de matériau foisonné à évacuer ou à apporter

Principe :

Si le bilan est positif (excédent), ce volume excédentaire doit être évacué du chantier. S'il était négatif (déficit), ce volume déficitaire devrait être apporté de l'extérieur.

Analyse du bilan :

Le bilan calculé à la question 5 est de \(+2200 \, \text{m}^3\) (foisonné).

Puisque le bilan est positif, il y a un excédent de matériaux de déblai. Ce volume excédentaire doit être évacué du chantier.

Résultat Question 6 : Il y a un excédent de \(2200 \, \text{m}^3\) de matériau foisonné à évacuer du chantier. Aucun apport extérieur n'est nécessaire.

Quiz Intermédiaire (Q6) : Si le volume de déblai foisonné était de \(10000 \, \text{m}^3\) et le besoin en remblai foisonné de \(12000 \, \text{m}^3\), quel serait le bilan et la conséquence ?

Quiz Récapitulatif

1. Le volume de déblai foisonné est calculé à partir du volume en place en utilisant :

2. Pour obtenir le volume de matériau foisonné nécessaire pour un remblai, on multiplie le volume de remblai compacté souhaité par :

3. Un bilan de matériaux excédentaire signifie que :

Glossaire

Déblai
Matériaux excavés du terrain naturel pour atteindre le niveau de projet. Le volume de déblai en place est celui avant excavation.
Remblai
Matériaux apportés ou réutilisés pour élever le niveau du terrain jusqu'au niveau de projet. Le volume de remblai compacté est le volume final souhaité.
Foisonnement
Augmentation de volume d'un sol lorsqu'il est excavé, due à la décompaction et à l'introduction de vides.
Coefficient de Foisonnement (\(C_f\))
Rapport entre le volume foisonné et le volume en place d'un sol (\(C_f = V_{\text{foisonne}} / V_{\text{place}}\)). Toujours \( > 1 \).
Compactage
Processus de densification d'un sol de remblai pour augmenter sa portance et réduire sa perméabilité.
Indice de Compactage (\(I_c\))
Rapport entre le volume compacté et le volume foisonné du matériau de remblai (\(I_c = V_{\text{compacte}} / V_{\text{foisonne}}\)). Inférieur à 1. Le facteur "foisonné pour compacté" est l'inverse de \(I_c\).
Bilan des Matériaux
Comparaison entre les volumes de déblais disponibles et les volumes de remblais nécessaires pour déterminer si le projet est excédentaire, déficitaire ou équilibré en matériaux.
Exercice : Remblais et Déblais pour une Route - Application Pratique

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