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Burkina Faso
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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
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.
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.
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.
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.
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
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
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
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
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
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
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
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.
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.
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.
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
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.
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
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664000
664000
665000
665000
666000
666000
667000
667000
668000
668000
669000
669000
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670000
1365000
1365000
1366000
1366000
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1368000
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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
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
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.
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.
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
N°
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.
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.
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
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
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
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.
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.
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.
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.
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.
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
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
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.
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 :
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
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.
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.
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.
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.
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.
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
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.
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).
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.
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.
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
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
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 ;
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
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
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
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)
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.
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
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
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
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.
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
(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).
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.
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
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.
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).
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.
ANNEXES
ANNEXE N°1 : PHOTOS DU SITE
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
Une vue de l’environnement immédiat au site d’implantation de l’ouvrage
ANNEXE N°2 : PLAN D’ENSEMBLE DE L’AMENAGEMENT ET
PROFIL EN TRAVERS DU SITE
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
67
ANNEXE N°3 : CALCUL D’AFFOUILLEMENT ET CALAGE DE
L’OUVRAGE
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
76
ANNEXE N°4 : ETUDE DES DIFFERENTS TYPES D’OUVRAGES
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
81
ANNEXE N°5 : PREDIMENSIONNEMENT DES DIFFERENTS
ELEMENTS DU PONT
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
100
ANNEXE N°6 : DETAILS DE CALCUL DES POUTRES
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
152
ANNEXE N°7 : ETUDE DU HOURDIS
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
162
ANNEXE N°8 : ETUDE DES ENTRETOISES D’ABOUT
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
179
ANNEXE N°9 : DETAILS DE CALCUL DE CULEES
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
198
ANNEXE N°10 : DETAILS DE CALCUL DE PILES
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
211
ANNEXE N°11 : DETAILS DE CALCUL DE PILES
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
230
ANNEXE N°12 : NOTES DE CALCUL DU DALOT 6X5X3
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
245
ANNEXE N°13 : CADRE LOGIQUE