UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE MENTION BATIMENT ET TRAVAUX PUBLICS Parcours Génie des Ponts et Chaussée
Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme de Master- Titre Ingénieur en Bâtiment et Travaux Publics
ETUDE DE REHABILITATION DE LA RNT12A ENTRE LE BAC EBAKIKA (PK48+114) ET LE BAC MANAMBATO (PK78+272) DE LA REGION ANÔSY
Présenté par : RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Encadré par : RANDRIANTSIMBAZAFY Andrianirina
PROMOTION 2018
UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE MENTION BATIMENT ET TRAVAUX PUBLICS Parcours Génie des Ponts et Chaussée
Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du diplôme de Master- Titre Ingénieur en Bâtiment et Travaux Publics
ETUDE DE REHABILITATION DE LA RNT12A ENTRE LE BAC EBAKIKA (PK48+114) ET LE BAC MANAMBATO (PK78+272) DE LA REGION ANÔSY
Présenté par : RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Membre du Jury : Président : RAJOELINANTENAINA Solofo, Maître de Conférences Encadreur : RANDRIANTSIMBAZAFY Andrianirina Examinateurs : -RAZAFINJATO Victor, Professeur titulaire -RABENATOANDRO Martin, Maître de Conférences -RAJAONARY Veroniaina, MaîtredeConférences
Soutenu le : 28 Décembre 2020 PROMOTION 2018
REMERCIEMENTS
Tout d’abord, je tiens à remercier Dieu tout puissant, de m’avoir donné la santé et le courage, me permettant de finir à terme l’élaboration de ce mémoire.
Je tiens à exprimer mes plus vifs remerciements à tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation de ce mémoire, plus particulièrement à :
Monsieur RAKOTOSAONA Rijalalaina, Professeur, Directeur de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, qui a autorisé la soutenance de ce présent mémoire ; Monsieur RAJOELINANTENAINA Solofo, Maître de Conférences, Chef de la Mention Bâtiments et Travaux Publics, pour les efforts qu’il a déployés afin de bien mener nos études au sein de la Mention et pour l’honneur qu’il nous fait en acceptant de présenter ce mémoire. Monsieur RANDRIANTSIMBAZAFY Andrianiriana, Maître de Conférences, Enseignant chercheur, Rapporteur de ce mémoire, de m’avoir accordé son temps pour diriger et accompagner la réalisation de ce travail et pour donner des précieux conseils malgré ses nombreuses obligations Tous les membres de jury, pour le temps précieux qu’ils ont consacré, à l’évaluation et à la correction de ce travail.
Tous les membres du jury qui ont bien voulu évaluer ce travail et apporter des remarques et des suggestions visant à son amélioration. Et enfin, à toute ma famille et tous mes amis surtout celles de la Mention Bâtiment et Travaux Publics de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo qui m’ont apporté leur support moral et intellectuel tout au long de ma démarche.
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TABLES DES MATIERES REMERCIEMENTS ...... iv TABLES DES MATIERES ...... 5 LISTE DES TABLEAUX ...... 10 LISTE DES FIGURES ...... 14 LISTE DES ABREVIATIONS ET NOTATIONS ...... 15 INTRODUCTION ...... 1 PARTIE I : ETUDE SOCIO-ECONOMIQUE, ET Environnement DU PROJET ...... 2 CHAPITRE I : GENERALITES SUR LE PROJET ...... 3 1- Description et localisation du projet : ...... 3 2- Contexte et objectifs du projet : ...... 4 3- Objectifs cherchés à travers ce projet: ...... 4 CHAPITRE II : ETUDE MONOGRAPHIQUE DE LA ZONE D’INFLUENCE ...... 5 1- Présentation de la zone d’influence ...... 5 1.1- Zone d’influence directe ...... 5 1.2- Zone d’influence indirecte ...... 5 2- Milieu physique ...... 5 2.1- Localisation géographique de la région Anôsy ...... 5 2.2- Relief ...... 8 2.3- Hydrologie ...... 10 2.4- Pédologie ...... 11 2.5- Géologie ...... 11 3- Milieu humain et social ...... 16 3.4- Personnel soignant ...... 20 3.5- Enseignement et éducation ...... 21 4- Transport ...... 23 4.1- Transport terrestre ...... 23 4.2- Transport aérien ...... 25 4.3- Transport maritime ...... 25 5- Activités économiques ...... 26 5.1- L’agriculture ...... 26 6- Elevage ...... 29 6.1- Profil d’élevage ...... 30 6.2- Types d’élevage ...... 30 7- Pêche ...... 31
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7.1- Ressources halieutiques ...... 31 8- Secteur secondaire ...... 32 8.1- Entreprises ...... 32 8.2- Unités de transformation ...... 32 8.3- Activités minières ...... 33 8.4- Tourisme ...... 34 1- Obstacles à la scolarisation ...... 36 2- Contraintes et faiblesse de production ...... 36 3- Justification du projet ...... 36 PARTIE II : ETUDE TECHNIQUE ...... 39 CHAPITRE III : METHODE DE DIAGNOSTIC DES DEGRADATIONS ...... 40 1- Historique de la chaussée ...... 40 1.1- Construction ...... 40 1.2- Entretien des travaux récents ...... 40 2- Description des pathologies routières existantes ...... 40 3- Examen visuel de la chaussée ...... 41 3.1- Ornière ...... 41 3.2- Ravinement longitudinaux ...... 41 3.3- Nids de poule ...... 42 3.4- Bourbier ...... 43 3.5- Inondation ...... 44 4- Etats des ouvrages de franchissement et d’assainissement ...... 45 4.1- Ouvrages de franchissement ...... 45 4.2- Buses ...... 46 4.3- Ouvrages d’assainissement ...... 47 5- Etude du tracé ...... 48 5.1- Paramètres fondamentaux de la tracé d’une route ...... 48 5.2- Vitesse de référence du projet ...... 49 5.3- Tracé en plan ...... 49 CHAPITRE IV SPECIFICATIONS, ETUDE GEOTECHNIQUE DES MATERIAUX ... 53 1- Introduction ...... 53 2- Spécification des matériaux routiers ...... 53 2.1- Spécification des sols utilisés en construction routière ...... 53 2.2- Corps de chaussée ...... 54 2.3- Matériaux pour couche de roulement et accotements ...... 55
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3- Sondages sous-chaussées ...... 58 3.1- Caractéristiques de la plateforme ...... 58 3.2- Découpage des zones homogènes ...... 58 3.3- Proposition de solution pour chaque zone homogène ...... 59 3.4- Reconnaissance des gisements ...... 59 CONCLUSION PARTIELLE ...... 61 CHAPITRE V ETUDE DU TRAFIC ...... 62 1- Comptage routier et enquête du trafic : ...... 62 2- Trafic passé ...... 63 3- Trafic futur ...... 64 4.1- Trafic à l’année de la mise en service ...... 64 4.2- Prévision de trafic sur la RNT12A ...... 65 4.3- Détermination du trafic de poids lourd à l’année de mise en service ‘t’ par la méthode LCPC ...... 66 4.4- Trafic cumulé et nombre d’essieux standards équivalents ...... 66 4.5- Détermination du trafic des poids lourds à l’année de mise en service ‘t’ par la méthode LNTPB ...... 67 CONCLUSION PARTIELLE ...... 69 CHAPITRE VI DIMMENSIONNEMENT DE LA CHAUSSEE ...... 70 1- Introduction ...... 70 2- Méthodologie ...... 70 3- Dimensionnement de la chaussée par la méthode LCPC ...... 70 3.1- Principes de la méthode LCPC ...... 70 3.2- Plateforme ou sol support ...... 70 3.3- Détermination de l’épaisseur de chaque couche ...... 71 3.4- Résultat du dimensionnement par la méthode LCPC ...... 72 3.5- Vérifications des déformations ...... 73 4- Dimensionnement de la chaussée par la méthode LNTPB ...... 77 4.1- Epaisseur équivalente ...... 77 4.2- Pourcentage des poids lourds ...... 77 4.3- Epaisseur équivalente ...... 79 4.4- Méthode de calcul des épaisseurs réelles de chaque couche ...... 79 4.5- Choix des matériaux ...... 80 4.6- Coefficient d’équivalence des matériaux ...... 80 4.7- Epaisseurs minimales ...... 81 4.8- Epaisseurs réelles obtenues par la méthode LNTPB ...... 81
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4.9- Vérification des contraintes ...... 82 5- Choix de la variante retenue ...... 87 5.1- Analyse multicritère des variantes ...... 87 5.2- Variante retenue ...... 89 CHAPITRE VII : ETUDE HYDROLOGIQUE ET HYDRAULIQUE ...... 90 1- Etude hydrologique ...... 90 1.1- Pluviométrie de la zone d’implantation du Projet ...... 90 1.2- Détermination des débits de crue des bassins versants ...... 95 1.3- Calcul des débits de drainage longitudinal ...... 98 2- Etude hydraulique ...... 103 2.1- Etude des fossés latéraux ...... 103 2.2- Etude des ouvrages de décharge ...... 111 CHAPITRE VIII : DIMENSIONNEMENT MECANIQUE DU DALOT ...... 115 1- Pré dimensionnement ...... 115 2- Evaluation des charges appliquées au dalot ...... 116 2.1- Hypothèses ...... 116 2.2- Charges permanentes ...... 116 2.3- Surcharge d’exploitation ...... 117 2.4- Récapitulation du cas de charge du dalot ...... 119 3- Calculs des sollicitations ...... 119 3.1- Méthodologie ...... 119 3.2- Principe de méthode ...... 119 3.3- Hypothèses ...... 120 3.4- Raideurs ...... 120 3.5- Coefficient de répartition C ...... 120 3.6- Calculs des moments fléchissant ...... 120 3.7- Calculs des efforts tranchants ...... 127 4- Calcul des armatures ...... 128 4.1- Sollicitations ...... 128 4.2- Hypothèses de calcul ...... 129 4.3- Exemple de calcul : cas du tablier ...... 129 4.4- Récapitulation du calcul des armatures longitudinales ...... 131 4.5- Cas du piédroit central ...... 131 5- Vérification de contraintes ...... 133 5.1- Calcul de la contrainte de compression de béton ...... 133
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5.2- Calcul de la contrainte de traction des aciers ...... 133 5.3- Vérification de la contrainte tangentielle ...... 134 CONCLUSION PARTIELLE ...... 135 PARTIE III : ETUDE FINANCIERE ET IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX ...... 136 CHAPITRE IX : ESTIMATION DE COÛT ...... 137 1- Devis descriptif ...... 137 2- Devis quantitatif ...... 143 3- Devis estimatif ...... 144 3.1- Sous-détails de prix ...... 145 3.2- Détail quantitatif et estimatif ...... 147 CHAPITRE XII : ETUDE DE RENTABILITE ...... 149 1- Effet de l’aménagement sur le coût d’exploitation des véhicules ...... 149 1.1- Hypothèses sur les coûts fixes ...... 149 1.2- Hypothèses sur les coûts proportionnels ...... 151 1.3- Coût d’exploitation d’un véhicule selon l’état de la route ...... 152 2- Evaluation économique ...... 153 2.1- Les avantages nets du Projet ...... 153 2.2- Critères de rentabilités ...... 156 CHAPITRE XIII : EVALUATION D’IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX...... 160 1- Description du milieu récepteur ...... 160 1.1- Milieu naturel ...... 160 1.2- Milieu humain ...... 160 2- Identification des impacts ...... 160 2.1- Impacts positifs ...... 161 2.2- Impacts négatifs ...... 161 3- Evaluation des impacts ...... 162 3.1- Méthodologie ...... 162 3.2- Résultat de l’analyse des impacts ...... 163 4- Mesures à prendre vis-à-vis des impacts ...... 163 4.1- Mesures d’évitement, d’atténuation ou compensation ...... 163 4.2- Mesures d’optimisation ...... 164 CONCLUSION PARTIELLE ...... 165 CONCLUSION GENERALE ...... 166 BIBLIOGRAPHIE ...... 167 ANNEXES ...... I
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LISTE DES TABLEAUX Tableau 1. Districts et superficies ...... 5 Tableau 2. Communes du Discrict de Taolagnaro Région Anôsy ...... 6 Tableau 3. Communes du District de Betroka de la Région Anôsy ...... 7 Tableau 4. Communes du District Amboasary-Sud de la Région Anôsy ...... 7 Tableau 5.Classification climatique ...... 14 Tableau 6. Superficie des forêts existantes en 2000 ...... 14 Tableau 7.Zone de conservation ...... 15 Tableau 8. Structure de la population ...... 16 Tableau 9. Effectif de la population ...... 16 Tableau 10. Répartition spatiale de la population de la région Anôsy ...... 17 Tableau 11. Fécondité des femmes âgées de 15 à 49 ans...... 17 Tableau 12. Répartition de la population âgée de 4 ans et plus, selon le niveau d’instruction 18 Tableau 13. Système national des formations sanitaires ...... 19 Tableau 14. Disponibilités des infrastructures sanitaires publiques au sein des communes .... 19 Tableau 15. Conditions d’accouchement ...... 20 Tableau 16. Répartition des communes disposants d’Infrastructures sanitaires privées ...... 20 Tableau 17. Personnels des CSB II ...... 20 Tableau 18. Personnel du CSB I ...... 21 Tableau 19. Infrastructures scolaires publiques en 2008 dans la Région Anôsy ...... 22 Tableau 20. Les infrastructures scolaires privées en 2008 dans la Région Anôsy ...... 22 Tableau 21. Effectifs des enseignants dans les écoles publiques ...... 23 Tableau 22. Effectifs des enseignants dans les écoles privées ...... 23 Tableau 23. Accessibilité/moyens de transport ...... 24 Tableau 24. Superficies cultivables/cultivées ...... 26 Tableau 25. Répartition de la superficie cultivée entre les types de cultures ...... 27 Tableau 26 Production des cultures vivrières, 2005-2009 ...... 28 Tableau 27. Production d’arachide et de canne à sucre, 2005-2009 ...... 29 Tableau 28. Production maraîchère, 2005-2009 ...... 29 Tableau 29. Elevage par district en 2005 ...... 30 Tableau 30. Production langoustière, 2003-2011 ...... 31 Tableau 31Entreprises crées, 2010 ...... 32 Tableau 32. Gîtes connus de minerais, par district...... 33 Tableau 33. Gîte connus de minerais précieux, par district ...... 34 Tableau 34. Site touristiques et évènements culturels, par district ...... 35 Tableau 35. Ouvrages des décharges existants et à projeter ...... 47 Tableau 36. Détermination de la vitesse de base ...... 48 Tableau 37. Caractéristiques du profil en long ...... 50 Tableau 38. Devers en fonction du rayon de courbure ...... 51 Tableau 39. Fuseau granulométrique pour la couche de base ...... 54 Tableau 40. Spécification du bitume fluidifié ...... 55 Tableau 41. Spécification des émulsions ...... 56 Tableau 42. Caractéristiques des émulsions ...... 56
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Tableau 43. Caractéristiques des émulsions ...... 57 Tableau 44. Fuseau de régularité des gravillons de la CR ...... 57 Tableau 45. Caractéristiques des matériaux de la chaussée couche supérieur ...... 57 Tableau 46. Résultats des essais de laboratoire sur les échantillons de plateforme ...... 58 Tableau 47. Découpage du tronçon en zones homogènes ...... 58 Tableau 48. Emprunts couche de fondation ...... 59 Tableau 49. Carrières pour matériaux rocheux ...... 60 Tableau 50. Trafic Moyen Journalier ...... 63 Tableau 51. Projection de trafic normal à l'année de service 2020 ...... 64 Tableau 52. Estimation du trafic dévié ...... 65 Tableau 53. Estimation du trafic généré ...... 65 Tableau 54. trafic moyen à l'année de la mise eb service (2020) ...... 65 Tableau 55. Prévision de trafic ...... 65 Tableau 56. Valeurs du coefficient K ...... 66 Tableau 57. Classification du trafic ...... 66 Tableau 58. Classification de la Plateforme suivant le Module du sol ...... 71 Tableau 59. Portance et classe de la plateforme de chaque tronçon homogène ...... 71 Tableau 60. Nature et épaisseur de la couche de roulement ...... 71 Tableau 61. Epaisseur minimale de la couche de base...... 72 Tableau 62. Epaisseur de la couche de fondation obtenue par l'abaque LCPC ...... 72 Tableau 63. Epaisseur réelle de chaque couche par la méthode LCPC ...... 72 Tableau 64. Récapitulation de la vérification de déformations ...... 77 Tableau 65. Valeur de α en fonction du taux d'accroissement du trafic ...... 78 Tableau 66. Valeur de β en fonction de la durée de vie ...... 78 Tableau 67. Valeurs de l’épaisseur équivalente obtenues par l’abaque pour chaque zone homogène ...... 79 Tableau 68. Valeurs des coefficients d'équivalence des matériaux ...... 80 Tableau 69. Epaisseur minimale de CR et CB ...... 81 Tableau 70. Epaisseur réelle de chaque couche selon la méthode LNTPB ...... 82 Tableau 71. Module d’élasticité de chaque couche ...... 85 Tableau 72. Récapitulation des résultats pour la vérification de contraintes ...... 87 Tableau 73. Coût de réalisation pour chaque variante ...... 88 Tableau 74. Manière d’appréciation des variantes ...... 88 Tableau 75. Analyse multicritère des variantes...... 89 Tableau 76. Hauteurs de pluie journalière maximales de 2004 à 2015 ...... 90 Tableau 77. Hauteur de pluie pour une période de retour T ...... 92 Tableau 78. Répartition d’échantillon en 5 classes ...... 93 Tableau 79. Calcul du nombre théorique vi ...... 94 Tableau 80. Détermination de l’intervalle de confiance ...... 95 Tableau 81. Hauteurs de pluies maximales pour différentes fréquences ...... 95 Tableau 82. Caractéristiques des Bassins Versants ...... 96 Tableau 83. Résultats de calculs des débits de crue ...... 98 Tableau 84. Valeurs des coefficients de ruissellement...... 100 Tableau 85. Débits de drainage longitudinal ...... 101 Tableau 86. Suite du débits de drainage longitudinal ...... 102 Tableau 87. Caractéristiques des fossés de pied ...... 104 Tableau 88. Valeurs du coefficient de rugosité k ...... 104
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Tableau 89. Caractéristiques des BV du PK 68+692 au PK 72+028 ...... 106 Tableau 90. Dimensionnement du fossé rectangulaire en terre...... 107 Tableau 91. Dimensionnement du fossé rectangulaire maçonné ...... 107 Tableau 92. Dimensionnement du fossé trapézoïdal maçonné ...... 108 Tableau 93. Liste des fossés triangulaires en terre ...... 109 Tableau 94. Liste des fossés rectangulaire en terre ...... 110 Tableau 95. Liste des fossés rectangulaires en maçonnerie de moellons ...... 110 Tableau 96. Liste des fossés de type trapézoïdal en maçonnerie de moellons ...... 111 Tableau 97. Calcul de la pente critique ...... 112 Tableau 98. Calcul de la vitesse d’écoulement ...... 113 Tableau 99. Calcul de la hauteur du dalot ...... 114 Tableau 100. Raideur et moments d’inertie des barres ...... 120 Tableau 101. Moments fléchissant dû à la charge permanente g_1au-dessus de l’ouvrage [Tm] ...... 121 Tableau 102. Moments fléchissant dus à la charge permanente g_2[Tm] ...... 122 Tableau 103. Moments fléchissant dus à la poussée de terre p [T m] ...... 123 Tableau 104. Moments fléchissant dus à la surcharge d’exploitation [Tm] ...... 123 Tableau 105. Moments fléchissant dus à la réaction du sol à q ...... 124 Tableau 106. Superposition des charges permanentes ...... 124 Tableau 107. Superposition des surcharges d’exploitation ...... 125 Tableau 108. Moments fléchissant aux états limites ...... 125 Tableau 109. Moment fléchissant à mi- travée pour chaque barre [Tm] ...... 126 Tableau 110. Efforts tranchants aux états limites...... 128 Tableau 111. Sollicitations pour le calcul des armatures ...... 128 Tableau 112. Sections d’armatures longitudinales du dalot ...... 131 Tableau 113. Vérification des contraintes de compression du béton ...... 133 Tableau 114. Vérification de contrainte de l’acier tendu ...... 134 Tableau 115. Devis quantitatif ...... 144 Tableau 116. Fourchette de valeur des coefficients ai ...... 145 Tableau 117. Pourcentage des différents frais ...... 146 Tableau 118. Sous détails de prix de remblai ...... 146 Tableau 119. Devis quantitatif et estimatif ...... 147 Tableau 120. Constituants des coûts d’exploitation des véhicules ...... 149 Tableau 121. Assurance par catégorie de véhicule ...... 149 Tableau 122. Taxes professionnelles par catégorie de véhicule ...... 150 Tableau 123. Rémunération du personnel par catégorie de véhicule ...... 150 Tableau 124. Coût de réparation par catégorie de véhicule ...... 150 Tableau 125. Les coûts proportionnels pour une route dégradée ...... 151 Tableau 126. Les coûts proportionnels pour une route bitumée ...... 151 Tableau 127. Hypothèses de calcul ...... 151 Tableau 128. Coût d'exploitation en Ariary d'un véhicule pour une route en terre dégradée 152 Tableau 129. Coût d'exploitation en Ariary d'un véhicule pour une route revêtue ...... 152 Tableau 130. Avantages par type de véhicule ...... 153 Tableau 131. Projection du trafic annuel ...... 154 Tableau 132. Coûts des entretiens ...... 154 Tableau 133. Récapitulation des avantages nets ...... 156 Tableau 134. Calcul de la VAN ...... 157
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Tableau 135. Calcul de DRCI ...... 158 Tableau 136. Méthode d’évaluation des impacts ...... 163 Tableau 137. Récapitulation de l’évaluation des impacts ...... 163 Tableau 138. Mesures d’évitement, d’atténuation ou de compensation ...... 164 Tableau 139. Mesures d’optimisation ...... 164
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LISTE DES FIGURES Carte 1. Carte de localisation du Projet ...... 3 Carte 2. Carte de la région Anôsy dans Madagascar ...... 3 carte 3. Carte relief de la Région Anôsy ...... 9 Carte 4. Carte hydrographique de la Région Anôsy ...... 10 Carte 5. Carte pédologique de la Région Anôsy ...... 11 Carte 6. Carte géologique de la région Anôsy ...... 12 Photos 7. Ornière au Pk 57+105 Source : ARM 2016 ...... 41 Photo 8. Ravinement au Pk 65+200 Source : ARM 2016 ...... 42 Photo 9. Nid de pole au Pk58+520 Source :Auteur ...... 43 Figure 10. Présence de bpourbier au Pk 63+900 Source : ARM ...... 44 Photo 11. Inondation de la chaussée au Pk 63+330 Source : Auteur ...... 45 Photo 12. Buse métalliqyue au Pk 55+180 Source : Auteur ...... 46 Figure 13. Dalot bouchés au Pk 68+330 source : Auteur ...... 47 Figure 14. Destruction des fossés latéraux Source : Auteur ...... 48 Figure 15. Type de tracé en plan du Pk 72+700 au Pk 74+300 ...... 49 Figure 16. Type de profil entravers au Pk 58+975 ...... 50 Figure 17. Bande dérasée et berme de l'accotement ...... 51 Figure 18. Structure de chaussée obtenue par la méthode LCPC ...... 73 Figure 19. Transformation du modèle quadri couche en bicouche ...... 75 Figure 20. Modèle bicouche obtenue ...... 76 Figure 21. Structure de la chaussée obtenue par la méthode LNTPB ...... 82 Figure 22. Modèle tri couche de Jeuffoy-Bachelez ...... 83 Figure 23. Transformation du modèle quadri-couche en modèle tri-couche ...... 83 Figure 24. Structure de la chaussée de la variante retenue ...... 89 Figure 25. Profil en travers du BV de drainage longitudinal ...... 98 Figure 26. Coupes transversales des dalots étudiés, dimensions en [m] ...... 114 Figure 27. Dimension du dalot en [cm] ...... 115 Figure 28. Représentation du cas le plus défavorable sous le système Bc ...... 117 Schema 29. Modélisation des charges appliquées au dalot ...... 119 Figure 30. Considération seule de la charge permanente g_1 T/m ...... 121 Figure 31. Considération seule de la charge permanente g_2 [T/m]...... 121 Figure 32. Considération seule de la poussée de terre p [T/m] ...... 122 Figure 33. Considération seule de la surcharge d’exploitation [T/m] ...... 123 Figure 34. Considération de seule la surcharge due au passage du camion [T/m]...... 124 Figure 35. Diagramme des moments fléchissant à l'ELU [Tm] ...... 127 Figure 36. Longueur du flambement ...... 131
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LISTE DES ABREVIATIONS ET NOTATIONS ABREVIATIONS Ar : Ariary ARM : Autorité Routière de Madagascar BAEL : Béton Armé aux Etats Limites BB : Béton Bitumineux CAM : Coefficient d’Agressivité Moyenne des Poids Lourds CB : Couche de Base CBR : Californian Bearing Ratio CD : Côté Droite CEG : Collège d’Enseignement Général CEM : Cement (Anglais) CF : Couche de Fondation CG : Côté Gauche CHD : Centre Hospitalier de District CR : Couche de Roulement CREAM : Centre de Recherches, d’Etudes et d’Appui à l’analyse économique à Madagascar CSB : Centre de Santé de Base CU : Charge Utile DRTP : Direction Régionale des Travaux Publics DRCI : Délai de Récupération du Capital Investi DQE : Détail Quantitatif et Estimatif EIE : Etude d’Impact Environnemental ELU : Etat Limite Ultime ELS : Etat Limite de Service EPP : Ecole Primaire Publique ESb : Enduit Superficiel Bicouche GCNT : Grave Concassée Non Traitée INSTAT : Institut National de la STATistique
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LCPC : Laboratoire Central des Ponts et Chaussées LNTPB : Laboratoire National des Travaux Publics et de Bâtiment MDE : Micro Déval en présence d’Eau MEI : Ministère de l’Economie et de l’Industrie MS : Matériaux Sélectionnés OPM : Optimum Proctor Modifié PK : Point Kilométrique PL : Poids Lourd PTC : Poids Total en Charge PU : Prix Unitaire RNA : Recensement National Agricole RNT : Route Nationale Temporaire RGPH : Recensement Général de la Population et de l’Habitat RRL: Road Research Laboratory (Anglais) SETRA : Service d’Etude Technique des Routes et Autoroutes TL : Trafic Lourd TMJ : Trafic Moyen Journalier TN : Trafic Normal TTC : Toutes Taxes Comprises TRI : Taux de Rentabilité Interne TVA : Taux de Rentabilité Interne TNA : Terrain Naturel Aménagé VAN : Valeur Actuelle Nette Géotechnique %F : Pourcentage des fines ES : Equivalent de Sable
Ip : Indice de Plasticité LA : Los Angeles CA : Coefficient d’aplatissement MDE : Micro Déval en présence d’Eau
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γdmax : Densité sèche maximale W : Teneur en eau
Wopt : Teneur en eau optimale
WL : Limite de liquidité
Wp : Limite de plasticité Hydrologie BV : Bassin Versant C : Coefficient de ruissellement if : Pente longitudinale de l’écoulement I : Intensité de pluie avec récurrence de 10 ans K : Coefficient de rugosité de Manning-Strickler
Qo : Débit à évacuer R : Rayon hydraulique V : Vitesse d’écoulement χ : Périmètre mouillé 휔 : Section mouillée Béton Armé A : Aire d’une section d’acier (armature longitudinale)
Amin : Aire minimale d’une section d’acier (armature longitudinale)
At : Aire d’une section d’acier (armature de montage)
𝜎bu : Contrainte admissible de résistance du béton à l’ELU
𝜎bc : Contrainte limite à la compression du béton relative à l’ELS
𝜎s : Contrainte admissible de l’acier
ɤs : Coefficient de sécurité G : Action des charges permanentes I : Moment d’inertie d’une section
Mser : Moment fléchissant à l’ELS
Mu : Moment fléchissant à l’ELU Q : Action des charges d’exploitation S : Surcharge
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RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro fe : Limite d’élasticité des aciers HA fc28 : Résistance caractéristique à la compression du béton à 28 jours d’âge ft28 : Résistance caractéristique à la traction du béton à 28 jours d’âge g : Poids propre par mètre linéaire q : Charge d’exploitation par mètre linéaire n : Coefficient d’équivalence acier-béton
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INTRODUCTION
L’enclavement est l’une des causes du sous-développement d’un pays. En effet, certaines zones restent dépourvues de la civilisation et vivent totalement dans l’ignorance du bien-être et du confort. C’est pourquoi, la circulation sera importante afin de réduire la pauvreté et d’exploiter au maximum les richesses économiques. Cependant, même si les infrastructures routières sont mises en place, certaines villes semblent toujours être privées de croissance économiques. Dans certaines régions de Madagascar, la voie terrestre reste non praticable pour une bonne partie de l’année. Pour y remédier, des projets pour la réhabilitation des routes sont en marche. C’est dans cette vue que notre projet qui s’intitule Etude de la réhabilitation de la Route Nationale Temporaire RNT12A entre le bac Ebakika (PK 48+114) et le bac Manambato (PK 78+272) d’où la partie la plus inaccessible de la RNT12A reliant Taolagnaro-Vangaindrano a été effectué. Ces travaux enchaineront le désenclavement de la Région Anôsy et contribuerons au développement socio-économique de celle-ci. Ainsi, le secteur Travaux publics va une fois de plus intervenir tant pour la phase étude que pour l’exécution. C’est pourquoi un ingénieur de ce secteur doit maîtriser plusieurs domaines comme la Topographie, l’Hydrologie, le Dimensionnement des chaussées etc. Ce document reflète la capacité des élèves Ingénieurs à appliquer leurs connaissances acquises tout au long du cursus. Arrivés au terme de leurs études, ces derniers doivent être capables d’effectuer correctement la conception des travaux routiers. Pour ce faire, la méthodologie appliquée pour la réalisation de ce mémoire repose essentiellement sur la consultation de document notamment les méthodes LNTPB et LCPC pour le dimensionnement de chaussée, les règles BAEL 91/99 pour le calcul des ouvrages ainsi que les cours données par les enseignants durant les cinq années d’étude.
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PARTIE I : ETUDE SOCIO-ECONOMIQUE, ET Environnement DU PROJET
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CHAPITRE I : GENERALITES SUR LE PROJET 1- Description et localisation du projet : Le projet d’où la remise en état de la RNT12A répond à plusieurs objectifs de la nouvelle stratégie sectorielle adoptée, qui vise particulièrement à désenclaver les zones fortement productives.
Localisés dans le District de Tolagnaro, Région Anôsy, les travaux de remise en état intéressent la portion de la RNT 12A comprise entre le bac Ebakika (PK 48+114) et le bac Manambato (PK 78+272). Outre les localités d’Ebakiky et de Manambato, plusieurs agglomérations comme Vatomirindry, Iaboakoho et Manambato se retrouvent tout au long de cet axe menant jusqu’au chef-lieu de commune de Manantenina.
Notre Projet
Carte 2. Carte de la région Anôsy dans Madagascar Carte 1. Carte de localisation du Projet Source : FTM 2015 Source : FTM 2015
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2- Contexte et objectifs du projet : Chaque année ou presque, les côtes et les zones proches du littoral Sud-Est et de Madagascar sont le théâtre de destruction considérable de la nature et des infrastructures routières existantes suite aux passages itératifs de cyclone, les rendant souvent inaccessible et suite à l’isolation des lieux en saison pluvieuse. Placée dans ce contexte défavorable, la zone desservie par la RNT 12A ou plus exactement, la portion de voie comprise entre le bac Ebakiky (PK 48+114) et le bac de Manambato (PK 78+272) menant jusqu’à Manantenina, fait l’objet de Projet de remise en état et apporte le ferme espoir de lever l’isolement chronique subi par la population.
3- Objectifs cherchés à travers ce projet: Comme effets direct du projet, nous pouvons citer : élargir les diverses échanges interrégionaux entre Anôsy et Atsimo-Atsinanana ; la réduction les frais de déplacement et la durée du trajet ; l’amélioration les conditions de vie de la population de la zone d’influence, en facilitant l’accès aux services et infrastructures socio-économique de base ; permission d’une nouvelle création des nouvelles activités comme le tourisme, l’hôtellerie etc.la maintenance de la continuité de l’itinéraire de manière à ce que la route puisse être praticable en toute saison ; le désenclavement deses régions Anôsy et Atsimo-Atsinanana ; et par la même occasion, de dévoiler leur potentialité agricole. la permission de conserver le patrimoine routier à Madagascar.
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CHAPITRE II : ETUDE MONOGRAPHIQUE DE LA ZONE D’INFLUENCE 1- Présentation de la zone d’influence La zone d’influence est définie comme l’ensemble des subdivisions administratives qui reçoivent directement ou indirectement les avantages économiques et sociaux appréciables après la réalisation du projet. Il y a deux sortes de zone d’influence : une zone d’influence directe qui est l’ensemble des Communes utilisant actuellement cette route et une zone d’influence indirecte comprenant les autres régions concernées. 1.1- Zone d’influence directe C’est essentiellement l’ensemble des territoires directement touchés par la réalisation du projet. La RNT 12A est une route reliant la Région Anôsy à la Région Atsimo-Atsinanana et les districts directement influencés sont les districts de Taolagnaro et district de Vangaindrano. 1.2- Zone d’influence indirecte En dehors de l’itinéraire principal, nous avons 6 districts, à savoir : Amboasary- Sud, Betroka, Befotaka, Farafangana, Midongy-Sud et Vondrozo. Pour la suite, nous allons en conséquence effectuer une étude monographique de la Région Anôsy qui est reconnue comme étant la zone d’influence directe du Projet. 2- Milieu physique 2.1- Localisation géographique de la région Anôsy La région Anôsy se situe sur l’extrême Sud-Est de Madagascar. Faisant partie de la province de Toliara, elle est délimitée au Nord par les Régions d’Atsimo-Atsinanana et d’Ihorombe au Sud et à l’Est par l’Océan Indien et à l’Ouest par les régions d’Androy et d’Atsimo Andrefana. Elle s’étend géographiquement entre les longitudes 45,18° et 47,40°, les latitudes 22,67° sud et 25,20°, sur une longueur maximale d’environ de 200 km (194km de littoral), une largeur maximale d’environ 150 km et une superficie de 29 731 km2. La Région Anôsy est constituée de trois districts : Amboasary-Sud, Betroka et Tolagnaro. Son Chef-lieu est la ville de Tolagnaro, connue aussi sous son nom malgache Taolagnaro, située à l’extrémité Sud-Est de l’Île à environ 1 120 km de la Capitale Antananarivo.
Tableau 1. Districts et superficies District Superficie [km2] Amboasary-Sud 10 173 Betroka 14 060 Tolagnaro 5 498 Total Région 29 731 Source : MEI/CREAM/Monographie2009
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La Région d’Anôsy est composée de 64 Communes qui se répartissent respectivement entre les trois Districts : 27 sont incluses dans le District de Tolagnaro, 21 dans le District de Betroka et 16 dans le District d’Amboasary-Sud. On va les voir dans le tableau ci-dessous.
Tableau 2. Communes du Discrict de Taolagnaro Région Anôsy District Communes Total Communes Fort_Dauphin Ampasy Nahampoana Mandromoromotra Soanierana Ifarantsa Isaka-Ivondro Mandiso Manambaro Sarisambo Ankaramena Ranopiso Ambatoabo Ankariera TAOLAGNARO Analapatsy 27 Communes Andranobory Mahatalaky Iaboakoho Enaniliha Fenoevo-Efita Enakara-Haut Ranomafana Emagnobo Bevoay Ampasimena Manantenina Analamary Soavary Source : INSTAT 2009
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Tableau 3. Communes du District de Betroka de la Région Anôsy District Communes Total Commune Betroka Tsaraitso Naninora Ambalasoa Ivahona Analamary Ianabinda Benato toby Mahabo Beapombo I BETROKA Jangany 21 Communes Mahasoa Est Bekorobo Iaborotra Isoanala Beapombo II Nanarena Besakoa Ianakafy Andriandampy Sakamahily Ambatomivary Source : INSTAT 2009
Tableau 4. Communes du District Amboasary-Sud de la Région Anôsy District Communes Total Communes Amboasary Atsimo Behara Tanandava Sud Sampona Ifotaka Tranomaro Maromby Elonity AMBOASARY-SUD 16 Communes Esira Mahaly Manevy Tsivory Marotsiraka Tomboarivo Ebelo Ranobe Source : INSTAT 2009
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2.2- Relief Trois types de paysages caractérisent la Région Anôsy, du secteur Nord au secteur Sud- Est. On retrouve, ainsi : un secteur Nord qui couvre une partie du plateau d’Ihorombe et qui est donc dominé par un vaste plateau de colineaux, alterné par des plaines alluvionnaires sur une altitude de 800 à 900m ;un secteur Sud montagneux, situé sur une partie des massifs montagneux qui divisent longitudinalement la Grande île en deux versants (Est et Ouest) et qui se terminent à l’extrême Sud, d’un côté par le massif de l’Ivakoana (point culminant : mont Beampigatra 1 956 m) à proximité de Tolagnaro ;les zones côtières, caractérisées par des pentes abruptes à la terminaison des massifs montagneux et une langue de sable d’une largeur d’environ 30 km qui s’enfonce dans l’Océan Indien. Le relief côtier de la région en particulier, est très varié. On retrouve, le long de 194 km de côte du littoral anosyen, une diversité de paysages, notamment : des côtes rocheuses avec de petites baies et des criques, des plages dunaires, des récifs coralliens, lagunes et de nombreux estuaires. On note aussi la présence de mangroves, déjà fortement altérés.
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carte 3. Carte relief de la Région Anôsy Source : FTM 2015
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2.3- Hydrologie Le réseau hydrographique de la Région Anôsy est constitué de deux complexes bien distincts : le complexe du Mandrare et les rivières de la côte Est. Le réseau du Mandrare, composé du fleuve Mandrare lui-même (250 m) et de ses confluents, lesquels prennent sources sur les hauteurs des massifs d’Ivakoana et des montagnes anosyennes, draine la partie occidentale de la région. Le fleuve Mandrare prend source dans les monts Beampigatra. Ses affluent, dont les plus importants sont l’Andratina,le Tsivory, le Manambolo et la Mananara, naissent tous dans les hauteurs du Massif del’Ivakoana et des versants ouest des chaînes anosyennes. Le réseau des rivières de la côte Est, est composé de rivières plutôt courtes qui prennent source dans les falaises du flan Est des massifs du Centre-Sud de l‘île. La Manampanihy, l’Ebakika, le Vatomirindra, l’Iaboakoho, l’Esama,…… drainent les contrées des secteurs Est et Sud-Est de la région avant de se jeter dans l’Océan Indien le long de la côte Est entre Vangaindrano et Tolagnaro.
Carte 4. Carte hydrographique de la Région Anôsy Source : FTM 2005
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2.4- Pédologie Les caractéristiques des sols varient selon les secteurs. Ainsi, au Nord, c’est le sol ferrugineux tropical qui prédomine, il recouvre les vastes étendues de collines, de plateaux et des plaines de la partie du plateau d’Ihorombe qui se trouve dans le district de Betroka. Plus au Sud dans les zones montagneuses, ce sont des sols ferralitiques jaunes/rouges qui sont prédominants. On note cependant la présence de sols alluviaux plus ou moins hydromorphes le long du fleuve Mandrare. Les sols de zones côtières sont constitués de sables dunaires à faible teneur en matière organique, mais à forte capacité de rétention d’eau.
Carte 5. Carte pédologique de la Région Anôsy Source : FTM 2015
2.5- Géologie La Région Anosy s’étend sur deux systèmes géologiques différents, l’un sur la partie Nord de la région et l’autre sur sa partie Sud. La partie Nord de la région (District de Betroka), qui se retrouve sur le système Androyen (lui-même une composante du socle précambrien qui s’étend du Nord au Sud de l’Île), est formée d’une mince couche de roches granitiques et migmatiques, sous un sol ferralitique. La partie Sud s’étale sur une formation granitique recouverte principalement d’un sol ferrugineux. Le granite et la migmatite constituent les concrétions et les cuirasses des massifs
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RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro de l’Ivakoana et des massifs anosyens. Mais leur soubassement cristallin est constitué de roches plus tendres (schistes, paragneiss recouverts par des épandages de matériaux sableux). Mais d’autres types de roches peuvent se rencontrer dans cette partie Sud dans des terrains particuliers. On note ainsi la présence de roches volcaniques dans le bassin du Mandrare, des alluvions le long du fleuve Mandrare, du sable le long du littoral, …
Carte 6. Carte géologique de la région Anôsy Source : FTM 2015
2.6- Formations végétales Quatre types de végétations se rencontrent dans la Région Anosy : des forêts primaires, des forêts secondaires, des savanes et des végétations spécifiques des zones humides. a) Forêts primaires Les forêts primaires se rencontrent dans les secteurs Sud et Sud-Est de la région dans les zones montagneuses des districts d’Amboasary Sud et de Taolagnaro. Les lambeaux de forêts qui restent sont peuplés en majorité, de bryophytes, de lichens, de fougères ou de grands arbres, selon l’altitude et le relief.
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b) Forêts secondaires Les forêts secondaires de la région sont de deux sortes : les forêts secondaires humides et les forêts sèches. Les forêts secondaires sèches que l’on retrouve plus à l’Ouest entre Ranopiso et Amboasary-Sud sont peuplées de broussailles, de cactus et diverses espèces de fourrées épineux. c) Savanes Une grande partie du territoire de la région est, à l’heure actuelle, peuplée de savanes, du Nord au Sud. Mais les types de végétation qui peuplent ces savanes varient selon les secteurs.Les savanes des plateaux du Nord de la région sont peuplées essentiellement d’espèces herbeuses : les andropogons (haidambo) et l’aristida (horona), tandis que les lits de rivières et les zones humides sont peuplés principalement de bambous phragmitès (bararata) et de cypéracées. Les végétations des zones humides de la région sont le Typha angustifolia ou « zozoro » et les cypéracées, ainsi que le Niaouli ou Melaleuca sp.
2.7- Climatologie Conformément à la variété du relief, on distingue dans la Région Anosy, deux types de climat : un climat tropical humide, sur les secteurs Sud et Sud-Est et un climat tropical d’altitude subhumide, sur le secteur Nord. a) Température La température annuelle moyenne enregistrée dans la Région Anosy se situe entre 23 °C et 24 °C. Mais la température varie sensiblement du Nord au Sud. Dans le chef-lieu de la région, la ville de Taolagnaro, qui est localisé au coin Sud-Est de l’Île, sur le littoral, la température atteint 28 °C en février et baisse autour de 17 °C en juin- juillet. A l’opposé, à Betroka, qui est localisé au Nord de la région sur le plateau d’Ihorombe, la température maximale ne dépasse pas 20 °C en février et peut descendre jusqu’à 10 °C en juin-juillet.
b) Pluviométrie Dans l’ensemble, la Région Anosy a un climat subhumide, avec une pluviométrie annuelle moyenne d’environ 1.200 mm de pluie. Mais le niveau de précipitations varie amplement du Nord au Sud. Le secteur Nord de la Région (District de Betroka), se trouve dans une zone subhumide, alors que le secteur Sud, Sud-Est (districts d’Amboasary-Sud et Taolagnaro) est dans une zone humide. Au Nord de la Région, le niveau annuel de précipitations est d’environ 850 mm en moyenne, alors que le Sud-est arrosé par 1.500 mm de pluies en moyenne, par an.
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Tableau 5.Classification climatique Climat Pluie [mm] Tendance aride 200 à 400 Semi-aride 400 à 600 Subhumide 600 à 1 200 Humide 1 200 à 1 800 Très humides 1 800 et plus Source : Dictionnaire du climat, Edition Larousse 2.8- Sauvegarde de l’environnement a) Etat des lieux La Région Anosy abrite plusieurs types d’écosystèmes : écosystème terrestre, écosystème littoral et écosystème marin, tous, aussi fragiles les uns que les autres et subissant d’importantes pressions, de diverses formes. La pression la plus forte concerne les forêts naturelles qui sont en passe de disparaître, mais qui font néanmoins l’objet d’actions de conservation. La forêt humide existante, au sein de la région, couvre une superficie de 192 410 km2, la forêt sèche, une superficie de 200 014 km2. Tableau 6. Superficie des forêts existantes en 2000 Superficie de forêt existante District Forêt humide Forêt sèche Amboasary Sud 18 023 196 423 Betroka 6 888 401 Tolagnaro 185 522 3 190 Total région 192 410 200 014 Source : ONE 2006 La Région Anosy compte cinq zones de conservation, toutes situées dans les districts d’Amboasary et de Taolagnaro et qui concerne une superficie totale d’environ 150 000 ha. A noter que le Parc National d’Andohahela, très vaste (76 020 ha), est partagé par les districts d’Amboasary-Sud et de Taolagnaro.
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Tableau 7.Zone de conservation District Dénomination Superficie [ha] Parc National d’Andohalela 76 020 Amboasary-Sud Forêt classée d’Anadabolava 7 580 Betroka - Parc National d’Andohahela (76 020) Forêt classée de Tsitongambarika I 29 400 Forêt classée de Tsitongambarika II 19 Tolagnaro 530 Aire de Mandena 250 Forêt classée se Taviala 14 800 Source : ONE 2007
b) Problèmes environnementaux Les problèmes environnementaux de la région sont de trois ordres, suivant le type d’écosystème. Ecosystème terrestre : – la disparition des forêts naturelles causée par les feux de brousse, les coupes massives et le défrichage massif ; – l’érosion et dégradation des sols ; – la prolifération des espèces envahissantes ; – la disparition d’espèces floristiques et faunistiques des forêts. Ecosystème littoral : – la disparition des forêts littorales due aux défrichages massifs ; – la prolifération des espèces envahissantes ; – la perte en biodiversité.
Écosystème marin : – la détérioration des récifs coralliens ; – la perte de biodiversité sous-marine.
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3- Milieu humain et social 3.1- Démographie Etant donné que les projections effectuées à partir des chiffres du Recensement Général de la Population de 1993 deviennent de moins en moins fiables, il est difficile d’avancer un chiffre quelconque concernant la population de la Région Anosy. Par ailleurs, le District de Taolagnaro, qui est relativement plus petit et plus peuplé, est donc plus densément peuplé (avec une densité comprise entre 42,9 et 47,2 habitants/km2), alors qu’à l’opposé, le District de Betroka, relativement moins peuplé et plus vaste, est moins densément peuplé (avec une densité comprise entre 9 et 9,9 habitants/km2). Tableau 8. Structure de la population
Part dans la population de Part dans la population de Densité District la région (%) Madagascar (%) (Hab/km2) Amboasary-Sud 27,4 0,8 [13,5 ; 14,8] Betroka 25,3 0,7 [9,0 ; 9,9] Tolagnaro 47,2 1,4 [42,9 ; 47,2] Région 100,0 2,9 [16,8 ; 18,5] Source : MEI/CREAM/Monographie 2009
a) Effectif de la population L’effectif de la population est donné dans le tableau suivant : Tableau 9. Effectif de la population
Population résidente Superficie Densité District (hab) (km2) (hab/km2) Amboasary-Sud 200 712 10 173 20 Betroka 183 189 14 060 13 Tolagnaro 260 984 5 498 47 Région 644 885 29 731 22 Source: INSTAT 2009 La Région compte 644 885 habitants. Cet effectif représente 2,9 % du total de Madagascar. La densité globale de la population est de l’ordre de 22 habitants au km². b) Répartition par milieu (urbain/ rural) La répartition spatiale de la population de la Région Anôsy est donnée dans le tableau suivant :
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Tableau 10. Répartition spatiale de la population de la région Anôsy Urbain Rural Total Anôsy 13,0 87,0 100,0 Madagascar 20,3 79,7 100,0 Source : INSTAT 2009 Comme dans la plupart des régions du Pays, la population de la Région Anosy est majoritairement « rurale », la population rurale y représente 87 % de la population locale, contre 13 % pour la population urbaine. c) Caractéristique démographique Fécondité et natalité La femme anosyenne a une fécondité relativement plus élevée. Elle donne naissance à en moyenne 5,5 enfants au cours de sa vie, comparée à une moyenne nationale de 4,8 enfants par femme. En effet, elle a son premier enfant plus tôt, à 18 ans, alors que le premier accouchement a lieu deux ans plus tard, c’est-à-dire à 20 ans, pour la femme malgache. Les naissances sont relativement plus rapprochées, tous les 30,7 mois dans la région, tous les 32,7 mois, au niveau national. Par ailleurs, les femmes de la Région ont une plus forte propension à donner naissance dès l’adolescence. Plus précisément, 44,4 % des adolescentes y donnent naissance, comparé à 31,7 % à l’échelle nationale. Tableau 11. Fécondité des femmes âgées de 15 à 49 ans
49 ans
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Indice Synthétique de fécondité Synthétique de Indice de femmes enceintes Pourcentage moyen d’enfants nés Nombre la à première médian Age mois écoulés depuis de Nombre d’adolescente de15 Pourcentage
au moment de l’interview moment au 40 de femmes vivants des naissance précédente la naissance déjà ayants donné 19 ans à ou qui sont enceintes naissances Anôsy 5,5 8,6 5,7 18,4 30,7 44,4% ans mois Madagascar 4,8 8,3 5,5 20,1 32,7 31,7 % ans mois Source : INSTAT/Rapport principale de l’EDS-IV Madagascar 2008-2009
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d) Composition ethnique La Région Anosy est le territoire de trois ethnies : les Bara (District de Betroka), les Antandroy (District d’Amboasary) et les Antanosy (District de Fort-Dauphin). Mais elle accueille aussi un nombre important de migrants en particulier, des Antesaka venant du district de Vangaindrano, région Atsimo Atsinanana (PRDR 2006). 3.2- Caractéristique de la population Niveau d’instruction La Région Anosy partage avec la plupart des régions de Madagascar, la faiblesse du niveau général d’instruction de sa population, sa particularité est la forte disparité entre les principaux sous-groupes (urbain/rural et homme/femme) en matière d’instruction. Le taux d’alphabétisation de la population âgée de 15 ans et plus est estimé à 35,1 %, pour la région, comparé à 71,4 % pour l’ensemble du pays. Si pour la population urbaine de la région, le taux d’alphabétisation suit la tendance nationale (80,4 % comparé à 83,7 %), il est nettement plus faible chez les ruraux (27,5 %, comparé à 67,8 %).
Tableau 12. Répartition de la population âgée de 4 ans et plus, selon le niveau d’instruction Sans Primaire Secondaire Supérieur Total instruction Anôsy 68,1 24,2 7,1 0,6 100,0 Ensemble 37,0 51,3 9,6 2,1 100,0 Source : INSTAT/DSM/EPM2010 3.3- Services sociaux a) Cadre administratifs du secteur Santé Selon la constitution, la santé publique d’une région est placée sous la responsabilité du Chef/gouverneur de la Province et le Chef de la région. Mais l’administration générale du secteur, au sein de la région, est du ressort de la Direction régionale de la Santé Publique (DRSP), dirigé par un Directeur régional. b) Situation générale La Région Anosy, constituée de trois services de santé de district (un pour chacun des trois districts), compte, au total, 108 établissements sanitaires dans lesquels servent 243 pratiquants. Sur le plan de la santé, la situation de la région est le reflet de celui de la population malgache en général, avec éventuellement ses particularités propres.
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Tableau 13. Système national des formations sanitaires Structure Niveau Fonction Soins dispensés Personnel CHU 3 2ème Complets Toutes spécialités référence CHRR 2 1ère référence Chirurgie Chirurgien, Spécialiste en d’urgences réanimation, infirmière, anesthésiste, CHD2 Soins obstétricaux paramédicaux CHD1 1 1er contact Soins obstétricaux Médecin, paramédicaux CSB2 essentiels CSB1 1 1er contact Vaccination Infirmier, Sage-femme, aide- Soins de santé de soignants base
c) Infrastructures sanitaires L’organisation des infrastructures sanitaires publiques Sur le plan organisationnel, le système national d’infrastructures sanitaires publiques est agencé selon 3 niveaux qui se différencient selon leurs fonctions principales, les soins dispensés et la composition du personnel, tel que décrit dans le tableau suivant :
Tableau 14. Disponibilités des infrastructures sanitaires publiques au sein des communes Amboasary- District Betroka Taolagnaro Total Sud CSB I 2 3 5 10
CSB II 16 21 27 64 Maternité 16 21 27 64 publique CHD I 1 1 0 2 CHD II 0 1 1 2 Soin 1 1 1 3 dentaire Total des 16 21 27 64 communes Source : MEI/CREAM/Monographie 2009 Concernant les conditions d’accouchement, elles sont également appréciables, avec 9 communes de la région sur 10 disposants de formations sanitaires dotées de chambres d’accouchement et seulement une sur 10 n’en dispose pas. Les communes qui n’en disposent pas se trouvent toutes dans les districts d’Amboasary-Sud et de Betroka. Plus précisément, les Districts d’Amboasary-Sud et de Betroka, qui souffrent partiellement de déficit en chambres d’accouchements (1 commune sur 5 n’en dispose pas dans chacun d’entre eux), sont mieux équipés en lits d’hôpital. Par contre, le district de Taolagnaro, qui est mieux doté en chambres d’accouchement est moins nantis en lit d’hôpital.
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Tableau 15. Conditions d’accouchement
Pourcentages des communes Peut-on pratiquer un Les lits disposants des chambres pour accouchement par césarienne d’hôpitaux accouchement publics Oui Non Total Oui Non Total (Nb) Amboasary-Sud 81,2 18,8 100,0 6,2 93,6 100,0 11 Betroka 80,9 19,1 100,0 0,0 100,0 100,0 29 Tolagnaro 100,0 00,0 100,0 3,7 96,3 100,0 50 Région 89,1 10,9 100,0 3,1 96,9 100,0 90 Source : MEI/CREAM/Monographie 2009, Rapport SONUC UNFPA 2010 On retrouve quelques formations sanitaires privées dans la Région Anôsy. Des cabinets médicaux privés se rencontrent dans 5 communes de la région, des maternités privées dans 3 communes, des cliniques dans 3 communes, des cabinets dentaires dans 2 communes et des officines de dépôt de médicament dans 16 communes Tableau 16. Répartition des communes disposants d’Infrastructures sanitaires privées Hôpital Cabinet Dépôt de Total des District Cabinet Maternité et clinique dentaire médicament communes Amboasary- 1 0 0 0 4 16 Sud Betroka 3 2 1 0 12 21 Tolagnaro 1 1 2 2 0 27 Région 5 3 3 2 16 64 Source : MEI/CREAM/Monographie 2009 3.4- Personnel soignant La présence de praticien conditionne la fonctionnalité des formations sanitaires et, par-là, les conditions sanitaires des populations. a) Personnel des CSB II Il y a 30 médecins en service dans les CSB II de la région ; ils représentent respectivement 2,5 % des médecins exerçant dans le pays tout entier. Tableau 17. Personnels des CSB II Nombre de médecin exerçant Nombre de paramédicaux servants District dans le CSB II dans le CSB II Amboasary-Sud 6 n.d Betroka 12 n.d Tolagnaro 12 51 Total région 30 n.d Région/Madagascar 2,5 n.d (%) Source : MEI/CREAM/Monographie 2009 b) Personnels de centre de santé publics L’effectif total du personnel soignant travaillant dans les formations sanitaires publiques de la région est de 132, dont : 1 médecin spécialiste, 28 médecins généralistes, 32 sages-femmes, 45 infirmiers(ères) et 26 aides-soignants.
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Tableau 18. Personnel du CSB I Aides- Infirmier Médecins Médecins District Sages-femmes sanitaires (ères) généralistes spécialiste Amboasary- 7 9 7 6 0 sud Betroka 8 18 5 12 0 Tolagnaro 11 18 20 10 1 Région 26 45 32 28 1 Régions/Pays 3,21 2,82 3,07 2,00 0,70 (%) Source : MEI/CREAM/Monographie 2009 3.5- Enseignement et éducation Selon la Constitution, le secteur de l’éducation est placé sous la tutelle du Chef/Gouverneur de la province et du Chef de la région. Mais l’administration générale des établissements scolaires et du personnel du secteur (enseignants ou non-enseignants) est assurée par la Direction régionale de l’Éducation Nationale (DREN) basée dans le Chef-lieu en l’occurrence, Taolagnaro. La DREN est dirigée par un Directeur, (le DREN) lequel est le représentant du Ministre de l’Éducation Nationale au niveau de la région. a) Infrastructures scolaires Publics Globalement, le système éducatif à Madagascar comprend sept composantes : l’alphabétisation, le préscolaire, l’enseignement primaire, l’enseignement secondaire général (collège et lycée), la formation technique et professionnelle, l’enseignement supérieur et enfin la recherche scientifique et l’éducation civique et la formation de masse.
Les infrastructures scolaires publiques sont données dans le tableau suivant :
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Tableau 19. Infrastructures scolaires publiques en 2008 dans la Région Anôsy Niveau Amboasary-Sud Betroka Tolagnaro Région national Disponibilité des infrastructures Existence d’EPP 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 Existence de CEG 62,5 13,8 29,6 35,9 70,2 Existence de Lycée 6,2 5,0 4,7 4,7 8,8 Nombre d’infrastructures EPP 179 171 161 511 2,2 EPP communautaire 19 77 0 96 1,6 CEG 11 5 8 24 2,1 CEG communautaire 0 0 0 0 0,0 Lycée ens. Général 1 1 1 3 2,1 Lycée technique 0 1 0 1 n.d Nombre des salles de classe EPP 489 303 434 1 226 2,2 CEG 46 31 32 109 1,3 Lycée ens. Général 6 20 27 53 3,4 Lycée technique 0 9 0 9 Source : MEI/CREAM/Monographie 2009
Privées Les infrastructures scolaires privées sont données dans le tableau suivant : Tableau 20. Les infrastructures scolaires privées en 2008 dans la Région Anôsy Niveau Amboasary-Sud Betroka Tolagnaro Région national Disponibilité des infrastructures Ecole primaire 43,7 52,4 37,0 43,7 57,6 Collège 12,5 14,3 7,4 10,9 25,6 Lycée 6,2 0 3,7 3,1 8,0 Nombre d’infrastructures Ecole primaire 15 21 32 68 1,2 Collège 3 4 5 12 0,7 Lycée 2 0 2 4 0,8 Nombre de salle de classe Ecole primaire 64 107 195 366 1,7 Collège 23 18 35 76 1,0 Source : MEI/CREAM/Monographie 2009
b) Personnel enseignant Des écoles publiques Il y en a 1.843 enseignants dans les écoles publiques et qui se distingue dans le tableau suivant :
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Tableau 21. Effectifs des enseignants dans les écoles publiques EPP CEG Lycée ens. général Lycée technique Amboasary-Sud 498 78 9 0 Betroka 414 50 18 15 Tolagnaro 675 59 27 0 Région 1 587 187 54 15 Région/Pays(%) 2,7 1,4 1,3 Source : MEI/CREAM/Monographie 2009 Des écoles privées Il y en a 713 enseignants dans les écoles publiques et qui se distingue dans le tableau suivant :
Tableau 22. Effectifs des enseignants dans les écoles privées Ecole primaire Collège Lycée ens. général Amboasary-Sud 287 25 16 Betroka 86 35 0 Tolagnaro 182 56 26 Région 555 116 42 Région/Pays(%) 2,7 0,6 1,0 Source : MEI/CREAM/Monographie 2009 4- Transport 4.1- Transport terrestre a) Etat des infrastructures routières Pour la Région Anosy, comme pour la plupart des régions de Madagascar, les routes constituent les principales voies de communication et de desserte. Le réseau routier de la Région Anosy est relativement dense, mais composé de plusieurs tronçons en mauvais état. Le seul tronçon goudronné de la région est le tronçon Taolagnaro-Amboasary (75 km) de la RN 13 reliant Taolagnaro à Ihosy en passant par Amboasary, Ambovombe et Betroka (495 km). La RNT 12A reliant Taolagnaro-Manatenina-Vangaindrano (138 km) est praticable saisonnièrement en voiture légère, mais en permanence en voiture tout-terrain. Il comporte toutefois une dizaine de traversées en bac. Les bacs sont fonctionnels presque en permanence. b) Accessibilité des contrées Etant donnée la faiblesse du réseau routier de la Région Anosy, plusieurs de ses contrées sont encore enclavées et isolées. Pour neuf communes de la région sur dix (ou encore 90,6 % des communes), les chefs- lieux de district dont elles dépendent sont à plus de 11 km. Cependant environ trois communes sur dix seulement (ou 28,1 %) sont accessibles en permanence en voiture légère et environ deux sur dix (ou 17,2 %) le sont en période sèche uniquement. Ainsi, la moitié (ou 54,7 %) est impraticable.
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Tableau 23. Accessibilité/moyens de transport Accessibilité/moyens de transport Proportion de Communes Moins de 1 km 4,7 Distance du chef-lieu 1 à 5 km 3,1 commune par rapport au 5 à 10 km 1,6 chef-lieu District 11 km et plus 90,6 Total 100,0 A 28,1 Accessibilité en voiture B 17,2 légère du Chef-lieu C 54,7 commune Total 100,0 A 12,5 B 25,0 Accessibilité en camion et C 29,7 4×4 toute l’année D 32,8 Total 100,0 A pied 1,6 A bicyclette 28,1 En charrette Moyen utilisé pour se rendre En pirogue, canot, vedette 1,6 dans les communes non Par voie ferrée accessibles en voiture Par avion D 68,7 Total 100,0 Moins d’1 heure 1 à 3 heures 29,7 3h à ½ journée 3,1 Durée de trajet ½ à 1 journée Plus d’1 journée D 67,2 Total 100,0 Desserte régulière de la Oui 67,2 commune par une ligne de Non 32,8 transport en commun Total 100,0 Oui 50,0 Existence de terminus d’une Non 19,9 ligne de transport en D 39,1 commun Total 100,0 Oui, grandes compagnies 3,1 Existence d’une station Oui, essentiellement privé 3,1 d’essence dans la commune Non 93,8 Total 100,0 Source : MEI/CREAM/Monographie 2009
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A : praticable en permanence B : Praticable uniquement en saison sèche C : non praticable D : les valeurs manquants 4.2- Transport aérien La Région Anôsy compte quelques aérodromes dont: un aérodrome à usage public, des aérodromes à usage restreint et un aérodrome à usage privé. a) Aérodromes ouverts à la circulation publique L’infrastructure (aérodrome) de Taolagnaro est un aéroport, c’est-à-dire doté d’un bâtiment de tri et d’enregistrement en plus de la piste de décollage et d’atterrissage. b) Aérodromes à usage restreint Ces aérodromes sont placés sous le contrôle et la responsabilité des Collectivités décentralisées. Ils sont en général formés d’une piste non revêtu de 750 à 1500 m et de feu de signalisation à la place de la manche à air. Ils sont utilisés pour des besoins collectifs en cas de calamité publique. c) Aérodrome à usage privé Il y a un aérodrome à usage prive à Amboasary, au sein de la plantation de sisal et ne peut être utilisé qu’avec l’accord du propriétaire. 4.3- Transport maritime Taolagnaro compte actuellement deux ports maritimes : Le port de Taolagnaro et le port d’Ehoala nouvellement construit. a) Ancien port Le port de Taolagnaro est un port de cabotage. Muni d’un quai de 145 m, de 3 postes de mouillage, d’entrepôts d’une superficie totale de près de 9 000 m2, c’était un port régional de moyenne envergure ayant comme équipements, des grues, des remorqueurs, des chalands, des tracteurs, des chariots élévateurs etc. Actuellement il est utilisé essentiellement pour le ravitaillement en carburant de la région. b) Port d’Ehoala Le Port d’Ehoala est un port multifonctionnel en eaux profondes, d’une profondeur de 15,75 m à quai. Il s’agit d’un port d’utilité public, mais sous gestion privée.
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5- Activités économiques 5.1- L’agriculture La Région Anôsy produit principalement du riz, du manioc, du maïs, du café, du sisal, de la canne à sucre et de l’arachide et, ce, généralement, au moyen d’équipements et techniques traditionnelles. a) Moyens et techniques de production Superficies cultivables/Surfaces cultivées Selon les données du recensement national agricole de 2005 (RNA 2005), la superficie totale cultivée dans la Région Anosy, cette année-là, s’établissait à 57.341ha, ce qui représente 81,4 % de la superficie cultivable estimée à 70.493 ha. Contrairement à la plupart des autres régions de Madagascar, l’utilisation des superficies cultivables dans la Région Anosy (81,4 %) est élevée. Le taux d’utilisation des aires cultivables s’établit à 51,7 %, à l’échelle nationale,le pays comptant 5.245.237 ha de surfaces cultivées pour une superficie cultivable totalisant 10.140.964 hectares. Il est à noter toutefois que les districts d’Amboasary et de Betroka restent encore une vaste zone d’intensification et d’extension de l’agriculture. On note une certaine uniformité du niveau de saturation de l’exploitation des terres cultivables au niveau de la région, le taux d’utilisation des terres cultivables allant de 73,3 % dans le district d’Amboasary-Sud à 89,9 % dans le district de Taolagnaro. Tableau 24. Superficies cultivables/cultivées Unité : ha Surface District Superficie Surface cultivable Surface cultivée cultivée/cultivable Amboasary-Sud 1 017 300 29 470 21 610 73,3 Betroka 1 406 000 22 383 19 911 89,0 Tolagnaro 549 800 18 640 15 830 84,9 Région 2 973 100 70 493 57 351 81,4 Madagascar 10 140 964 5 245 237 51,7 Source : MEI/CREAM/Monographie 2009 Equipements et matériels agricoles Les agriculteurs de la Région Anôsy, comme ceux de la plupart des régions de Madagascar, utilisent les petits outillages traditionnels dans leurs activités. Comme sur l’ensemble du territoire national, ils utilisent principalement comme outil de labour, l’angady. D’après les données du Recensement National Agricole de 2005, chaque exploitation agricole de la région en dispose en moyenne, 2 (plus exactement 2,6 comparé à 2,2 à l’échelle nationale). Les matériels mécanisés, que ce soit attelés ou motorisés, sont encore très peu utilisés par les exploitants agricoles de la région. Ils ne sont présents que sur les exploitations un peu plus grandes. Le mieux représenté localement est la charrue à bœuf qui l’est à raison d’une pour une superficie de 3,5 ares, exactement comme la moyenne nationale (RNA 2005).
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Modes d’exploitation et de mise en valeur Les terres sont systématiquement labourées dans la Région Anosy, seuls 5 % des parcelles ne sont pas labourés, comparés à 13 % à l’échelle nationale. Le mode de labour le plus largement utilisé par les exploitants de la région reste le labour manuel qui concerne 55 % des parcelles. Mais le piétinage par les zébus et le labour attelé sont aussi assez largement pratiqués, respectivement sur 16,7 % et 22,2 % des parcelles. L’engrais est encore très peu utilisé dans la région et son usage ne concerne que 5 % des parcelles. Plus de 60 % des parcelles cultivées de la région sont irriguées suivant les méthodes d’irrigation traditionnelles (irrigation par canaux et par récupération des eaux de pluie), c’est- à-dire des méthodes qui ne se prêtent qu’aux petits périmètres. Il existe toutefois des périmètres irrigués qui atteignent plusieurs hectares dans la région. En résumé, c’est l’agriculture à petite échelle, caractérisée par l’usage des petits outillages et des techniques traditionnels, qui domine encore dans la Région Anôsy. C’est seulement dans les opérations de labour qu’on y rencontre un certain apport mécanique. b) Cultures Les principales cultures développées dans la Région Anôsy sont : la riziculture, les autres cultures vivrières (manioc et maïs), les cultures de rente (café et sisal) et les cultures temporaires industrielles (canne à sucre et arachide). Les cultures maraîchères et fruitières sont pratiquées dans une proportion insignifiante. Les cultures vivrières occupent environ 80 % de la superficie totale cultivée de la région, les cultures de rente, 17 % et les cultures temporaires industrielles, 3 %. Les cultures maraîchères et fruitières ne représentent qu’une infime partie de la superficie cultivée.
Tableau 25. Répartition de la superficie cultivée entre les types de cultures 2005 2006 2007 2008 2009 Riz Superficie (ha) 31 728 22 000 28375 26 300 21 447 Rendement (t/ha) 1,5 3,23 4,21 4,0 6,0 Production (t) 47 592 32 025 39 525 37 050 43 906 Manioc Superficie (ha) 17 235 15 325 20 080 21 884 13 860 Rendement (t/ha) 8,0 7,27 6,86 7,0 20,0 Production (t) 137 880 139 743 35 850 50 286 90 148 Maïs Superficie (ha) 5 593 3 297 159 1 813 3 915 Rendement (t/ha) 1,0 0,93 0,57 1,0 2,0 Production (t) 5 600 3 600 1 080 1 168 3091
Source : RNA 2005, Note: les cultures vivrières sont pratiquées en alternance ou combinées
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Production des cultures vivrières En matière d’agriculture, la Région Anôsy est l’une des zones les plus productrices du Pays. La production annuelle de la Région est résumée dans le tableau ci-dessous : Tableau 26 Production des cultures vivrières, 2005-2009 Amboasary-Sud Betroka Tolagnaro Région [ha] [ha] [ha] [ha] Superficie cultivée 15 830 19 911 21 610 57 351 Riz 5 341 11 454 8 783 31 728 Cultures vivrières Manioc 6 772 6 128 4 425 17 235 Maïs 578 1 269 3 846 5 593 Café 1 0 1 610 1 611 Cultures de rente Sisal 9 000 0 0 9 000 Cultures temporaires Canne à sucre 247 268 283 798 industrielles Arachide 104 703 482 1 290 Source : RNA 2005 Café Le café est aussi cultivé au sein de la région, mais exclusivement dans le district de Tolagnaro, où il occupait en 2005, 1.610 ha d’après les statistiques tirées du RNA 2005 (2.300 ha en 2001 d’après les données tirés de l’Annuaire Statistique Agricole). Quant au rendement, celui des plantations de caféiers de la région est d’environ 300 kg à l’hectare, (Monographie 2003). Cela fait une production annuelle moyenne comprise entre 450 tonnes et 600 tonnes en moyenne. Sisal Le sisal est cultivé exclusivement dans le district d’Amboasary-Sud, sur le sol alluvionnaire de la vallée du bas-Mandrare, les plantations s’étendant sur la rive droite du Mandrare entre la mer et Amboasary et en amont sur sa rive gauche, jusqu’à Ifotaka. D’un rendement estimé à environ 1,2 tonne/ha, il est donc produit annuellement en des quantités qui se situent entre 10.000 tonnes et 18.000 tonnes en moyenne. La production de sisal est entièrement exportée sous forme de fibres. Autres cultures industrielles La canne à sucre est cultivée à une échelle relativement modeste dans la Région Anosy, comparée à d’autres localités de Madagascar (RNA 2005). En effet, les 798 ha que celle-ci y occupe ne représentent que 2 % des superficies nationales totales de cette culture, estimées à 40.791 en 2005.
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La canne à sucre est cultivée sur de petites superficies d’environ 30 ares en moyenne par les petits exploitants agricoles. Elle y est produite principalement pour la fabrication du rhum artisanal, le toaka gasy, comme dans plusieurs localités de Madagascar. Son rendement au sein de la Région Anosy est de l’ordre de 25 tonnes à l’hectare, ce qui fait une production annuelle de l’ordre de 17.000 tonnes en moyenne. Tableau 27. Production d’arachide et de canne à sucre, 2005-2009 2008 2009 Superficie (ha) 690 1 031 Rendement 50,0 3,0 Arachide (t/ha) Production (t) 14 000 994 Superficie (ha) 966 559 Canne à Rendement 3,0 41,0 sucre (t/ha) Production (t) 1 067 7 637 Source : RNA 2005 & DRDR
Cultures maraîchères Les cultures maraîchères qui sont les plus répandues dans la Région Anôsy sont le haricot, l’ail et l’oignon, dont les caractéristiques de la production sont résumées dans le tableau ci- après.
Tableau 28. Production maraîchère, 2005-2009 2008 2009 Superficie (ha) 1 095 799 Rendement 2,0 2,0 Haricot (t/ha) Production (t) 760 618 Superficie (ha) 2 696 1 623 Rendement 31,0 41,0 Oignon (t/ha) Production (t) 3 842 3 842 Superficie (ha) 450 450 Rendement 28,0 28,0 Ail (t/ha) Production (t) 3 081 3 081 Source : RNA 2005 & DRDR 6- Elevage L’élevage est une activité largement répandue de la Région Anôsy, non seulement de par la taille du cheptel, mais aussi de par la variété des types d’élevage (bovin, porcin, caprin, ovin et volailles). La région se caractérise notamment par un élevage semi-extensif de petits ruminants ovin et caprin en plus de celui du bovin qu’elle a en commun avec toutes les autres régions de Madagascar.
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6.1- Profil d’élevage D’une manière générale, les éleveurs de la région élèvent exclusivement les races locales et ne font appel aux méthodes élaborées d’élevage (recours aux services vétérinaires, étables structurés, alimentation étudiée, …) que de manière modérée. Tableau 29. Elevage par district en 2005
Amboasary- Betroka Tolagnaro Région Madagascar Sud (%) Bovin 161 650 325 355 127 174 614 179 6,5 Porcin 2 816 7 335 7 447 17 598 1,4 Ovin 31 928 24 457 4 190 60 575 8,7 Caprin 74 340 12 407 2 846 89 592 7,4 Volaille 160 877 234 758 224 573 620 207 2,1 Nombre d’éleveurs de 11 960 13 040 16 596 41 596 3,5 bovins Cheptel 13,5 25,0 7,7 15,0 8,1 bovin/éleveur Source : RNA 2005 6.2- Types d’élevage a) Bovin Au sein de la Région Anôsy, l’élevage du bovin comporte une dimension culturelle, mais cette culture du bovin comprend des nuances entre les ethnies locales : Bara, Antandroy et Antanosy. b) Volailles L’élevage de volailles est le type d’élevage le plus répandu dans la Région Anosy, étant pratiqué par 72 % des exploitants agricoles de la région, comparé à 77 % dans tout le pays. (RNA 2005). Initialement destinée à la consommation propre, la volaille est de plus en plus commercialisée pour apporter un revenu d’appoint. c) Porcin Il est ainsi pratiqué par environ 15 % des exploitants agricoles de la région, mais chaque éleveur possède près de 3 têtes en moyenne, comparé à une moyenne nationale de 2 têtes par éleveur (RNA 2005). Les Bara et les Antandroy sont moins portés sur ce type d’élevage. Ce sont donc les membres des autres ethnies, notamment les migrants, qui le pratiquent. C’est exclusivement la race « locale » (kisoa gasy) qui est élevé par les éleveurs de la région et le cheptel est composé d’autant de truies que de verrats. La production est essentiellement vendue localement, notamment pour répondre à la demande des habitants de la ville de Taolagnaro (PRD 2005). d) Petits ruminants La Région Anosy est la troisième éleveuse de petits ruminants à Madagascar. C’est notamment le deuxième type d’élevage le plus prisé chez les Antandroy, après le bovin.
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Il est pratiqué par 8 % des exploitants agricoles de la région pour les ovins et 7 % pour les caprins, le cheptel étant composé en 2005, de 60.575 têtes d’ovins et de 89.592 têtes de caprins, soit respectivement 7 et 18 têtes par éleveur, comparé à des moyennes nationales de 8 et 11 têtes par éleveur (RNA 2005 & Monographie 2003). L’essentiel du cheptel d’ovins et de caprins est concentré dans le district d’Amboasary-Sud qui est précisément un territoire Antandroy. Celui-ci comptait 52 % du cheptel d’ovins et 83 % du cheptel de caprins de la région en 2005. Les petits ruminants sont principalement destinés à l’autoconsommation, mais ils intègrent de plus en plus le circuit commercial et se trouvent en vente en nombre de plus en plus important sur les marchés de la province de Toliara. 7- Pêche 7.1- Ressources halieutiques La Région Anôsy est très connue pour sa richesse en ressources halieutiques et pour l’exploitation structurée de produits marins à forte valeur marchande, notamment : les langoustes, les crevettes, le thon, les crabes etc. Mais ce qui fait la grande réputation de la région c’est la pêche aux langoustes. Celle-ci en effet, a fait l’objet d’une filière organisée depuis les 40 ans. Vient ensuite la pêche aux crevettes, qui est plus récente. En ce qui concerne en particulier les langoustes, il existe à Taolagnaro deux zones de pêche bien distinctes : – La zone Nord allant de Taolagnaro à Maroroy avec trois espèces recensées (Panulirus homarus ou ‘Oramena’, Panulirus japonicus ou ‘Orambanda’ et Panulirus penicellatus ou ‘Oramainty’) ; – La zone Sud allant de Taolagnaro à Andranobory possédant en plus 2 autres espèces (Panulirus ornatus ou ‘Orandretsy’ et Panulirus versicolor ou ‘Tsitsivaky’) a) Types de pêche Pêche langoustière La pêche aux langoustes est essentiellement pratiquée en haute mer, bien qu’elle soit également pratiquée non loin de la plage en plongée, par de jeunes pêcheurs non encore suffisamment préparés pour la pêche en haute mer. Elle est combinée à la pêche au gros poisson suivant l’emploi du temps décrit plus haut. Les captures de langoustes varient selon la période de pêche et des conditions générales de pêches. . Tableau 30. Production langoustière, 2003-2011
Année 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Production 443,6 358,6 264,4 205,6 249,9 152,3 110,5 153,5 160,7 [T] Source : DPRH Anôsy 2012
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Pêche crevettière La pêche aux crevettes est essentiellement pratiquée en eaux saumâtres, sur les lagunes et les estuaires. Elle est combinée avec la pêche au petit poisson. Autres produits marins En plus de la langouste et des crevettes, plusieurs autres produits marins sont pêchés sur le littoral de la Région Anôsy, dont notamment : les thonidés, les moules, les huîtres, les poissons démersaux à forte valeur ajoutée, les poissons récifaux, les crevettes dans les lagunes, les holothuries, les crabes de palétuviers dans les zones de mangroves, les petits pélagiques, telles que les faux-maquereaux ou encore les sardinelles, à valeur ajoutée faible mais à tonnage important, les requins pour leurs ailerons etc… 8- Secteur secondaire L’une des particularités de la Région Anosy est d’être la première région périphérique, sans ville provinciale, de Madagascar, à avoir un secteur secondaire de taille. L’implantation de la société Qit Madagascar Minerals (QMM) pour l’exploitation de l’ilménite a littéralement métamorphosée la ville de Taolagnaro et l’économie de la Région Anôsy. 8.1- Entreprises Le recensement des activités économiques, réalisé par l’INSTAT en 2004, a permis d’identifier 4.852 entreprises formelles opérant dans la Région Anôsy, fin 2003, dont la quasi- totalité, 4.551, soit 94 %, étaient des entreprises individuelles. Le nombre d’entreprises créées dans la Région Anôsy en 2010 était au nombre de 132, dont la grande majorité, 128 étaient des entreprises individuelles, mais aussi 4 SARL, 6 EURL et 5 ayant des statuts spéciaux comme les entreprises franches, … (INSTAT 2010).
Tableau 31Entreprises crées, 2010 Entreprises crées Sociétés crées Anôsy 117 15 Région/Pays (%) 0,9 0,5 Source : INSTAT 2010
8.2- Unités de transformation La Région Anôsy se caractérise actuellement par la présence d’une grande unité industrielle : l’unité de séparation de minerais d’ilménite de QMM., à Taolagnaro A côté de celle-ci, elle compte trois unités de transformation d’envergure moyenne : l’entreprise de corderie et de ficellerie de SIFOR et les unités de conditionnement de produits marins de Mada-Pêche et de Martin Pêcheur, toutes trois basées également à Taolagnaro. A ces quatre unités relativement importantes, s’ajoutent des dizaines de petites unités de transformation, notamment des décortiquerais, des conserveries, des ferronneries, des menuiseries etc.
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8.3- Activités minières Les ressources minières La Région Anôsy possède d’énormes ressources minières, des minerais industriels comme des pierres fines : ilménite, bauxite, zircon, mica, or, saphir, béryl, grenat, améthyste, cristal, etc. Parmi les minéraux à usage industriel, dont les gîtes ou les gisements sont déjà bien connus, il y a : – l’ilménite (oxyde de fer et de titane) à forte teneur en titane (56 %) déjà exploité à Taolagnaro, à travers un immense projet, par la société Qit Madagascar Minerals (QMM ; – la bauxite (minerais servant à la fabrication de l’aluminium) dont les réserves sont estimées à 180 millions de tonnes ; – le micaphlogopite qui remplit plusieurs poches du système Androyen et dont les gisements au niveau de la région se trouvent entres autres du côté de Ranopiso et d’Ambatoabo,il est déjà exploité par La SODIMA (Société des Mines d’Ampandrandava) du Groupe Akesson qui produit et exporte près de 400 tonnes par an, vers le Japon et le Brésil ; – l’uranothorianite, oxyde de thorium et d’uranium contenant de 5 à 25 % d’uranium, à l’intérieur de la grande boucle du Mandrare, du côté de Tranomaro ; – le quartz piézoélectrique, avec un gisement connu à Tsivory.
Tableau 32. Gîtes connus de minerais, par district District Minerais Gîtes Mica phlogopite Ranopiso, Ambatoabo, Amboasary…. Uranothorianite (Uranium et Boucle de Mandrare, Tranomaro Amboasary-sud thorium) Quartz piézoélectrique Tsivory
Betroka - - Ilménite Mandena/Tolagnaro,Ste Luce, Petriky,….
Tolagnaro Bauxite Manantenina Granite Taolagnaro Source : Ministère des Mines, recensement communal Par ailleurs, des gîtes de minerais précieux (or et pierres précieuses) existent à divers endroits de la région. Le saphir d’Andranondambo est le plus connu, mais d’autres gîtes ont déjà été identifiés, comme Maromby (saphir, or) Tranomaro (Tourmaline), Esira (Beryl, Alexandrite, …) etc.
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Tableau 33. Gîte connus de minerais précieux, par district District Minerais Gîtes Or Maromby, Tranomaro Amboasary-Sud Pierres précieuses Andranondambo, Maromby, Tranomaro, Esira, Efotaka… Betroka Pierres précieuses Bekorobo, Benato, Ianabinoa, Ianakafy, Isoanala Tolagnaro Pierres précieuses Tolagnaro, Ifarantsa Source : Ministère des Mines 8.4- Tourisme La Région Anôsy est très connue pour ses sites touristiques qui font d’elle une des principales régions touristiques de Madagascar. La Région compte 36 hôtels, dont 5 de la catégorie « Etoile » (c’est-à-dire avec un certain niveau de confort) et 31 de la catégorie «Ravinala » (c’est-à-dire à confort minimum) en majorité localisés dans la ville de Taolagnaro. Par ailleurs, deux agences de voyage opèrent dans la région et sont basées dans la ville de Taolagnaro. La région se distingue notamment par le nombre et la variété de ses sites touristiques : – les sites balnéaires, avec des plages un peu particulières situées aux pieds d’une chaine de montagnes, notamment : les plages de Libanona, la Baie de Lokaro, la Baie de Sainte- Luce, la Baie d’Italio, le cap Evatraha etc. ; – les sites écologiques, notamment ses forêts d’ombre primaires, s’étendant sur la côte Est depuis Taolagnaro et la forêt sèche (bush) du Centre-Nord,le parc national d’Andohaela, avec sa faune et sa flore endémiques, ; – les 18 aires de conservations de la région lui confèrent un statut particulier de région éco- touristique, dont : la Réserve privée de Berenty de renommée mondiale, le « domaine de la cascade », la Réserve de Nahampoana, la forêt de Mandena, le jardin de Saïdi, Ambatoabo etc. ; – les montagnes, notamment, le pic Saint-Louis à Taolagnaro, les montagnes d’Andohaela etc. ; – les sites de promenade comme : les Cascades de Manantantely etc. ; – les sites d’observation de la nature, notamment toute la côte dauphinoise pour l’observation du passage saisonnier des baleines et l’observation de la valse des dauphins au large ; – les sites spéciaux comme les eaux thermales de Ranomafana etc. ; – les sites historiques comme le Fort Portuguais, le tombeau du Roi Rabefialy etc.
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Tableau 34. Site touristiques et évènements culturels, par district District Sites naturels Sites et évènements culturels Amboasary-Sud Réserve d’Amboasary-Sud Betroka Plateau d’Ihorombe Sud Réserve privée de Berenty, Domaine de la cascade, Fort Portugais, réserve de Nahampoana, Forêt de Mandena, Jardin de Tombeau du Roi Saïdi, Pic St Louis, Baie de Lokaro, Baie de Ste Luce, Rabefialy,… Tolagnaro Baie d’italy, Cap Evatraha, Pic St Louis, Montagnes d’Andohahela, Cascades de Manantantely, eaux thermales de Ranomafana,….. Source : PRD, ONE « Profil Environnemental »
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CHAPITRE III : PROBLEMES SOCIO-ECONOMIQUE DE LA ZONE D’INFLUENCE
1- Obstacles à la scolarisation La scolarisation se heurte à des obstacles qui devront être franchis, tels qu’ils sont résumés dans les lignes suivantes : Faible intérêt des parents pour la scolarisation des enfants ; Frais de scolarisation difficilement supportables pour les parents des élèves ; Inexistence d’actes de naissance pour l’entrée scolaire ; Insécurité d’emploi des enseignants non fonctionnaires (vacataires) ; Insuffisance du personnel enseignant ; Insuffisance et mauvais état des infrastructures scolaires ; Coût élevé de l’enseignement privé ; Eloignement des écoles et dispersion de l’habitat. La dernière contrainte implique des difficultés d’accès et de mobilité pour les élèves et les enseignants, et l’amélioration de la situation des transports contribuera à une évolution positive des performances en matière d’éducation. 2- Contraintes et faiblesse de production L’une des contraintes majeures est l’enclavement de nombreuses zones de production et la dégradation des pistes de desserte, constituant ainsi un goulot d’étranglement. Stratégie et ligne d’action Parmi les stratégie et lignes d’actions figurant en premier lieu, l’amélioration des rendements pour assurer la sécurité alimentaire de la région, tout en créant des excédents commercialisables pour le marché national. Conditions de base L’une des conditions de réussite est d’étendre, de réhabiliter et de renforcer le capital physique en infrastructures de transport. 3- Justification du projet D’après cette étude monographique, le projet de remise en état de la RNT 12A est justifié par les raisons suivantes : Plusieurs zones de la Région sont enclavées pendant une certaine période car la route dévoile de nombreux passages difficiles en saison de pluies ; d’où la nécessité de revêtement de la chaussé ; La population des différentes subdivisions éparpillées doit pouvoir bénéficier d’une facilité d’accès aux services sociaux qui sont concentrés dans le Chef- lieu de Région Tolagnaro ; La zone d’influence possède d’énormes potentialités économiques qui demeurent sous-exploitées ; Une meilleure accessibilité aux opportunités sociales tels que le marché, les services de santé, l’éducation et l’information ; Une facilité de déplacement même en saison de pluie;
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Un coût de transport plus bas tout au long de l’année ; Un coût d’entretien de véhicule réduit pour les transporteurs et les automobilistes.
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CONCLUSION PARTIELLE Dans cette première partie, une forte potentialité économique de la zone d’influence du Projet a été constaté. Plusieurs ressources dans différents domaines demeurent sous exploitées. La population endure des difficultés surtout pendant la saison de pluies à cause de l’impraticabilité des routes. Ceci constitue un blocage économique régionale dont la quasi- totalité se figure dans le secteur primaire. Le Projet de réhabilitation de la RNT 12A, une fois réalisé, peut en effet contribuer au redressement de l’économie locale. Dans la partie suivante intitulée « Etude Technique », on va, en premier lieu, faire la constatation de l’état actuel de la route pour voir les différentes dégradations. Ensuite, on va définir les différentes caractéristiques de la nouvelle route projetée.
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PARTIE II : ETUDE TECHNIQUE
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CHAPITRE III : METHODE DE DIAGNOSTIC DES DEGRADATIONS 1- Historique de la chaussée 1.1- Construction La RNT 12A qui relie Taolagnaro et Vangaindrano a été construite vers les années 1974. Cette construction a été faite pour objectif de disposer une route en terre à deux voies circulable pendant 48 mois, la mise en hors d’eau a été assurée par la construction des ouvrages d’assainissement ainsi que les travaux de terrassement. 1.2- Entretien des travaux récents Ce tronçon de route a donc environ 46 ans, et pendant cette longue durée, il y a eu carence de l’Entretien : - l’Entretien Courant a été très limité à quelques interventions ponctuelles (traitement de point noir au niveau de la chaussée, curage des ouvrages d’assainissement, lutte contre la végétation) - il n’y a pas eu du tout d’Entretien périodique - il y eut des travaux de réhabilitation des sections endommagées par les cyclones, mais juste pour rétablir la transitabilité. D’où, l’état de la chaussée est totalement ruinée. En année 2004, il faut 8 à 9 heures pour parcourir le trajet Taolagnaro- Vangaindrano en voiture tout terrain. Pour améliorer la transitabilité, les parties très dégradées (environ 80% du tracé) ont été reprofilées et rechargées avec des matériaux sélectionnés. En 2009, pour conserver ces acquis, des flashes et des ornières formées pendant la saison des pluies 2006/2007 ont été traités. 2- Description des pathologies routières existantes La pathologie, est un terme utilisée dans le domaine routier. Il définit la science des causes et des symptômes ainsi que l’évolution des dégradations de la chaussée. Le type de construction et la constitution des corps de chaussée, le niveau de service, ou l’environnement et la géométrie de la route, sont tous des principaux facteurs influant sur les dégradations des chaussées. Mais il y a aussi la présence d’eau dû à la stagnation, à l’écoulement de surface ou à l’infiltration, combinée à l’action du trafic conduisent à des éventuelles dégradations de la plateforme. Un bon assainissement est donc plus qu’une nécessité pour la pérennité de la route. La RNT12A du PK 48+114 au PK 78+ 272, d’une longueur d’environ 30km est une route en terre de très mauvaise état, surtout en saison des pluies. Sa largeur varie de 4,50m à 7,00m. Dans ce tronçon la piste existante se rapproche du littoral avec un tracé en plan linéaire, dû au relief facile, et avec des points critiques dus à la stagnation des eaux pluviales. Le profil en long a des pentes faibles, avec une présence du bas fond inondable qui rendent la piste impraticable. La plateforme est moyennement dégradée, constituée des matériaux sableux. Ainsi dans ce paragraphe, les résultats des études sur terrain nous montrent en premier lieu l’état des ouvrages s’ils pourront encore garantir la mise hors d’eau de la plateforme ; et en second lieu, l’état de la route actuelle.
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3- Examen visuel de la chaussée 3.1- Ornière Ce sont des déformations de la chaussée et qui apparaissent sur les traces des roues des véhicules. a) Causes Elles sont dues au : Actions conjuguées de la circulation des véhicules ; voitures légères, camions et charrette ; Défaut de compactage.
Photos 7. Ornière au Pk 57+105 Source : ARM 2016
b) Solutions Reprofilage pour une préparation du sol support de la chaussée revêtue. 3.2- Ravinement longitudinaux Ce sont des dégradations des routes en terre formées pendant le passage des eaux de pluie ; elles se présentent sous forme de trace d’eau. a) Causes Absence des ouvrages d’assainissement ; Absences des pentes transversales lors de la construction.
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Photo 8. Ravinement au Pk 65+200 Source : ARM 2016 b) Solutions Implantation des ouvrages d’assainissements ; Reprofilage de la plateforme 3.3- Nids de poule Ce sont des trous apparaissant à la surface de la chaussée. a) Causes Evolution des ornières sans entretient ; Faible portance de la chaussée.
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Photo 9. Nid de pole au Pk58+520 Source :Auteur b) Solutions Point à temps. 3.4- Bourbier Ce sont des dégradations en saison de pluie qui se manifestent par la présence d’une boue ou vaste profonde en zone basses des routes en terre. a) Causes Sol support argileux ; Mauvais drainage ; Pente de bombement insuffisante.
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Figure 10. Présence de bpourbier au Pk 63+900 Source : ARM
b) Solutions Réalisation d’une purge jusqu’à 1 m au niveau du bourbier et mettre du tout venant de concassage ; Création des ouvrages d’assainissement. 3.5- Inondation Ce sont des dégradations des routes en terre formées pendant la saison de pluie ou sèche dans le cas où la route se trouve dans une zone marécageuse. Elles peuvent même rester pendant la saison sèche. Elle se présente sou-forme d’une flaque d’eau, couvrant la surface de la chaussée. a) Causes Niveau de la chaussée basse ; Manque d’ouvrages d’assainissement ; Sol support imperméable.
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Photo 11. Inondation de la chaussée au Pk 63+330 Source : Auteur
b) Solutions Rehaussement du niveau de la chaussée ; Prévision des ouvrages d’assainissements. Le relevé des dégradations sur terrain a permis d’affirmer que les dégradations de la route sont dues à la morphologie du terrain, à la mauvaise qualité des matériaux et au devis de la mise en œuvre. 4- Etats des ouvrages de franchissement et d’assainissement 4.1- Ouvrages de franchissement A plusieurs endroits, des rivières et cours d’eau traversent le tracé. Leur passage est ainsi assuré par des ouvrages de franchissement : buses, dalots et ponceaux. Les ponts et ponceaux sont généralement en bon état, cependant l’élargissement de la chaussée entraine une nouvelle conception de ces ouvrages ; Dans le cas des dalots, il y a ce qui ont besoin d’être réhabiliter à cause de leurs mauvaise état ; mais il y aaussi ceux qui doivent être remplacé à cause de leur incapacité à évacuer le débit. Les buses métalliques qui n’assurent plus leurs rôles doivent être remplacées par des dalots
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4.2- Buses Toutes les buses métalliques sur notre Projet sont tous sous-dimensionnés ou envahit par la végétation et l’ensablement. a) Causes Sous dimensionnement de la buse ; Manque d’entretien.
Photo 12. Buse métalliqyue au Pk 55+180 Source : Auteur
b) Solutions Remplacer les buses par un dalot maçonné
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Tableau 35. Ouvrages des décharges existants et à projeter Pk Types d’ouvrage Dimension Etat intervention 55+180 Buse métallique 휑60 Immergé A remplacer par dalot maçonné : 120 × 110 55+400 Buse en B.A Ф80 Mauvais A remplacer par dalot maçonné : 120 × 110 55+970 Dalot en maçonnerie 120 × 100 Bon Curage ; désherbage 56+530 Dalot en maçonnerie 150 × 110 Bon Curage ; désherbage 59+120 Ponceau B.A + maçonnerie 4 m Bon Curage ; désherbage 60+035 Buse métallique 휑600 Mauvais A remplacer par dalot maçonné : 120 × 110 62+320 Dalot en maçonnerie 150 × 100 Bon Curage ; désherbage 64+860 Dalot en maçonnerie 140 × 100 Bon Curage ; désherbage 65+940 Ponceau en B .A Bon Curage ; désherbage 66+200 Dalot en maçonnerie 080 × 080 Mauvais A remplacer par dalot maçonné : 120 × 110 67+790 Dalot en maçonnerie 150 × 120 Bon Curage ; désherbage 73+020 Dalot en maçonnerie 140 × 110 Bon Curage ; désherbage 73+020 Dalot en maçonnerie 160 × 110 Bon Curage ; désherbage 74+790 Ponceau maçonnerie+B.A 4 m Bon Curage ; désherbage
D’une manière générale, les ouvrages de décharge sont en bob état, ils ont besoin d’être curer ; désherber aux alentours pour évacuer les eaux superficielles venant des bassins versants. 4.3- Ouvrages d’assainissement Les ouvrages d’assainissements concernent les fossés latéraux en terre, ou revêtus dans les zones où la pente du fossé dépasse la valeur admissible de 4%. Ils n’assurent pas en général leur rôle car ils sont obstrués du fait qu’à tout endroit, et à cause du climat de la Région, la végétation envahit les fossés. Nous proposons comme solution le débroussaillage et le curage ainsi que la création des nouveaux ouvrages si nécessaire.
Figure 13. Dalot bouchés au Pk 68+330 source : Auteur
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Figure 14. Destruction des fossés latéraux Source : Auteur
5- Etude du tracé Le tracé en plan d’une route, avec les profils en travers et en long, forment trois éléments qui permettent de caractériser la géométrie d’une route. Il est constitué par la projection horizontale sur un repère cartésien topographique de l’ensemble des points définissant le tracé de la route. 5.1- Paramètres fondamentaux de la tracé d’une route Vitesse de base D’après l’AASHOO (American Association States of Highway Officials), la vitesse de base et la vitesse maximale que l’on fixe pour définir les caractéristiques géométriques d’une route, dépend de plusieurs facteurs à savoir : . La topographie du terrain ; . Le volume du trafic ; . Le type de la route ; . La nature du trafic. Tableau 36. Détermination de la vitesse de base Catégorie de la route Condition topographique Vitesse de base (Km/h) Route principale avec trafic Plat 80 à120 > 500 véh/j Vallonnée 55 à 80 Montagneux 40 à 55 Route secondaire avec trafic Plat 60 à 80 50 48 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Notre projet consiste en la réhabilitation d’une Route National Temporaire dont le traversé est en majorité valloné, donc nous adopterons une vitesse de base de 60 km/h. 5.2- Vitesse de référence du projet Vitesse du projet C’est le paramètre qui permet de définir les caractéristiques minimales d’aménagements des points particuliers d’une section de la route, de telle sorte que tout véhicule isolé soit assuré. La vitesse de référence adoptée pour tout le long de l’itinéraire est de 60 km/h. 5.3- Tracé en plan Il est constitué par la projection horizontale sur un repère cartésien topographique de l’ensemble des points définissant le tracé de la route. Le tracé actuel est généralement en mauvaise état tout le long. Ainsi nous devons procéder à des terrassements. Figure 15. Type de tracé en plan du Pk 72+700 au Pk 74+300 a) Sur-largeur Il est indispensable d’élargir les chaussées dans les courbes car la couronne circulaire balayé par l’extérieure des points de véhicules est plus large dans les courbes que le véhicule lui- même. Les sur-largeurs sont calculées par la formule : 푛 × 푙2 푆 = 2 × 푅 R : rayon de courbure l : longueur du véhicule ; l=10m à Madagascar n : nombre de voies ; n=2 pour notre projet Le rayon de courbure minimal absolu pour une vitesse de référence de 60 km/h est de 120 m, la surlargeur correspondante à ce rayon de courbure est : 2 × 102 푆 = = 0,85푚 2 × 120 49 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro b) Profil en long Le profil en long est défini comme le développement du cylindre vertical sur lequel est tracé l’axe de la route. Pour le présent projet, comme la vitesse est de 60 km/h, nous allons adopter les caractéristiques géométriques suivantes pour le profil en long : Tableau 37. Caractéristiques du profil en long Pente maximale [%] 7 Rayon minimal en angle saillant [m] 1 500 Rayon minimal en angle rentrant [m] 1 500 c) Profil en travers Le profil en travers est défini comme la coupe de la route suivant un plan perpendiculaire au tracé en plan. Il existe trois types de profil en travers : . profil en remblai ; . profil en déblai ; . profil mixte. C’est une coupe transversale menée selon des plans verticaux perpendiculaires à l’axe de la route projetée. Dans notre projet, ces trois profils sont tous réalisés suivants les types du terrain de la plateforme mais le plus souvent rencontrés sont le profil en remblai et en déblai. Figure 16. Type de profil entravers au Pk 58+975 d) Largeur de la chaussée C’est une portion de la chaussée aménagée pour recevoir la circulation d’un fil de véhicule. Avec la largeur de la route actuelle et le niveau de trafic estimé, on va adopter une chaussée à deux (02) voies. 50 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Pour permettre que le croisement des véhicules soit aisé, on va retenir une largeur de chaussée de 6,00 m ; c’est-à-dire que chacune des deux voies a une largeur de 3,00 m. On estime que cette largeur permettra le croisement des grands véhicules sans qu’ils soient obligés de passer au-dessous de la vitesse de référence. e) Devers Pour assurer la stabilité du véhicule dans les virages, il est nécessaire d’avoir une pente dirigée vers le centre de la courbe appelée dévers pour atténuer la force centrifuge due à la vitesse et l’accélération du véhicule. Il est déterminé en fonction du rayon de courbure et de la vitesse de référence. Pour la vitesse de référence de notre projet qui est de 60 km/h, le tableau ci-dessous montre le dévers en fonction du rayon de courbure : Tableau 38. Devers en fonction du rayon de courbure Rayon [m] <250 250 200 160 120 Dévers [%] 2,5 5 5 6 7 f) Accotement Ce sont des surfaces sur le bord de la chaussée qui permet de gérer les passages des piétons et garder les véhicules en panne. Les accotements sont composés : d’une bande dérasée, de 1,00 m de largeur, situé au-delà du marquage de rive, et peut être d’une structure plus légère que la chaussée ; d’une berme éventuelle qui se situe à l’extérieure de la bande dérasée, elle aura une largeur de 0,50 m. Son rôle est de supporter certains panneaux de signalisation et les dispositifs de retenue lorsque la berme borde un talus susceptible d’être dangereux pour les automobilistes. Sur notre projet, l’accotement est revêtu en ESM (Enduit Superficiel Monocouche). Figure 17. Bande dérasée et berme de l'accotement 51 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Les bandes dérasées auront une pente de 4% et les bermes de 8% en section courante. g) Pente de bombement Pour faire évacuer les eaux qui stagnent sur la chaussée vers les fossés, il est nécessaire de dresser une pente transversale orientée vers l’extérieure de la route. Nous allons prendre une pente égale à 2,5 %. h) Talus Pour éviter l’érosion. Les talus de notre route seront de : En cas de remblai : o Une pente de 3/2 ; (nature du terrain) o Des talus de remblai dresssés à 2/1 si la hauteur du remblai est inférieure à 1,5 m, et 3/2 pour les rremblais plus importants ; En cas de déblai : une inclinaison de 2/3 est à respecter. 52 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro CHAPITRE IV SPECIFICATIONS, ETUDE GEOTECHNIQUE DES MATERIAUX 1- Introduction Tous les matériaux routiers utilisés dans la construction routière doivent satisfaire aux normes fixées par les spécifications particulières d’un projet. Pour ce faire, tous matériaux doivent faire l’objet d’une vérification dans un laboratoire d’essai. 2- Spécification des matériaux routiers 2.1- Spécification des sols utilisés en construction routière La complexité de comportement des sols fait que les propriétés significatives pour un usage donné ne le sont souvent pas pour un autre usage. Ceci conduit à chercher des classifications spécifiques à chaque grand domaine d’utilisation de ces matériaux. Les caractéristiques géotechniques d’une gîte ou d’un emprunt sont déterminées à partir des essais effectués au laboratoire. Elles sont définies par les spécifications suivantes : Limite de liquidité :Wl Indice de plasticité : Ip Gonflement linéaire : %G Portance CBR à 4j d’imbibition Indice de compacité : Ic Diamètre maximal des grains : Фmax Le poids volumique : 훾푠 Le poids volumique à l’OPM : 훾푑 푂푃푀 Le pourcentage des fines : %F La teneur en eau à l’OPM : Wopm a) Matériaux pour remblai Les matériaux pour remblai nécessaire à la construction de la plateforme et de ses dépendances proviennent des emprunts compte tenu des distances de transport et des moyens d’exécution. Les critères géotechniques des matériaux du corps de remblai devront être les suivantes : . Dimension des grains ≤ 200 푚푚 ; . Pourcentage des fines : 10% ≤ %퐹 (< 80휇) ≤ 40% ; . Limite de liquidité : o 푊퐿 ≤ 65 pour corps de remblai ; o 푊퐿 ≤ 25 pour tête de remblai ; . Indice de plasticité : o 퐼푃 ≤ 25 pour corps de remblai ; o 퐼푃 ≤ 20 pour tête de remblai ; 3 . Poids volumique sec à l’OPM : ᵞ푑 푚푎푥 ≥ 16,5 퐾푁/푚 ; . Portance du sol : o CBR à 4푗 ≥ 5 pour le corps de remblai ; o CBR à 4푗 ≥ 15 pour le tête de remblai ; . Gonflement relatif : 퐺 ≤ 2%. 53 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 2.2- Corps de chaussée a) Matériau pour couche de fondation : Le couche de fondation a pour rôle de diminuer les charges transmises au sol de plateforme et d’assurer la transition entre celle-ci et les couches supérieures de la chaussée. Les critères géotechniques du matériau de la couche de fondation devront être les suivantes : Matériaux sélectionnée Dimension des grains ≤ 60 푚푚 ; Pourcentage des fines : %퐹 (< 80휇) ≤ 35% ; Indice de plasticité : Ip ≤ 15 ; Poids volumique sec à l’OPM : ≥ 18 퐾푁/푚3 ; b) Matériau pour couche de base : La couche de base est un lit au-dessus de la couche de fondation qui est destinée à encaisser une grande partie des pressions verticales due à la force de pesanteur des pneumatiques et de répartir l’autre partie vers la couche inférieure ( couche de fondation). Les critères géotechniques des GCNT 0/315 de la couche de base devront être les suivantes : Los Angeles : 퐿퐴 < 30 ; Micro-Deval à l’eau : 푀퐷퐸 < 20 ; Coefficient d’aplatissement : 퐶퐴 < 30 ; Equivalence de sable : 퐸푆 ≥ 50 . Tableau 39. Fuseau granulométrique pour la couche de base Diamètre des mailles de Tamisât [%] tamis [mm] Minimal Maximal 31,5 85 100 20 69 88 14 57 77 10 35 62 6,3 25 50 4 19 43 2 14 34 0,5 5 20 0,2 3 14 0,08 2 10 54 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 2.3- Matériaux pour couche de roulement et accotements a) Couche d’imprégnation Après la réalisation de la couche de fondation, une couche d’imprégnation au bitume fluidifié appelée Cut-back 0/1 doit être répandue, à raison de 1,2 kg/m2. Les dosages pratiques devront donc prendre en compte la teneur en solvant du bitume fluidifié et de la teneur en eau des émulsions. Tableau 40. Spécification du bitume fluidifié Caractéristiques Classes 0-1 10-15 400-600 800-1400 Pseudo-viscosité mesurée au viscosimètre : - orifice 4mm, à 25°C < 30 - - - - orifice 10mm, à 25°C - 10 à 15 400 à 600 - - orifice 10mm, à 45°C - - - 80 à 200 Densité relative à 25°C au pycnomètre 0,90 à 1,02 0,90 à 1,02 0,92 à 1,04 0,92 à 1,04 Distillation fractionnée (résultat exprimé en pourcentage du volume initial) Fraction distillant au-dessous de : - 190°C < 9 - - - - 225°C 10 à 4527 < 11 < 2 < 2 - 315°C 30 à 45 16 à 28 5 à 12 3 à 11 - 360°C < 47 < 32 < 15 < 13 Rentabilité à 25 °C, 100g, 5s, du résidu à 80 à 250 80 à 250 80 à 200 80 à 200 360 °C de la distillation (1 /10 mm) b) Couche d’accrochage C’est une couche de liant hydrocarboné qu’on répand juste avant de répandre le matériau de la couche de roulement. Elle est en Enduit Cationique Rapide (ECR69). Son rôle d’assurer une bonne adhérence entre les deux couches de chaussée et d’éviter le glissement de la couche supérieure. La mise en œuvre de la couche d’accrochage sera faite impérativement à l’aide d’une épandeuse. Toutefois les conditions suivantes sont vérifiées au préalable avant toute réalisation de cette dernière afin d’optimiser son bon fonctionnement. Nettoyage ; Balayage ; Soufflage de la surface ; Epandage mécanique d’un enduit d’accrochage à l’émulsion d’ECR 69. b.1 Emulsion cationique L’émulsion cationique est la seule émulsion qui est utilisée et fabriqué à Madagascar. 55 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro L’utilisation de l’ECR en couche d’accrochage, couche d’imprégnation et en enduit superficiel varie en fonction de la vitesse de rupture et du pourcentage de bitume contenant l’émulsion. Tableau 41. Spécification des émulsions Utilisation Emulsion Couche d’accrochage en enduit superficiel ECR 65 – ECR 69 Couche d’imprégnation pour GNT grenue en surface ECL 60 – ECM 60 Couche d’imprégnation pour GNT fermée en surface ECL 55 Tableau 42. Caractéristiques des émulsions Caractéristique spécifiée Norme Unité ECR 65 ECR 69 Polarité des émulsions EN 1430 Positive Positive Teneur en eau EN 1428 % 34-36 30-32 Teneur en liant EN 1428 % 63-67 67-71 Homogénéité par tamisage EN 1429 % - Refus à 0,500 mm ≤ 10 ≤ 10 - Refus à 0,160 mm ≤ 25 ≤ 25 Pseudo-viscosité EN 12846 seconde >5 >9 - 25°C/4 mm Stabilité au stockage EN 1429 % - Refus à 0,500 mm ≤ 10 ≤ 10 - Refus à 0,160 mm ≤ 25 ≤ 25 Indice de rupture EN 13075 g 50-100 50-100 Adhésivité EN 13614 % 75 75 Granulométrie Mode opératoire µm - Diamètre médian Colas ≤ 12,0 ≤ 12 - Déviation standard ≤ 0,40 ≤ 0,40 56 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 43. Caractéristiques des émulsions Classe de bitume EN 1426 1/10 mm 70/100 70/100 160/220 160/220 Mesure de la montée en cohésion Méthode en labo : Mode opératoire - Cohésion à 15 mn % - Cohésion à 30 mn Colas <50<70 <50<70 Méthode in-situ - Cohésion à 15 mn - Cohésion à 30 mn <30<70 <30<70 Source : Notice Technique COLAS c) Granulat Les caractéristiques auxquelles doivent répondre les granulats d’une couche de roulement en enduit superficiel sont les suivantes : Los Angeles : LA < 30; Micro-Deval : MDE < 20 ; 퐺 % des éléments tels que ⁄퐸 ≤ 1,56 푑표푖푡 ê푡푟푒 ≤ 20% ; Granulométrie de classe 4/6,3 – 6,3/10 – 10/14. Tableau 44. Fuseau de régularité des gravillons de la CR Classe granulaire Passant au tamis Doit être compris 4-6,3 5 mm 30 et 50% 6,3-10 8 mm 37 et 62% 10-14 12,5 mm 52 et 77% Tableau 45. Caractéristiques des matériaux de la chaussée couche supérieur Matériaux Dureté Adhésivité Los-Angeles Micro-Deval Vialit Couche de base < 30 < 20 - Enduit superficiel < 30 < 20 >90% Béton bitumineux < 30 < 20 >90% 57 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 3- Sondages sous-chaussées 3.1- Caractéristiques de la plateforme La surface de roulement est en très mauvais état avec nombreux passages des traverses marécages nécessitant de purge avant de mettre en place les couches de nouvelle chaussée. Les essais de plateforme effectués au laboratoire pour chaque sondage sont : Limite d’Atterberg : WL (%) – Wp (%) = IP (%) ; Granulométrie :%F ; 3 Proctor modifié : ᵞ푑 푚푎푥 (KN/m ), Wopt(%) ; CBR : ICBR (96h), Gt (%). Les résultats des essais sont présentés par le tableau suivant avec la nature du sol de plateforme tels que : Tableau 46. Résultats des essais de laboratoire sur les échantillons de plateforme PK Début 49+00 62+00 65+00 67+00 70+00 72+00 Fin 62+00 65+00 67+00 70+00 72+00 77+00 Nature SL LAS LAS S SL LAS jaunâtre Jaune jaunâtre rougeatre+ jaunâtre Jaune grain de karaotry Teneur en W % 10,3 14,9 25,2 4,3 11,8 23,4 eau Granulo Dmax 20 20 12,5 31,5 12,5 2,0 2 mm 68 97 92 72 92 100 0,4 mm 49 84 69 44 63 88 80µm 23 25 35 8 21 62 Limite d’ WL 21,3 37 35,5 - 22,6 60,1 Atterberg Wp 13,2 22,3 21,8 Irréalisable 14,2 38,1 Ip 8,1 14,8 13,7 ES=707 8,4 22 Classification HBR A2-4 A2-6 A2-6 A1b A2-4 A7-5 LPC SA SA SA SA SA Lt Proctor ᵞd 20,8 19,8 17 19,6 20,8 15,5 Wopt 9,20 10,7 18,4 5,7 8,0 26,5 CBR à 4 Jours 21 13 10 21 26 13 Source : LNTPB Mars 2016 3.2- Découpage des zones homogènes Selon la nature du sol sous-chaussée, le tracé est subdivisé en quatre zones homogènes indiquées par le tableau suivant : Tableau 47. Découpage du tronçon en zones homogènes Zones Localisation Nature CBR retenue I Pk 50+00 au Pk 62+00 S L jaunâtre 21 PK 67+00 au PK 70+00 II Pk 62+00 au Pk 65+00 L A S Jaune 13 Pk 72+00 au Pk 75+00 III Pk 65+00 au PK 76+00 L A S Jaunâtre 10 IV Pk 70+00 au Pk 72+00 S L Jaunâtre 26 58 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 3.3- Proposition de solution pour chaque zone homogène Nous proposons pour chaque zone homogène de mettre une nouvelle couche de fondation, une nouvelle couche de base et une nouvelle couche de roulement dont on déterminera, par la suite, les épaisseurs et les matériaux. 3.4- Reconnaissance des gisements La reconnaissance des gisements est plus importante étant donné que cette étape nous permettra de choisir les matériaux adéquats à utiliser pour la nouvelle route à construire. La recherche des matériaux de construction est constituée de deux parties : la recherche de gisements meubles et de gisements rocheux. Une étude de ressource en matériaux sera menée en vue de localiser les gisements des matériaux pouvant convenir pour la réalisation des Travaux. Elle définira la quantité des matériaux, leurs qualités géotechniques. Pour raison économique, les gisements des matériaux nécessaires à la construction doivent être situés aux distances les moins éloignées possibles du lieu d’emploi si leurs qualités le permettent. a) Gisements de matériaux meubles Le long de l’axe de la route étudié, des prélèvements d’échantillons ont été effectué pour identifier les sols pouvant être utilisés dans notre projet. Les emprunts sont utilisés pour la couche de forme et remblai et le gite pour la couche de fondation. Tableau 48. Emprunts couche de fondation N° G8b G3 G8 G9 P k+ côté 36+00 CG 55+900 CD 82+065 CD 85+150 CG Nature Grave LS Jaunâtre + LS Jaunâtre + LS Jaunâtre + latéritique Nodules Nodules Nodules Jaune Identification %F 12 8 11 15 WL (%) 25 28 36 49 IP(%) 9 11 12 14 CBR 4j 37 36 33 35 Puissance 35000 25000 35000 30000 Utilisations CF CF CF CF Accès à 50m à 10m à 15 m à 10m Pour notre projet, on utilisera le gisement G3 car il répond aux critères et il se trouve sur le tronçon ce qui diminuera le coût de transport. b) Gisements rocheux La recherche de gisement rocheux (carrière) consiste à identifier des roches massives pour fabriquer des agrégats pour béton et matériau d’assise de la chaussée ; plus particulièrement la 59 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro couche de base en GCNT 0/315 et la couche de roulement en enduit superficiel. Le LNTPB à répertorié vingt-huit gisement au total de matériaux rocheux sur lr long de l’axe RNT12A dont 4 existant exploitées par Colas. Les carrières étudiées sont constituées par deux familles de roches : Roches métamorphiques telles que : o Les Leptynites ; o Les Granites. Roches éruptives telles que : o Les Riolytes ; o Les Trachytes ; o Les Basaltes. Tous ces gisements seront exploités par forage, dynamitage et concassage. Les carrières qui seront retenues sont ceux ayant passé les essais de Laboratoire, à savoir : la dureté Los- Angeles, le coefficient de polissage, le Micro-Deval Humide, l’adhésivité, les lames minces pour l’interprétation minéralogique. Tableau 49. Carrières pour matériaux rocheux N° C2 C15 C22 C31 Pk 55+275 99+800 131+900 184+800 Nature Diorite Leptynite Dolorite Basalte LA 10/14 28 28 20 16 MDE 10/14 19 19 18 10 Puissance m3 250 000 250 000 350 000 200 000 Utilisations CB + ES CB + ES CB + ES CB + ES Accès à 35 m à 60 m à 40 m à 100 m D’après le tableau ci-dessus, on peut exploiter la carrière C2 pour notre projet. L’utilisation de cette carrière est bénéfique car elle limite le coût de transport et les matériaux répondent parfaitement aux critères voulus. 60 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro CONCLUSION PARTIELLE Selon la reconnaissance des gisements faite, nous disposons les gisements ayant les spécifications requises pour matériaux routiers, et se trouvant à proximité de notre tracé. Du point de vue économique, l’exploitation maximale des matériaux naturels est un atout pour la réalisation des travaux, mais à savoir leur compatibilité avec les matériaux artificiels. 61 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro CHAPITRE V ETUDE DU TRAFIC Le trafic est la circulation des véhicules sur une route donnée. Il est bien évident que le comportement de la structure de la chaussée, au cours de différentes phases de sa durée de vie, dépendra essentiellement de la charge qu’elle supporte. Ainsi, lors de la conception ou dimensionnement des chaussées, que ce soit une construction neuve ou un renforcement, le trafic joue un rôle primordial quelle que soit la méthode de dimensionnement à adopter. Le trafic routier est notamment composé de voitures légères, de camionnettes, d’autocars, et enfin des poids lourds. Mais en vue de dimensionner une chaussée, le trafic poids lourds uniquement sera tenu compte. 1- Comptage routier et enquête du trafic : But et utilité du comptage de trafic Le trafic est un paramètre fondamental pour l’étude et gestion des infrastructures routières. Le comptage figure parmi les modes d’évaluation de ce paramètre en données numériques exploitables. A partir des données de comptage, on peut connaître l’intensité, la densité, le flux du trafic effectif sur un tronçon bien défini et la composition de celui-ci. Ainsi, le comptage a pour but de traduire pour chaque tronçon routier l’usage technique et économique par les utilisateurs en vue de définir et concevoir une solution rentable d’aménagement permettant à l’écoulement de ce flux de trafic. Techniques de comptage à Madagascar Le comptage consiste à enregistrer le trafic qui passe sur une voie. Deux techniques de comptage sont couramment utilisées à Madagascar telles que : Le comptage manuel ; Le comptage automatique. Les hypothèses de base de ces deux techniques restent les mêmes, les différences résident sur la modalité ainsi que les matériels utilisés. Cependant, le comptage automatique assure des résultats plus fiables. Le comptage manuel est pendant longtemps resté le seul mode de recensement du trafic à Madagascar. La technique du comptage automatique n’a été utilisé que le recensement dans le réseau structurant ou RNP pendant la campagne de comptage 2006. 1- Comptages manuels Un ou plusieurs observateurs se tiennent au bord de la route munis de fiches ou de compteurs manuels à touches, et enregistrent certains caractères du trafic circulant sur la voie considérée. Comptages manuels avec fiches 62 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Les caractéristiques du trafic susdites sont identifiables à la seule vue de véhicule, ce sont la nature, le volume de trafic par sens (nature : à deux roues, véhicules particulières, poids lourds, vélomoteur, …), et l’utilité du véhicule. Les données sont recueillies par période, et les recenseurs changent de fiches pour entamer une nouvelle période. La précision de cette méthode est excellente. Les risques d’erreurs sont assez faibles (erreurs de classification, oubli de quelques véhicules, véhicules ne rentrant pas dans la classification prévue). Néanmoins, il existe des caractéristiques du trafic dites non visibles, qui échappent totalement aux comptages manuels, à savoir : L’origine et la destination des véhicules ; Le temps et la vitesse moyenne du parcours ; Le tonnage des marchandises transportées. 2- Trafic passé La connaissance des trafics passés est utile car : Elle permet de justifier la tenue de l’ancienne chaussée, ainsi que la vérification de l’hypothèse d’un sous-dimensionnement de certains tronçon ; Elle peut indiquer les informations sur la détermination du trafic futur en estimant le taux de croissance du trafic à prendre en compte. Tableau 50. Trafic Moyen Journalier RN PK Localité RNT12A 50+850 Taolagnaro Types VL PL Total VP MB Acar SS STn SS+SS SS+Tn SS+Td 2015 54 72 17 9 7 6 8 2 175 126 49 2016 57 75 20 8 9 6 5 3 183 132 51 Source : ARM (2017) VP : véhicules particulières ; MB : Mini-bus-pick-up-bâchés< 30 places; Acar: autocars> 30 places; SS: camion 1 essieu avant – 1essieu arrière; STn : camion 2 essieux 1 - tandem ; SS+SS : camion 1 essieu avant – 1 essieu arrière tractant une remorque 1 essieu avant- 1 essieu arrière ; SS+Tn : camion 1 essieu avant – 1 essieu arrière tractant une remorque 1 essieu avant – 1 tandem arrière ; SS+Td : camion 1essieu avant – 1 tandem tractant une remorque 1 essieu avant – 1 tandem arrière. 63 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 3- Trafic futur La prévision du trafic futur est indispensable pour le dimensionnement. Pour cela, le trafic que nous allons prendre en compte est : Le trafic de l’année de la mise en service « N» qui intervient ainsi dans la conception. Il est exprimé par le trafic journalier moyen ; Le taux d’accroissement du trafic est calculé par la formule suivante : 100 푇 휏 = ( 푛 − 1) 푛 푇0 푇푛 : trafic à l’année n ; 푇0 : trafic à l’année du dernier comptage ; 푛 : nombre d’année entre 푇푛 et 푇0 Pour notre projet nous avons : 푇푛 = 푇2016 = 183 푣 (푇푀퐽) 푇0 = 푇2015 = 175 푣 (푇푀퐽) 100 183 휏 = ( − 1) (2016 − 2015) 175 Donc pour notre projet nous avons un taux d’accroissement de 4%. 4.1- Trafic à l’année de la mise en service C’est le trafic à l’année où on suppose que la route est réalisée. Pour notre projet, on considère que l’année de mise en service est l’année 2020. a) Projection du trafic normal En utilisant le résultat de comptage en 2016, avec un taux d’accroissement de 4% par an, le trafic estimé à l’année de mise en service en 2020. 푛 푇푛 = 푇0(1 + 휏) 푇0 : trafic passé à l’année de référence : soit l’année 2016 ; 푇푛 : trafic à l’année de mise en service ; 푛 : nombre d’années entre l’année de mise en service et l’année de référence. Tableau 51. Projection de trafic normal à l'année de service 2020 VL PL Total 154 60 214 64 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro b) Trafic dévié Le trafic dévié est le trafic, que, normalement devrait emprunter la route du projet mais qui en raison de mauvais état de la route, empruntaient des déviations, des itinéraires de bretelle. Pour notre projet nous l’estimons à 5% du trafic de la route à l’année de mise en service de celle-ci. Tableau 52. Estimation du trafic dévié VL PL Total 8 3 11 c) Trafic généré Le trafic généré ou induit est le trafic qui s’ajoute au trafic normal et qui est généré suite à la mise en service de la route améliorée. Il sera évalué à 10% du trafic qui s’écoulerait normalement sur la route. Le volume estimé de ce trafic induit est alors récapitulés dans le tableau suivant : Tableau 53. Estimation du trafic généré VL PL Total 15 6 21 d) Récapitulation du trafic Le trafic à l’année de la mise en service (2020) (trafic normal + trafic dévié + trafic induit) Tableau 54. trafic moyen à l'année de la mise eb service (2020) Année 2020 VL 177 PL 69 TMJ 246 4.2- Prévision de trafic sur la RNT12A La durée de vie de la route à aménager sera prise à 15 ans, à compter de l’année de mise en service, soit 2020 à 2035 ; à cause du Corona Virus, il y en avait eu une arrêt des travaux et l’annee de mise en service en 2020 s’est reculer. En appliquant au trafic (normal, dévié’ induit) les taux de croissance de 4 %. Tableau 55. Prévision de trafic Année 2020 2025 2030 2035 PL 177 215 262 319 VL 69 84 102 124 TMJ 246 299 364 443 65 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 4.3- Détermination du trafic de poids lourd à l’année de mise en service ‘t’ par la méthode LCPC Le trafic considéré pour la méthode LCPC est le nombre de PL dont la 퐶푈 ≥ 5푇. Puisque nous avons un trafic de 푃퐿 ≥ 3,5 푇, on a recours à un coefficient correcteur K pour pouvoir donner la classe de trafic. 푃퐿 푑푒 퐶푈 ≥ 5 푇 = 퐾 × 푃퐿 푑푒 퐶푈 ≥ 3,5 푇 Tableau 56. Valeurs du coefficient K Nature TMJA Valeurs de K PL > 9 T 1 PL > 5 T 1 PL > 3,5 T 0,8 Tout véhicule >1T 0,1 0,5 à 1T 0,07 >0,5 T 0,05 Ainsi : Nombre de PL de 퐶푈 ≥ 5 푇 = 퐾 × 푛표푚푏푟푒 푑푒 푃퐿 푑푒 퐶푈 ≥ 3,5푇 = 0,8 × 35 ; Nombre de PL de 퐶푈 ≥ 5 푇 = 28 PL/j/sens Le tableau ci-dessous montre la classe du trafic 푇푖 en fonction du nombre de poids lourds par jour par sens. Tableau 57. Classification du trafic 푀퐽퐴 0 25 50 100 150 300 750 2000 + - + - + - + - 퐶푙푎푠푠푒 푑푒 푡푟푎푓푖푐 푇푖 푇5 푇4 푇3 푇3 푇2 푇2 푇1 푇1 푇0 푇0 퐶푒푛푡푟푒 푑푒 푐푙푎푠푠푒 푀퐽퐴 13 35 85 200 500 1200 Avec un trafic de (퐶푈 > 5푇) = 28 PL/j/sens, la classe est de T4 4.4- Trafic cumulé et nombre d’essieux standards équivalents Le trafic cumulé est la projection du trafic à l’année de mise en service du PL et pendant toute la durée de vie de la route. Nous déterminons le trafic cumulé par la formule suivante : 푇퐶푈 = 퐶 × 푀퐽퐴 Le facteur de cumul C dépend de la durée de vie de la route et du taux d’accroissement du trafic, il est calculé par la formule suivante : (1 + 휏)푑 − 1 퐶 = 365 × 휏 Nous avons 휏 = 4% et d= 15 ans ; donc 퐶 = 1,974 × 105푃퐿 66 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Après avoir déterminé le nombre cumulé de poids lourds, nous allons considérer un camion- type qui modélise toutes les catégories d’essieu et de chargement observés. Ce modèle étant affecté du CAM résultant de l’agressivité des poids lourds recensés. Le trafic cumulé des poids lourds (NE) sera exprimé en Essieu standard équivalent (ESE), en considérant que l’essieu de référence est de 13T. Nous avons la formule permettant de calculer le trafic cumulé des poids lourds : 푁퐸 = 퐶퐴푀 × 푇퐶푈 Le CAM est en fonction de la classe de trafic, pour notre cas c’est T4 + - Classe T5 T4 T3 T3 CAM 0,4 0,5 0,7 0,8 D’où CAM = 0,5 Ainsi, nous avons : 푵푬 = ퟎ, ퟗퟖퟕ × ퟏퟎퟓ 퐄퐒퐄 4.5- Détermination du trafic des poids lourds à l’année de mise en service ‘t’ par la méthode LNTPB Le trafic moyen journalier annuel par la méthode LNTPB est le nombre de poids lourds qui ont un poids total en charge supérieur à 3,5T par jour dans les deux sens de la circulation. On a déjà vu dans le tableau précédemment que TMJA = 69 PL/ 2sens. a) Trafic corrigé Dans notre cas, le taux de trafic est différent de 10%, doncon corrige le trafic parla formule suivante : 푁′ = 훼 × 훽 × 푁 푁′ : trafic corrigé ; 푁 : nombre de poids lourds journaliers à l’année de mise en service dans les deux sens ; 훼 : coefficient correcteur correspondant au taux d’accroissement ; 훽 : coefficient correcteur correspondant à la durée de vie de la chaussée. On a un taux de croissance de 4% et une durée de vie de la chaussée de 15 ans ; on a donc 훼 = 0,85 푒푡 훽 = 1,00 D’où 푁′ = 0,85 × 1 × 69 = 59 PL/j/2sens. b) Répartition du trafic Soit P le pourcentage des poids lourds 푛푃퐿 푁′ 푃푃퐿 = × 100 = × 100 푛푇푉 푇푀퐽 67 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 59 푃 = × 100 = 24% < 30% 246 - 푃 < 30%, le trafic est à répartition normale des poids lourds. Alors pour le dimensionnement de la chaussée, on utilisera l’abaque LNTPB de classe TN. c) Trafic cumulé et nombre d’essieux standards équivalents Le trafic cumulé est la projection du trafic à l’année de mise en service du PL et pendant toute la durée de vie de la route 푇퐶푈 = 퐶 × 푁′ - 푁′ : trafic corrigé (N’ = 59 PL/J/2sens) ; - 퐶 : facteur de cumul (퐶 = 7,31 × 103). 5 D’où 푇퐶푈 = 4,3133 ∙ 10 푃퐿 Le trafic cumulé des poids lourds (NE) en nombre d’essieux standards équivalents (ESE) 푁퐸 = 푇퐶푈 × 퐴 Pour notre projet, puisque nous n’avons pas des données de pesages d’essieux, il nous est impossible de calculer le coefficient d’agressivité des poids lourds A. Alors nous nous contentons du coefficient d’agressivité moyen (CAM) obtenu par la méthode LCPC. Le trafic cumulé des poids lourds (NE) sera exprimé en ESE, en considérant que l’essieu de référence est de 13T. 푁퐸 = 4,313 × 105 × 0,5 5 푁퐸푞 = 2,156 × 10 퐸푆퐸 68 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro CONCLUSION PARTIELLE Le développement économique et l’évolution des activités sont générateurs de trafic puisque le volume le plus important des marchandises passe essentiellement par la route. Ce qui entraine la multiplication de nouveaux types de véhicules lourds. En outre, la prise en compte des phénomènes de surcharge des essieux est indispensable pour le dimensionnement. Etant donné les paramètres du trafic sur la gestion de nos infrastructures routières, l’amélioration de la fiabilité des données est un besoin incontournable à Madagascar. 69 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro CHAPITRE VI DIMMENSIONNEMENT DE LA CHAUSSEE 1- Introduction Le dimensionnement de la chaussée consiste à déterminer l’épaisseur de chaque couche qui la constitue de façon à ce que la contrainte d’exploitation reste inférieure à la contrainte admissible. En effet, le dimensionnement a pour objectif de concevoir une chaussée qui, d’une part, résiste convenablement aux diverses sollicitations auxquelles elle sera soumise tout au long de sa durée de vie, notamment celle engendrée par le trafic. Et d’autre part, elle doit être capable de diffuser l’effort engendré par ce même trafic vers le sol. 2- Méthodologie A propos de la méthode, il en existe plusieurs pour le dimensionnement d’une chaussée. Parmi ces méthodes, nous allons choisir la méthode LCPC et la méthode LNTPB. Ce sont ces deux méthodes qui sont habituellement utilisées à Madagascar. Par la suite, ce sont ces deux méthodes qui seront utilisées que ce soit pour la détermination des épaisseurs des différentes couches ou bien pour la vérification des contraintes et déformations. 3- Dimensionnement de la chaussée par la méthode LCPC 3.1- Principes de la méthode LCPC La méthode de dimensionnement des chaussées SETRA/LCPC est une méthode de type analytique. Elle est caractérisée par une approche rationnelle basée sur un calcul élastique des sollicitations (contraintes et déformations) engendrées dans la chaussée par le passage des charges roulantes. Remarque : Dans toute la mesure possible, il conviendra de prévoir en accotement l’utilisation des mêmes matériaux que ceux employés en corps de chaussée, et ceci, auront les même critères de mise en œuvre et de compactage. En ce qui concerne le revêtement des accotements, il est recommandé dans tous les cas de prévoir une imprégnation sur leur tiers intérieurs soit sur environ 50 cm. Il est souhaitable de réaliser les imprégnations sur toute la largeur des accotements. Aucun résultat de comptage récent n’est disponible. Pour hypothèse de calcul, on va retenir une Moyenne Journalière Annuelle des Poids Lourds de MJA= 100 PL/j/sens avec un taux d’accroissement annuel de 10%. Par convention, l’année 2010 sera donc l’année zéro et le trafic de cette année sera noté T0. 3.2- Plateforme ou sol support D’après la méthode LCPC, le sol support est classé suivant la valeur du module du sol qui lui-même fonction du CBR à 4j. Elle est donnée par la relation : 퐸 = 5 ∙ 퐶퐵푅4푗 70 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 58. Classification de la Plateforme suivant le Module du sol Classe PF1 PF2 PF2 PF4 Module [MPa] 20 50 120 200 D’après la subdivision du tracé en tronçons homogènes, la classe du sol support est la suivante : Tableau 59. Portance et classe de la plateforme de chaque tronçon homogène E=5.CBR Zone Localisation Nature CBR Classe Portance [MPa] I Pk 50+00 au Pk 62+00 S L 21 105 PF2 2 PK 67+00 au PK 70+00 jaunâtre II Pk 62+00 au Pk 65+00 L A S 13 65 PF2 2 Pk 72+00 au Pk 75+00 Jaune III Pk 65+00 au PK 76+00 L A S 10 50 PF2 2 Jaunâtre IV Pk 70+00 au Pk 72+00 S L 26 130 PF2 3 Jaunâtre 3.3- Détermination de l’épaisseur de chaque couche a) Couche de roulement Pour les chaussées bitumineuses, la couche de roulement est choisie en fonction de la classe du trafic et de la durée de vie de la chaussée. Tableau 60. Nature et épaisseur de la couche de roulement Durée de service Classe de trafic Courte (<10ans) Longue (>10 ans) T5 2ESb 2ESb T4 –T3 2ESb 6BB T2 2ESb ou 4 à 5BB 6BB T1 6BB 8BB Source : Guide d’auscultation de chaussée souple Nous avons une classe de trafic T4 et une durée de vie longue de 15 ans, on va choisir comme couche de roulement : 6 BB c’est-à-dire Béton Bitumineux de 6 cm d’épaisseur. b) Couche de base On va choisir GCNT comme matériau de la couche de base. Notre trafic est assez faible, de plus, le sol support est suffisamment portant donc l’emploi de GCNT est justifié. L’épaisseur de la couche de base est conditionnée par la valeur du trafic cumulé푁푐푢 , donnée par le tableau suivant : 71 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 61. Epaisseur minimale de la couche de base Trafic cumulé < 105 ≥ 105 Epaisseur minimal de la 15 20 couche de base [cm] Source : Guide technique LCPC-SETRA 5 Avec le trafic cumulé 푁퐶푈 = 1,974 × 10 푃퐿 on va adopter 20 cm de GCNT pour la couche de base. c) Couche de fondation Comme matériau de la couche de fondation, nous allons choisir du MS. Pour déterminer l’épaisseur de la couche de fondation, nous avons recours à l’abaque de dimensionnement LCPC (cf. Annexe 2). L’épaisseur de cette couche est généralement fonction de la classe de la plateforme, du nombre d’essieux standards et du matériau de la couche de roulement (BB ou ES). Tableau 62. Epaisseur de la couche de fondation obtenue par l'abaque LCPC Classe de Plateforme ℎ푓 [cm] ∆ℎ푓 [cm] ℎ푓 + ∆ℎ푓 [cm] PF2 22 3 25 PF3 10 5 15 d) Couche de forme D’après les résultats des sondages sous chaussée, la plateforme de la chaussée est suffisamment de bonne portance. La mise en œuvre d’une couche de forme n’est pas alors forcément nécessaire. 3.4- Résultat du dimensionnement par la méthode LCPC Le dimensionnement par la méthode LCPC a conduit à la détermination des épaisseurs réelles suivantes : Tableau 63. Epaisseur réelle de chaque couche par la méthode LCPC Zone Localisation Classe ℎ푟 [cm] ℎ푏 [cm] ℎ푓 [cm] ℎ푡표푡푎푙 [cm] I Pk 50+00 au Pk 62+00 PF2 6 20 25 51 PK 67+00 au PK 70+00 II Pk 62+00 au Pk 65+00 PF2 6 20 25 51 Pk 72+00 au Pk 75+00 III Pk 65+00 au PK 76+00 PF2 6 20 25 51 IV Pk 70+00 au Pk 72+00 PF2 6 20 15 41 72 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Zone I Zone II Zone III Zone IV 25 MS 25 MS 25 MS 15 MS Figure 18. Structure de chaussée obtenue par la méthode LCPC 3.5- Vérifications des déformations Cette étape consiste à vérifier si : la déformation radiale au niveau du béton bitumineux est admissible ; la déformation verticale au niveau du sol support est admissible. a) Exemple de calcul pour la zone homogène I Pour effectuer les calculs que la vérification implique, nous allons considérer la zone I parmi les quatre zones homogènes du tronçon. Mais les vérifications de ces autres zones seront récapitulées après. Les caractéristiques de la zone homogène I sont : Classe : PF2; CBR : 20 ; Module : 105MPa. b) Déformations admissibles Déformation radiale admissible 휀푡,푎푑푚 Le calcul de la déformation radiale admissible se base sur le comportement viscoélastique du matériau; pour le matériau bitumineux, elle est donnée par la formule : 푁퐸 푏 퐸(10°) 휀푡,푎푑푚 = 휀6(10°; 25퐻푧) × ( 6) × √ × 퐾푐 × 퐾푟 × 퐾푠 10 퐸(휃é푞) −6 휀6(10°; 25퐻푧) = 100 × 10 µ푑é푓 73 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro −1 1 = 5 => 푏 = − 푏 5 퐾푐 : coefficient de calage, 퐾푐 = 1,1 ; −푈푏훿 퐾푟 : coefficient lié au risque et dispersion 퐾푟 = 10 푈 : variable aléatoire associée au risque, U = -0,674 2 2 푐푆ℎ D’où 훿 = √[푆푁 + ( ⁄푏) ] 푆푁 = 0,25 푐 = 2 푚−1 푆ℎ = 0,01 푐푎푟 푒퐵퐵 < 10 푐푚 2 2 2 × 0,01 D’où 훿 = √[0,25 + ( ⁄−1 ) ] = 0,27 ⁄5 1 −(−0,674×− ×0,27) Et 퐾푟 = 10 5 = 0,92 퐾푠 , dépend de la classe de la plateforme ; nous avons une zone homogène de classe PF3 => 퐾푠 = 1 퐸(10°퐶) = 7 200 푀푃푎 휃é푞 = 25 ° 퐶 : Température équivalente des Hautes Terres 35 ° 퐶 : Zones côtières 40 ° 퐶 : Zones désertiques 퐸(25°퐶) = 2 450 푀푃푎, par interpolation entre 퐸(20°퐶)et 퐸(30°퐶) −1 71 300 5 7 200 휀 = 100 × 10−6 × ( ) × √ × 1,1 × 0,92 × 1 = 293 × 10−6 푚/푚 푡,푎푑푚 106 2 450 휀푡,푎푑푚 = 293 휇푑é푓 Déformation verticale admissible 휀푧,푎푑푚 Elle est donnée par la formule : −0,222 휀푧,푎푑푚 = 퐴 × (푁퐸) 퐴 : Déformation permanente ; 퐴 = 16 000 휇푑é푓 74 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 5 −0,222 D’où 휀푧,푎푑푚 = 16 000 × (0,713 × 10 ) = 1 339 휇푑é푓 c) Déformations d’exploitation Celles-ci sont obtenues par utilisation des abaques Alizé LCPC (cf. Annexe 3) correspondant à un système bicouche. Les abaques donnent les valeurs 퐸2 ∙ 휀푇 et 퐸2 ∙ 휀푧 en fonction de E1/E2 ; on en déduit les valeurs de 휀푇 et휀푧. Figure 19. Transformation du modèle quadri couche en bicouche Avec : ′ ′ Couche de roulement : ℎ1 = 6 푐푚, 퐸1 = 2 450 푀푃푎 ; ′′ ′′ Couche de base : ℎ1 = 20 푐푚, 퐸1 = 400 푀푃푎 ; ′′ ′′ Couche de fondation : ℎ2 = 20 푐푚, 퐸2 = 150 푀푃푎 ; Plateforme : ℎ2 = ∞, 퐸2 = 120 푀푃푎. Transformation du modèle quadri couche en modèle tri couche ′ ′′ ′′ ℎ2 = ℎ1 + ℎ2 ′ ℎ2 = 20 + 20 = 40푐푚 ′ ′′ 퐸2 = 푛 ∙ 퐸1 Avec : 휑 3 1 + 3 푘 푛 = [ √ ] 1 + 휑 ′′ ℎ2 휑 = ′′ ℎ1 75 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro ′′ 퐸1 푘 = ′′ 퐸2 Action numérique : 400 푘 = = 2,67 150 20 휑 = = 1 20 1 3 1 + 3 2,67 푛 = [ √ ] = 0,64 1 + 1 ′ 퐸2 = 0,64 × 400 = 256 푀푃푎 Transformation du modèle tric ouche en modèle bicouche Nous procédons de la même manière que précédemment ; c’est-à-dire en utilisant les formules (023), (024), (025), (026), et (27) on obtient : ℎ1 = 46 푐푚 퐸1 = 386 푀푃푎 Nous avons obtenu ainsi le modèle bicouche suivant : Figure 20. Modèle bicouche obtenue 퐸 386 1 = = 3,21 ; les abaques Alizé LCPC 퐸2 120 donnent : 퐸2 ∙ 휀푇=0,17 et 퐸2 ∙ 휀푧 = 0,46. On en déduit que : 0,17 휀 = = 142 × 10−6 = 142 휇푑é푓 푇 1 200 0,46 −6 휀푇 = = 375 × 10 = 375 휇푑é푓 1 200 Conclusion 휀푇 = 142 휇푑é푓 ≤ 휀푇,푎푑푚 = 293 휇푑é푓 휀푧 = 375 휇푑é푓 ≤ 휀푧,푎푑푚 = 1 339 휇푑é푓 76 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Les déformations radiales et verticales sont admissibles. Ainsi, la structure chaussée obtenue par la méthode de dimensionnement LCPC est donc convenable pour la zone homogène I. d) Résultat de la vérification de déformations pour chaque zone homogène Le tableau qui suit est le récapitulatif du résultat de la vérification de déformations pour chaque zone homogène. Tableau 64. Récapitulation de la vérification de déformations Déformation Déformation Zone Module radiale verticale Classe Observation homogène [MPa] [휇푑é푓] [휇푑é푓] 휀푇 휀푇,푎푑푚 휀푧 휀푧,푎푑푚 I PF3 120 142 294 375 1 339 Vérifiée II PF2 80 212 267 575 1 339 Vérifiée III PF2 50 262 267 920 1 339 Vérifiée IV PF2 95 179 267 485 1 339 Vérifiée 4- Dimensionnement de la chaussée par la méthode LNTPB 4.1- Epaisseur équivalente Théoriquement, l’épaisseur équivalente est définie par la formule : 3푒é푞 + 푒é푞 푒 = 퐴퐼 푅푅퐿,66 é푞퐿푁푇푃퐵 4 Avec : 푒é푞퐿푁푇푃퐵 : épaisseur équivalente obtenue par la méthode LNTPB ; 푒é푞퐴퐼 : épaisseur équivalente obtenue par la méthode Asphalt Institute ; 푒é푞푅푅퐿,66 : épaisseur équivalente obtenue par la méthode RRL. Mais pratiquement, la détermination de l’épaisseur équivalente se fait par lecture d’abaque qui est fonction du trafic et du sol de plateforme. On distingue deux types d’abaques selon le pourcentage des Poids Lourds dans le trafic : L’abaque de classe TN pour un trafic à répartition normale des Poids Lourds (%푃퐿 ≤ 30%) ; L’abaque de classe TL pour un trafic à forte répartition des Poids Lourds(%푃퐿 > 30%) . 4.2- Pourcentage des poids lourds Le pourcentage des Poids Lourds est déterminé par le rapport du trafic corrigé au trafic total. Le pourcentage des Poids Lourds est obtenu par la formule : 77 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 푁′ 푃 = × 100 푁 푃 : Pourcentage des Poids Lourds ; 푁′ : Trafic corrigé des Poids Lourds ; 푁 : Trafic total. Le trafic corrigé de poids lourds est fonction du taux de croissance du trafic et de la durée de vie estimée de la chaussée. Il a pour expression : ′ 푁 = 훼 × 훽 × 푁푃퐿 훼: Coefficient correcteur de l’accroissement du trafic ; 훽: Coefficient correcteur de la durée de vie de la chaussée. 푁푃퐿 : Nombre journalier des Poids Lourds dans les 2 sens. Tableau 65. Valeur de α en fonction du taux d'accroissement du trafic Taux d’accroissement du trafic 훼 [%] 6 0,73 7 0,79 8 0,85 10 1,00 12 1,17 15 1,50 Source : cours Route II (2016) Tableau 66. Valeur de β en fonction de la durée de vie Durée de vie [ans] 훽 8 0,36 10 0,50 15 1,00 20 1,80 Nous avons : Taux d’accroissement du trafic : 7 % ; Durée de vie de la chaussée : 15 ans On a donc comme valeurs : 훼 = 0,79 78 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 훽 = 1 76 푃퐿 Comme notre푁푃퐿 = ⁄푗, on a : 푁′ = 0,79 × 1 × 76 ′ 푷푳 푵 = ퟔퟏ ⁄풋 D’où le pourcentage des Poids Lourds : 61 푃 = × 100 156 푷 = ퟑퟖ, ퟓퟐ% ≥ 30% Il s’agit donc d’un trafic à forte proportion de poids lourds. Par conséquent, on utilise l’abaque de classe TL pour la détermination de l’épaisseur équivalente (cf. Annexe 4). 4.3- Epaisseur équivalente L’épaisseur équivalente est donnée par l’abaque mis au point par le LNTPB. L’abaque est en fonction de deux paramètres : le trafic corrigé des Poids Lourds 푁′ ; et le CBR du sol support. Le tableau suivant montre les valeurs de l’épaisseur équivalente obtenues par l’abaque pour chaque zone homogène : Tableau 67. Valeurs de l’épaisseur équivalente obtenues par l’abaque pour chaque zone homogène Zone CBR Epaisseur équivalente [cm] I 21 23,3 II 13 26,2 III 10 29,0 IV 26 21,0 4.4- Méthode de calcul des épaisseurs réelles de chaque couche Les épaisseurs de chaque couche doivent respecter la relation suivante : 푒é푞 = 푎푓ℎ푓 + 푎푏ℎ푏 + 푎푟ℎ푟 Où 푎푓, 푎푏 et 푎푟 représentent respectivement le coefficient d’équivalence du matériau de la couche de fondation, celui de la couche de base et celui de la couche de roulement ; Et ℎ푓, ℎ푏 et ℎ푟 représentent leurs épaisseurs respectives. La méthode consiste à calculer l’épaisseur d’une couche en se donnant celles des deux autres tout en respectant les épaisseurs minimales. Dans cette étude, l’épaisseur de la couche de roulement et celle de la couche de base seront fixées ; celle de la couche de fondation se calculera alors par la formule : 푒é푞 − (푎푏ℎ푏 + 푎푟ℎ푟) ℎ푓 = 푎푓 79 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 4.5- Choix des matériaux Pour la structure de la nouvelle chaussée, on va adopter les matériaux suivant les couches respectives : Couche de fondation : on utilisera du Matériau Sélectionné (MS) vu son abondance et sa proximité par rapport à l’axe du Projet ; Couche de base : on choisit la Grave Concassée Non Traitée (GCNT) parce que c’est un matériau relativement moins cher ; Couche de roulement en Enduit Superficiel Bicouche (ESb) parce que le trafic à l’année de mise en service est classé faible et n’atteint pas encore le seuil de bitumage de 250 véh/j mais s’accroît progressivement. Dans ce cas la couche de base en GCNT sera imprégnée d’une couche d’imprégnation en ECR 65. 4.6- Coefficient d’équivalence des matériaux Les coefficients d’équivalence des matériaux sont déduits des essais AASHO. Ils sont fonction du module d’élasticité 퐸푖 du matériau 푖 et se calcule par la formule empirique : 8 퐸 푎 = √ 푖 푖 50 000 푎푖 : Coefficient d’équivalence du matériau 푖 ; 퐸푖 [푀푃푎] : Module d’élasticité du matériau 푖. Le tableau ci-dessous donne quelques valeurs des coefficients d’équivalence des matériaux fréquemment utilisés : Tableau 68. Valeurs des coefficients d'équivalence des matériaux Matériau Coefficient d’équivalence ESb 1,00 BB/EDC 2,00 GB 1,50 GCNT 1,00 M.S 퐶퐵푅 ≥ 40 0,75 30 ≤ 퐶퐵푅 ≤ 40 0,70 20 ≤ 퐶퐵푅 ≤ 30 0,60 15 ≤ 퐶퐵푅 ≤ 20 0,50 Source : Cours Route II (2016) 80 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro D’après le choix des matériaux vu précédemment (cf. Choix des matériaux), on obtient : 푎푟 = 1,0 ; 푎푏 = 1,0 ; 푎푓 = 0,70. 4.7- Epaisseurs minimales L’épaisseur minimale de la couche de roulement dépend uniquement du trafic tandis que celle de la couche de base dépend du trafic et de la valeur du CBR de la couche de fondation. Le tableau suivant donne les valeurs des épaisseurs minimales : Tableau 69. Epaisseur minimale de CR et CB Trafic N Epaisseur minimale Couche CBR de la CF Matériau [véh/j] [cm] Roulement 10 - 1 ES monocouche 20 à 100 - 2 ES bicouche ≥ 100 - 3 ou 4 EDC ou BB Base 20 à 100 20 à 30 20 ≥ 30 15 - ≥ 200 20 à 30 25 ≥ 30 20 Source : Cours Route II (2016) Prenons comme épaisseur minimale : ℎ푟 푚푖푛 = 2 푐푚, pour la couche de roulement ESb ; ℎ푏 푚푖푛 = 15 푐푚, pour la couche de base en GCNT. Ainsi, nous avons pu chiffrer tous les paramètres permettant de calculer l’épaisseur de la couche de fondation ℎ푓. Ainsi, nous avons pu chiffrer tous les paramètres permettant de calculer l’épaisseur de la couche de fondationℎ푓. 4.8- Epaisseurs réelles obtenues par la méthode LNTPB Après le calcul de l’épaisseur ℎ푓 de la couche de fondation, on obtient l’épaisseur réelle de chaque couche de la chaussée. 81 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 70. Epaisseur réelle de chaque couche selon la méthode LNTPB ℎ푟 ℎ푏 ℎ푓 Zone Epaisseur [cm] [cm] [cm] 퐻 CBR 푡표푡푎푙 homogène équivalente MS [cm] ESb GCNT Théorique Pratique I 21 23,3 2 15 9,0 10 27,0 II 13 26,0 2 15 12,9 15 32,0 III 10 29,0 2 15 17,1 20 37,0 IV 26 21,0 2 15 5,7 8 25,0 Ainsi, la structure de chaussée est comme suit : Zone I Zone II Zone III Zone IV Zon e III Zon e III 15 GCNT 15 GCNT 15 GCNT 15 GCNT 10 MS 15 MS 8 MS 20 MS CBR 21 CBR 13 CBR 26 CBR 10 Figure 21. Structure de la chaussée obtenue par la méthode LNTPB 4.9- Vérification des contraintes Cette étape consiste à vérifier si les épaisseurs obtenues par le dimensionnement conviennent à supporter les charges auxquelles la chaussée sera soumise. Les vérifications à faire sont : Vérification des contraintes radiales 𝜎푟 à la base des couches liées ; Vérification des contraintes verticales de non-poinçonnement 𝜎푧 au niveau du sol support. a) Méthodologie La méthode consiste à vérifier si les contraintes radiales et verticales dépassent ou non les contraintes admissibles. Dans la démarche de cette vérification, nous suivrons les étapes de calcul suivantes : Déterminer 𝜎푟 et 𝜎푧 en utilisant les abaques de Jeuffroy-Bachelez (cf. Annexe 5) ; Déterminer les contraintes admissibles 𝜎푟,푎푑푚 et 𝜎푧,푎푑푚 ; Vérifier que 𝜎푟 ≤ 𝜎푟,푎푑푚 et 𝜎푧 ≤ 𝜎푧,푎푑푚. 82 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro b) Détermination des contraintes radiales et verticales Les contraintes radiales 𝜎푟 et verticales 𝜎푧 sont données par les abaques de Jeuffroy- Bachelez (cf. Annexe 5). Le dimensionnement de la chaussée souple selon la méthode LNTPB est basé sur le modèle tri couche de Jeuffroy-Bachelez supportant un essieu standard à roues jumelées de 13 T. Les caractéristiques de l’essieu standard et du modèle tri couche sont représentées par la figure qui suit : Figure 22. Modèle tri couche de Jeuffoy-Bachelez 푎 : Rayon d’empreinte des pneus ; 푞 : Pression de gonflage des pneumatiques ; ℎ푖 : Epaisseur de la couche i (la dernière couche est supposée infinie); 퐸푖 : Module d’élasticité du matériau de la couche i. Cependant, notre structure de chaussée est constituée de quatre couches en tenant compte de la plateforme dont l’épaisseur est supposée infinie. Il est donc nécessaire de faire la transformation de notre modèle quadri couche en modèle tri couche. Pour ce faire, nous allons assembler la couche de roulement et la couche de base en une seule couche équivalente. Figure 23. Transformation du modèle quadri-couche en modèle tri-couche 83 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Pour le modèle tri-couche, les abaques en fonction de α et 훽 donnent respectivement les 2 휎 휎 퐸 ⁄3 valeurs de 푧 et de 푟 ( 1) ; les contraintes recherchés sont déduites après. 푞 푞 퐸 Les hypothèses de calcul sont : 푞 = 0,662 푀푃푎 ; 푎 = 12,5 푐푚 ; 푑 = 37,5 푐푚 ; L’épaisseur ℎ et le module d’élasticité E de la couche équivalente obtenus par l’une des relations suivantes : ′ 퐸 = 퐸1 ′ { ′ ′ 3 퐸2 ℎ = ℎ1 + 0,9 × ℎ2 × √ ′ 퐸1 ′ 퐸 = 퐸2 ′ { ′ ′ 3 퐸1 ℎ = ℎ2 + 0,9 × ℎ2 × √ ′ 퐸2 Les valeurs de α et β sont obtenues par les formules suivantes : ℎ 훼 = 1 푎 ℎ 3 퐸 훽 = × √ 푎 6퐸1 Déterminons les contraintes 퐸 Choisir l’abaque à utiliser en fonction de la valeur de 1, si cette valeur est différente de 1,3 퐸2 ou 9, on procède à une interpolation ; Calculer α et β et les ramener sur l’abaque ; 휎 Marquer les points d’abscisse α et d’ordonnée β et déterminer les valeurs des courbes 푧 et 푞 2 휎 퐸 ⁄3 푟 ( 1) constantes qui y passent ; 푞 퐸 Déduire les valeurs de 𝜎푟 et 𝜎푧. 84 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Les valeurs du module d’élasticité des matériaux fréquemment utilisés sont représentées dans le tableau suivant : Tableau 71. Module d’élasticité de chaque couche Couche Nature de la couche Module d’élasticité [MPa] BB 2 450 Couche de revêtement ES 2 500 Enrobé 2 450 GCNT 300 – 500 Couche de base Sol-Chaux 500 – 1 500 퐶퐵푅 ≥ 40 200 Couche de fondation 30 ≤ 퐶퐵푅 ≤ 40 150 – 200 20 ≤ 퐶퐵푅 ≤ 30 100 – 150 Source : Cours Route II (2016) Pour les MS et le sol de la plateforme, le module d’élasticité peut être calculé par la formule : 퐸 [푀푃푎] = 5 × 퐶퐵푅 c) Détermination des contraintes admissibles Contrainte admissible de traction 𝜎푟,푎푑푚 La contrainte de traction admissible 𝜎푟,푎푑푚 au niveau du revêtement ou des couches liées est donnée à titre indicatif dans le guide de dimensionnement des chassées neuves pour les pays tropicaux. Elle est de 1 à 1,5 MPa pour les Enduits Superficiels. Contrainte verticale admissible 𝜎푧,푎푑푚 La contrainte admissible 𝜎푧,푎푑푚 est déterminée par la formule de Dormon – Kerkhoven : 0,03 퐶퐵푅 𝜎 [푀푃푎] = 푧,푎푑푚 1 + 0,7 푙표푔 푁 푁 : Nombre de poids lourds ≥ 3,5 푇 à l’année de mise en service. Exemple de calcul pour la zone homogène I CBR de plateforme = 10 ; Modèle quadri-couche : ′ ′ o CR (ESb) : ℎ1 = 2 푐푚, 퐸1 = 2500 푀푃푎 ; ′ ′ o CB (GCNT) : ℎ2 = 2 푐푚, 퐸2 = 450 푀푃푎 ; o CF (MS) : ℎ1 = 12 푐푚, 퐸1 = 180 푀푃푎 ; o Plateforme: ∞, 퐸1 = 50 푀푃푎. Modèle tri-couche équivalente 3 450 o C équivalente :ℎ = 2 + 0,9 × 20 × √ = 12,23 푐푚, 퐸 = 2 500 푀푃푎 ; 2450 85 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro o CF (MS) : ℎ1 = 12 푐푚, 퐸1 = 180 푀푃푎 ; o Plateforme: ∞, 퐸2 = 5 × 24 = 50 푀푃푎. 12 12,23 3 2450 훼 = = 0,96 푒푡 훽 = √ = 1,01; 12,5 12,5 6×150 퐸 180 1 = = 3,6; 퐸2 50 Les abaques de Jeuffroy-Bachelez donnent: 퐸 휎 휎 퐸 2 Pour 1 = 1, 푧 = 0,255 푒푡 푟 ( 1) ⁄3 = 0,132; 퐸2 푞 푞 퐸 퐸 휎 휎 퐸 2 Pour 1 = 3, 푧 = 0,290 푒푡 푟 ( 1) ⁄3 = 0,340. 퐸2 푞 푞 퐸 Après l’interpolation, on obtient 𝜎푧 𝜎푟 퐸1 2 = 0,265 푒푡 ( ) ⁄3 = 0,191 푞 푞 퐸 D’où 𝜎푟 = 0,814 푀푃푎 푒푡 𝜎푧 = 0,176 푀푃푎; Contraintes admissibles : o Contrainte radiale admissible : 𝜎푟,푎푑푚 = 1푀푃푎 0,03×24 o Contrainte vertical admissible: 𝜎 = = 0,311 푀푃푎 푧,푎푑푚 1+0,7 푙표푔76 Conclusion Les conditions 𝜎푟 ≤ 𝜎푟,푎푑푚 et 𝜎푧 ≤ 𝜎푧,푎푑푚 sont vérifiées. Nous pouvons donc confirmer que la structure de chaussée obtenue par la méthode de dimensionnement LNTPB est convenable pour la zone homogène I. d) Présentation des résultats Le tableau qui suit montre les résultats de la vérification des contraintes pour chaque zone homogène. 86 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 72. Récapitulation des résultats pour la vérification de contraintes Contrainte radiale de traction Zone CBR Structure de la chaussée 𝜎푟 𝜎푟,푎푑푚[MPa] Observation homogène [MPa] I 21 2ESb + 15GCNT + 10 MS 0,814 1,00 Vérifiée II 13 2ESb + 15GCNT + 25 MS 0,543 1,00 Vérifiée III 10 2ESb + 15GCNT + 20 MS 0,339 1,00 Vérifiée IV 26 2ESb + 15GCNT + 8 MS 0,644 1,00 Vérifiée Contrainte verticale de compression I 21 2ESb + 15GCNT + 10MS 0,176 0,310 Vérifiée II 13 2ESb + 15GCNT + 15 MS 0,118 0,207 Vérifiée III 10 2ESb + 15GCNT + 20 MS 0,074 0,129 Vérifiée IV 26 2ESb + 15GCNT + 8 MS 0,140 0,246 Vérifiée 5- Choix de la variante retenue Nous allons effectuer une analyse multicritère pour le choix de la variante qui sera retenue pour le Projet. En effet le choix de la variante repose sur nombreux critères : Le coût des travaux: c’est le principal critère qui intéresse les bailleurs de fonds; le coût comprend la construction et aussi l’entretien ; La technologie de mise en œuvre: il faut tenir compte des difficultés que pourrait entrainer la réalisation ; La pérennité de la construction; il est préférable que la durée de vie de la route soit plus longue ; Le confort et la sécurité des usagers. 5.1- Analyse multicritère des variantes Il est nécessaire d’effectuer une analyse multicritère pour savoir laquelle des variantes est la plus avantageuse. a) Coût Le tableau qui suit montre le montant nécessaire à la réalisation de chacune des variantes. 87 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 73. Coût de réalisation pour chaque variante Nature de la Montant Unité Quantité Prix unitaire couche [Ar] Solution de la méthode LCPC C. roulement en 푚3 9 753 531 536,88 5 184 219 516,38 BB C. base en GCNT 푚3 32 511 58 449,34 1 900 239 478,82 C. fondation en 푚3 31 371 39 016,56 1 224 001 379,22 MS TOTAL Variante 1 8 308 460 374,42 Solution de la méthode LNTPB C. roulement en 푚2 162 554 24 930,04 4 052 487 694,18 ESb C. base en GCNT 푚3 32 511 5 449,34 1 900 239 478,82 C. fondation en 푚3 28 044 39 016,56 1 094 180 408,64 MS TOTAL Variante 2 6 916 864 061,64 Comme nous le montre le tableau ci-dessus, la variante n°2 est la moins couteuse des deux. b) Technologie de mise en œuvre Les variantes sont tous les deux pratiquées couramment et applicables à Madagascar ; en général, elles ne présentent pas de grandes difficultés de mise en œuvre. c) Pérennité de la construction Vues les natures et les épaisseurs des couches qui constituent la chaussée, on estime que c’est la variante n°1 (structure obtenue par la méthode LCPC) qui est la plus pérenne. d) Confort et sécurité des usagers Les deux variantes sont aptes techniquement à assurer le confort et la sécurité des usagers. Selon chacun de ces critères, les variantes seront appréciées de la manière suivante : Tableau 74. Manière d’appréciation des variantes Appréciation Note Très favorable 5 Favorable 4 Neutre 3 Défavorable 2 Très défavorable 1 88 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Il en découle alors le tableau du résultat de l’analyse multicritère suivant : Tableau 75. Analyse multicritère des variantes Appréciation Critère Méthode LCPC Méthode LNTPB n°1 n°2 Coût des travaux 2 5 Technologie de mise en œuvre 4 4 Pérennité de la construction 4 3 Confort et sécurité 5 5 NOTE 15 17 5.2- Variante retenue Après avoir effectué l’analyse multicritère de chaque variante, on va choisir comme variante retenue la variante n°2, c’est-à-dire la structure de chaussée obtenue par la méthode LNTPB. Ainsi la structure de chaussée (cf. Epaisseurs réelles obtenues par la méthode LNTPB) sera la suivante : Couche de fondation en Matériaux Sélectionnés ; Couche de base en GCNT 0/315 ; Couche de roulement en Enduit Superficiel bicouche. Figure 24. Structure de la chaussée de la variante retenue 89 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro CHAPITRE VII : ETUDE HYDROLOGIQUE ET HYDRAULIQUE Dans ce chapitre, nous allons traiter les données hydrologiques du site contenant le Projet;ce qui nous amènera ensuite à étudier les ouvrages permettant d’évacuer l’eau en dehors de l’emprise de la route. Ainsi, avant d’entamer l’étude proprement dite des ouvrages d’assainissement, il nous faudra procéder à une étude hydrologique permettant d’estimer le débit d’eau de pluie fourni par bassin versant de notre tronçon d’étude. 1- Etude hydrologique 1.1- Pluviométrie de la zone d’implantation du Projet Les données pluviométriques dont on dispose sont un échantillon des hauteurs de pluie maximales journalières prises entre 2004 et 2015. Tableau 76. Hauteurs de pluie journalière maximales de 2004 à 2015 Année Pluie journalière maximale H [mm] 2004 40,2 2005 59,4 2006 188,0 2007 186,9 2008 131,1 2009 66,8 2010 74,3 2011 99,4 2012 63,6 2013 102,4 2014 86,0 2015 118,0 Source : service de la météorologie Ampandrianomby Le phénomène de crue est généralement ajustable à de nombreuses lois statistiques mais on s’abstiendra uniquement à celles qui dont intervenir le moins de paramètres et qui sont facilement utilisables. Parmi ces lois, les plus communément employées sont : la loi de Goodrich ; la loi de Pearson ; la loi de Fréchet ; la loi de Gumbel. Nous allons choisir cette dernière, c’est-à-dire la loi de Gumbel, pour représenter la distribution statistique notre échantillon qui est la population des hauteurs de pluies maximales journalières. 90 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro a) Application de la loi de Gumbel sur l’échantillon La loi de Gumbel, appelée également loi doublement exponentielle, est définie par : −푢 퐹(퐻) = 푒−푒 푢 = 훼(퐻 − 퐻0) Où : H est la variable aléatoire indépendante qu’on doit étudier ; Α et H0 sont les deux paramètres d’ajustement de Gumbel ; ils se déduisent des paramètres statistiques 𝜎 et 퐻̅ par les relations : 1 훼 = 푒푡 퐻 = 퐻̅ − 0,45𝜎 0,780𝜎 0 Avec 퐻̅ est la moyenne arithmétique des valeurs de H ; 훴퐻 퐻̅ = 푖 푁 퐻̅ = 119,18 푚푚 Σ est l’écart-type : 훴(퐻 − 퐻̅)2 𝜎 = √ 푁 − 1 𝜎 = 47,79 푚푚 On obtient alors les paramètres d’ajustement : α = 0,027 µo = 97,67 mm Ainsi, on obtient : −0,027(퐻−97,67) 퐹(퐻) = 푒−푒 b) Calcul des hauteurs de pluie maximales journalières pour diverses périodes de retour Le principe de calcul des hauteurs de pluie maximales journalières consiste à égaliser les deux expressions de la variable u tiré de la loi de répartition. Ainsi, on a : 푢 = − ln(−푙푛퐹) = 훼 (퐻 − 퐻0) Pour obtenir la valeur correspondante à la hauteur de pluie pour une période T donnée, la fonction de non-dépassement est calculée pour cette période de retour T par la relation : 1 퐹 = 1 − 푇 91 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro D’où on obtient l’expression de la hauteur de pluie : 1 퐻(24, 푇) = −𝜎 {[0,780푙표푔 (−푙표푔 (1 − ))] + 0,45} + 퐻̅ 푇 D’après cette formule, on a les hauteurs de pluies maximales journalières correspondantes respectivement aux périodes de retour de 10, 25, 50 et 100 ans Tableau 77. Hauteur de pluie pour une période de retour T T [ans] H(24,T) [mm] 10 181,63 25 216,99 50 243,22 100 269,26 c) Test de validité de l’ajustement Un test de validité de l’ajustement permet de juger si la loi de Gumbel est convenable ou non pour représenter la distribution statistique des pluies maximales journalières. Le test de validité utilisé est le test χ2 Le test χ2 Le test de χ2 est un test de validité de l’ajustement qui permet de juger si la loi appliquée est acceptable ou non. Pour mettre en œuvre ce test, on procède de la manière suivante : Découper l’échantillon en K classes telles que K supérieures à 4. ; Soit ni le nombre d’éléments dans la classe i ; Déterminer le nombre théorique vi des valeurs contenues dans chaque classe i par la relation : 퐻푖 푣푖 = 푁 ∫ 푓(퐻)푑퐻 = 푁[퐹(퐻푖) − 퐹(퐻푖+1)] 퐻푖+1 N : nombre de valeurs sur l’échantillon ; Hi et Hi+1 : bornes de la classe i. Déterminer le nombre χ2 par la relation : ( )2 2 푁 푛푖 − 푣푖 휒 = 훴푖=1 푣푖 92 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Calculer le nombre de degrés de liberté 휆 par la relation : 휆 = 퐾 − 푝 − 1 K : nombre de classes de l’échantillon ; p : nombre de paramètres de la loi adoptée (loi de Gumbel ⟺ p = 2) Chercher sur la table de distribution de Pearson (cf. Annexe 6) la probabilité de dépassement correspondant aux valeurs χ2 et 휆. o Si cette probabilité est supérieure à 0,05 ; l’ajustement est satisfaisant ; o Si cette probabilité est inférieure à 0,05, l’ajustement n’est pas convenable, il est préférable de le rejeter. Nous allons suivre les étapes ci-dessus pour effectuer le test χ2 de la fonction de répartition de Gumbel F(H). −0,027(퐻−97,67) 퐹(퐻) = 푒−푒 L’échantillon de 25 valeurs est réparti par ordre décroissant des hauteurs de pluie en 5 classes (K = 5) comme nous montre le tableau qui suit : Tableau 78. Répartition d’échantillon en 5 classes Numéro Borne Hi Nombre ni 1 >160 5 2 160 à 120 5 3 120 à 90 5 4 90 à 80 5 5 <80 5 Le nombre théorique vi des valeurs dans chaque classe i calculé est présenté dans le tableau suivant : 93 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 79. Calcul du nombre théorique vi Classe Hi F(Hi) F(Hi)- F (Hi+1) Vi=N [F(Hi)- F(Hi+1)] ∞ 1,000 1 0,172 4,288 160 0,828 2 0,251 6,287 120 0,577 3 0,284 7,112 90 0,292 4 0,092 2,302 80 0,200 5 0,200 5,008 0 0,000 On peut maintenant calculer la valeur de χ2 ( )2 2 푁 푛푖 − 푣푖 휒 = 훴푖=1 푣푖 (5 − 4,288)2 (5 − 6,287)2 (5 − 7,112)2 (5 − 2,302)2 (5 − 5,008)2 휒2 = + + + + 4,288 6,287 7,112 2,302 5,008 χ2 = 4,168 Le degré de liberté est calculé par 휆 = 퐾 − 푝 − 1 휆 = 5 – 2 – 1 = 2 La table de distribution de Pearson (cf. Annexe 6) donne, pour les valeurs de χ2 et 휆 une probabilité de dépassement de 0,132 ; ce qui est supérieure à 0,05. Donc la loi de Gumbel est acceptable pour représenter la distribution statistique des pluies maximales journalières. d) Intervalle de confiance La notion d’intervalle de confiance est introduite parce qu’on présume que les valeurs estimées à l’aide de la loi statistique des hauteurs de pluie H ne correspondent pas totalement à leurs vraies valeurs Hr; ces dernières ne pouvant être connues qu’avec un échantillonnage de dimension infinie. 94 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro La valeur réelle Hr des hauteurs de pluie est telle que : 퐻 − 퐾2𝜎 < 퐻 + 퐾1𝜎 σ : écart-type ; K1 et K2 sont lues sur l’abaque d’estimation des crues de Frechet-Gumbel (cf. Annexe 7) pour un seuil de confiance de 95 %. Les paramètres d’entrée de l’abaque sont : √푁, N est la taille d’échantillon ; N = 25 ; Les diverses périodes de retour de crue. Tableau 80. Détermination de l’intervalle de confiance T K1 K2 K1σ K2 σ H Hr [ans] [mm] [mm] 10 0,48 0,37 20,51 17,58 181,63 163,94 < Hr < 204,58 25 0,63 0,50 31,26 24,42 216,99 193,08 < Hr < 247,11 50 0,77 0,59 37,12 29,31 243,22 215,05 < Hr < 280,04 100 0,89 0,70 42,98 34,19 269,26 235,79 < Hr < 311,82 e) Pluies journalières maximales pour différentes périodes de retour Finalement, pour chaque valeur de la période de retour T, on obtient les résultats des hauteurs réelles des pluies maximales récapitulés dans le tableau suivant : Tableau 81. Hauteurs de pluies maximales pour différentes fréquences T [ans] H (24,T) [mm] 10 184,26 25 220,10 50 247,53 100 273,81 1.2- Détermination des débits de crue des bassins versants a) Caractéristiques des bassins versants Un bassin versant est un site naturel topographiquement délimité par la ligne de partage des eaux. Dans ce sens, un bassin versant peut être défini comme étant le lieu des points de l’espace géographique où les précipitations sont susceptibles de contribuer au débit observé dans une section donnée de cours d’eau. Un bassin versant est caractérisé par : Sa surface S ; Sa pente moyenne I, Son coefficient de ruissellement C Son coefficient de forme K ; La longueur de Thalweg principal L. 95 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 82. Caractéristiques des Bassins Versants N° Localisation S I C Longueur PK début PK fin km 1 48+300 48+850 0,58 5,00 0,30 0,550 2 48+850 49+550 0,090 6,30 0,30 0,700 3 49+550 49+975 0,21 3,70 0,30 0,425 4 49+975 50+150 0,01 2,40 0,35 0,175 5 50+150 50+750 0,33 4,20 0,30 0,600 6 50+750 51+600 0,23 3,70 0,30 0,850 7 51+600 52+100 0,35 1,60 0,30 0,500 8 52+100 52+250 0,08 3,20 0,30 0,150 9 52+250 53+120 0,05 2,80 0,35 0,870 10 53+750 56+110 1,26 2,40 0,30 2,360 11 56+110 56+775 0,19 3,50 0,30 0,665 12 56+775 57+375 0,41 2 ,70 0,30 0,600 13 57+375 59+930 2,97 1,00 0,30 2,555 14 61+675 62+250 0,19 0,90 0,30 0,575 15 62+250 63+300 1,52 7,9 0,35 1,050 16 63+300 65+200 2,07 11,1 0,30 1,900 17 66+900 70+825 3,05 2,80 0,30 3,925 18 72+900 75+100 3,93 5,7 0,35 2,200 19 76+350 78+250 3,79 3,90 0,30 1,900 b) Méthode de détermination des débits de crue Il existe plusieurs méthodes de détermination du débit de crue selon la surface du BV concerné. Pour les petits BV, les méthodes les plus souvent utilisées sont : Méthode de Manning – Strickler ; Méthode de Louis Duret ; Méthode rationnelle Plus particulièrement, la méthode rationnelle est adaptée aux BV dont la surface푆 ≤ 4푘푚2. Vu que les surfaces des BV de notre tronçon d’étude ne dépassent pas cette valeur, on va adopter la méthode rationnelle pour la détermination des débits de crue. c) Calcul du débit de crue par la méthode rationnelle Le débit à évacuer pour une période de retour 푄 de retour est défini par la relation : 푄푝 = 0,278 × 퐶 × 푆 × 퐼(푡푐, 푃) C : coefficient de ruissellement ; S : surface du BV ; I (tc,P) : ntensité de pluie pendant le temps de concentration 푡푐 et de période de retour P. Elle est donnée par la relation : 96 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro −0,763 퐼(푡푐, 푃) = 28 × (푡푐 + 18) × 퐼(1ℎ, 푃) tc est défini comme étant le temps que met une goutte de pluie qui tombe au point le plus éloigné de l’exutoire pour arriver à cet exutoire. Il est obtenu par la formule de Ventura : 푆 2 푡 = 7,62 × ( ) 푐 퐼 I (1h, P) est l’intensité horaire de l’averse de période de retour P. Elle est donnée par la relation : 퐼(1ℎ, 푃) = 0,22 × 퐻(24, 푃) + 56 H (24, P) : Hauteur de pluie maximale de 24 heures tombée en un point quelconque du BV pour une période de retour P. d) Exemple de calcul Nous allons effectuer le calcul du débit de crue du BV n°18. Les caractéristiques de ce BV sont les suivantes : S = 3,93 Km2 I = 5,7% C = 0,35 Pour une période de retour P = 10 ans : 퐻 (24, 푃) = 184,26푚푚 ; 퐼(1ℎ, 푃) = 0,22 × 184,26 × 56 = 96,54 푚푚 ; 3,93 2 푡 = 7,62 × ( ) = 63,27 푚푚 ; 푐 0,057 −0,763 퐼(푡푐, 푃) = 28 × (63,27 + 18) × 96,54 = 94,31 푚푚 ; 푚3 푄푝 = 0,278 × 0,35 × 3,93 × 94,31 = 36,06 ⁄푠 e) Récapitulation des résultats Les résultats de calcul des débits de crue de tous les BV de l’axe du Projet pour une période de retour P = 10 ans sont présentés dans le tableau suivant : 97 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro H (24, P) I (1h, P) t I (tc, P) Q N° S I C c p [mm] [mn] [mn] [mm] [m3/s] 1 0,58 5 0,3 184,26 96,54 25,953 150,75 7,292 2 0,09 6,3 0,3 184,26 96,54 9,108 217,97 1,636 3 0,21 3,7 0,3 184,26 96,54 18,154 174,98 3,065 4 0,01 2,4 0,35 184,26 96,54 4,919 247,76 0,241 5 0,33 4,2 0,3 184,26 96,54 21,359 164,00 4,513 6 0,23 3,7 0,3 184,26 96,54 18,998 171,92 3,298 7 0,35 1,6 0,3 184,26 96,54 35,639 129,50 3,780 8 0,08 3,2 0,3 184,26 96,54 12,048 201,50 1,344 9 0,05 2,8 0,35 184,26 96,54 10,183 211,60 1,029 10 1,26 2,4 0,3 184,26 96,54 55,212 102,14 10,733 11 0,19 3,5 0,3 184,26 96,54 17,754 176,47 2,796 12 0,41 2,7 0,3 184,26 96,54 29,694 141,64 4,843 13 2,97 1 0,3 184,26 96,54 131,321 59,29 14,687 14 0,19 0,9 0,3 184,26 96,54 35,011 130,66 2,071 15 1,52 7,9 0,35 184,26 96,54 33,424 133,73 19,778 16 2,07 11,1 0,3 184,26 96,54 32,906 134,77 23,266 Tableau 83. Résultats de calculs des débits de crue 1.3- Calcul des débits de drainage longitudinal Cette étape consiste à déterminer la quantité d’eau qu’on aura à évacuer à travers les fossés latéraux. Ici, il s’agit de la pluie tombée sur le bassin versant présenté par la figure suivante : Figure 25. Profil en travers du BV de drainage longitudinal 98 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro a) Méthodologie La méthode de calcul des débits de drainage longitudinal est similaire à celle des BV vue précédemment : cela veut dire qu’on va pareillement utiliser la méthode rationnelle car les surfaces des BV à considérer sont petites. Le débit de drainage longitudinal est ainsi donné par la formule : 푄 = 0,278 × 퐶 × 푆 × 퐼(푡푐, 푃) 퐼(푡푐, 푃) : intensité de pluie pendant le temps de concentration tc et de période de retour P. Elle est donnée par la relation : −0,763 퐼(푡푐, 푃) = 28 × (푡푐 + 18) × 퐼(1ℎ, 푃) tc est défini comme étant le temps que met une goutte de pluie qui tombe au point le plus éloigné de l’exutoire pour arriver à cet exutoire. Il est obtenu par la formule de Ventura : 푆 2 푡 = 7,62 × ( ) 푐 퐼 I (1h, P) est l’intensité horaire de l’averse de période de retour P. Elle est donnée par la relation : 퐼(1ℎ, 푃) = 0,22 × 퐻(24, 푃) + 56 H (24, P) : Hauteur de pluie maximale de 24 heures tombée en un point quelconque du BV pour une période de retour P. Surface du bassin versant C’est la somme de tous les surfaces composantes du BV sur la longueur 푀 considérée. Elle est définie par la relation : 푆 = 퐿 훴 푙푖 퐿 : longueur du BV ; 푙푖 : largeur de la surface i. Coefficient de ruissellement Comme la surface du BV est constituée de plusieurs surfaces de différentes couvertures, alors on considère le coefficient de ruissellement moyen de l’ensemble. Il est défini par la relation : 훴퐶 푙 퐶 = 푖 푖 훴푙푖 퐶: coefficient de ruissellement moyen ; 퐶푖 : coefficient de ruissellement de la surface 푖 ; 푙푖 : largeur de la surface 푖. 99 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Le tableau suivant indique le coefficient de ruissellement pour différentes natures de surface : Tableau 84. Valeurs des coefficients de ruissellement Nature de la couverture Pente moyenne [%] ≤ 5 5 à 10 10 à 30 > 30 Plateforme et chaussée 0,95 0,95 0,95 0,95 Terrain dénudé 0,80 0,85 0,90 0,95 Brousse clair semée 0,75 0,80 0,85 0,90 Brousse dense 0,70 0,75 0,80 0,85 Forêt ordinaire 0,30 0,50 0,60 0,70 Forêt dense 0,20 0,25 0,30 0,40 Source : cours hydraulique routière b) Exemple de calcul Nous allons effectuer un exemple calcul du débit de drainage longitudinal pour le tronçon n°1 du PK 48+400 au PK48+848. Les caractéristiques de ce tronçon sont : Longueur : L = 448 m ; Pente longitudinale : 2,95 % H (24, P) = 184,26 mm ; Largeur : l = 10 m ; Coefficient de ruissellement : o Chaussée : 0,95 o Accotement : 0,95 o Entre l’accotement et le talus : 0,80 ; o Talus : 0,95 ; o Terrain naturel : 0,85. Calculs : Surface du BV : 푆 = 448 × 10 × 10−6 = 4,48 ∙ 10−3푘푚2 Coefficient de ruissellement moyen : 0,95 × 3 + 0,95 × 1 + 0,80 × 2 + 0,95 × 1 + 0,85 × 3 퐶 = = 0,89 10 Pour une période de retour P = 10 ans 퐼(1ℎ, 푃) = 0,22 × 184,26 + 56 = 96,54 푚푚 ; 0,5 4,48∙10−3 푡 = 7,62 × ( ) = 2,97 푚푛 ; 푐 0,0295 −0,763 퐼(푡푐, 푃) = 28 × (2,97 + 18) × 96,54 = 265,15 푚푚 ; −3 푚3 푄10 = 0,278 × 0,89 × 4,48 ∙ 10 × 265,15 = 0,294 ⁄푠 100 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro c) Récapitulation des résultats Les résultats de calcul des débits de drainage longitudinal sont présentés dans le tableau suivant : Tableau 85. Débits de drainage longitudinal Localisation Longueur Pente Q10 N° PK début PK fin [m] [%] [m3/s] 1 48+300 48+748 448 2,95 0,294 2 48+748 48+912 164 0,80 0,108 3 48+912 49+302 390 1,00 0,256 4 49+302 49+746 444 5,74 0,291 5 49+746 50+364 618 3,10 0,405 6 50+364 50+700 336 3,10 0,220 7 50+700 51+068 368 0,86 0,241 8 51+068 51+584 516 0,50 0,339 9 53+750 54+119 369 0,10 0,242 10 54+119 55+205 1086 0,10 0,712 11 55+205 55+957 752 1,45 0,493 12 55+957 56+748 791 1,70 0,519 13 56+748 57+243 495 6,60 0,325 14 57+243 57+754 511 2,60 0,335 15 57+754 58+270 516 2,10 0,339 16 58+270 58+568 298 2,30 0,195 17 58+568 58+766 198 1,30 0,130 18 58+766 59+084 318 6,34 0,209 19 59+084 59+255 171 0,50 0,112 20 59+255 60+070 815 3,65 0,535 101 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 86. Suite du débits de drainage longitudinal Localisation Longueur Pente Q10 N° PK début PK fin [m] [%] [m3/s] 21 62+250 62+519 269 2,85 0,176 22 62+519 62+959 440 1,86 0,289 23 62+959 63+300 341 4,54 0,224 24 63+300 63+705 405 6,84 0,266 25 63+705 64+109 404 4,50 0,265 26 64+109 64+771 662 2,50 0,434 27 64+771 64+923 152 1,20 0,100 28 64+923 65+227 304 0,65 0,199 29 65+227 65+781 554 1,50 0,363 30 65+781 66+091 310 2,00 0,203 31 66+091 66+653 562 3,80 0,369 32 66+653 67+144 491 6,55 0,322 33 67+144 67+712 568 4,20 0,373 34 67+712 68+692 980 2,80 0,643 35 68+692 68+956 264 1,50 0,173 36 68+956 69+214 258 3,80 0,169 37 69+214 69+770 556 4,90 0,365 38 69+770 71+022 1252 3,40 0,821 39 71+022 71+440 418 2,45 0,274 40 71+440 72+028 588 0,80 0,386 41 72+028 72+406 378 1,25 0,248 42 72+406 72+582 176 0,54 0,115 43 76+350 76+666 316 0,34 0,207 44 76+666 77+251 585 1,65 0,384 102 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 2- Etude hydraulique 2.1- Etude des fossés latéraux Les fossés latéraux sont des ouvrages d’assainissement longeant la route. Ils se situent de part et d’autre ou d’une seule côté de la chaussée selon le profil en travers. Ils sont destinés à évacuer l’eau recueillie par les BV composés de la chaussée et des zones environnantes, vers la zone de décharge la plus proche. L’étude des fossés latéraux consiste à déterminer le type et les dimensions des fossés qu’on aura à implanter pour évacuer les débits de drainage longitudinal tout en considérant la vitesse d’écoulement. a) Méthodologie et principe de dimensionnement Trois types de fossé peuvent être aménagés suivant la nécessité: triangulaire, rectangulaire, et trapézoïdal. Pour commencer le dimensionnement, on choisit toujours le fossé triangulaire; une autre section de capacité d’évacuation plus importante sera étudiée si le fossé est sous dimensionné. Dans le dernier cas, si le fossé demeure sous dimensionné, on a recours à l’implantation des ouvrages de décharge. La méthode consiste à déterminer le débit maximal évacuable 푄푚푎푥 pour un fossé et de le comparer au débit 푄0 à évacuer. On retient les fossés dont les dimensions permettent d’avoir un 푄푚푎푥 égal à 푄0 à 5 % près. Pour déterminer le débit maximal évacuable 푄푚푎푥 , on utilise la formule de Manning-Strickler : 푄푚푎푥 = 푣 × 휔 푣 : vitesse d’écoulement [m/s] ; 휔 : surface mouillée de la section du fossé [m2]. 2 1⁄ ⁄3 2 푣 = 푘 × 푅 × 푖푓 Avec : 푘 : coefficient de rugosité de la surface d’écoulement ; 푅 : rayon hydraulique [m] ; 푖푓 : pente longitudinale du fossé. b) Différents paramètres des fossés b.1 Rayon hydraulique Le rayon hydraulique est défini par la relation : 휔 푅 = 휒 휔 : surface mouillée ou ouverture efficace du fossé [m2] ; 휒 : périmètre mouillé [m]. 103 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Le tableau suivant définit les surfaces et périmètres mouillés des différentes formes de fossé : Tableau 87. Caractéristiques des fossés de pied Source : cours Hydraulique routière b.2 Coefficient de rugosité des surfaces d’écoulement Le coefficient de rugosité 푙 dépend du revêtement du fossé et de l’état de celui-ci. Les valeurs du coefficient de rugosité sont lues dans le tableau suivant : Tableau 88. Valeurs du coefficient de rugosité k Nature de la surface d’écoulement Valeur de k Bon Passable Mauvais Sol sableux 50 50 40 Sol argileux Compact 59 50 - Sec 56 53 - Revêtement en bois 100 83 71 Revêtement en béton Lisse 83 77 - rugueux 71 67 56 Maçonnerie de Jointoyée 71 67 62 moellons sèche 50 45 37 Gazonnage 33 33 29 104 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro b.3 Pente longitudinale du fossé Il s’agit de la pente du fond du fossé. Elle est donnée par la relation : 퐻 − 퐻 푖 = 0 + 푖 푓 퐿 푇 퐻 : profondeur du fossé [m] ; 퐻0 : profondeur de garde du fossé [m], 퐻0 = 0,10 푚 ; 퐿 : longueur du fossé [m] ; 푖푇 : pente longitudinale du terrain naturel. c) Conditions c.1 Sur les dimensions du fossé Pour raison de conformité, il y a des limitations à prendre en compte au niveau des dimensions des fossés : . Largeur à la gueule du fossé : o Triangulaire : 퐵 ≤ 1,00 푚 ; o Rectangulaire : 푏 ≤ 0,40푚 ; o Trapézoïdale : 퐵 ≤ 1,00 푚. . Profondeur du fossé : o Triangulaire : 퐻 ≤ 0,40 푚 ; o Rectangulaire : 퐻 ≤ 0,60푚 ; o Trapézoïdale : 퐻 ≤ 0,60 푚. c.2 Sur la vitesse d’écoulement Pour éviter tout risque d’affouillement et d’ensablement, la vitesse d’écoulement doit vérifier la relation : 푣푒푛푠 ≤ 푣 ≤ 푣푎푓푓 . 푣푒푛푠 : vitesse d’ensablement : 푚 o 푣푒푛푠 = 0,25 ⁄푠 pour terrain sableux ; 푚 o 푣푒푛푠 = 0,50 ⁄푠 pour terrain limoneux. . 푣푎푓푓 : vitesse d’affouillement : 푚 o 푣푎푓푓 = 3,00 ⁄푠 pour terrain limoneux ou sableux ; 푚 o 푣푎푓푓 = 6,50 ⁄푠 pour fossé maçonné. c.3 Sur le débit |∆푄|×100 Il est nécessaire de calculer le rapport pour voir si le fossé choisi est convenable 푄 pour évacuer le débit concerné. 105 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro |∆푄|×100 . Si ≤ 5% , le fossé est bien dimensionné ; 푄 |∆푄|×100 . Si > 5% avec푄 > 푄 , le fossé est surdimensionné ; 푄 푚푎푥 0 |∆푄|×100 . Si > 5% avec푄 < 푄 , le fossé est sous dimensionné. 푄 푚푎푥 0 d) Nombre et emplacement des ouvrages de décharge S’il n’y a pas d’exutoire au bout du fossé, on a recours à l’implantation d’ouvrage(s) de décharge. Le nombre d’ouvrages de décharge nécessaires est 푛 − 1 tel que : 푄 푛 = 0 푄푚푎푥 Pour calculer alors le nouveau débit à évacuer par les fossés et les ouvrages de décharge, le tronçon sera divisé en 푛 tronçons égaux et les fossés seront redimensionner avec les nouveaux paramètres : 푄 푄′ = 0 0 푛 퐿 퐿′ = 푛 ′ ′ 푚3 푄0 : nouveau débit à évacuer sur la longueur 퐿 [ ⁄푠] ; 퐿′ : longueur du fossé jusqu’à un ouvrage de décharge [m]. e) Exemple : étude de fossé pour le tronçon 68+692 au PK 72+0208 Les caractéristiques des crues le long du tronçon de l’exemple de calcul sont les suivantes : Tableau 89. Caractéristiques des BV du PK 68+692 au PK 72+028 Localisation L iT Q10 N° PK début PK fin [m] [%] [m3/s] 35 68+692 68+956 264 1,50 0,173 36 68+956 69+214 258 3,80 0,169 37 69+214 69+770 556 4,90 0,365 38 69+770 71+022 1252 3,40 0,821 39 71+022 71+440 418 2,45 0,274 40 71+440 72+028 588 0,80 0,386 106 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Nous allons commencer le dimensionnement avec le fossé triangulaire : Tableau. Dimensionnement de fossé triangulaire en terre ω χ H h R i v Q Q |∆푄| × 100 N° [m2] [m] f K max 0 Observation [m] [m] [m] [m/m] [m/s] [m3/s] [m3/s] 푄 35 0,40 0,30 0,11 1,01 0,11 0,016 50 1,47 0,166 0,172 3,46 Ok 36 0,36 0,26 0,08 0,87 0,10 0,039 50 2,08 0,176 0,176 0,26 Ok 37 0,40 0,30 0,11 1,01 0,11 0,050 50 2,58 0,291 0,370 21,51 × 38 0,40 0,30 0,11 1,01 0,11 0,034 50 2,15 0,242 0,775 68,84 × 39 0,40 0,30 0,11 1,01 0,11 0,025 50 1,84 0,207 0,272 23,91 × 40 0,40 0,30 0,11 1,01 0,11 0,009 50 1,07 0,120 0,342 64,81 × Le fossé de type triangulaire est sous dimensionné pour les BV n°37, 38, 39 et 40 ; c’est à-dire qu’il n’arrive pas à évacuer les débits. Nous allons passer à un autre type de fossé à capacité d’évacuation plus importante. Nous allons essayer avec le fossé rectangulaire Tableau 90. Dimensionnement du fossé rectangulaire en terre ω χ H h R i v Q Q |∆푄| × 100 N° [m2] [m] f k max 0 Observation [m] [m] [m] [m/m] [m/s] [m3/s] [m3/s] 푄 37 0,50 0,35 0,14 1,15 0,12 0,050 50 2,74 0,383 0,370 3,57 ok 38 0,50 0,40 0,16 1,20 0,13 0,034 50 3,24 0,387 0,775 50,08 × 39 0,50 0,35 0,14 1,15 0,12 0,025 50 1,96 0,274 0,272 0,58 ok 40 0,50 0,40 0,16 1,20 0,13 0,009 50 1,65 0,169 0,342 45,29 × Tableau 91. Dimensionnement du fossé rectangulaire maçonné ω χ H h R i Q Q |∆푄| × 100 [m2] [m] f k v [m/s] max 0 Observation N° [m] [m] [m] [m/m] [m3/s] [m3/s] 푄 38 0,50 0,40 0,16 1,20 0,13 0,034 67 3,24 0,519 0,775 33,10 × 40 0,50 0,40 0,16 1,20 0,13 0,009 67 1,65 0,263 0,342 23,07 × 107 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Le fossé de type rectangulaire est sous dimensionné pour les BV n°38 et 40. Nous allons passer au fossé de type trapézoïdal. Tableau 92. Dimensionnement du fossé trapézoïdal maçonné B b H h R i Q Q |∆푄| × 100 [m] [m] f k v [m/s] max 0 Observation N° [m] [m] [m] [m/m] [m3/s] [m3/s] 푄 38 0,45 0,35 0,90 0,30 0,16 0,034 67 3,71 0,693 0,775 10,68 × 40 0,45 0,35 0,90 0,30 0,16 0,009 67 1,87 0,350 0,342 2,23 ok Le fossé du BV n°38 est encore sous dimensionné avec les dimensions maximales de fossé, donc il faut implanter des ouvrages de décharge. Nombre d’ouvrages de décharge 0,775 푛 = = 2 0,693 Pour le BV n° 38, on a à implanter 푛 − 1 = 1 ouvrage de décharge. Distance de l’ouvrage de décharge 1252 퐿′ = = 626 푚 2 Nouveau débit à évacuer 0,775 3 푄′ = = 0,388 푚 ⁄ 2 푠 f) Récapitulation des résultats Après avoir fait les calculs nécessaires à l’étude des ouvrages de drainage longitudinal, quatre types de fossé sont retenus : fossé triangulaire en terre ; fossé rectangulaire en terre ; fossé rectangulaire maçonnerie de moellons ; fossé trapézoïdal en maçonnerie de moellons. 108 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 93. Liste des fossés triangulaires en terre Localisation L H 3 3 |∆푄|/푄0 N PK Qmax [m /s] Q0 [m /s] Observation PK fin [m] [m] [%] ° début 2 48+748 48+912 164 0,38 0,107 0,106 1,19 bien dimensionné 4 49+302 49+746 444 0,40 0,315 0,301 4,65 bien dimensionné 6 50+364 50+700 336 0,40 0,233 0,224 3,99 bien dimensionné 13 56+748 57+243 495 0,40 0,337 0,336 0,40 bien dimensionné 16 58+270 58+568 298 0,40 0,202 0,197 2,61 bien dimensionné 17 58+568 58+766 198 0,38 0,130 0,130 0,40 bien dimensionné 18 58+766 59+084 318 0,36 0,226 0,219 3,26 bien dimensionné 19 59+084 59+255 171 0,40 0,107 0,106 0,77 bien dimensionné 21 62+250 62+519 269 0,38 0,187 0,181 3,35 bien dimensionné 23 62+959 63+300 341 0,38 0,233 0,231 1,01 bien dimensionné 24 63+300 63+705 405 0,38 0,285 0,277 3,06 bien dimensionné 25 63+705 64+109 404 0,40 0,279 0,272 2,70 bien dimensionné 27 64+771 64+923 152 0,36 0,104 0,101 3,68 bien dimensionné 32 66+653 67+144 491 0,40 0,336 0,333 0,84 bien dimensionné 35 68+692 68+956 264 0,40 0,166 0,172 3,46 bien dimensionné 36 68+956 69+214 258 0,36 0,176 0,176 0,26 bien dimensionné 42 72+406 72+582 176 0 ,40 0,110 0,110 0,05 bien dimensionné 109 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 94. Liste des fossés rectangulaire en terre Localisation L H b 3 3 |∆푄|/푄0 N PK Qmax [m /s] Q0 [m /s] Observation PK fin [m] [m] [m] [%] ° début 1 48+300 48+478 448 0,50 0,35 0,300 0,294 2,10 bien dimensionné 14 57+243 57+754 511 0,50 0,40 0,342 0,330 3,57 bien dimensionné 22 62+519 62+959 440 0,50 0,40 0,292 0,281 3,73 bien dimensionné 28 54+923 65+227 304 0,50 0,40 0,184 0,185 0,51 bien dimensionné 30 65+781 66+091 310 0,50 0,30 0,200 0,203 1,61 bien dimensionné 37 69+214 69+770 556 0,50 0,35 0,383 0,370 3,57 bien dimensionné 39 71+022 71+440 418 0,50 0,35 0,274 0,272 0,58 bien dimensionné 41 72+028 72+406 378 0,45 0,35 0,325 0,238 4,48 bien dimensionné Tableau 95. Liste des fossés rectangulaires en maçonnerie de moellons Localisation L H b 3 3 |∆푄|/푄0 N PK Qmax [m /s] Q0 [m /s] Observation PK fin [m] [m] [m] [%] ° début 3 48+912 49+302 390 0,50 0,35 0,248 0,240 3,10 bien dimensionné 5 49+746 50+364 618 0,50 0,35 0,411 0,399 2,98 bien dimensionné 7 50+700 51+068 368 0,50 0,35 0,229 0,225 1,71 bien dimensionné 15 57+754 58+270 516 0,50 0,35 0,340 0,329 3,31 bien dimensionné 20 59+225 60+070 815 0,50 0,40 0,539 0,523 3,06 bien dimensionné 26 64+109 64+771 662 0,50 0,40 0,448 0,420 4,63 bien dimensionné 29 65+227 65+781 554 0,50 0,40 0,351 0,343 2,31 bien dimensionné 31 66+091 66+653 562 0,50 0,30 0,361 0,369 2,18 bien dimensionné 0,30 Nécessite 33 67+144 67+712 568 0,50 0,380 0,375 1,34 ouvrage de décharge 38 69+770 71+022 1252 0,50 0,35 0,388 0,388 0,05 bien dimensionné 43 76+350 76+666 316 0,50 0,40 0,188 0,179 4,54 bien dimensionné 44 76+666 77+251 585 0,50 0,40 0,366 0,363 0,84 bien dimensionné 110 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 96. Liste des fossés de type trapézoïdal en maçonnerie de moellons Localisation L H B 3 3 |∆푄|/푄0 N PK Qmax [m /s] Q0 [m /s] Observation PK fin [m] [m] [m] [%] ° début 8 51+068 51+584 516 0,45 0,90 0,290 0,289 0,20 bien dimensionné 9 53+750 54+119 369 0,45 0,90 0,165 0,173 4,41 bien dimensionné 10 54+119 55+205 1086 0,45 0,90 0,144 0,137 4,86 bien dimensionné 11 55+205 55+957 752 0,45 0,90 0,461 0,452 1,78 bien dimensionné 12 55+957 56+748 791 0,45 0,90 0,496 0,480 3,26 bien dimensionné 34 67+712 68+692 980 0,45 0,90 0,630 0,609 3,51 bien dimensionné 40 71+440 72+028 588 0,45 0,90 0,350 0,342 2,23 bien dimensionné 2.2- Etude des ouvrages de décharge Les ouvrages de décharge ont une fonction de drainage transversal ; c’est-à-dire : ils permettent aux eaux de ruissellement de traverser la route. Les ouvrages de décharge sont de deux types : les buses : de section circulaire, elles peuvent être métallique ou en béton, armé ou non selon le rayon. Le rayon de la section d’une buse est compris entre 0,20 m et 1,20 m. Il doit y avoir au moins 0,80 m de remblai au-dessus de la buse ; les dalots de section rectangulaire, on distingue : o les dalots ordinaires : constitués de piédroits verticaux fondés sur semelles ou radier et sur lesquels repose une dalle en BA ; o les dalots cadres : le radier, les piédroits et la dalle constitue une seule structure rigide en BA ; o les dalots portiques : semblables aux dalots cadres mais sans radier. Pour notre étude, les ouvrages de décharge à considérer sont exclusivement les dalots. Les dalots peuvent avoir deux rôles distincts : évacuer les eaux de ruissellement venant des fossés latéraux ; on parle de dalot d’assainissement ; évacuer les eaux venant d’un écoulement naturel d’un côté de la chaussée vers l’autre côté ; on parle de dalot de franchissement dans ce cas. Nous allons alors faire l’étude des dalots évacuant les débits respectifs du BV longitudinal 푚3 푚3 n°38 (푄0 = 0,38 ⁄푠) et du BV transversal n°8 (푄0 = 8,07 ⁄푠) 111 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro a) Hypothèses On considère pour les dalots : . un régime d’écoulement torrentiel ; . un écoulement à sortie libre. b) Méthode de calcul La méthode consiste à donner une largeur B au dalot. Puis, calculer la pente critique et la vitesse d’écoulement. Cette vitesse sera appréciée par rapport à la vitesse d’affouillement et à la vitesse d’ensablement pour vérifier si le dalot est bien dimensionné ou non. c) Calcul de la pente critique La pente critique de référence pour la détermination de la pente définitive à donner au dalot sera calculée par le biais des deux paramètres adimensionnels suivants : ∗ 푄0 푄퐼 = √푔 × 퐵5 1 퐼 × 푘2 × 퐵 ⁄3 퐼∗ = 푐푟 푐푟 푔 ∗ ∗ 푄퐼 et 퐼푐푟 : paramètres adimensionnels ; 퐼푐푟 : pente critique du dalot ; 푘 : coefficient de rugosité de la surface du dalot, 푘 = 67 ; 푚 푔 : accélération de la pesanteur, 푔 = 9,81 ⁄푠2 ; ∗ L’abaque de calcul de la pente dans un dalot (cf. Annexe 8) permet de déterminer 퐼푐푟 en ∗ ∗ fonction de푄퐼 . En connaissant 퐼푐푟, on peut déduire la pente critique du dalot 퐼푐푟 : ∗ 퐼푐푟 × 푔 퐼푐푟 = 1 푘2 × 퐵 ⁄3 Tableau 97. Calcul de la pente critique ∗ ∗ Q0 [m3/s] B [m] 푄퐼 퐼푐푟 퐼푐푟 [%] 0,38 0,70 0,30 3,12 0,77 8,07 300 0,7 2,80 0,42 d) Calcul de la vitesse d’écoulement Le calcul est semblable à celui de la pente critique vu précédemment. Il faut déterminer les ∗ ∗ paramètres adimensionnels푄푉 푒푡 푉 , on en déduit la vitesse après. ∗ 푉 푉 = 1 2 푘 × 퐼 ⁄2 × 퐵 ⁄3 112 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro ∗ 푄0 푄푉 = 1 8 푘 × 퐼 ⁄2 × 퐵 ⁄3 ∗ ∗ 푄푉 et 푉 sont les paramètres adimensionnels ; 퐼 est la pente réelle du dalot. Elle tient compte des imperfections de mise en œuvre et est donné par la relation : 퐼 = 1,20 × 퐼푐푟 ∗ ∗ Après avoir calculé 푄푉 , on lit 푉 dans l’abaque de calcul de la vitesse dans un dalot (cf. Annexe 8). Connaissant alors 푉∗, on obtient : 1 2 푉 = 푉∗ × 푘 × 퐼 ⁄2 × 퐵 ⁄3 Tableau 98. Calcul de la vitesse d’écoulement ∗ ∗ Q0 [m3/s] B [m] 퐼푐푟 [%] I [%] 푄푉 푉 V [m/s] 0,38 0,70 0,77 0,92 0,15 0,36 1,83 8,07 3,00 0,42 0,50 0,09 0,32 3,13 e) Vérification Le dalot ne doit présenter ni affouillement ni ensablement, pour cela sa vitesse doit être telle que : 푉푒푛푠 < 푉 < 푉푎푓푓 . 푉푒푛푠 = 0,50 푚/푠 ; . 푉푎푓푓 = 6,50 푚/푠. - Si la vitesse V est inférieure à la vitesse d’ensablement, la section doit être diminuée car l’ouvrage est surdimensionné ; - Si la vitesse V est supérieure à la vitesse d’affouillement, il faut augmenter l’ouverture du dalot. f) Calcul de la hauteur du dalot La hauteur du dalot est obtenue en ajoutant 20 cm à la hauteur de la lame d’eau : 퐷 = 푦 + 0,20 La hauteur de la lame d’eau est définie par la relation : 2 ∗ ⁄3 푦 = 퐵 × 푄푖 113 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 99. Calcul de la hauteur du dalot ∗ BV Qo [m3/s] B [m] 푄푖 y [m] D [m] 8 8,07 3,00 0,17 0,90 1,10 38 0,38 0,70 0,30 0,31 0,51 g) Conclusion Pour le BV 8, on a le choix entre un dalot simple 3,00 푚 × 1,20 푚 ou un dalot cadre à double ouvertures2 × (1,60 푚 × 1,20 푚). Nous allon choisir le dalot cadre à double ouvertures. Pour le BV 38, un dalot 70 c푚 × 60 c푚 sera construit. Figure 26. Coupes transversales des dalots étudiés, dimensions en [m] 114 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro CHAPITRE VIII : DIMENSIONNEMENT MECANIQUE DU DALOT Pour le dimensionnement mécanique, c’est le dalot à double ouvertures 2 × (160 cm × 120 cm) qui sera étudié. C’est un dalot cadre en BA. Cette étape consiste à calculer les différentes sollicitations et de déterminer ensuite les armatures de chaque élément du dalot. Les calculs de ferraillage seront menés suivant les règles de calculs et de conception des ouvrages en béton armé B.A.E.L 91 modifié 99. 1- Pré dimensionnement Le pré-dimensionnement consiste à déterminer l’épaisseur provisoire de l’ouvrage. Cette épaisseur sera rapportée et prise comme hypothèse pour le dimensionnement. Cette épaisseur des parois du dalot est donnée par la relation : 2 퐻푅 × 푙 푒 = 푒0√1 + 2000 푒0 푙 푒 = + 0,10 0 40 . HR : hauteur de remblai ; HR = 1,00 m . l : ouverture du dalot. Après calcul, on obtient : 푒0 = 0,175 푒 = 0,177 Nous allons prendre e = 0,20 m. Figure 27. Dimension du dalot en [cm] 115 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 2- Evaluation des charges appliquées au dalot 2.1- Hypothèses Pour le remblai 3 Poids volumique du remblai : 𝜌푟 = 1,8 푇/푚 ; Hauteur : 퐻푅 = 1,00 푚 ; Coefficient de poussée active dû au frottement : 퐾푎훾 = 0,33 ; Coefficient dû à une charge répartie : 퐾푎푞 = 0,33 Pour le béton 3 Poids volumique du béton : 𝜌푏 = 2,5 푇/푚 ; Angle de répartition des charges à travers le béton : 휃푏 = 45° . 2.2- Charges permanentes Charges appliquées sur le tablier Poids du remblai : 푔푟 = 𝜌푟 × 퐻푅 × 1 = 1,8 × 1 × 1 = 1,80 푇/푚 Poids propre du tablier : 푔푡 = 𝜌푏 × 푒푏 × 1 = 2,5 × 0,2 × 1 = 0,50 푇/푚 La charge appliquée au tablier est donc : 푇 푔 = 푔 + 푔 = 1,80 + 0,50 = 2,30 1 푟 푡 푚 Poussées de terre sur les piédroits extrêmes : La poussée de terre, fonction de la profondeur, est donnée par la relation : 푝(푥) = 𝜌푟 . 퐾푎훾 . 푥 + 푔푟 . 퐾푎푞 푝(0) = 1,8 × 0,33 × 0 + 1,8 × 0,33 = 0,59 푇/푚 푝(1,4) = 1,8 × 0,33 × 1,4 + 1,8 × 0,33 = 1,43 푇/푚 Réaction du sol sur le radier : La réaction du sol est égale aux charges appliquées au radier composées de : Poids propre du radier : 푔푟푎푑 = 𝜌푏 × 푒푏 × 1 = 2,5 × 0,2 × 1 = 0,50 푇/푚 Poids propre des piédroits : 푔푝 = 3 × 𝜌푏 × 푒푏 × 퐷 × 1 = 3 × 2,5 × 0,2 × 1,2 × 1 = 1,8 푇/푚 116 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro La réaction du sol vis-à-vis des poids propres est donc : 푔2 = 푔1 + 푔푟푎푑 + 푔푝 = 2,30 + 0,50 + 1,80 = 4,60 푇/푚 2.3- Surcharge d’exploitation La surcharge d’exploitation considérée sera la charge maximale provoquée par l’un des systèmes Bc et Bt. a) Coefficient de Majoration Dynamique (CMD) Le CMD est un coefficient qui tient compte des mouvements des véhicules. Il est défini par la relation : 0,4 0,6 훿 = 1 + + 퐺 1 + 0,2 퐿 1 + 4 푄 L : longueur du dalot, L= 3,8 m ; G : poids total de l’ouvrage, G= 110 T ; Q : surcharge maximale pouvant se placer sur le dalot Comme le montre la figure ci-après, le cas le plus défavorable est que 4 essieux arrières de 12 T de 2 camions de type Bc30 alignés se trouvent sur le dalot, soit Q = 48 T. Figure 28. Représentation du cas le plus défavorable sous le système Bc 0,4 0,6 훿 = 1 + + = 1,286 1 + 0,2 × 3,8 110 1 + 4 48 b) Diffusion des charges La diffusion des charges est traduite par les deux formules suivantes : 푢 = 푢0 + 2 ∙ 푡푎푛휃푟 ∙ 퐻푟 + 푒 ∙ 푡푎푛휃푏 푣 = 푣0 + 2 ∙ 푡푎푛휃푟 ∙ 퐻푟 + 푒 ∙ 푡푎푛휃푏 117 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro uo et vo : respectivement la largeur et la longueur de la roue ; u et v : respectivement la largeur et la longueur du rectangle d’impact de la roue ; Өr : angle de diffusion des charges dans le remblai, Өr = 30° ; Өb : angle de diffusion des charges dans le béton, Өb = 45° c) Coefficient de majoration des systèmes Bc et Bt L’effet des deux camions accolés a été considéré, par conséquent Bc=1,1 et Bt=1 Système Bc Pour le système Bc, uo = vo = 0,25 m 푢 = 푣 = 0,25 + 1,15 ∙ 퐻푟 + 푒 Le coefficient de majoration du système Bc est donné par la formule : 2 푠푖 0,5 < 푢 < 1,5 → ⁄[(0,5 + 푢) × 푢] 푠푖 1,5 < 푢 < 2 → 4 훿퐵푐 = 1,2 × 6 × 훿 × ⁄[( ) ( )] 1,5 + 푢 × 0,5 + 푢 8 {푠푖 2 < 푢 < 4,5 → ⁄[(4,5 + 푢) × (1,5 + 푢)] 12 푠푖 푢 > 4,5 → ⁄[(6 + 푢) × (4,5 + 푢)] Avec u = 1,60, on trouve 훿퐵푐 = 5,69 푇/푚 Système Bt Pour le système Bt, uo = 0,25 m et vo = 0,60 m 푢 = 0,25 + 1,15 ∙ 퐻푟 + 푒 푣 = 0,60 + 1,15 ∙ 퐻푟 + 푒 2 푠푖 1 < 푣 < 1,7 → ⁄[(0,5 + 푣) × 푢] 푠푖 1,7 < 푣 < 2 → 4 훿퐵푡 = 1,2 × 8 × 퐵푡 × 훿 × ⁄[( ) ( )] 1,35 + 푢 × 0,5 + 푣 8 { 푠푖 푣 > 2 → ⁄[(1,35 + 푢) × (5 + 푢)] Avec u = 1,60 et v = 1,95, on trouve 훿퐵푡 = 6,83 푇/푚 La surcharge d’exploitation à considérer est : 푞 = max(훿퐵푐; 훿퐵푡) = 훿퐵푡 = 6,83 푇/푚 118 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 2.4- Récapitulation du cas de charge du dalot La figure ci-après récapitule les charges appliquées au dalot : Schema 29. Modélisation des charges appliquées au dalot [T/m] 3- Calculs des sollicitations 3.1- Méthodologie Il s’agit de déterminer les moments fléchissant et les efforts tranchants agissant sur le dalot. Pour ce faire, c’est la méthode de Cross que nous avons choisie d’utiliser. Cette méthode consiste à prendre comme valeur approchée du moment cherché le moment qui serait transmis par le nœud à la barre si elle était parfaitement encastrée et puis à déterminer les corrections qu’il faut apporter à ce moment pour obtenir le moment réel. 3.2- Principe de méthode Le calcul des moments par la méthode de Cross se fera dans des tableaux : - La première ligne indique les nœuds ; - La deuxième ligne montre les barres aboutissant à chaque nœud ; - La troisième ligne indique le coefficient de répartition 퐷 correspondant à chaque barre ; - La quatrième ligne porte les moments d’encastrement parfait 푁 correspondant à chaque barre ; - Les lignes suivantes représentent les corrections qu’il faut apporter au moment M ; - Notons que la première colonne est réservée au nœud qu’on libère. 119 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 3.3- Hypothèses La méthode de Cross admet les hypothèses suivantes : Les barres sont parfaitement encastrées ; Les nœuds ne subissent aucun déplacement 3.4- Raideurs Pour les barres encastrées, la raideur est donnée par la formule : 퐼 푅 = 퐿 R : raideur de la barre ; L : longueur de la barre ; I : moment d’inertie de la barre donné par la relation : 푏×ℎ3 퐼 = 12 b et h sont respectivement la base et la hauteur de la barre. La raideur de chaque barre est donnée dans le tableau suivant pour faciliter les calculs ultérieurs : Tableau 100. Raideur et moments d’inertie des barres Barre B [m] h[m] L [m] I [m4] R AB=BC=FE=ED 1 0,2 1,8 6,7.10-4 3,7.10-4 AF=BE=CD 1 0,2 1,4 6,7.10-4 4,8.10-4 3.5- Coefficient de répartition C Le coefficient de répartition est donné par la formule : 푅 퐶 = ∑ 푅 3.6- Calculs des moments fléchissant Afin de calculer les moments fléchissant, il est nécessaire de déterminer les différents moments pour chaque cas de charge, puis superposer ces moments pour obtenir le diagramme final. a) Charges permanentes Charge permanente 푔1 au-dessus de l’ouvrage 120 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Figure 30. Considération seule de la charge permanente g_1 T/m Le moment d’encastrement parfait est : 푔 × 퐼 2 푀 = 푀 = −푀 = −푀 = 1 퐵퐶 퐴퐵 퐵퐶 퐵퐴 퐶퐵 12 2,3 × 1,82 푀 = 푀 = −푀 = −푀 = = 0,62 푇푚 퐴퐵 퐵퐶 퐵퐴 퐶퐵 12 Tableau 101. Moments fléchissant dû à la charge permanente g_1au-dessus de l’ouvrage [Tm] Nœud A B C D E F Barre AB AF BA BC BE CB CD DC DE ED EB EF FE FA C 0,438 0,563 0,304 0,304 0,391 0,438 0,563 0,563 0,438 0,304 0,391 0,304 0,438 0,563 M 0,62 0 -0,62 0,62 0 -0,62 0 0 0 0 0 0 0 0 ΣM 0,33 -0,33 -0,77 0,77 0 -0,33 0,33 0,08 -0,08 -0,04 0 0,04 0,08 -0,08 Charge permanente 푔2 : réaction du sol due au poids propre Figure 31. Considération seule de la charge permanente g_2 [T/m] 121 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Le moment d’encastrement parfait est : 푔 × 퐼 2 푀 = 푀 = −푀 = −푀 = 2 퐷퐸 퐷퐸 퐸퐹 퐹퐸 퐸퐷 12 4,6 × 1,82 푀 = 푀 = −푀 = −푀 = = 1,24 푇푚 퐷퐸 퐸퐹 퐹퐸 퐸퐷 12 Tableau 102. Moments fléchissant dus à la charge permanente g_2[Tm] Nœud A B C D E F Barre AB AF BA BC BE CB CD DC DE ED EB EF FE FA C 0,438 0,563 0,304 0,304 0,391 0,438 0,563 0,563 0,438 0,304 0,391 0,304 0,438 0,563 M 0 0 0 0 0 0 0 0 1,24 -1,24 0 1,24 -1,24 0 ΣM -0,17 0,17 -0,08 0,08 0 0,17 -0,17 -0,65 0,65 -1 ,54 0 1,54 -0,65 0,65 La poussée de terre 푝 Figure 32. Considération seule de la poussée de terre p [T/m] 푝 = 푝2 − 푝1 = 푝(푥2) − 푝(푥1) 푇 푝 = 1,43 − 0,59 = 0,84 ⁄푚 Le moment d’encastrement parfait est : 푝 × 퐼 2 푝 × 퐼 2 푀 = 푀 = 퐹퐴 + 1 퐹퐴 퐶퐷 퐹퐴 20 12 푝 × 퐼 2 푝 × 퐼 2 푀 = 푀 = 퐴퐹 − 1 퐴퐹 퐷퐶 퐴퐹 30 12 0,84 × 1,42 0,59 × 1,42 푀 = 푀 = + = 0,18 퐶퐷 퐹퐴 20 12 122 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 0,84 × 1,42 0,59 × 1,42 푀 = 푀 = − = −0,15 퐷퐶 퐴퐹 30 12 Tableau 103. Moments fléchissant dus à la poussée de terre p [T m] Nœud A B C D E F Barre AB AF BA BC BE CB CD DC DE ED EB EF FE FA C 0,438 0,563 0,304 0,304 0,391 0,438 0,563 0,563 0,438 0,304 0,391 0,304 0,438 0,563 M 0 -0,15 0 0 0 0 0,18 -0,15 0 0 0 0 0 0,18 ΣM 0,10 -0,10 0,05 -0,05 0 -0,10 0,10 -0,10 0,05 0,05 0 -0,05 -0,10 0,10 b) Surcharges d’exploitation Surcharge d’exploitation q Figure 33. Considération seule de la surcharge d’exploitation [T/m] Le moment d’encastrement parfait est : 푞 × 퐼 2 푀 = 푀 = −푀 = −푀 = 퐵퐶 퐴퐵 퐵퐶 퐵퐴 퐶퐵 12 6,83 × 1,82 푀 = 푀 = −푀 = −푀 = = 1,84 푇푚 퐴퐵 퐵퐶 퐵퐴 퐶퐵 12 Tableau 104. Moments fléchissant dus à la surcharge d’exploitation [Tm] Nœud A B C D E F Barre AB AF BA BC BE CB CD DC DE ED EB EF FE FA C 0,438 0,563 0,304 0,304 0,391 0,438 0,563 0,563 0,438 0,304 0,391 0,304 0,438 0,563 M 1,84 0 -1,84 1,84 0 -1,84 0 0 0 0 0 0 0 0 ΣM 0,97 -0,97 -2,28 2,28 0 -0,97 0,97 0,25 -0,25 -0,12 0 0,12 0,25 -0,25 123 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Surcharge d’exploitation due au passage du camion Figure 34. Considération de seule la surcharge due au passage du camion [T/m] 푞 × 퐼 2 푀 = 푀 = −푀 = −푀 = 퐷퐸 퐷퐸 퐸퐹 퐹퐸 퐸퐷 12 6,83 × 1,82 푀 = 푀 = −푀 = −푀 = = 1,84 푇푚 퐷퐸 퐸퐹 퐹퐸 퐸퐷 12 Tableau 105. Moments fléchissant dus à la réaction du sol à q Nœud A B C D E F Barre AB AF BA BC BE CB CD DC DE ED EB EF FE FA C 0,438 0,563 0,304 0,304 0,391 0,438 0,563 0,563 0,438 0,304 0,391 0,304 0,438 0,563 M 0 0 0 0 0 0 0 0 1,84 -1,84 0 1,84 -1,84 0 ΣM -0,25 0,25 -0,12 0,12 0 0,25 -0,25 -0,97 0,97 -2,28 0 2,28 -0,97 0,97 c) Récapitulation La récapitulation des moments dans les barres est représentée par les deux tableaux suivants : Tableau 106. Superposition des charges permanentes CHARGE PERMANENTE [Tm] Nœud A B C D E F Barre AB AF BA BC BE CB CD DC DE ED EB EF FE FA M1 0,33 -0,33 -0,77 0,77 0 -0,33 0,33 0,08 -0,08 -0,04 0 0,04 0,08 -0,08 M2 -0,17 0,17 -0,08 0,08 0 0,17 -0,17 -0,65 0,65 -1,54 0 1,54 -0,65 0,65 M3 0,10 -0,10 0,05 -0,05 0 -0,10 0,10 -0,10 0,10 0,05 0 -0,05 -0,10 0,10 ΣMG 0,26 -0,26 -0,80 0,80 0 -0,26 0,26 -0 ,67 0,67 -1,53 0 1,53 -0,67 0,67 124 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 107. Superposition des surcharges d’exploitation SURCHARGE D’EXPLOITATION [Tm] Nœud A B C D E F Barre AB AF BA BC BE CB CD DC DE ED EB EF FE FA M4 0,97 -0,97 -2,28 2,28 0 -0,97 0,97 0,25 -0,25 -0,12 0 0,12 0,25 -0,25 M5 -0,25 0,25 -0,12 0,12 0 0,25 -0,25 -0,97 0,97 -2,28 0 2,28 -0,97 0,97 ΣMQ 0,72 -0,72 -2,41 2,41 0 -0,72 0,72 -0,72 0,72 -2,41 0 2,41 -0,72 0,72 Les combinaisons d’actions, selon les règles BAEL 91 modifié 99, se présentent comme suit : A l’ELU : 1,35퐺 + 1,5푄 A l’ELS : 퐺 + 푄 Où G et Q représentent respectivement les sollicitations aux combinaisons d’actions selon les états limites. Tableau 108. Moments fléchissant aux états limites SURCHARGE D’EXPLOITATION [Tm] Nœud A B C D E F Barre AB AF BA BC BE CB CD DC DE ED EB EF FE FA ΣMG 0,26 -0,26 -0,80 0,80 0 -0,26 0,26 -0,67 0,67 -1,53 0 1,53 -0,67 0,67 ΣMQ 0,72 -0,72 -2,41 2,41 0 -0,72 0,72 -0,72 0,72 -2,41 0 2,41 -0,72 0,72 MELU 1,43 -1,43 -4,69 4,69 0 -1,44 1,44 -1,98 1,98 -5,67 0 5,67 -1,99 1,99 MELS 0,98 -0,98 -3,21 3,21 0 -0,99 0,99 -1,39 1,39 -3,93 0 3,93 -1,40 1,40 d) Calcul du moment fléchissant en travée Les moments fléchissant en travée pour la barre AB sont trouvés à partir de la formule suivante : 푀 + 푀 푀(푥) = 휇(푥) − 푀 + 퐴퐵 퐵퐴 푥 퐴퐵 푙 휇(푥) : moment fléchissant dans la barre isostatique soumise au même système de charges appliquées ; 푀퐴퐵 : moment obtenu par la méthode de Cross en tenant compte de la convention de signe ; 푙 : longueur de la travée. e) Moment fléchissant à mi- travée Nous allons calculer le moment fléchissant à mi travée parce que c’est là où le moment est maximal en travée. Comme exemple de calcul, nous allons considérer la barre AB. 125 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Charge permanente M G / AB = 0,26 Tm M G / BA = -0,80 Tm 푙 푔 × 푙2 2,3 × 1,82 휇 ( ) = 1 = = 0,93 푇푚 퐺 2 8 8 푙 0,26 − 0,80 푀 ( ) = 0,93 − 0,26 + = 0,40 푇푚 퐺 2 2 Charge d’exploitation M Q / AB = 0,72 Tm M Q / BA = -2,41 Tm 푙 푞 × 푙2 6,83 × 1,82 휇 ( ) = = = 2,77 푇푚 푄 2 8 8 푙 0,72 − 2,41 푀 ( ) = 2,77 − 0,72 + = 1,21 푇푚 푄 2 2 En appliquant les combinaisons d’actions : 푙 A l’ELS: 푀 ( ) = 푀 + 푀 = 1,61 푇푚 퐴퐵 2 퐺 푄 푙 A l’ELU : 푀 ( ) = 1,35 ∙ 푀 + 1,5 ∙ 푀 = 1,61 푇푚 = 2,36 푇푚 퐴퐵 2 퐺 푄 La récapitulation des moments à mi- travée pour chaque barre est présentée dans le tableau suivant : Tableau 109. Moment fléchissant à mi- travée pour chaque barre [Tm] Barre AB BC BE CD DE EF FA MG (1/2) 0,40 0,40 0 -0,94 0,76 0,76 -0,94 MQ (1/2) 1,21 1,21 0 1,86 1,21 1,21 1,86 MELS (1/2) 1,61 1,61 0 0,92 1,97 1,97 0,92 MELU (1/2) 2,36 2,36 0 1,32 2,84 2,84 1,32 126 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro f) Diagramme des moments fléchissant Ainsi, on a le diagramme des moments à l’ELU sur la figure ci-dessous : Figure 35. Diagramme des moments fléchissant à l'ELU [Tm] 3.7- Calculs des efforts tranchants L’effort tranchant est exprimé par la formule suivante : ∆푀 푉(푥) = 휃(푥) + 푖 푙 휃(푥) : effort tranchant dans la barre isostatique soumise au même système de charges appliquées ; 푀푖 : moment obtenu par la méthode de Cross ; 푙 : longueur de la travée. a) Exemple de calcul pour la barre AB 푇 Charge permanente : 푙 = 1,8푚 ; 푔 = 2,3 ; 푀 = 0,26 푇푚 1 푚 퐺/퐴퐵 푀퐺/퐵퐴 = −0,80 푇푚 푔 × 푙 푀퐺/퐴퐵 − 푀퐺/퐵퐴 2,3 × 1,8 0,26 + 0,80 푉 (푥) = 1 + = + = 7,89 푇 푄 2 푙 2 1,8 Combinaisons d’actions A l’ELS : 푉퐺 + 푉푄 = 10,55 푇 A l’ELU : 1,35 ∙ 푉퐺 + 1,5 ∙ 푉푄 = 15,43 푇 127 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro b) Récapitulation du calcul des efforts tranchants Les valeurs des efforts tranchants de toutes les barres portées aux états limites sont récapitulées dans le tableau suivant : Tableau 110. Efforts tranchants aux états limites COMBINAISONS D’ACTIONS [T] Barre AB BC CD DE EF FA VG 2,66 2,66 2,70 5,05 5,05 2,70 VQ 7,89 7,89 5,17 7,89 7,89 5,17 VELS 10,55 10,55 7,87 12,94 12,94 7,87 VELU 15,43 15,43 11,39 18,65 18,65 11,39 4- Calcul des armatures 4.1- Sollicitations Les sollicitations utilisées pour le calcul des armatures sont : Moment fléchissant à l’ELS ; Effort tranchant maximal à l’ELU. Qui sont données dans le tableau suivant : Tableau 111. Sollicitations pour le calcul des armatures Moment fléchissant au nœud [MN.m] A 0,010 B 0,032 C 0,010 D 0,014 E 0,039 F 0,014 Moment fléchissant à mi- travée [MN.m] Tablier 0,016 Piédroits extrêmes 0,009 Radier 0,020 Effort tranchant maximal [MN] 0,186 128 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 4.2- Hypothèses de calcul Les pièces (éléments de mécanismes ou de structures sont soumises à des sollicitations, efforts extérieurs, vibrations, dilatation etc… elles sont dimensionnées selon deux critères : ELU : Etat Limite Ultime consista à vérifier que les pièces de mécanismes ou de structures ne subissent pas de déformation irréversible sous la charge, et a fortiori qu’elles ne présentent pas de dégradation ; ELS : Etat Limite de Service consiste à vérifier que leur déformation élastique reste compatible avec le fonctionnement. Le piédroit central est soumis à une compression simple, les autres barres travaillent en flexion simple ; Les poutres ont une section rectangulaire de base 푏0 = 1푚 et de hauteur ℎ = 0,20푚 ; Fissuration préjudiciable : le calcul se fait à l’ELS ; L’enrobage est pris égal à 푒 = 4푐푚, d’où 푑 = ℎ − 푒 = 0,20 − 0,04 = 0,16푚 ; Hypothèses sur le béton : - Ciment : CEM I 42,5 - Dosage du béton 350 kg/3 ; - Résistance caractéristique d’âge du béton à 28 jours : A la compression : 푓푐28 = 25 푀푃푎 A la traction : 푓푐28 = 0,6 × 0,06 ∙ 푓푐28 = 2,1 푀푃푎 ; - Contrainte limite du béton : 𝜎̅̅푏푐̅̅ = 0,6 × 푓푐28 = 2,1푀푃푎; - Combinaison fondamentale :훾푏 = 1,5 ; - Résistance de calcul du béton : 0,85 × 푓푐28 푓푏푢 = 휃 × 훾푏 La durée d’application des charges est supérieure à 24h : 휃 = 1 ; 푓푏푢 = 14,2푀푃푎; Hypothèses sur l’acier : - Nuance : acier à haute adhérence FeE500 fe= 500 MPa ; η=1,6 car 퐻퐴 > 6 푚푚 - Contrainte admissible de traction des aciers à l’ELS pour une fissuration préjudiciable : 𝜎̅푠 = 푚푖푛{0,5푓푒; 푚푎푥(200푀푃푎; 90√휂 ∙ 푓푐28)} = 200 푀푃푎 4.3- Exemple de calcul : cas du tablier Moment résistant du béton D’abord nous allons calculer le moment résistant du béton réduit : 129 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 푀푟푏 1 훼̅̅1̅ 휇푟푏 = 2 = 훼̅̅1̅ (1 − ) 푏0 × 푑 × 𝜎̅̅푏푐̅̅ 2 3 15×̅휎̅̅푏푐̅̅ Où 훼̅̅1̅ = 15×휎̅̅̅푏푐̅̅+휎̅̅푠̅ 15 × 15 훼̅̅̅ = = 0,529 1 15 × 15 + 200 1 0,529 휇 = × 0,529 × (1 − ) = 0,218 푟푏 2 3 Mrb peut se déduire en fonction de µrb : 2 2 푀푟푏 = 휇푟푏 × 푏0 × 푑 × 𝜎̅̅푏푐̅̅ = 0,218 × 1 × 0,16 × 15 = 0,084 푀푁. 푚 D’où 푀푠푒푟 = 0,016 푀푁. 푚 < 푀푟푏 = 0,084 푀푁. 푚 Par conséquent les armatures comprimées ne sont pas nécessaires Calcul de section d’armatures La section d’armatures longitudinales est obtenue par : 푀푠푒푟 퐴푠푒푟 = 푧푏1 × 𝜎̅푠 15 40휇푠+1 D’où 푧푏1 = × 푑 × 16 54휇푠+1 푀푠푒푟 Avec 휇푠 = 푏0×푑×휎푠 0,015 휇 = = 0,0029 푠 1 × 0,16 × 200 15 40 × 0,0029 + 1 푧 = × 0,16 × = 0,145푚 푏1 16 54 × 0,0029 + 1 0,016 퐴 = = 5,17 ∙ 10−4 푚2 ≅ 5,52 푐푚2 푠푒푟 0,145 × 200 2 A = Aser = 5,52 cm Vérification des armatures minimales Comme µs = 0,0029 > 0,0018, la vérification des armatures minimales n’est pas nécessaire ; dans le cas contraire, il faut vérifier퐴푠푒푟 ≥ 퐴푚푖푛 . Diamètre minimal des armatures Pour la fissuration préjudiciable, le diamètre minimal ∅푚푖푛 ≥ 8푚푚 Section des armatures réelles La section des armatures réelles adoptée est A = 5,65 cm2 soit 5HA12. 130 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 4.4- Récapitulation du calcul des armatures longitudinales Les résultats des calculs des armatures longitudinales sont donnés dans le tableau ci-dessous : Tableau 112. Sections d’armatures longitudinales du dalot Mser Athéorique Aréelle Aciers [MN.m] [cm2] [cm2] correspondants A 0,010 3,45 3,92 5HA10 B 0,032 11,03 11,49 6HA12+6HA10 C 0,010 3,45 3,92 5HA10 Nœuds D 0,014 4,83 4,96 3HA12+2HA10 E 0,039 13,45 13,57 6HA12+6HA12 F 0,014 4,83 4,96 3HA12+2HA10 Tablier 0,016 5,52 5,65 5HA12 Piédroits 0,009 3,10 3,92 5HA10 Radier 0,020 6,90 7,91 7HA12 4.5- Cas du piédroit central Le piédroit central est assimilé à un poteau rectangulaire de section transversale 1,00m×0,20m et de hauteur 1,4 m soumis à une compression simple. a) Sollicitation de calcul La sollicitation à utiliser pour le calcul est l’effort maximal à l’ELU soit : b) Longueur du flambement On a : 푙0 = 1,4푚 푒푡 푙 = 1,8푚 → 푙 ≥ 푙0 Comme le moment d’inertie I est constant pour toutes les barres 퐼 퐼 퐾2 = 퐾3 = ≤ 퐾1 = 푙 푙0 Donc 푙푓 = 푙0 = 1,4 푚 avec 푙푓 est la longueur du flambement Figure. Longueur de flambement Figure 36. Longueur du flambement c) Elancement Pour un poteau rectangulaire, l’élancement est donné par la relation : 푙푓√12 휆 = 푎 D’où 푎 est le plus petit côté de la section transversale du poteau. 131 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 1,4 × √12 휆 = = 24,25 0,20 .휆 = 24,25 < 35 donc la compression centré est assurée. d) Armatures longitudinales 퐵푟 × 푓푏푢 푘 × 훽 × 푁푢 − 휃 0,9 퐴 = 0,85 × 푓푒푑 Br : section réduite du béton. Elle se calcule par la relation : 퐵푟 = (푎 − 0,02)(푏 − 0,02) 2 Donc 퐵푟 = (0,2 − 0,02)(1 − 0,02) = 0,176 푚 훽 est un coefficient dépendant de l’élancement : 휆 2 휆 = 24,25 ≤ 50 → 훽 = 1 + 0,2 × ( ) 35 24,25 2 훽 = 1 + 0,2 × ( ) = 1,1 35 k = 1 (moins de la moitié des charges est appliquée avant 90 jours) ; Nu = 186 KN = 0,186 MN. 0,176 × 14,2 1 × 1,1 × 0,186 − 1 0,9 퐴 = = −0,007 푚2 < 0 500 0,85 × 1,15 Le béton est donc surabondant, il suffit de prévoir la section minimale d’armature. e) Armatures minimales La section d’armature minimale est obtenue par : 2 퐵 퐴 = 푚푎푥 {4 푐푚 ⁄ 푑푒 푝é푟푖푚è푡푟푒; 0,2 } 푚푖푛 푚 100 0,20 × 1,00 × 104 퐴 = 푚푎푥 {4 × 2 × (0,20 + 1,00); 0,2 } = max(9,6; 4) = 9,60 푐푚2 푚푖푛 100 2 Donc A = Amin = 9,60 cm La section réel sera A = 10,11 cm2 soit 10HA10+2HA12. 132 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Le plan de ferraillage du dalot sera présenté dans l’Annexe 5- Vérification de contraintes Pour la vérification de contraintes, il faut que les conditions suivantes soient satisfaites : 𝜎 ≤ 𝜎̅̅̅̅ { 푏푐 푏푐 𝜎푠 ≤ 𝜎̅푠 5.1- Calcul de la contrainte de compression de béton La contrainte de compression du béton est donnée par : 푀 × 푦 𝜎 = = 퐾 × 푦 푏푐 퐼 푀 = 푀푠푒푟 − 푀표푚푒푛푡 푓푙é푐ℎ푖푠푠푎푛푡 à 푙′퐸퐿푆 y : distance de l’axe neutre par rapport à la fibre la plus comprimée : 푦 = −퐷 + √퐷2 + 퐸 15×퐴 30×퐴×푑 Avec 퐷 = et 퐸 = 푏 푏 I est le moment d’inertie de la barre qui est obtenu par : 푏 × 푦3 퐼 = + 15 × 퐴 × (푑 − 푦)2 3 Tableau 113. Vérification des contraintes de compression du béton A σbc 𝜎̅̅̅̅ 푏푐 Conclusion [cm2] [MPa] [MPa] A 3,52 3,32 15 Vérifiée B 11,31 7,68 15 Vérifiée C 3,52 3,32 15 Vérifiée Nœuds D 5,03 4,52 15 Vérifiée E 13,85 8,91 15 Vérifiée F 5,03 4,52 15 Vérifiée Tablier 5,65 4,61 15 Vérifiée Piédroits 3,14 3,02 15 Vérifiée Radier 7,07 6,03 15 Vérifiée 5.2- Calcul de la contrainte de traction des aciers La contrainte de traction des aciers est donnée par la formule : 133 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 𝜎푠 = 15 × 퐾(푑 − 푦) Tableau 114. Vérification de contrainte de l’acier tendu A σbc 𝜎̅̅̅̅ 푏푐 Conclusion [cm2] [MPa] [MPa] A 3,52 160,51 200 Vérifiée B 11,31 195,32 200 Vérifiée C 3,52 160,51 200 Vérifiée Nœuds D 5,03 188,23 200 Vérifiée E 13,85 198,74 200 Vérifiée F 5,03 188,23 200 Vérifiée Tablier 5,65 180,65 200 Vérifiée Piédroits 3,14 145,74 200 Vérifiée Radier 7,07 197,45 200 Vérifiée 5.3- Vérification de la contrainte tangentielle La vérification de la contrainte tangentielle se fait toujours à l’ELU quel que soit le type de fissuration. La condition à vérifier est : 휏푢 ≤ 휏푎푑푚 푇푢 휏푢 = 푏0 × 푑 Tu est l’effort tranchant maximal à l’ELU ; Tu = 0,186 MN 0,186 휏 = = 1,162 푀푃푎 푢 1 × 0,16 La contrainte tangentielle admissible 휏adm est définie par la relation : 25 휏 = 푚푖푛 {0,15 × ; 4} = 2,5 푀푃푎 ≥ 휏 푎푑푚 1,5 푢 La condition 휏푢 = 1,162 푀푃푎 ≤ 휏푎푑푚 = 2,5 푀푃푎 est vérifiée ; c’est-à-dire que la contrainte tangentielle est admissible. 134 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro CONCLUSION PARTIELLE Cette partie intitulée « Etude technique » nous a permis, dans un premier temps, de constater que les dégradations de la RN1 bis sont considérables. L’aménagement de cette route se révèle nécessaire. Ainsi, une étude géotechnique a d’abord été entreprise. Cela afin de déterminer les gisements répondant aux spécifications des matériaux prévus pour la nouvelle chaussée projetée. Puis cette dernière a été dimensionnée suivant les méthodes LCPC et LNTPB. On a retenu la variante issue de la méthode de dimensionnement LNTPB après une analyse multicritère qui a conduit à la conclusion que celle-ci est la moins couteuse et la mieux adaptée au contexte local. Ensuite, pour assurer la pérennité de la route ou plus précisément pour la mise hors d’eau de la chaussée, des études hydrologiques et hydrauliques ont été réalisées. Ces études se sont traduites par le traitement des données météorologiques des pluies maximales par la loi de Gumbel, et la quantification des débits à évacuer provenant des BV sur le tronçon étudié. C’est par rapport à ces débits qu’on a pu réaliser le dimensionnement des fossés latéraux et les dimensionnements hydraulique et mécanique des dalots. La partie suivante est intitulée « Etude financière et impact environnemental ». Ainsi, l’étude portera, d’une part, sur l’évaluation financière et la rentabilité du Projet ; et d’autre part, sur l’impact environnemental. 135 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro PARTIE III : ETUDE FINANCIERE ET IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro CHAPITRE IX : ESTIMATION DE COÛT Nous allons estimer le coût d’investissement du Projet à travers ce Chapitre. Pour ce faire, nous allons procéder, premièrement, à la description des tâches affectées à chaque série de prix. Deuxièmement, nous allons évaluer la quantité des matériaux nécessaires aux travaux; et finalement nous pouvons déduire le coût du Projet. 1- Devis descriptif Série n°100 : Installation et repli de chantier Prix n°101 : Installation de chantier Ce prix est forfaitaire (Fft) et non révisable. L’installation de chantier comprend : - Le transport des engins et des matériels nécessaires affectés au chantier ; - L’installation et l’aménagement des bases des services généraux du Titulaire ; - La facture, la confection et la pose des panneaux de chantier ; - L’amenée du personnel nécessaire ; - L’aménagement et l’entretien des éventuelles déviations ; - L’installation du laboratoire commun du chantier ; - Le déplacement total ou partiel de ces installations au cours du chantier ; - La construction et l’équipement des bâtiments mis à la disposition de la mission de contrôle. Prix n°102 : Repli de chantier Ce prix est évalué forfaitairement (Fft), il comprend : - Le rapatriement des matériels ; - Enlèvement de tous les produits utilisés issus de l’installation ; - Remise en état de tous les lieux d’intervention. Série n°200 : Terrassement Prix n°201 : Nettoyage, désherbage et débroussaillage Ce prix est rémunéré au METRE CARRE (m2) de surface mesurée en projection horizontale de l’emprise de chaussée et toutes sujétions d’accès. Il comprend : - L’arrachage de toute végétation existante ; - L’enlèvement des racines et souches éventuelles ; - Le transport et l’évacuation des produits jusqu’à un lieu de dépôt agréé quelle que soit la distance. 137 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Prix n°202 : Décapage et redans Ce prix, évalué par METRE CARRE (m2) de surface mesurée en projection horizontale, comprend : - Le décapage de la terre végétale sur une épaisseur de 20 cm sur toute la largeur de l’assiette de terrassement ; - L’évacuation des matériaux jusqu’en lieu de dépôt ; - Le réglage sommaire de la plateforme ainsi que toutes sujétions diverses ; - La confection des redans ; - Le compactage des sols décapés, à au moins 90 % de l’OPM. Prix n°203 : Déblai Ce prix est rémunéré par METRE CUBE (m3) de volume en place de déblai effectué. Il concerne les déblais nécessaires pour la réalisation du profil en travers type. Il comprend : - L’extraction des matériaux ; - La rectification éventuelle de certains talus - Le décaissement des talus ; - Le transport des produits de déblai ; - La mise en œuvre : répandage, réglage, arrosage et compactage. Prix n°204 : Remblai en provenance d’emprunt Ce prix est rémunéré au METRE CUBE (m3) de volume de remblai mis en place à partir des matériaux en provenance d’emprunt. Il comprend : - L’aménagement des pistes d’accès aux emprunts, et leur entretien ; - L’extraction après débroussaillage et décapage ; - Le chargement, le transport sur toute distance, et le déchargement des matériaux ; - La mise en œuvre : répandage, réglage, arrosage et compactage. Prix n°205 : Engazonnement Ce prix est évalué au METRE CARRE (m2) de talus à protéger. Il comprend : - L’extraction des gazons et le transport ; - La pose, le réglage et la fixation des gazons ; - L’entretien des gazons jusqu’à la période vivace. Série n°300 : Assainissement Prix n°301 : Démolition d’ouvrage Ce prix rémunère le METRE CUBE (m3) démoli d’ouvrage d’assainissement existant qui n’est plus en bon état. Il comprend : 138 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro - La démolition complète ou partielle de l’ouvrage et toutes les sujétions d’exécution ; - Le chargement, le transport, et le déchargement des gravats ou matériaux extraits ; - Le remblaiement des fouilles avec des matériaux ayant les qualités définis et leur compactage jusqu’à l’obtention d’une densité in-situ égale à 95 % de celle obtenue à l’essai Proctor Modifié. Prix n°302 : Curage d’ouvrage de décharge Ce prix s’applique au METRE LINEAIRE (ml) d’ouvrage de décharge existant et encore utilisable. Il comprend : - L’extraction de tout débris végétal et du sable à l’intérieur de l’ouvrage ; - Le chargement, le transport, le déchargement et la mise en dépôt des matériaux extraits ; - Toute sujétion de nettoyage. Prix n°303 : Fossé triangulaire en terre Ce prix est rémunéré au METRE LINEAIRE (ml) de fossé en terre de type triangulaire mis en œuvre. Il comprend : - L’excavation, le réglage et la finition ; - L’extraction et le chargement ; - Le transport et le déchargement en lieu de dépôt. Prix n°304 : Fossé rectangulaire en terre Ce prix est rémunéré au METRE LINEAIRE (ml) de fossé rectangulaire en terre mis en œuvre. Il comprend les mêmes composantes que le Prix n°3.03. Prix n°305 : Fossé rectangulaire maçonné Ce prix est évalué au METRE LINEAIRE (ml) de fossé maçonné de type rectangulaire. Il comprend : - Les terrassements et les fouilles en terrain de toute nature y compris rocheux ; - Le chargement, le transport, le déchargement, et le réglage des terres en excès et des gravats issus des fouilles ; - La fourniture et le transport à pieds d’œuvre de tous les matériaux requis ; - La réalisation en maçonnerie du fond et des parements ; - Le remblaiement, le damage, le compactage, et le façonnage des abords. Prix n°306 : Fossé trapézoïdal maçonné Ce prix est évalué au METRE LINEAIRE (ml) de fossé maçonné de type trapézoïdal. Il comprend les mêmes composantes que le Prix n°3.05 Prix n°307 : Dalot Ce prix est rémunéré l’UNITE (U) de dalot construit. Il comprend : - Les fournitures compris l’armature et le transport sur toute distance ; - Les fouilles en terrain de toute nature, y compris rocheux ; 139 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro - Le chargement, le transport, le déchargement, et le réglage des terres en excès et des gravats issus des fouilles ; - Le lit de sable et le béton de propreté ordinaire dosé à 150 kg/m3; - La maçonnerie de moellons pour la réalisation des piédroits, des murs en ailes, du puisard, et des paras fouilles ; - Le coffrage et la mise en place des armatures ; - Le coulage de la dalle en béton dosé à 350 kg/m3. Prix n° 308 : Enrochement et protection Ce prix rémunère le METRE CUBE (m3) de bloc de roche dure 30 à 50 kg. Il comprend : - La fourniture et transport des blocs quel que soit la distance ; - La préparation du lit de pose et l’exécution des terrassements correspondant en terrain de toute nature et la mise en œuvre suivant les règles de l’art. Prix n° 309 : Béton de propreté Q 150 Ce prix rémunère le METRE CUBE (m3) les travaux de bétonnage pour béton ordinaire dosé à 150 kg/m3 de ciment CEM1. Il comprend : - La fourniture des matériaux (ciments, sables, gravillons) ; - Les travaux des mises en œuvre du béton de propreté. Prix n° 310 : Béton Q 350 Ce prix rémunère le METRE CUBE (m3) pour béton dosé à 350 kg/m3 de ciment CEM1 pour ouvrage en béton armé quel soit son importance, même pour les aménagements de très faible volume. Il comprend : - Fournitures et transports des matériaux nécessaires ; - Le coffrage et étaiement ; - Le coulage et la mise en œuvre du béton (l’utilisation d’un aigu pervibrateur est impérative) ; - Le décoffrage et le nettoyage des environs. Prix n° 311 : Armature : Ce prix rémunère la TONNE (T) la fourniture d’armature tords de tout diamètre y compris façonnage, ligatures avec fils de fer galvanisés et toutes subjections. Prix n° 312 : Le coffrage Ce prix rémunère le METRE CARRE (m2) les travaux de coffrage en bois jointif, y compris étaiement, échafaudage, buttage ainsi que toutes sujétions de mise en œuvre. Série n°400 : Chaussée Prix n°401 : Reprofilage léger Il est rémunéré au METRE LINEAIRE (ml) de travaux de reprofilage léger. Il comprend : 140 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro - La mise en forme de la plateforme existante sur une profondeur au maximum 0,40 cm ; - La scarification, l’arrosage, et le compactage des matériaux ; - L’enduit dosé à 350 kg/m3 pour les piédroits ; - L’enrochement en aval et toute sujétion. - L’évacuation des matériaux sans emploi en un lieu de dépôt agréé par l’autorité chargée de contrôle ; - Toute sujétion de mise en œuvre. Prix n°402 : Couche de fondation en MS Ce prix rémunère, au METRE CUBE (m3) de matériaux sélectionnés en provenance d’un gîte, la réalisation de la couche de fondation. Il comprend : - L’identification des gîtes ; - Le débroussaillage, le décapage, et l’aménagement des accès aux gîtes ; - L’extraction et le chargement des matériaux après le rejet des matériaux impropres; - Le transport sur toute distance des matériaux - La mise en œuvre : le répandage, le réglage, l’arrosage, et le compactage du matériau à 95 % OPM ; - Toute sujétion de mise en œuvre. Prix n°403 : Couche de base en GCNT 0/315 Ce prix rémunère au METRE CUBE (m3) la fourniture et la mise en œuvre de GCNT pour la réalisation de la couche de base. Il comprend : - La prospection, l’ouverture de la carrière, l’aménagement des accès, l’extraction, le concassage, le criblage, et le lavage éventuel des agrégats ; - Les redevances d’exploitation des carrières ; - Le chargement, le transport quelle que soit la distance des matériaux ; - Le répandage, le malaxage, le réglage, l’arrosage et le compactage du matériau selon les prescriptions techniques ; - Toute sujétion de mise en œuvre. Prix n°404 : Couche d’imprégnation en ECR 65 Ce prix rémunère la TONNE (T) d’ECR 65 pour imprégnation de la couche de base en GCNT à raison de 1,2 kg/m2 Il comprend : - La fourniture de l’émulsion ; - Le transport sur toute distance ; - Le répandage et toute sujétion de mise en œuvre. 141 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Prix n°405 : Accotement en ESm Ce prix rémunère au METRE CARRE (m2) la réalisation d’un enduit superficiel monocouche sur les accotements. Il comprend : - Préparation de la surface par balayage ; - La fourniture et le transport du liant et des gravillons sur le lieu de l’emploi quelle que soit la distance ; - Le répandage du liant conformément aux dispositions des prescriptions techniques ; - Le répandage des gravillons ; - Le cylindrage, l’enlèvement et l’évacuation des rejets et toute sujétion. Prix n°406 : Couche de roulement en ESb Ce prix est évalué par METRE CARRE (m2) répandu sur la chaussée : - La préparation de la surface par balayage, soufflage, arrosage ; - La fourniture et préparation du liant ; - Le transport sur toute distance des matériaux ; - La répandage de la première couche de liant à raison de 1kg/m2 ; - La répandage de la première couche de granulat de classe 10/14 dosée à 10 L/m2 ; - La répandage de la deuxième couche de liant à raison de 1,3kg/m2; - La répandage de la deuxième couche de granulat de classe 6/10 avec un dosage de 6 L/m2; - Le compactage et réglage du matériau ; - Tous les frais et sujétions de mise en œuvre. Série n°500 : Signalisation – Equipement Prix n°501 : Panneau de localisation ou de direction Ce prix est rémunère à l’UNITE (U) les panneaux de signalisation de direction ou de localisation réflectorisés conformément aux spécifications techniques. Il comprend : - La fourniture à pied d’œuvre du panneau réflectorisé conforme aux prescriptions du code de la route ; - Les fouilles en terrain de toute nature ; - La mise en œuvre du massif de fondation en béton dosé à 350kg/m3; - Toutes sujétions de fixation ; - Toutes sujétions de réglage et de finition. Prix n°502 : Balise de virage Ce prix rémunère à l’UNITE (U) la fourniture et la mise en place des balises de virage en Béton Armé conformément aux spécifications techniques. Il comprend : - La fourniture et la fabrication des balises ; - Implantation selon les prescriptions ; - Le transport sur toute distance ; - La fouille et la pose du massif en béton ; - Lissage et réglage de la partie supérieure du massif ; - La peinture de la balise ; 142 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro - Toute autre sujétion. Prix n°503 : Glissière de sécurité Ce prix est rémunéré au METRE LINEAIRE (ml) de glissière de sécurité installé. Il comprend : - La fourniture et le transport sur toute distance ; - Le fonçage du support conformément au plan quelle que soit la nature du sol ; - Toutes les sujétions de montage et de fixation. Prix n°504 : Borne kilométrique Ce prix s’applique à l’UNITE (U) de borne. Il comprend : - La fourniture et la fabrication ; - Le transport sur toute distance ; - L’implantation et toute sujétion ; - Peinture et autres sujétions de finition. Prix n°505 : Marquage au sol ou Bande blanche Ce prix rémunère au METRE LINEAIRE (ml) la réalisation de bande blanche conformément aux spécifications techniques. Le prix comprend : - Le nettoyage préalable de la chaussée ; - Le traçage, pré-marquage, et dessin par craie ; - Le transport des fournitures et des composants utilisés pour le produit ; - Les frais de mis en œuvre et toute sujétion d’exécution. 2- Devis quantitatif Le devis quantitatif consiste à déterminer la quantité de travaux correspondant à chaque prix déjà décrit dans le devis descriptif. Les quantités des travaux à réaliser sont représentées dans le tableau ci-après. 143 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 115. Devis quantitatif N° Désignation Unité Quantité Série n° 100 : Installation et repli de chantier 101 Installation de chantier 푓푓푡 1 102 Repli de chantier 푓푓푡 1 Série n°200 : Terrassement 201 Nettoyage, désherbage et débroussaillage 푚2 50 000 202 Décapage et redans 푚2 12 500 203 Déblai 푚3 5 000 204 Remblai en provenance d’emprunt 푚3 6 000 205 Engazonnement 푚2 50 640 Série n°300 : Assainissement 301 Démolition d’ouvrage 푚3 120 302 Curage d’ouvrage de décharge 푚푙 20 303 Fossé triangulaire en terre 푚푙 5 184 304 Fossé rectangulaire en terre 푚푙 3 365 305 Fossé rectangulaire maçonné 푚푙 7 206 306 Fossé trapézoïdal maçonné 푚푙 5 082 307 Dalot cadre 2 × (160 × 120) 푈 1 Dalot 70 × 60 푈 3 308 Enrochement de protection 푚3 44 350,00 309 Béton de propreté Q 150 푚3 197 148,00 310 Béton Q 350 푚3 304 373,00 311 Armature Kg 7 400,00 312 Coffrage 푚2 6 100,00 Série n°400 : Chaussée 401 Reprofilage léger 푚푙 12 500 402 Couche de fondation en MS 푚3 28 044 403 Couche de base an GCNT 푚3 32 511 404 Couche d’imprégnation en ECR 65 푇 243 405 Accotement en ESm 푚2 50 640 406 Couche de roulement en ESb 푚2 162 554 Série n°500 : Signalisation et équipement 501 Panneau 푈 50 502 Balise 푈 1 250 503 Glissière de sécurité 푚푙 400 504 Borne kilométrique 푈 25 505 Marquage au sol 푚푙 25 320 3- Devis estimatif Le devis estimatif permet d’estimer le coût total des travaux à réaliser. En associant les résultats du devis quantitatif aux sous-détails de prix. 144 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 3.1- Sous-détails de prix Un sous détails de prix, c’est l’évaluation des prix de chaque composante conduisant à la détermination de prix unitaire pour les différentes parties de l’ouvrage. Le prix est affecté de l’allocation de matériels, des salaires de la main d’œuvre, des coûts de matériaux et des divers nécessaires. Le prix unitaire est déterminé selon trois paramètres qui sont le déboursé sec D, le rendement journalier R et le coefficient de déboursé K. 퐷푆 푃푈 = 퐾 × 1 푅 푃푈 : prix de vente fors taxe unitaire ; 퐷푆 : déboursé sec ; 퐾1 : coefficient de majoration des déboursés secs ; 푅 : rendement journalier. Coefficient de déboursé K1 a) Le déboursé K1 a pour expression : 퐴1 퐴2 (1 + 100) × (1 + 100) 퐾1 = 퐴3 푇푉퐴 (1 − 100) × (1 + 100) . 퐴1[%] = 푎1 + 푎2 + 푎3 + 푎4 : frais généraux proportionnels aux déboursés ; . 퐴2[%] = 푎5 + 푎6 + 푎7 + 푎8 : bénéfice brut et frais financiers proportionnels au prix de revient ; . 퐴3[%] = 푎9 : Frais proportionnels au TVA ; . 푇푉퐴 [%] : Taxe sur valeur ajoutée ; elle est de 20 % pour les marché de travaux. Le tableau suivant donne les valeurs minimales et maximales de chaque coefficient à prendre: Tableau 116. Fourchette de valeur des coefficients ai Coefficient Description Min [%] Max [%] 푎1 Frais d’agence et patente 3,5 7 푎2 Frais de chantier 8,0 12 푎3 Frais d’étude et de laboratoire 3,0 4 푎4 Assurances 0,5 1 푎5 Bénéfice net et impôts sur le 6,0 10 bénéfice 푎6 Aléas techniques 2,0 3 푎7 Aléas de révision de prix 0,0 6 푎8 Frais financiers 2,0 4 푎9 Frais de siège 0,0 1 145 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Pour des Travaux de moyenne envergure réalisée par une Moyenne Entreprise siégeant à Madagascar, nous pouvons prendre les valeurs suivantes pour le calcul du coefficient de déboursé : Tableau 117. Pourcentage des différents frais 푎1 5,0 푎2 10,0 퐴1 = 19,7 % 푎3 4,0 푎4 0,7 푎5 9,0 푎6 3,0 퐴2 = 15,0 % 푎7 0,0 푎8 3,0 푎9 0,0 퐴3 = 0 % Remarque : - Le délai de construction ne dépasse pas 18 mois 푎7 = 0; - Pour les Entreprise dont qui siègent à Madagascar 푎9 = 0. On a alors : 19,7 15 (1 + ) × (1 + ) 퐾 = 100 100 = 1,376 1 0 20 (1 − 100) × (1 + 100) b) Exemple de Sous Détails de Prix Nous allons présenter le sous détail de prix de Remblai en provenance d’emprunt dans le but d’évaluer son Prix Unitaire. Tableau 118. Sous détails de prix de remblai Coefficient de déboursé 1,376 k1 Rendement R [m3/j] 20 Coût direct Déboursé sec Désignation Unité Quantité Unité Qtté P.U M.O Matériels Matériau Main d’œuvre (M.O) Chef de chantier Hj 1 h 1 4 000,0 4 000,00 Chef d’équipe Hj 1 h 6 3 000,0 18 000,00 Chauffeur Hj 1 h 8 2 000,0 16 000,00 Manœuvre Hj 4 h 8 1 500,0 12 000,00 Sous total Main d’œuvre 50 000,00 Matériels Outillage Fft 1 Fft 1 20 000,0 20 000,0 Camion benne U 1 h 1,5 30 000,0 45 000,0 Compacteur U 1 h 2 100 000,0 200 000,0 Sous total Matériels 265 000,00 TOTAL Déboursé D 315 000,00 퐾퐷 푃푈 = 푅 21 672,00 146 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 3.2- Détail quantitatif et estimatif Le devis quantitatif et estimatif (DQE) de tous les travaux sur le tronçon étudié est donné par le tableau suivant : Tableau 119. Devis quantitatif et estimatif Prix Désignation Unité Qtté PU Montant Série n°100 : Installation et repli de chantier 101 Installation de chantier Fft 1 674 932 691,32 674 932 691,32 102 Repli de chantier Fft 1 450 226 458,24 450 226 458,24 TOTAL Installation et repli de chantier 1 125 159 149,56 Série n°200 : Terrassement 201 Nettoyage’ désherbage et 푚2 50 000 825,60 41 280 000,00 débroussaillage 202 Décapage et redans 푚2 12 500 1 650,78 20 634 750,00 203 Déblai 푚3 5 000 16 284,22 81 241 100,00 204 Remblai en provenance 푚3 6 000 21 672,00 130 320 000,00 déemprunt 205 Engazonnement 푚2 50 640 6 329,25 320 513 220,00 TOTAL Terrassement 594 989 070 Série n°300 : Assainissement 301 Démolition d’ouvrage 푚3 120 18 544,00 2 225 280,00 302 Curage d’ouvrage de 푚푙 20 2 240,00 44 800,00 décharge 303 Fossé triangulaire en terre 푚푙 5 184 12 454,06 64 561 847,04 304 Fossé rectangulaire en 푚푙 3 365 18 894,26 63 579 184,90 terre 305 Fossé rectangulaire 푚푙 7 206 96 253,48 693 602 576,88 maçonné 306 Fossé trapézoïdal 푚푙 5 082 108 675,12 552 286 959,84 maçonné 307 Dalot cadre 2 × (160 × 푈 1 20 628 284,04 20 628 284,04 120) Dalot 70 × 60 푈 3 8 145 116,10 24 435 348,30 308 Enrochement 푚3 66,00 44 350,00 2 987 100,00 309 Béton de propreté Q 150 푚3 26,492 197 148,00 5 222 845,00 310 Béton armé Q 350 푚3 155,004 304 373,00 47 179 033,00 311 Armature 퐾푔 16 780,00 7 400,00 124 172 000,00 312 Coffrage 푚2 321,00 6 100,00 1 958 100,00 TOTAL Assainissement 1 421 879 302,00 Série n° 400 : Chaussée 401 Reprofilage léger 푚푙 12 500 20 833,74 260 421 750,00 147 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 402 Couche de fondation en 푚3 28 044 39 016,56 1 094 180 408,64 MS 403 Couche de base an GCNT 푚3 32 511 58 449,34 1 900 246 492,74 404 Couche d’imprégnation 푇 243 2 628 566,54 638 741 669,22 en ECR 65 405 Accotement en ESm 푚2 50 640 12 465,02 631 228 612,80 406 Couche de roulement en 푚2 162 24 930,04 4 052 477 722,16 ESb 554 TOTAL Chaussée 8 577 296 655,56 Série n°500 : Signalisation et équipement 501 Panneau 푈 18 826 074,00 502 Balise 푈 245 959 675,00 503 Glissière de sécurité 푚푙 80 816 104,00 504 Borne kilométrique 푈 5 921 883,00 505 Marquage au sol 푚푙 150 666 660,00 TOTAL Signalisation et équipement 502 190 396,00 Montant total THT 13 389 999 552,57 Montant TVA (20%) 2 677 999 910,03 Montant total TTC 16 067 999 460,60 Arrêté le présent devis quantitatif et estimatif à la somme de SEIZE MILLIARDS SOIXANTE-SEPT MILLIONS NEUF CENT QUATRE VINGT-DIX NEUF MILLE QUATRE CENT SOIXANTE ARIARY SOIXANTE (Ar 16 067 999 460,60) y compris le taxe sur valeur ajoutée (TVA) au taux de VINGT POURCENT (20%) pour un montant de DEUX MILLIARDS SIX CENT SOIXANTE DIX SEPT MILLIONS NEUF CENT QUATRE VINGT-DIX NEUF MILLE NEUF CENT DIX ARIARY TROIS (Ar 2 677 999 910,03) Le coût d’un kilomètre revient à SIX CENT VINGT6SEPT MILLIONS CENT SOIXANTE-SIX MILLE DEX CENT SOIXANTE TROIS ARIARY QUATRE-VINGT (Ar 627 166 263,80). 148 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro CHAPITRE XII : ETUDE DE RENTABILITE Dans ce Chapitre, on a à évaluer la faisabilité financière du Projet. En effet, il sera question de déterminer si le Projet représente un investissement rentable ou bien non. L’étude de rentabilité nous permettra de voir si les recettes d’exploitation couvrent toutes les charges d’investissement et d’entretien. 1- Effet de l’aménagement sur le coût d’exploitation des véhicules Les couts d’exploitation des véhicules se définissent comme étant la valeur monétaire des profits que l’Etat perçoit de manière directe ou indirecte après des usagers de la route. Pour pouvoir mettre en évidence l’effet de l’Aménagement, on va évaluer la différence entre les dépenses des transporteurs dans le cas d’une route en terre très dégradée et celles dans le cas d’une route bitumée. Trois catégories de véhicule seront prises en considération : - les camionnettes de Charge Utile (CU) égale à une tonne ; - les autocars de CU = 2 푈 ; - les camions de CU = 5 푈. Il existe deux types d’exploitation pour les transporteurs : les coûts fixes ; les coûts proportionnels. Les constituants des coûts sont donnés dans le tableau suivant : Tableau 120. Constituants des coûts d’exploitation des véhicules Coûts fixes Coûts proportionnels Les assurances Les carburants Les vignettes et les taxes professionnelles Les lubrifiants Le personnel de conduite Les pneumatiques Les réparations (main d’œuvre) Les frais d’amortissement Les réparations (matériels) 1.1- Hypothèses sur les coûts fixes a) Les assurances Les valeurs dans les tableaux ci-dessous sont obtenues par des enquêtes auprès des services du transport à Madagascar. Tableau 121. Assurance par catégorie de véhicule Type CU [T] Activité Assurance [Ar/mois] Camionnette 1 Transporteur 31 256,00 Autocar 2 Transporteur 43 087 ,00 Camion 5 Transporteur 33 587,00 149 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro b) Les taxes professionnelles Les taxes professionnelles sont évaluées en fonction de l’activité du véhicule et de son charge utile. Tableau 122. Taxes professionnelles par catégorie de véhicule Type CU [T] Activité Taxes professionnels [Ar/an] Camionnette 1 Transporteur 160 000,00 Autocar 2 Transporteur 170 000,00 Camion 5 Transporteur 300 000,00 c) Rémunération du personnel conducteur Le personnel dont il est question ici s’agit des chauffeurs et des aides-chauffeurs. Ils sont rémunérés comme l’indique le tableau qui suit : Tableau 123. Rémunération du personnel par catégorie de véhicule Type Salaire du chauffeur Salaire d’aide chauffeur CU [T] [Ar/mois] [Ar/mois] Camionnette 1 200 000,00 120 000,00 Autocar 2 200 000,00 120 000,00 Camion 5 300 000,00 180 000,00 d) Réparations Les rémunérations de la main d’œuvre pour les réparations des véhicules sont les suivantes: Tableau 124. Coût de réparation par catégorie de véhicule Type CU [T] Réparation [Ar] Camionnette 1 100 000,00 Autocar 2 132 000,00 Camion 5 160 000,00 150 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 1.2- Hypothèses sur les coûts proportionnels a) Hypothèses sur les quantités et les proportions Les coûts proportionnels sont différents pour une route dégradée et pour une route en bon état. Tableau 125. Les coûts proportionnels pour une route dégradée Désignation du coût Camionnette Autocar Camion Carburant [L/100km] 20 30 40 Lubrifiant [% carburant] 7 7 7 Pneumatique [durée de vie en km] 15 000 15 000 15 000 Amortissement [an] 4 4 4 Distance parcourue [km/an] 18 360 10 098 9 180 Longueur de la route [km] 25 25 25 Réparation matériel [% prix de véhicule neuf] 50 60 60 Tableau 126. Les coûts proportionnels pour une route bitumée Désignation du coût Camionnette Autocar Camion Carburant [L/100km] 12 17 22 Lubrifiant [% carburant] 4 4 4 Pneumatique [durée de vie en km] 10 000 10 000 10 000 Amortissement [an] 7 7 7 Distance parcourue [km/an] 18360 10 098 9 180 Longueur de la route [km] 25 25 25 Réparation matériel [% prix de véhicule neuf] 35 60 45 b) Hypothèse sur les prix unitaires Afin de pouvoir déterminer les coûts proportionnels, on adopte les hypothèses de calcul données dans le tableau suivant : Tableau 127. Hypothèses de calcul Montant [Ar] Prix Unité Camionnette Autocar Camion Carburant L 3 000,00 3 000,00 3 ,00000 Pneumatique U 300 000,00 300 000,0 600 000,00 Amortissement U 1 000 000,00 1 000 000,00 2 000 000,00 Véhicule neuf U 50 000 000,00 100 000 000,00 150 000 000,00 151 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 1.3- Coût d’exploitation d’un véhicule selon l’état de la route Il s’agit de la dépense totale d’un véhicule parcourant une fois le tronçon étudié (≅ 26 km). Tableau 128. Coût d'exploitation en Ariary d'un véhicule pour une route en terre dégradée Désignation du coût Camionnette Autocar Camion Coûts fixes Assurance 561,15 1 331,27 1 141,52 Taxe professionnel 226,58 437,71 849,67 Salaire du chauffeur 3 398,69 6 179,44 10 196,08 Salaire d’aide chauffeur 2 039,21 3 707,66 6 117,64 Main d’œuvre de réparation 1 699,34 4 078,43 5 437,91 Sous-total 7 894,98 15 734,51 23 742,83 Coûts proportionnels Carburant 15 600,00 23 400,00 31 200,00 Lubrifiant 1 092,00 1 638,00 2 184,00 Pneumatique 520,00 520 00 1 040,00 Réparation matériel 2 360,20 10 099,07 16 993,46 Amortissement 20 833,00 41 667,67 125 000,00 Sous-total 40 405,20 77 524,74 176 417,46 TOTAL 48 300,18 93 259,24 200 160,29 Tableau 129. Coût d'exploitation en Ariary d'un véhicule pour une route revêtue Désignation du coût Camionnette Autocar Camion Coûts fixes Assurance 531,15 131,27 1 141,52 Taxe professionnel 226,58 437,71 849,67 Salaire du chauffeur 3 398,69 6 179,44 10 196,08 Salaire d’aide chauffeur 2 039,21 3 707,66 6 117,64 Main d’œuvre de réparation 1 699,34 4 078,43 5 437,91 Sous-total 7 894,98 15 734,51 23 742,83 Coûts proportionnels Carburant 9 960,00 13 260,00 17 160,00 Lubrifiant 374,40 530,40 686,40 Pneumatique 780,00 780,00 1 560,00 Réparation matériel 1 652,14 7 724,31 12 745,10 Amortissement 11 905,00 23 810,00 71 429,00 Sous-total 24 071,54 46 104,71 103 580,50 TOTAL 31 966,52 61 839,21 127 323,32 152 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Les avantages de l’Aménagement de la route par type de véhicule sont donnés par la formule : ∆퐶 = 퐶푑é푔푟푎푑é푒 − 퐶푏푖푡푢푚é푒 ∆퐶 : Avantage par véhicule ; 퐶푑é푔푟푎푑é푒 : Coût d’exploitation du véhicule pour une route dégradée, c’est-à-dire avant le Projet; 퐶푏푖푡푢푚é푒 : Coût d’exploitation du véhicule pour une route revêtue, c’est-à-dire après le Projet. Tableau 130. Avantages par type de véhicule Types de véhicules Avantage par véhicule [Ar] Camionnette de CU = 1T 16 33,66 Autocar de CU = 2T 31 420,03 Camion de CU = 5T 72 836,97 2- Evaluation économique 2.1- Les avantages nets du Projet Les avantages nets sont les avantages produits en comparaison de la situation en l’absence du Projet. Les avantages nets sont définis par la relation : 퐴푛 = 훴∆푡 − 퐶퐸 퐴푛 : avantage net ; 훴∆푡 : Somme des avantages liés au transport ; 퐶퐸 : Coût d’entretien (entretien courant et entretien périodique). a) Les avantages liés au transport Ces avantages comprennent non seulement la réduction du coût d’exploitation des véhicules mais aussi la croissance des recettes après l’Aménagement de la route. Ils sont obtenus par la formule : ∆푡 = ∆퐶 × 푇 ∆퐶 : avantage par véhicule (cf. Tableau. Avantage par type de véhicule); 푇 : trafic en un an ; ∆푡 : avantage lié au transport. Le trafic annuel des trois catégories de véhicule considérées à l’année de mise en service de la route et pendant sa durée de vie est représenté par le tableau suivant; nous adopterons un taux d’accroissement annuel de 7 %. 153 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 131. Projection du trafic annuel Année T1 (camionnette) T2 (autocar) T3 (camion) 2021 22 280 19 358 15 341 2022 23 840 20 713 16 414 2023 25 089 22 163 17 563 2024 27 294 23 715 18 793 2025 29 205 25 375 20 108 2026 31 249 27 151 21 516 2027 33 437 29 052 23 022 2028 35 777 31 085 24 633 2029 38 282 33 261 26 358 2030 40 961 35 589 28 203 2031 43 829 38 081 30 177 2032 46 897 40 746 32 289 2033 50 179 43 598 34 550 2034 59 692 46 650 36 968 2035 57 450 49 916 39 556 b) Coût d’entretien Il est nécessaire d’effectuer des entretiens après l’Aménagement de la route afin que celle- ci puisse maintenir, plus ou moins, son état initial durant toute sa durée de vie. On distingue deux sortes d’entretien : l’entretien courant et l’entretien périodique. L’entretien courant est effectué tous les ans. On y réalise des travaux de petit envergure tels que : - Les Points-A-Temps ; - Le rechargement des parties érodées ou dégradées ; - L’entretien des ouvrages de dépendance. L’entretien périodique se fait généralement tous les cinq (5) ans. Lors d’un entretien périodique, on réalise les mêmes travaux que lors des entretiens courants, mais de plus, on y ajoute surtout la mise en œuvre d’une nouvelle couche de roulement. Le tableau suivant indique les coûts moyens des entretiens par kilomètre et, par déduction, pour tout le Projet. Tableau 132. Coûts des entretiens Entretient Coût kilomètre [Ar/km] Coût total [Ar] Courant 1 253 000,00 32 101,860 Périodique 102 058 444,02 2 614 737 335,80 154 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro c) Exemple de calcul des avantages nets Nous allons effectuer le calcul des avantages nets du Projet pour l’année 2021, année de mise en service estimée de la route. On a 퐴푛 = 훴∆푡 − 퐶퐸 ∆푡 : Somme des avantages liés au transport ; . 훴∆푡 = ∆푡1 + ∆푡2 + ∆푡3 Où ∆푡푖 = ∆퐶푖 × 푇푖 Avec o ∆푡푖 : avantage net lié au véhicule i ; o ∆퐶푖 : avantage par véhicule ; o 푇푖 : trafic du véhicule i pour l’année considérée. . 퐶퐸 : coût d’entretien ; pour l’année considérée, on a un entretien courant. Application numérique ∆푡1 = 16 333,66 × 29 205 = 363 918 072,78 퐴푟 ∆푡2 = 31 420,03 × 23 375 = 608 236 847,37 퐴푟 ∆푡3 = 72 836,97 × 20 108 =1 117 355 466,70 퐴푟 훴∆푡 = ∆푡1 + ∆푡2 + ∆푡3 = 2 089 510 386,84퐴푟 CE = 32 101 860,00 Ar (coût d’entretien courant) Donc 퐴푛 = 훴∆푡 − 퐶퐸 =2 086 300 200,84 퐴푟 155 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro d) Résultat de calculs des avantages nets Le tableau suivant récapitule les avantages nets du Projet : Tableau 133. Récapitulation des avantages nets Année ∆푡1 [Ar] ∆푡2 [Ar] ∆푡3 [Ar] 퐶퐸 [Ar] 퐴푛 [Ar] 2021 363 918 072,78 608 236 847,37 1 117 355 466,70 32 101 860,00 2 086 300 200,84 2022 389 392 337,87 650 813 426,69 1 995 570 349,36 32 101 860,00 3 003 674 253,92 2023 416 649 801,52 696 370 366,55 1 279 260 273,82 32 101 860,00 2 389 070 255,89 2024 545 815 287,63 745 116 292,21 1 368 808 429 ,99 32 101 860,00 2 627 638 149,83 2025 477 022 357,76 997 274 432,67 1 464 625 087,50 2 614 737 335,80 324 184 542,13 2026 510 413 922,80 853 083 642,95 1 567 148 843,62 32 101 860,00 2 927 436 223,38 2027 746 142 897,40 912 799 497,96 1 676 849 262,68 32 101 860,00 3 303 689 798,04 2028 584 372 900,22 976 695 462,82 1 794 228 711,06 32 101 860,00 3 352 086 888,10 2029 625 279 003,23 1 345 064 145,21 1 919 824 720,84 32 101 860,00 3 858 066 009,28 2030 969 048 533,46 1 118 218 635,38 2 054 212 451,30 2 614 737 335,80 1 526 742 284,34 2031 715 881 930,80 1 196 493 939,86 2 198 007 322,89 32 101 860,00 4 107 173 007,54 2032 965 993 665,96 1 280 248 515,65 2 351 867 835,49 32 101 860,00 4 566 008 157,10 2033 819 613 222,58 1 369 865 911,74 2516 498 583,97 32 101 860,00 4 702 767 532,29 2034 876 986 148,16 1 465 756 525,56 2 692 653 484,85 32 101 860, 00 5 032 185 972,57 2035 477 022 357,76 797 274 432,67 1 464 625 087,50 2 614 737 335,80 124 184 542,12 2.2- Critères de rentabilités La rentabilité du Projet sera évaluée par le biais des critères suivant : - la Valeur Actuelle Nette (VAN), qui doit être positive ; - le Taux de Rentabilité Interne (TRI), qui doit être supérieur au taux d’actualisation ; - le Délai de Récupération du Capital Investi (DRCI), qui doit être inférieure à la durée de vie du Projet. Ces outils permettront d’effectuer l’analyse économique du Projet. a) Valeur actuelle nette La VAN mesure la création de valeur du Projet. Elle est calculée de la manière suivante : 푝 −푝 푉퐴푁 = 훴푛=1퐴푝 ∙ (1 + 푟) − 퐼 퐴푝 : avantage ou flux net de trésorerie de la période p ; 퐼 : investissement initial, 퐼 = 16 067 999 460,60 퐴푟 푟 : taux d’actualisation, 푟 = 12% ; 푛 : durée de vie du Projet; 푛 = 15푎푛푠. 156 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Le tableau suivant résume le calcul de la VAN Tableau 134. Calcul de la VAN Période Flux net de trésorerie Ap Facteur d’actualisation Flux net actualisé −푝 −푝 p [Ar] (1 + 푟) 퐴푝 ∙ (1 + 푟) [Ar] 1 2 086 300 200,84 0,893 1 837 265 814,48 2 3 003 674 253,92 0,797 2 393 928 380,37 3 2 389 070 255,89 0,712 1 680 447 150,31 4 2 627 638 149,83 0,636 1 671 177 863,29 5 324 184 542,13 0,567 183 812 635,39 6 2 927 436 223,38 0,507 1 469 562 086,53 7 3 303 689 798,04 0,452 1 493 267 788,71 8 3 352 086 888,10 0,404 1 342 570 866,50 9 3 858 066 009,28 0,361 1 392 761 829,35 10 1 526 742 284,34 0,322 491 611 015,56 11 4 107 173 007,54 0,287 11 70 466 742,73 12 4 566 008 157,10 0,257 1 173 464 096,37 13 4 702 767 532,29 0,229 1 070 317 571,55 14 5 032 185 972,57 0,205 1 025 675 331,21 15 124 184 542,12 0,183 22 725 771,21 −푝 Cumul des flux 훴퐴푝 ∙ (1 + 푟) [Ar] 19 316 214 152,240 Investissement initial 퐼 [Ar] 16 067 999 460,60 VAN 3 248 214 691,64 On voit que la VAN est positif, l’investissement peut donc être entrepris. b) Taux de rentabilité interne(TRI) Le TRI est défini comme le taux d’actualisation qui annule la VAN. Il est donné donc par la relation : 푝 −푝 훴푛=1퐴푝 ∙ (1 + 푇푅퐼) − 퐼 = 0 Tableau. Calcul du TRI Taux d’actualisation [%] 15 16 VAN [Ar] 323 774 281,34 -487 047 518,09 Le taux d’actualisation qui annule la VAN, c’est-à-dire le TRI, se trouve entre 15 % et 16%. Après interpolation, on trouve : TRI = 15,43%. 푇푅퐼 = 15,43% > 푟 = 12%, le Projet est donc rentable. 157 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro c) Délai de récupération du capital investi (DRCI) Ce délai de récupération correspond à la période au bout du quelle le capital investi a pu être récupéré. Tableau 135. Calcul de DRCI Investissement initial [Ar] 16 067 999 460,60 Flux net de Facteur Flux net actualisé Période Cumul des flux trésorerie d’actualisation 퐴 ∙ (1 + 푟)−푝 p 푝 [Ar] Ap [Ar] (1 + 푟)−푝 [Ar] 1 2 086 300 200,84 0,893 1 863 066 079,35 1 837 265 814,48 2 2 232 565 927,92 0,797 1 779 355 044,55 4 231 194 194,85 3 2 389 070 255,89 0,712 1 701 018 022,19 5 911 641 345,16 4 2 556 529 886,83 0,636 1 625 953 008,02 7582 819 208,45 5 124 184 542,12 0,567 70 412 635,38 7 766 631 843,84 6 2 927 436 223,38 0,507 1 484 210 165,25 9 236 193 930,37 7 3 132 581 472,04 0,452 1 415 926 825,36 10 729 461 719,08 8 3 352 086 888,10 0,404 1 354 243 102,79 12 072 032 585,58 9 3 586 957 683,29 0,361 1 294 891 723,67 13 464 794 414,93 10 1 226 742 284,34 0,322 395 011 015,56 13 956 405 430,49 11 4 107 173 007,54 0,287 1 178 758 653,16 15 126 872 173,21 12 4 394 899 831,09 0,257 1 129 489 256,59 16 300 336 269,59 13 4 702 767 532,29 0,229 1 076 933 764,89 17 370 653 841,14 14 5 032 185 972,57 0,205 1 031 598 124,38 18 396 329 172,34 15 124 184 542,12 0,183 22 725 771,21 18 419 054 943,55 Le capital investi sera récupéré entre la 11ème et la 12ème année de service de la route. Après interpolation, le DRCI est de 11,39 ans soit 11 ans 4 mois. Il est inférieur à la durée de vie du Projet de 15 ans. d) Indice de profitabilité Cet indice permet de donner un indice de création de valeur, il est donné par la formule suivante : 푉퐴푁 퐼푃 = + 1휇 퐼 3 248 214 691,64 퐼푃 = + 1 = 1,20 16 067 999 460,60 Après le calcul, nous avons IP = 1,20 c’est-à-dire que l’investissement génère de 0,20 Ariary par Ariary investi. e) Indice de rentabilité L’indice de rentabilité est le rapport entre la valeur actuelle des encaissements et la valeur actuelle des décaissements. Il est donné par la formule : 푉푎푙푒푢푟 푎푐푡푢푒푙푙푒 푑푒푠 푒푛푐푎푖푠푠푒푚푒푛푡푠 퐼푅 = 푉푎푙푒푢푟 푎푐푡푢푒푙푙푒 푑푒푠 푑é푐푎푖푠푠푒푚푛푒푡푠 158 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Valeur actuelle des décaissements = coût d’entretien + dépenses de la Région 4 502 296 560,00 퐼푅 = = 5,26 8 065 474 771,00 퐼푅 = 5,26 > 1, l’investissement du projet est acceptable car le projet génère pendant sa durée de vie. f) Taux moyen de rentabilité Le taux moyen de rentabilité est le rapport du bénéfice annuel après impôts à l’investissement moyen pendant la durée de vie du projet. Il est donné par la formule suivante 푛 훴푡=0푏푡 푇푀푅 = 푛 훴푡=0푖푡 푏푡 : bénéfice annuel net d’impôts sur n périodes ; 푖푡 : investissements engagés pour n période. 푇푀푅 peut être aussi calculé sur la base de l’investissement moyen. Dans notre cas nous avons : 19 316 214 152,240 푇 = 15 × 100 = 8,14 ce qui signifie qu’en faire courant l’investissement 푀푅 16 067 999 460,60 génère huit fois plus de bénéfice pendant sa durée de vie. g) Règle de décision Tous les critères de rentabilité qu’on a étudiés se résument comme suit : - VAN positive ; - TRI supérieure au taux d’actualisation ; - DRCI plus bref que la durée de vie de la route ; - Indice de rentabilité supérieur à 1 ; - Taux moyen de rentabilité = 9,12. Ceux-ci nous permettent d’affirmer que notre Projet peut être considéré comme étant un projet d’investissement acceptable, rentable, pertinent et durable. 159 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro CHAPITRE XIII : EVALUATION D’IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX Des études d’impacts environnementaux sont requises sur la majorité des Projets. Le but de ces études est de constater ou d’anticiper les réponses du dit milieu récepteur aux perturbations engendrées par le Projet. En effet, il s’agit de faire l’examen des effets du Projet sur une composante de l’environnement biophysique et humaine en comparaison de la situation en l’absence du Projet. Pour procéder à l’étude des impacts environnementaux de notre Projet, on va se focaliser sur les points suivants : . Description du milieu récepteur ; . L’identification des impacts probables du Projet sur le milieu récepteur ; . L’évaluation des impacts environnementaux ; . L’identification des mesures d’atténuation ou de compensation des impacts. 1- Description du milieu récepteur 1.1- Milieu naturel Le milieu récepteur naturel est constitué par les éléments suivants : a) Le sol Le sol à la base de l’emprise de la construction ; Les gisements : ce sont là où les matériaux construction sont extraits ; b) L’eau Les principaux cours d’eau ; Les eaux souterraines et l’aire de la zone d’implantation du Projet ; c) L’air L’atmosphère qui est touché par la réalisation des travaux ; d) La flore et la faune Les forêts et les êtres vivants qu’ils abritent ; Les surfaces cultivables. 1.2- Milieu humain Le milieu humain est surtout formé la population des zones d’influence directe et indirecte du Projet. Ce dernier affecte tant les principales activités économiques que les conditions de vie de la population. 2- Identification des impacts Les impacts du Projet peuvent être bénéfiques ou néfastes pour le milieu récepteur. Nous allons classer les impacts selon qu’ils soient positifs ou négatifs. L’EIE tient compte aussi des préoccupations environnementales à toutes les phases de réalisation du projet, soient sa conception, sa mise en place, son exploitation. Pour cela, nous allons aussi classer les impacts par rapport à l’évolution de la construction dans le temps. 160 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro 2.1- Impacts positifs a) Phase de préparation et de réalisation Création d’emploi direct Les travaux de réalisation du Projet nécessitent de la main d’œuvre, ce qui est source d’emploi temporaire pour la population environnante. Création d’emploi indirect Des activités connexes aux travaux pourraient se créer aux alentours de la zone d’implantation du Projet ; par exemple, des petits commerces ou des gargotes. b) Phase de l’exploitation Désenclavement de la zone d’influence du projet La nouvelle chaussée réalisée facilitera désormais la circulation des marchandises et des hommes. Développement économique L’Aménagement de la route fera évoluer toutes les secteurs d’activité dans zone d’influence. Développement culturel et technologique La facilité de circulation provoquer par le Projet va favoriser à l’accès aux divers centres sociaux culturels. De plus, les informations et les nouvelles seront plus faciles à accéder. 2.2- Impacts négatifs a) Phase de préparation et de réalisation Perturbation du milieu biologique Les travaux peuvent atteindre le milieu biologique de la zone d’implantation du Projet à travers les terrassements et les installations de chantier. Pollution de l’eau Les eaux usées provenant des chantiers risquent de polluer l’eau; l’infiltration des substances provenant des produits noirs peuvent contaminer l’eau. Pollution de l’air Les gaz provenant de l’échappement des engins et des camions polluent l’air. Perturbateur sonore Les bruits des engins et des camions, la démolition des ouvrages ainsi que les bruits d’explosion dans les carrières provoquent un gène pour le voisinage. 161 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Perturbation de la flore et la faune Les débroussaillages, les désherbages ou encore les décapages enlèvent la couverture végétale. Par conséquent, ce changement entraine la fuite des animaux, diminue leur habitat et réduit leur ressource alimentaire. Epuisement des ressources Les ressources naturelles qui ont approvisionné le Projet diminuent du point de vue quantité. Impact sur la santé Les gaz nocifs émis par les stations d’enrobage, la poussière ainsi que les éventuels accidents de chantier peuvent nuire à la santé des travailleurs et de la population avoisinante. b) Phase d’exploitation Pollution de l’air L’augmentation du trafic que va engendrer l’aménagement de la route provoque une pollution de l’air due aux gaz venant des échappements des véhicules. Susceptibilité du terrain à l’érosion La modification du relief sur les sites des différents gisements et sur l’emprise de la nouvelle chaussée entraîne l’augmentation de la susceptibilité du terrain à l’érosion et l’expose à la création des « Lavaka ». Risques d’accident Une chaussée revêtue fait relativement augmenter la vitesse des véhicules et donc les risques d’accident augmentent. Perturbation sonore Nuisance sonore due aux passages incessants des véhicules. 3- Evaluation des impacts 3.1- Méthodologie L’évaluation des impacts se fait par une analyse multicritère de ces derniers. Cette analyse est souvent basée sur les trois critères suivants : . l’intensité : faible, moyenne, ou forte ; . la durée : courte, moyenne, ou longue ; . l’étendue : ponctuelle, locale, ou régionale. Pour procéder, on va associer à ces différents critères des notes nous permettant d’évaluer quantitativement chaque impact. Ces notes permettront de jauger l’importance de l’impact selon quoi elle sera majeure ou mineure. L’importance de chaque impact est respectivement majeure ou mineure suivant que la somme de ses notes par critère soit inférieure ou supérieure au seuil fixé à cinq (5). Le tableau suivant indique la manière dont nous allons effectuer l’évaluation des impacts : 162 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 136. Méthode d’évaluation des impacts Critère Intensité Durée Etendue Quantification Faible Moyenne Forte Courte Moyenne Longue Ponctuelle Locale Régionale Note 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Importance 푇표푡푎푙 푑푒푠 푛표푡푒푠 ≤ 5 푇표푡푎푙 푑푒푠 푛표푡푒푠 > 5 Mineure Majeure 3.2- Résultat de l’analyse des impacts Le tableau suivant présente l’évaluation des impacts environnementaux du Projet d’après la méthode établie précédemment. Tableau 137. Récapitulation de l’évaluation des impacts Phase du Milieu Note Importance Impact projet récepteur Intensité Durée Etendue Total Impacts positifs Etude et Création d’emploi direct 3 2 2 7 Majeure Réalisation Création d’emploi indirect 2 2 2 6 Majeure Désenclavement de la zone Majeure 3 3 3 9 Milieu d’influence humain Exploitation Développement économique 2 3 2 7 Majeure Développement culturel et Majeure 1 3 2 6 technologique Impacts négatifs Perturbation du milieu Mineure 2 1 1 4 biologique Pollution de l’eau 1 2 1 4 Mineure Milieu Etude et Pollution de l’air 2 2 1 5 Mineure naturel Réalisation Perturbation sonore 1 2 1 4 Mineure Perturbation de la faune et flore 2 2 2 6 Majeure Epuisement des ressources 2 3 1 6 Majeure Milieu Impact sur la santé 2 2 1 5 Mineure humain Pollution de l’air 1 3 1 4 Mineure Milieu Susceptibilité du terrain à Majeure 2 3 2 7 Exploitation naturel l’érosion Milieu Risques d’accident 1 3 1 4 Mineure humain Perturbation sonore 1 3 1 4 Mineure 4- Mesures à prendre vis-à-vis des impacts Les impacts, s’ils sont négatifs, peuvent être évités, atténués ou compenser. Par contre, s’ils sont positifs, il est parfois possible qu’ils puissent encore être optimisés. Nous allons exposer, en deux temps, les mesures que le Projet doit inclure vis-à-vis des impacts qu’il va engendrer sur l’environnement. 4.1- Mesures d’évitement, d’atténuation ou compensation Ces mesures sont prises dans le but réduire les impacts négatifs. Elles sont énumérées dans le tableau qui suit : 163 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tableau 138. Mesures d’évitement, d’atténuation ou de compensation Impact Mesure à prendre -Réduire en tant que possible le déboisement ; Perturbation du milieu biologique -Préférer d’autres combustibles au bois ; -Aménager un site de décharge spécialement pour les Pollution de l’eau produits toxiques ; -Bien entretenir les engins pour que l’émission de Pollution de l’air gaz toxiques soit limités ; -Mettre des panneaux de signalisation là où les Perturbation sonore perturbations sonores des véhicules sont les plus désagréables ; -Effectuer une remise en place de la couverture Perturbation de la faune et flore végétale, ou le remplacer grâce à un reboisement ; -Réaménager le site une fois que les travaux sont Epuisement des ressources terminés ; -Munir le personnel des équipements de protection Impact sur la santé adéquats sur chantier ; -Mise en place de service médical ; -Mettre en place des ouvrages de protection ; Susceptibilité du terrain à l’érosion -Effectuer un reboisement sur les terrains susceptibles à l’érosion ; - Appliquer attentivement les règles de l’art lors de la Risques d’accident réalisation pour le confort et la sécurité des usagers 4.2- Mesures d’optimisation Ces mesures sont prises dans le but de concrétiser les impacts positifs du Projet d’une manière optimale. Nous allons exposer ces mesures dans le tableau suivant : Tableau 139. Mesures d’optimisation Impact Mesure à prendre Préférer la main d’œuvre locale ; Création d’emploi Etablir une formation qualifiante ; Inciter les investissements ; Instruire la population des techniques de l’agriculture moderne pour pouvoir exploiter les Développement économique de la Région superficies cultivables désormais plus accessibles ; Réhabiliter les divers sites touristiques de la Région ; Faciliter l’accès à l’information ; Développement culturel et technologique Inciter et sensibiliser les parents à la scolarisation des enfants. 164 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro CONCLUSION PARTIELLE Pour conclure, le Projet est évalué à 퐴푟 16 067 999 460,60 soit le cout d’un kilomètre est de퐴푟 2 677 999 910,03. L’étude de rentabilité s’est fait avec comme hypothèses: un taux d’actualisation de 12% et une période de 15 ans correspondant à la durée de vie estimée de la route. Le Projet s’est avéré rentable avec une VAN de 퐴푟 3 248 214 691,64 et un TRI de 15,43%. Le capital investi sera récupéré vers la moitié de la 12ème année de service de la route. Pour compléter l’étude de faisabilité du Projet, on a évalué les impacts de celui-ci vis-à-vis de l’environnement. Cette étude a montré qu’il existe autant d’impacts positifs que d’impacts négatifs. Des mesures d’atténuation sont alors associées au Projet pour diminuer ces impacts négatifs afin de préserver l’intégrité de l’environnement. 165 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro CONCLUSION GENERALE En guise de conclusion, nous pouvons dire que le développement de cette zone Sud- Est de Madagascar est lié à la réhabilitation de la RNT12A car elle possède de nombreuses richesses inexploitées d’après l’étude socio-économique. Celle-ci constitue un grand potentiel pour la Région et pour tout le Pays. Toutefois, elle se trouve enclavée par l’impraticabilité des routes en saison des pluies. La RNT12A témoigne ce fait par sa dégradation généralisée. Pourtant cette route constitue un élément majeur et indispensable aux échanges interrégionaux. Le Projet de réhabilitation de la route offre alors une solution qui apportera sa part de contribution à la relance économique régionale. Pour la structure de chaussée, la variante retenue est la structure obtenue par la méthode de dimensionnement LNTPB. Ainsi, le revêtement est en Enduit Superficiel bicouche, la couche de base en GCNT 0/315 suivie d’une couche d’imprégnation ECR 65, et la couche de fondation en Matériau sélectionné. Les contraintes et les déformations sont vérifiées pour cette structure de chaussée. Mais pour assurer la pérennité de la route, nous avons effectué les études des ouvrages d’assainissement. Du point de vue économique, le coût du kilomètre est évalué à 퐴푟 2 677 999 910,03 soit un total de 퐴푟 16 067 999 460,60 pour le tronçon étudié. Nous avons analysé différents critères de rentabilité : la VAN, le TRI, le DRCI. Ils conduisent à la même conclusion qui affirme que notre Projet peut être considéré comme étant un projet d’investissement acceptable, rentable, pertinent et durable. Dans le cadre de ce Mémoire, nous avons essayé de faire une démarche d’étude respectant les normes. On a également pris en considération le confort et la sécurité des usagers et surtout l’environnement. Au terme, l’élaboration de ce Projet élargit les expériences sur quelques thèmes précis, notamment la consistance du travail d’Ingénieur. Il m’a permis, tout au long de sa réalisation, d’appliquer sur une réalité toutes les connaissances que j’ai déjà acquises. 166 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro BIBLIOGRAPHIE Livres et revues [1] Jeuffroy, G., Conception et construction des chaussées, Tome I, Paris: Edition Eyrolles, 1970, p.54-55 ; [2] Mougin, J.P., Maîtrise de BAEL 91 modifié 99 et DTU associés, Paris : Edition Eyrolles, Février 2000, 287p ; [3] LCPC/SETRA, Manuel de conception des chaussées à faible trafic, Ministère des transports, juillet 1981, p.13-27 ; [4] LNTPB, Dimensionnement des chaussées neuves à Madagascar, Les chroniques du LNTPB, Numéro spécial «A», Antananarivo, 1973, 49p ; [5] Monographie Région Anôsy, MEI/CREAM, 2013 ; [6] Monographie de la Région Anôsy, Ministère de l’agriculture, de l’élevage et de la pêche, Unité de Politique de Développement rural, 2013. Cours [7] RAVAOHARISOA L., Cours de Béton Armé, BTP 4ème année de l’ESPA, 2017- 2018 ; [8] Rabenatoandro, M., Cours d’Hydraulique routière, BTP 3éme année de l’ESPA, 2016-2017 ; [9] Rahelison, L., Cours de Mécanique des sols, BTP 3ème année de l’ESPA, 2016- 2018 ; [10] Rahelison, L., Cours de Management de Construction, BTP 5ème année de l’ESPA, 2018-2019 ; [11] Ramasy, A., Cours de Probabilité et Statistiques, BTP 2ème année de l’ESPA, 2015-2016 ; [12] Randriaherindrainy, S., Cours de Gestion d’entreprise, BTP 5ème année de l’ESPA, 2018-2019 ; [13] Randriamaherisoa, A., Cours d’Etude d’Impact Environnemental, BTP 4ème année de l’ESPA, 2017-2018 ; [14] Randrianasolo, D., Cours d’Hydraulique générale, BTP 3ème année de l’ESPA, 2016-2017 ; [15] Randriantsimbazafy, A., Cours de Route I, BTP 2ème année de l’ESPA, 2015- 2016 ; -[16] Randriantsimbazafy, A., Cours de Route II, BTP 3ème année de l’ESPA, 2016- 2017 ; [18] Ravaoarisoa. L., Cours de Béton Armé, BTP 3ème année de l’ESPA, 2016-2017 ; [19] Razafinjato, V., Cours de Résistance des Matériaux, BTP 3ème année de l’ESPA, 2016-2017. Webographie www.madagascar-guide.com/article/guide/decouverte/l-ouest www.cours-genie-civil.com www.setra.fr www.technique-ingenieur.fr 167 RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro ANNEXES I RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Annexe 1 : Abaque de dimensionnement de la couche de fondation – Méthode LCPC II RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Annexe 2 : Abaque de détermination de la déformation dans un système bicouche à interface non glissant III RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Annexe 3 : Abaque TL pour trafic à forte proportion de Poids Lourds IV RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro V RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Annexe 4 : Abaques de Jeuffroy-Bachelez Contraintes dans un système tri-couche : 퐸 1 = 1 퐸2 VI RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Contraintes dans un système tricouche : 퐸 1 = 3 퐸2 VII RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Annexe 5 : Table de distribution 2 de Pearson VIII RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Annexe 6 : Abaque d’estimation des crues de Frechet-Gumbel, seuil de confiance 95 % IX RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Annexe 7 : Calcul de la pente et de la vitesse critique dans un dalot Abaque de calcul de la pente critique dans un dalot X RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Abaque de calcul de la vitesse critique dans un dalot XI RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Annexe 8 : Plan de dalot cadre à double ouvertures 2 × (160 × 120) XII RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro XIII RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro XIV RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Annexe 11 : Tracé en plan Tracé en plan PK 48+175 au PK 49+050 XV RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tracé en plan PK 49+050 au PK 50+650 XVI RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tracé en plan PK 50+650 au PK 51+950 XVII RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tracé en plan PK 51+950 au PK 53+425 XVIII RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tracé en plan PK 53+425 au PK 57+724 XIX RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tracé en plan PK 57+724 au PK 58+900 XX RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tracé en plan PK 58+900 au PK 60+350 XXI RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tracé en plan PK 60+350 au PK 64+600 XXII RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tracé en plan PK 64+600 au PK 69+00 XXIII RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tracé en plan PK 69+00 au PK 74+673 XXIV RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Tracé en plan PK 74+673 au PK 77+030 XXV RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Annexe 9 : Exemple de profil en long (PK 64+400 au PK 65+800) XXVI RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Annexe 10 : Types de profil en travers XXVII RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Annexe 12 : Résultats des essais en laboratoire XXVIII RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro XXIX RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro XXX RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Annexe 12 : Schéma d’itinéraire et de réhabilitation de la RNT12a XXXI RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Schéma d’itinéraire et de réhabilitation de la RNT12a XXXII RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Schéma d’itinéraire et de réhabilitation de la RNT12a XXXIII RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Schéma d’itinéraire et de réhabilitation de la RNT12a XXXIV RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Schéma d’itinéraire et de réhabilitation de la RNT12a XXXV RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Schéma d’itinéraire et de réhabilitation de la RNT12a XXXVI RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Schéma d’itinéraire et de réhabilitation de la RNT12a XXXVII RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Schéma d’itinéraire et de réhabilitation de la RNT12a XXXVIII RANDRIAMANANTENA Hasintsirofo Ranto Alimiaro Schéma d’itinéraire et de réhabilitation de la RNT12a XXXIX Nom : RANDRIAMANANTENA Prénoms : Hasintsirofo Ranto Alimiaro Adresse: Lot III i 58 A.J Soanierana Cité Gare Couriel: [email protected] Contact: +261 32 42 264 65 +261 34 28 122 48 Titre du mémoire: ETUDE DE LA REHABILITATION DE LA RNT12A ENTRE LE BAC EBAKIKA (Pk48+114) ET LE BAC MANAMBATO (Pk78+272) DE LA REGION ANÔSY Nombre de pages : 165 Nombre de tableaux : 139 Nombre de figures : 36 Résumé Le Sud-Est de Madagascar, notamment la Région Anôsy, se trouve enclavée à cause de l’impraticabilité de la RNT12A en saison de pluies. C’est pour cela que la réhabilitation de cette route est primordiale. D’une part, le présent Mémoire propose une solution comprenant le dimensionnement de la chaussée et des ouvrages d’assainissement. D’autre part, le Projet dont cette étude fait l’objet, est rentable du point de vue économique. Il est également soumis à une étude d’impact environnementale. Abstract The South East of Madagascar, especially the Region of Anôsy, becomes an enclosed territory because the RNT12A is useless during the rainy season. That is why that road development is important. One the one hand, this present thesis gives a solution that contains the road way and sanitations facilities sizing. On the other hand, the Project, for what the present research aim at, is economically profitable. Also, the Project has passed through an environment impact study. Mots clés: Route; aménagement; rentable; économique. Encadreur : Monsieur RANDRIANTSIMBAZAFY Andrianirina