UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO DEPARTEMENT BATIMENT ET TRAVAUX PUBLICS ________________________________________________________________ Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme D’INGÉNIEUR EN BATIMENT ET TRAVAUX PUBLICS CONTRIBUTION A L’ETUDE DE LA CONSTRUCTION DU NOUVEAU PONT TRAVERSANT LA RIVIERE ANJINGO AU PK 20+000 DE LA RN31 Présenté par : Monsieur RAZANAKOLONA Andriamahefarivony Herizo Sous la direction de : Monsieur RANDRIANTSIMBAZAFY Andrianirina Soutenu le : 09 Janvier 2009 Promotion 2008 UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO DEPARTEMENT BATIMENT ET TRAVAUX PUBLICS ________________________________________________________________ Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme D’INGÉNIEUR EN BATIMENT ET TRAVAUX PUBLICS CONTRIBUTION A L’ETUDE DE LA CONSTRUCTION DU NOUVEAU PONT TRAVERSANT LA RIVIERE ANJINGO AU PK 20+000 DE LA RN31 Membres du Jury : Président : Monsieur Martin RABENATOANDRO Directeur de mémoire : Monsieur Andrianirina RANDRIANTSIMBAZAFY Examinateurs : Monsieur Alison Nantenaina RASAMOELINA Monsieur Moïse RALAIARISON Monsieur Solofo RAJOELINANTENAINA Promotion 2008 SOMMAIRE REMERCIEMENTS LISTE DES ABREVIATIONS ET DES NOTATIONS LISTE DES TABLEAUX LISTE DES FIGURES INTRODUCTION GÉNÉRALE Partie 1 : GENERALITES Chapitre 1 : ENVIRONNEMENT DU PROJET Chapitre 2 : JUSTIFICATION DU PROJET Partie 2 : ETUDES PRELIMINAIRES Chapitre 1 : ETUDE HYDRAULIQUE ET HYDROLOGIQUE Chapitre 2 : ETUDE GEOTECHNIQUE Chapitre 3 : ETUDE DES VARIANTES ET CHOIX DE LA VARIANTE RETENUE Partie 3 : ETUDES TECHNIQUES DE LA VARIANTE RETENUE Chapitre 1 : HYPOTHESES DE CALCUL Chapitre 2 : ETUDE DE LA SUPERSTRUCTURE Chapitre 3 : ETUDE DE L’INFRASTRUCTURE Partie 4 : ETUDES FINANCIERES Chapitre 1 : PHASAGE DES TRAVAUX Chapitre 2 : ETUDES FINANCIERES Chapitre 3 : ETUDE DE RENTABILITE DU PROJET CONCLUSION GÉNÉRALE BIBLIOGRAPHIE ANNEXES TABLE DES MATIERES I REMERCIEMENTS i ce travail a pu être mené à terme, c’est grâce à l’action de l’amour de Dieu , de sa miséricorde et de Ssa bonté infinie. Nous tenons à remercier toutes les personnes qui nous ont soutenue dans la mise au point de cette étude, plus particulièrement : Monsieur RAMANANTSIZEHENA Pascal, Directeur de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, qui s’est toujours attaché à l’excellence des formations dispensées par l’Ecole; Monsieur RABENATOANDRO Martin, Chef du Département Bâtiment et Travaux Publics qui a bien voulu présider le Jury de la soutenance ; Monsieur RANDRIANTSIMBAZAFY Andrianirina, notre Directeur de mémoire et Professeur de routes, qui n’a eu de cesse de prodiguer conseils et corrections tout au long de notre travail ; qu’il trouve ici mes plus vifs remerciements ; Tous les membres du Jury qui ont bien voulu corriger ce mémoire ; Monsieur Olivier BROQUEREAU, Chef du Service Etudes et Méthodes de la Société COLAS S.A., pour m’avoir donné l’immense privilège d’effectuer mon stage de fin d’études au sein de ce Service ; Monsieur RASAMOELINA Alison Nantenaina, Ingénieur Principal du SEM, qui n’a ménagé ni son temps ni sa peine, pour nous faire profiter de son immense expérience en matière d’ouvrages d’art ; Mes parents et ma famille qui m’ont toujours témoigné leur affection et leur intérêt pour ce mémoire, surtout dans les moments difficiles que j’ai traversés ; Et enfin, toutes les personnes qui, de près ou de loin, m’ont apporté aide et contribution pour cette étude. A toutes et à tous, je témoigne ma reconnaissance. II LISTE DES ABREVIATIONS ET NOTATIONS Abréviations BA Béton Armé BAEL Béton Armé aux Etats Limites BP Béton Précontraint BPEL Béton Précontraint aux Etats Limites CMD Coefficient de Majoration Dynamique CRT Coefficient de Répartition Transversale ELS Etat Limite de Service ELU Etat Limite Ultime LI Ligne d’Influence MCE Méthode de la Compression Excentrée MSHAE Méthode de la Structure Hyperstatique sur Appuis Elastiques VIPP Viaduc Indépendant à Poutres Précontraintes Notations Béton As Section d’acier à l’ELS Au Section d’acier à l’ELU b Dimension transversale (largeur ou épaisseur d’une section) B Section du béton c Enrobage de l’acier d Hauteur utile Eb Module d’élasticité du béton Eij Module de déformation longitudinale instantanée du béton Evj Module de déformation du béton à long terme fc28 Résistance caractéristique à la compression à 28 jours d’âge du béton ft28 Résistance caractéristique à la traction à 28 jours d’âge du béton n Coefficient d’équivalence acier/béton Armatures de précontrainte Ep Module de déformation longitudinale pour les torons Fprg Valeur garantie de la charge maximale à la rupture fprg Valeur garantie de la charge maximale à la rupture rapportée à l’unité de section nominale Fpeg Valeur garantie de la charge à la limite conventionnelle d’élasticité à 0,1% III fpeg Valeur garantie de la charge à la limite conventionnelle d’élasticité à 0,1% rapportée à l’unité de section nominale TBR Très Basse Relaxation Caractéristiques géométriques des poutres b Largeur de la table de compression br Largeur du talon b0 Epaisseur de l’âme h Hauteur totale hoc Epaisseur de la table de compression hr Epaisseur du talon I Moment d’inertie d’une section brute In Moment d’inertie nette w Aire des lignes d’influences Soll icitations / Contraintes / Déformations Ah Armatures horizontales Av Armatures verticales D Longueur d’ancrage d’un pieu f Flèche fe Limite d’élasticité de l’armature l ou L Largeur et longueur d’une pièce h ou H Hauteur d’une pièce M Moment fléchissant MU,S Moment fléchissant à l’ELU et à l’ ELS T ou V Effort tranchant TU,S ou VU,S Effort tranchant à l’ELU et à l’ ELS Autres α Coefficient dépendant du rapport de rigidités des poutres et de l’ensemble de la structure transversale εr Retrait final du béton γb Coefficient de sécurité du béton εr(t) Valeur du retrait en fonction du temps σadm Contrainte admissible Φ Diamètre d’une pièce η Coefficient de fissuration ηBr Coefficient de répartition transversale dû à Br ηBr Coefficient de répartition transversale dû à Bt IV ρ1000 Valeur garantie de la perte par relaxation isotherme à 1000 heures, exprimée en pour-cent de la tension initiale ηP Coefficient de répartition transversale dû aux piétons σ Contrainte normale ω Rotation aux appuis ψs Coefficient de scellement υ Coefficient de Poisson τ Contrainte tangentielle ou de cisaillement V LISTE DES TABLEAUX Tableau 1: Répartition de la superficie par District de la Région Sofia...............................................5 Tableau 2 : Inventaire des Communes de chaque District................................................................... 6 Tableau 3: Répartition de la température moyenne annuelle dans la Région Sofia.............................7 Tableau 4: Pluviométrie de la Région Sofia.........................................................................................8 Tableau 5: Répartition de la population par District............................................................................ 9 Tableau 6: Evolution de la population de la zone d’influence........................................................... 10 Tableau 7 : Accroissement naturel de la population.......................................................................... 10 Tableau 8: Superficies cultivées par District......................................................................................11 Tableau 9 : Répartition des surfaces cultivées par type de culture................................................... 12 Tableau 10 : Evolution de la production de riz dans la Région Sofia ............................................... 13 Tableau 11 : Production de manioc....................................................................................................13 Tableau 12 : Production de maïs ....................................................................................................... 14 Tableau 13 : Evolution et production de haricots...............................................................................14 Tableau 14 : Evolution et production de coton.................................................................................. 15 Tableau 15 : Evolution et production de canne à sucre......................................................................16 Tableau 16 : Production de canne industrielle par centre de transformation..................................... 16 Tableau 17 : Evolution de l’élevage dans la zone d’influence...........................................................16 Tableau 18 : Campagne de comptages routiers..................................................................................18 Tableau 19 : Prévision du trafic......................................................................................................... 18 Tableau 20 : Calage hydraulique........................................................................................................24 Tableau 21 : Caractéristiques de l’écoulement de la rivière.............................................................. 26 Tableau 22 : Caractéristiques de l’écoulement avec la cote PHE...................................................... 27 Tableau 23 : Résultats de l’essai préssiométrique effectué sous la culée côté Antsohihy................. 33 Tableau 24 : Force de frottement latéral............................................................................................ 34 Tableau 25 : Comparaison des variantes du point de vue évaluation................................................ 36 Tableau 26 : Devis sommaire