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Conception et réalisation des chaussées en milieu désertique

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JNGG 2002, 8 <strong>et</strong> 9 Octobre 2002, Nancy 1<br />

CONCEPTION ET REALISATION DES CHAUSSEES EN MILIEU DESERTIQUE<br />

MORSLI Mérièm 1 , AMERAOUI Zoubida 1 , BALI Abdelrahim 1 , FLEUREAU Jean-Marie 2<br />

1 Laboratoire Construction <strong>et</strong> Environnem<strong>en</strong>t, Ecole Nationale Polytechnique, 10 Av<strong>en</strong>ue Hass<strong>en</strong> Badi, El-Harrach,<br />

Alger, ALGERIE, meriem.ouhachi@caramail.com , Amraoui@hotmail.com, balianl@yahoo.fr<br />

2 Laboratoire de Mécanique <strong>des</strong> Sols, Structures <strong>et</strong> Matériaux, Ecole C<strong>en</strong>trale de Paris <strong>et</strong> CNRS UMR 8579.Grande Voie<br />

<strong>des</strong> Vignes F 92295 Chât<strong>en</strong>ay Malabry Cedex, fleureau@mss.ecp.fr<br />

RESUME : Le Sahara algéri<strong>en</strong> couvre un peu plus de deux millions de kilomètres carrés. Les<br />

<strong>des</strong>sertes reliant les différ<strong>en</strong>tes régions sont donc parfois énormes. Les routes, avant 1950, avai<strong>en</strong>t<br />

rarem<strong>en</strong>t dépassé les Hauts -Plateaux. Avec la découverte <strong>des</strong> premiers gisem<strong>en</strong>ts du pétrole <strong>en</strong><br />

1955-1956, le Sahara a connu une grande ext<strong>en</strong>sion <strong>des</strong> infrastructures routières. En trois ans, il a<br />

été construit plus de 1200 km auxquels s’ajoutai<strong>en</strong>t, <strong>en</strong>tre 1960 <strong>et</strong> 1962, 1000 km .L’utilisation<br />

obligatoire <strong>des</strong> matériaux locaux - dont les solutions de mise <strong>en</strong> œuvre s’écart<strong>en</strong>t <strong>des</strong> normes<br />

admises- a abouti à la mise au point de techniques particulières propres aux conditions locales,<br />

différ<strong>en</strong>tes <strong>des</strong> techniques répandues dans les régions humi<strong>des</strong>.<br />

MOTS-CLEFS : chaussées, matériaux locaux, aride, cohésion, spécifications.<br />

ABSTRACT : The Algerian Sahara covers a little more than two millions square kilom<strong>et</strong>ers. The<br />

service roads connecting the various regions are thus som<strong>et</strong>imes very long. The roads, before 1950,<br />

had seldom exceeded the highlands. With the discovery of the first oil reservoirs in 1955-1956, the<br />

Sahara has known a great ext<strong>en</strong>sion of the road infrastructures. In three years, more than 1200 km<br />

were built to which 1000 km were added b<strong>et</strong>we<strong>en</strong> 1960 and 1962. The compulsory use of local<br />

material, whose application solutions deviate from accepted standards, resulted in the developm<strong>en</strong>t<br />

of new techniques, well adapted to local conditions, and differ<strong>en</strong>t from those used in w<strong>et</strong> regions.<br />

KEW WORDS : local roadways, materials, arid, cohesion, specifications.<br />

1.Introduction<br />

La conception, la construction, la qualité <strong>et</strong> la durée de vie d’une route dép<strong>en</strong>d<strong>en</strong>t ess<strong>en</strong>tiellem<strong>en</strong>t<br />

de son <strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t : climat, qualité du sous-sol, t<strong>en</strong>eur <strong>en</strong> eau du sol, matériaux disponibles,<br />

trafic…..). A ce titre, le Sahara algéri<strong>en</strong> est un exemple significatif ; l’insertion de la route dans ce<br />

<strong>milieu</strong> a nécessité une révolution dans la façon de concevoir <strong>et</strong> de réaliser le corps de chaussée.<br />

La mise <strong>en</strong> place de la technique routière sahari<strong>en</strong>ne fût le résultat de plusieurs années<br />

d’expéri<strong>en</strong>ces après la réalisation de plus de 2 500 km <strong>en</strong> <strong>milieu</strong> désertique ; Aujourd’hui le défi est<br />

d’adapter c<strong>et</strong>te technique aux nouvelles réalités, d’établir <strong>des</strong> critères de classification <strong>des</strong><br />

matériaux sahari<strong>en</strong>s afin de faciliter leur utilisation pour les proj<strong>et</strong>eurs (choix de matériaux selon les<br />

possibilités offertes sur le terrain, les techniques de réalisation, le dim<strong>en</strong>sionnem<strong>en</strong>t de la<br />

chaussée….).<br />

L’exposé portera sur la technique routière sahari<strong>en</strong>ne, la classification <strong>des</strong> matériaux <strong>et</strong> sur quelques<br />

techniques de réalisation, après une prés<strong>en</strong>tation succincte du contexte sahari<strong>en</strong>.<br />

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2. Le contexte sahari<strong>en</strong>.<br />

2.1.Le climat.<br />

Le Sud algéri<strong>en</strong> est caractérisé par <strong>des</strong> étés très chauds (50° à l’ombre) <strong>et</strong> <strong>des</strong> hivers ru<strong>des</strong> avec<br />

d’importants écarts de température (-5° le soir <strong>et</strong> 30° le jour).<br />

Les pluies sont rares <strong>et</strong> tomb<strong>en</strong>t généralem<strong>en</strong>t sous forme d’averses (précipitations annuelles<br />

moy<strong>en</strong>nes inférieures à 50 mm qui peuv<strong>en</strong>t tomber <strong>en</strong> une ou deux averses). Les v<strong>en</strong>ts de sable y<br />

sont fréqu<strong>en</strong>ts.<br />

La zonalité climatique <strong>en</strong> Algérie basée sur la pluviométrie est la suivante :<br />

Zone I : méditerrané<strong>en</strong>ne humide H ≥ 600 mm.<br />

Zone II : méditerrané<strong>en</strong>ne subhumide 350 mm ≤ H < 600 mm.<br />

Zone III : semi-aride ou steppique 100 mm ≤ H < 350 mm.<br />

Zone IV : aride ou désertique<br />

H < 100 mm.<br />

D’après c<strong>et</strong>te classification, le Sahara est caractérisé par une pluviométrie moy<strong>en</strong>ne annuelle<br />

inférieure à 100 mm, à laquelle s’ajout<strong>en</strong>t d’autres paramètres :<br />

- <strong>des</strong> températures très variables <strong>et</strong> élevées <strong>en</strong> été (<strong>en</strong>tre 38 <strong>et</strong> 45°C) ;<br />

- un écart thermique <strong>en</strong>tre le jour <strong>et</strong> la nuit, de 12 à 15°C <strong>en</strong> été <strong>et</strong> de 9 à 15°C <strong>en</strong> hiver ;<br />

- une extrême sécheresse atmosphérique ;<br />

- une fréqu<strong>en</strong>ce <strong>des</strong> v<strong>en</strong>ts de sable ;<br />

- une rar<strong>et</strong>é <strong>et</strong> irrégularité <strong>des</strong> pluies.<br />

2.2. Le relief<br />

Le sud algéri<strong>en</strong> est caractérisé par un relief peu accid<strong>en</strong>té constitué par de vastes pénéplaines. Les<br />

paysages sont généralem<strong>en</strong>t monotones à l’exception de quelques zones montagneuses ou passages<br />

d’ergs.<br />

2.3. Principales ressources <strong>en</strong> matériaux locaux dans le Sud algéri<strong>en</strong><br />

L’uniformité de l’aspect de surface du sol sahari<strong>en</strong> dissimule une grande variété de matériaux ; on<br />

distingue :<br />

- <strong>des</strong> <strong>en</strong>croûtem<strong>en</strong>ts calcaires,<br />

- <strong>des</strong> <strong>en</strong>croûtem<strong>en</strong>ts gypso-calcaires,<br />

- <strong>des</strong> sols gypseux ou salins,<br />

- du tout-v<strong>en</strong>ant de plateaux,<br />

- du tout-v<strong>en</strong>ant de buttes <strong>et</strong> p<strong>en</strong>tes,<br />

- <strong>des</strong> arènes granitiques,<br />

- <strong>des</strong> sables,<br />

- <strong>des</strong> argiles.<br />

2.4. L’hydrogéologie<br />

Du point de vue hydrologique, on distingue deux zones :<br />

- La partie secondaire <strong>et</strong> tertiaire constituant le Nord du Sahara <strong>et</strong> r<strong>en</strong>fermant diverses nappes<br />

souterraines dont l’une «Albi<strong>en</strong>ne» est particulièrem<strong>en</strong>t abondante <strong>et</strong> ét<strong>en</strong>due.<br />

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- La partie primaire constituant l’extrême Sud où les seules ressources disponibles sont<br />

constituées par <strong>des</strong> nappes d’<strong>en</strong>feroflux <strong>des</strong> oueds importants.<br />

3. La Technique Routière Sahari<strong>en</strong>ne. (F<strong>en</strong>zy, 1965)<br />

3.1. Principale innovation<br />

La principale innovation de la technique routière sahari<strong>en</strong>ne a été l’utilisation <strong>en</strong> couches de<br />

chaussée de matériaux fins, utilisation r<strong>en</strong>due possible grâce au climat <strong>et</strong> au trafic relativem<strong>en</strong>t<br />

faible prévue sur les routes à construire.<br />

3.2. Les idées générales<br />

- Le trafic sahari<strong>en</strong> est ess<strong>en</strong>tiellem<strong>en</strong>t composé de camions gros porteurs souv<strong>en</strong>t <strong>en</strong> surcharge ;<br />

donc on se dirigera vers une chaussée qui accepte sans désordres immédiats <strong>des</strong> déformations<br />

élastiques même relativem<strong>en</strong>t importantes, car les répétitions de charges étant faibles, les<br />

phénomènes de fatigue doiv<strong>en</strong>t apparaître l<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>t.<br />

- Le climat sahari<strong>en</strong> est très sec. Les quelques pluies tomb<strong>en</strong>t presque toujours <strong>en</strong> précipitations<br />

relativem<strong>en</strong>t importantes p<strong>en</strong>dant un temps très court. L’imbibition n’est pas à craindre à la<br />

seule condition que la forme de la surface perm<strong>et</strong>te l’écoulem<strong>en</strong>t <strong>des</strong> eaux.<br />

- Le problème <strong>des</strong> chotts doit être dissocié de la technique routière sahari<strong>en</strong>ne.<br />

Principe de la technique :<br />

- La couche de roulem<strong>en</strong>t doit être souple pour plier sans rompre.<br />

- Le matériau de la couche de base doit pouvoir supporter <strong>des</strong> déformations élastiques<br />

(réversibles).<br />

- Grâce au climat sec, la résistance de la couche de base peut être obt<strong>en</strong>ue soit par frottem<strong>en</strong>t<br />

<strong>en</strong>tre grains, soit par cohésion.<br />

- L’épaisseur de la couche de base peut être faible car le sol de fondation étant sec, sa portance est<br />

<strong>en</strong> général bonne ( C.B.R. > 20)<br />

- La possibilité d’utiliser <strong>des</strong> matériaux cohér<strong>en</strong>ts plus ou moins argileux <strong>en</strong> couche de base<br />

impose de s’assurer du bon écoulem<strong>en</strong>t <strong>des</strong> eaux de pluie.<br />

3.3. Domaine d’application<br />

- Climat très sec (moy<strong>en</strong>ne annuelle <strong>des</strong> pluies < 100 mm).<br />

- Risques d’imbibition <strong>des</strong> sols sous chaussées très réduits.<br />

3.4. Classification <strong>des</strong> matériaux (Larabi, 1998).<br />

Il est établi que l’<strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t désertique perm<strong>et</strong> l’utilisation, <strong>en</strong> corps de chaussée, d’une large<br />

gamme de matériaux : depuis les graves caillouteuses jusqu’aux matériaux fins <strong>en</strong> passant par ceux<br />

dont la courbe granulométrique est tout <strong>en</strong>tière à l’intérieur d’un fuseau discriminant de type<br />

AASHO –voir Figure1. fuseau discriminant de Béni-Abbes- Les matériaux sont alors classés <strong>en</strong><br />

trois familles selon leur granularité :<br />

Famille I : ceux dont la courbe granulométrique se trouve au-<strong>des</strong>sous du fuseau <strong>en</strong>tièrem<strong>en</strong>t ou<br />

partiellem<strong>en</strong>t (zone I du graphique). Ce sont <strong>des</strong> matériaux à ossature à forte t<strong>en</strong>eur <strong>en</strong> vide<br />

(ballast). Il n’est pas interdit d’<strong>en</strong>visager leur emploi <strong>en</strong> couche de base ou de fondation mais<br />

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chaque cas doit être étudié <strong>en</strong> fonction <strong>des</strong> risques de ségrégation <strong>et</strong> de compactage ; parfois la<br />

réalisation de planches d’essai est nécessaire avant de se prononcer.<br />

Famille II : les matériaux dont la courbe granulométrique est tout <strong>en</strong>tière à l’intérieur du fuseau<br />

(zone II du graphique) ; Ces matériaux doiv<strong>en</strong>t leur t<strong>en</strong>ue à l’<strong>en</strong>châssem<strong>en</strong>t <strong>des</strong> différ<strong>en</strong>ts élém<strong>en</strong>ts<br />

<strong>et</strong> à l’angle de frottem<strong>en</strong>t important dû au contact grain sur grain ; on les appelle matériaux à angle<br />

de frottem<strong>en</strong>t élevé. Ce sont <strong>des</strong> matériaux à ossature, analogues à ceux dits classiques utilisés <strong>en</strong><br />

zone humide pour lesquels il est toutefois toléré quelques faibles écarts grâce à la sécheresse<br />

(pourc<strong>en</strong>tage de fines plus élevé). Ce type de matériaux doit assurer une certaine cohésion tout <strong>en</strong><br />

évitant une lubrification du squel<strong>et</strong>te.<br />

Famille III : ceux dont la courbe granulométrique se trouve au-<strong>des</strong>sus du fuseau <strong>en</strong>tièrem<strong>en</strong>t ou<br />

partiellem<strong>en</strong>t (zone III du graphique). Matériaux à matrice d’élém<strong>en</strong>ts fins, le squel<strong>et</strong>te est<br />

inexistant ou noyé dans les élém<strong>en</strong>ts fins. Ces matériaux sont caractérisés par :<br />

- leur nature minéralogique(taux de carbonates, sulfates, chlorures <strong>et</strong> insolubles) ;<br />

- leur résistance à la compression simple ;<br />

- leur susceptibilité à l’humidité(gonflem<strong>en</strong>t, r<strong>et</strong>rait chute de résistance).<br />

Les seuils imposés à ces paramètres dép<strong>en</strong>d<strong>en</strong>t du niveau de service pour lequel ils seront sollicités<br />

(couche de fondation, couche de base, nature <strong>et</strong> int<strong>en</strong>sité du trafic).<br />

100<br />

Cailloux<br />

Graviers<br />

Gros sable<br />

Sable fin<br />

90<br />

80<br />

70<br />

Passant (%)<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

Famille II<br />

Famille I<br />

Famille III<br />

20<br />

10<br />

0<br />

100 10 1 0,1 0,01<br />

Diamètre <strong>des</strong> tamis (mm)<br />

Figure1. fuseau discriminant de Béni-Abbes<br />

4. Matériaux <strong>et</strong> mise <strong>en</strong> œuvre (Fum<strong>et</strong>, 1959 ; F<strong>en</strong>zy, 1965 ; Inal, 1980 ; Boularek, 1989<br />

4.1. Terrassem<strong>en</strong>t<br />

- Les routes <strong>en</strong> zones désertiques sont souv<strong>en</strong>t réalisées <strong>en</strong> remblai de faible hauteur 20 à 30 cm,<br />

c<strong>et</strong>te disposition facilite le drainage <strong>et</strong> modifie favorablem<strong>en</strong>t la t<strong>en</strong>eur <strong>en</strong> eau d’équilibre sous<br />

chaussée<br />

- Les déblais sont à éviter autant que possible car ils favoris<strong>en</strong>t l’<strong>en</strong>sablem<strong>en</strong>t <strong>des</strong> chaussées.<br />

Il n’y a pas de sélection de matériaux pour l’exécution <strong>des</strong> terrassem<strong>en</strong>ts à l’exception <strong>des</strong><br />

matériaux trop fins <strong>et</strong> pulvérul<strong>en</strong>ts qui sont à écarter :<br />

- lorsque les matériaux de bonne qualité sont disponibles à <strong>des</strong> distances de transport<br />

économiques, les remblais sont confectionnés avec ces matériaux <strong>et</strong> constitu<strong>en</strong>t déjà une<br />

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fondation qui perm<strong>et</strong> de réduire au minimum l’épaisseur du corps de chaussée – couche de base<br />

d’<strong>en</strong>viron 15 cm –<br />

- <strong>en</strong> zones dunaires, le sable peut constituer le corps du remblai, cep<strong>en</strong>dant sa mise <strong>en</strong> œuvre pose<br />

<strong>des</strong> problèmes particuliers : difficultés de répandage du matériau de couche de base sur le sable<br />

de dune, c<strong>et</strong>te opération ne peut se faire sans contamination de la couche supérieure sauf si l’on<br />

pr<strong>en</strong>d <strong>des</strong> précautions lors de la mise <strong>en</strong> œuvre (approvisionnem<strong>en</strong>t à l’avancem<strong>en</strong>t).<br />

- Les terrassem<strong>en</strong>ts sont compactés à sec de manière à atteindre <strong>des</strong> d<strong>en</strong>sités de l’ordre de 90 %<br />

de l’optimum Proctor. La dernière couche étant compactée à l’eau, à 96 % de l’optimum<br />

Proctor.<br />

- La couche supérieure <strong>des</strong> terrassem<strong>en</strong>ts devra être traitée de façon à acquérir une compacité<br />

maximale, de l’ordre de 98% de l’optimum Proctor (Larabi, 1998).<br />

4.2. Couche de fondation<br />

Dans les zones désertiques, la prés<strong>en</strong>ce de sol mou n’est pas <strong>en</strong>visageable ; de même, les<br />

conditions climatiques ari<strong>des</strong> ont pour conséqu<strong>en</strong>ce la rigidité <strong>des</strong> sols supports <strong>et</strong> <strong>des</strong> assises. Le<br />

principe d’une assise unique est alors r<strong>et</strong><strong>en</strong>u ; son épaisseur varie <strong>en</strong>tre 15 cm <strong>et</strong> 30 cm. Elle est<br />

réalisée, à chaque fois que c’est possible avec un matériau id<strong>en</strong>tique soumis à <strong>des</strong> normes strictes.<br />

Lorsque les matériaux performants (par rapport aux normes imposées par la technique routière<br />

sahari<strong>en</strong>ne) ne sont pas disponibles <strong>en</strong> quantité suffisante, les 10 cm inférieurs - jouant le rôle de<br />

couche de fondation - sont alors réalisés avec un matériau ayant <strong>des</strong> caractéristiques moins bonnes.<br />

La couche de fondation est mise <strong>en</strong> place sur la plate-forme support de la chaussée (terrassem<strong>en</strong>ts<br />

terminés) par compactage avec humidification <strong>et</strong> est exécutée sur toute la largeur de la plateforme.<br />

4.3. Couche de base<br />

La couche de base est compactée avec humidification <strong>et</strong> exécutée sur toute la plate-forme.<br />

Lorsqu’elle est terminée, elle a une largeur de 7.50 à 10.50 m suivant les proj<strong>et</strong>s, avec <strong>des</strong><br />

élargissem<strong>en</strong>ts sur certaines sections-passages submersibles, remblais de grande hauteur, <strong>et</strong>c. -<br />

(Domec, 1980). Les matériaux utilisés <strong>en</strong> couche de base apparti<strong>en</strong>n<strong>en</strong>t soit à la famille II<br />

(matériaux à ossature), soit à la famille III (matériaux fins).<br />

La construction <strong>des</strong> chaussées avec matériaux fins, dits à cohésion élevée, est le privilège <strong>des</strong><br />

régions à climat sec. On détermine leur qualité par <strong>des</strong> essais d’Atterberg, l’analyse chimique <strong>et</strong> on<br />

apprécie leur cohésion par <strong>des</strong> essais de résistance à la compression simple. C<strong>et</strong> essai est effectué<br />

sur <strong>des</strong> éprouv<strong>et</strong>tes type sol :<br />

- compactées humi<strong>des</strong>, à la t<strong>en</strong>eur <strong>en</strong> eau Optimum Proctor Modifié,<br />

- prés<strong>en</strong>tant une d<strong>en</strong>sité sèche égale approximativem<strong>en</strong>t à 95% de la d<strong>en</strong>sité sèche maximum<br />

Proctor modifié<br />

- séchées à une température de 60°C maximum.<br />

Leur résistance doit être au moins de 25 bars à t<strong>en</strong>eur <strong>en</strong> eau finale quasim<strong>en</strong>t nulle.<br />

Ces matériaux nécessit<strong>en</strong>t une t<strong>en</strong>eur <strong>en</strong> eau optimale élevée, d’où les risques de r<strong>et</strong>rait au séchage<br />

<strong>et</strong> de fissuration.<br />

La résistance chute brutalem<strong>en</strong>t avec la compacité (de l’ordre de 50% quand on passe de 98 à 95%<br />

de l’optimum Proctor modifié); il est donc indisp<strong>en</strong>sable d’exiger un bon compactage avec <strong>des</strong><br />

tolérances très limitées.<br />

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Il est à noter qu’un bon compactage est souv<strong>en</strong>t difficile à obt<strong>en</strong>ir, lorsque le matériau est très<br />

fin car sa surface spécifique importante exige :<br />

- une t<strong>en</strong>eur <strong>en</strong> eau au mom<strong>en</strong>t du compactage parfaitem<strong>en</strong>t homogène <strong>et</strong> proche de l’optimum<br />

Proctor modifié,<br />

- un malaxage puissant,<br />

- une grande énergie de compactage.<br />

Il est égalem<strong>en</strong>t déconseillé de rapporter, sur une surface déjà compactée, une couche mince car il<br />

se produit ce qui est appelé le feuill<strong>et</strong>age : la couche supérieure se détache du corps de le chaussée<br />

dès qu’un effort lui est appliqué ; une reprise sur l’épaisseur totale de la couche de base par grattage<br />

<strong>des</strong> matériaux déjà mis <strong>en</strong> place est indiquée lorsqu’une correction s’impose.<br />

Ces types de matériaux sont assez aléatoires <strong>et</strong> demand<strong>en</strong>t une mise <strong>en</strong> œuvre soignée. Ils donn<strong>en</strong>t<br />

un excell<strong>en</strong>t uni. Leur t<strong>en</strong>ue est parfaite <strong>en</strong> l’abs<strong>en</strong>ce d’eau mais leur imbibition avec mainti<strong>en</strong> du<br />

trafic lourd <strong>en</strong>traîne la ruine de la chaussée.<br />

4.4.Couche de roulem<strong>en</strong>t<br />

Imprégnation<br />

Préalablem<strong>en</strong>t à la réalisation d’une couche de roulem<strong>en</strong>t, les matériaux -d’<strong>en</strong>croûtem<strong>en</strong>ts<br />

notamm<strong>en</strong>t-, doiv<strong>en</strong>t recevoir une couche d’imprégnation bitumineuse dont l’utilité est triple :<br />

- assurer l’accrochage de la couche de roulem<strong>en</strong>t sur un matériau souv<strong>en</strong>t très fermé <strong>en</strong> surface ;<br />

- servir év<strong>en</strong>tuellem<strong>en</strong>t de couche de roulem<strong>en</strong>t provisoire ;<br />

- protéger la couche de base d’év<strong>en</strong>tuelles précipitations.<br />

L’imprégnation est réalisée sur toute la largeur de la plate-forme, le plus souv<strong>en</strong>t au cut-back 0/1<br />

<strong>et</strong> parfois au cut-back 10/1.<br />

Les assises de chaussées étant réalisées avec <strong>des</strong> matériaux naturels non élaborés <strong>et</strong> <strong>en</strong> couches<br />

relativem<strong>en</strong>t minces, les déflexions élastiques produites sont relativem<strong>en</strong>t importantes (de l’ordre du<br />

millimètre). Ceci impose l’exécution d’un revêtem<strong>en</strong>t souple <strong>et</strong> mince. Selon l’int<strong>en</strong>sité du trafic, la<br />

couche de roulem<strong>en</strong>t sera constituée par un <strong>en</strong>duit superficiel, un <strong>en</strong>robé à froid, un <strong>en</strong>robé à chaud<br />

ou un sable bitume. Toutefois, l’<strong>en</strong>robé à froid est le plus indiqué.<br />

Actuellem<strong>en</strong>t le revêtem<strong>en</strong>t est réalisé sur une largeur de 7 m avec <strong>des</strong> élargissem<strong>en</strong>ts sur certaines<br />

sections, car les anci<strong>en</strong>nes routes revêtues sur une largeur moindre ont connu <strong>des</strong> dégradations<br />

prématurées, par les accotem<strong>en</strong>ts, malgré le faible trafic.<br />

Enduits superficiels<br />

- Le dosage <strong>en</strong> liant hydrocarboné est assez élevé : les films de liant sont assez épais pour que le<br />

vieillissem<strong>en</strong>t soit l<strong>en</strong>t, malgré la température <strong>et</strong> la prés<strong>en</strong>ce perman<strong>en</strong>te de sable fin siliceux<br />

éoli<strong>en</strong> ; le liant garde ainsi sa ductilité assez longtemps. Les risques de ressuages ne sont pas<br />

graves au Sahara à cause de l’apport continu de sable fin siliceux éoli<strong>en</strong> <strong>en</strong> surface de chaussée.<br />

- La couche est assez compacte pour que du sable éoli<strong>en</strong> ne s’introduise pas dans les interstices<br />

du gravier <strong>et</strong> mobilise le liant au détrim<strong>en</strong>t <strong>des</strong> liaisons <strong>en</strong>tre grains.<br />

L’<strong>en</strong>duit superficiel r<strong>et</strong><strong>en</strong>u pour les zones ari<strong>des</strong> est soit un bicouche, soit un tricouche dont la<br />

formulation est la suivante :<br />

bicouche : 8/16 <strong>et</strong> 3/8 ou 12,5/18 <strong>et</strong> 5/12,5 ; tricouche : 15/25 ; 8/15 <strong>et</strong> 3/8.<br />

La réussite <strong>des</strong> <strong>en</strong>duits superficiels est souv<strong>en</strong>t difficile à cause de la pollution <strong>des</strong> granulats par le<br />

sable éoli<strong>en</strong> <strong>et</strong> l’abs<strong>en</strong>ce de compactage par un trafic régulier ; les rej<strong>et</strong>s de granulats sont<br />

importants <strong>et</strong> constitu<strong>en</strong>t un grave danger pour les véhicules circulant à grande vitesse. Les <strong>en</strong>robés<br />

ouverts sont plus faciles à m<strong>et</strong>tre <strong>en</strong> œuvre <strong>et</strong> donn<strong>en</strong>t un uni de meilleure qualité.<br />

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JNGG 2002, 8 <strong>et</strong> 9 Octobre 2002, Nancy 7<br />

Enrobés ouverts à froid<br />

Les <strong>en</strong>robés ouverts ont l’avantage d’être assez souples aussi, mais l’épaisseur de la couche les<br />

soum<strong>et</strong> à une fatigue accélérée. Leur formulation se prés<strong>en</strong>te comme suit :<br />

- granulométrie continue 2/16 ou 2/18<br />

- dosage <strong>en</strong> liant 6 à 6,50%<br />

- épaisseur 3,5 à 5cm<br />

- liants cut-backs 150 /250 ou 400/600 <strong>et</strong> 0/1 pour l’imprégnation.<br />

- <strong>en</strong>robage <strong>en</strong> c<strong>en</strong>trale classique.<br />

Le pourc<strong>en</strong>tage <strong>des</strong> vi<strong>des</strong> après compactage reste important (20 à 25%) mais ces vi<strong>des</strong> sont<br />

parfaitem<strong>en</strong>t comblés par le sable éoli<strong>en</strong> <strong>et</strong> les eff<strong>et</strong>s du trafic lourd.<br />

Les <strong>en</strong>robés d<strong>en</strong>ses classiques<br />

L’utilisation <strong>des</strong> <strong>en</strong>robés d<strong>en</strong>ses est possible mais coûteuse. L’épaisseur minimale recommandée est<br />

de 6 cm, compte t<strong>en</strong>u <strong>des</strong> déflexions élastiques importantes sur couches de base ; les bitumes durs<br />

sont recommandés.<br />

Les risques de fluage <strong>et</strong> d’orniérage sont limités, le trafic étant faible <strong>et</strong> non canalisé. Il est à<br />

signaler qu’un revêtem<strong>en</strong>t légèrem<strong>en</strong>t fissuré peut durer plusieurs années sans grand dommage pour<br />

la chaussée.<br />

5. Quelques exemples <strong>des</strong> chaussées sahari<strong>en</strong>nes<br />

5.1. Chaussées <strong>en</strong> tufs calcaires (Horta, 1979).<br />

Les chaussées construites <strong>en</strong> tufs calcaires sont généralem<strong>en</strong>t bonnes, lorsque les critères<br />

d’utilisation de ces matériaux <strong>et</strong> le drainage sont respectés.<br />

Un bon drainage évite l’apparition <strong>des</strong> dégradations : fissurations dues au r<strong>et</strong>rait, vieillissem<strong>en</strong>t du<br />

tuf, dissolution <strong>des</strong> fines calcaires.<br />

En eff<strong>et</strong>, durant la période humide, la t<strong>en</strong>eur <strong>en</strong> eau d’équilibre sous chaussée <strong>en</strong> tuf calcaire n’est<br />

pas suffisamm<strong>en</strong>t faible (elle est proche de l’optimum Proctor modifié, soit de l’ordre de 10% ), les<br />

dissolutions peuv<strong>en</strong>t dev<strong>en</strong>ir notables lorsqu’il existe <strong>des</strong> points préfér<strong>en</strong>tiels d’infiltrations <strong>des</strong><br />

eaux de pluie dans la chaussée.<br />

Ce cas a été observé sur deux routes : la RN6 au sud de Saïda <strong>et</strong> la RN1 au sud de Laghouat. Il<br />

s’agissait dans les deux cas d’une couche de base <strong>en</strong> tuf. En hiver sont apparues <strong>des</strong> zones<br />

poinçonnées par le trafic sur <strong>des</strong> sections soumises à <strong>des</strong> infiltrations. Ces dégradations sont <strong>en</strong><br />

réalité <strong>des</strong> amorces de poches de dissolution.<br />

Pour cela, l’acc<strong>en</strong>t a été mis très tôt sur les mesures de protection de ces assises contre les<br />

infiltrations <strong>des</strong> eaux de pluie.<br />

La première de ces mesures est l’imperméabilisation de la surface de la chaussée. Les couches de<br />

roulem<strong>en</strong>t doiv<strong>en</strong>t être r<strong>en</strong>ouvelées avant les dégradations, les accotem<strong>en</strong>ts <strong>en</strong> tufs doiv<strong>en</strong>t être<br />

<strong>en</strong>tr<strong>et</strong><strong>en</strong>us <strong>et</strong> même revêtus.<br />

La deuxième mesure vise à accélérer le ruissellem<strong>en</strong>t <strong>et</strong> à empêcher la stagnation d’eau sur la<br />

chaussée, par un dévers de 3% de la surface de chaussée <strong>et</strong> un dévers de 4 à 5% <strong>des</strong> accotem<strong>en</strong>ts <strong>en</strong><br />

alignem<strong>en</strong>t droit, exemple de Biskra-Touggourt <strong>et</strong> Biskra-El Oued.<br />

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JNGG 2002, 8 <strong>et</strong> 9 Octobre 2002, Nancy 8<br />

Cas de la RN.6 El-Khiter-Bougtob<br />

Structure de la chaussée<br />

ES bicouche sur 7m<br />

Tuf h = 25 à 40cm<br />

Sol support : Sable limoneux<br />

Figure 2. Profil <strong>en</strong> travers RN6<br />

- Assise de chaussée tuf d’épaisseur 25 à 40 cm.<br />

- Sol support sable limoneux.<br />

- Couche de surface <strong>en</strong>duit superficiel bicouche.<br />

- Matériau tuf calcaire de bonne qualité.<br />

- Courbe granulométrique cont<strong>en</strong>ue dans le fuseau « B<strong>en</strong>i Abbès »;<br />

- Résistance à la compression simple varie de 20 à 30 bars à 95% de compacité optimum<br />

Proctor<br />

Nature du trafic<br />

- Trafic journalier moy<strong>en</strong> 1500 v/j<br />

- Pourc<strong>en</strong>tage de poids lourds 40 à 50 %<br />

- Année de construction 1963<br />

- Trafic supporté 6,9. 10 6 poids lourds<br />

Elle a supporté de 7.10 6 véhicules poids-lourds <strong>en</strong> 30 années <strong>et</strong> garde toujours un niveau de service<br />

acceptable : la déflexion reste inférieure à 100/100 mm, les dégradations sont <strong>en</strong> général <strong>des</strong><br />

fissurations <strong>et</strong> <strong>des</strong> ornières de faible amplitude ; on note, toutefois, l’exist<strong>en</strong>ce de déformations<br />

relativem<strong>en</strong>t importantes au niveau <strong>des</strong> bas fonds <strong>et</strong> de la Sebkha.<br />

5.2. Chaussées <strong>en</strong> sable gypseux<br />

Les chaussées construites <strong>en</strong> sables gypseux sont moins bonnes que celles construites <strong>en</strong> tufs<br />

calcaires ; Elles prés<strong>en</strong>t<strong>en</strong>t certaines dégradations (fissuration, gonflem<strong>en</strong>t, boursouflures) qui ne<br />

rem<strong>et</strong>t<strong>en</strong>t cep<strong>en</strong>dant pas <strong>en</strong> cause leur utilisation. Il est à souligner que les sables gypseux sont<br />

l’unique matériau disponible sur de très vastes régions du Sahara.<br />

La fissuration :<br />

Il se forme, dans les chaussées <strong>en</strong> sable gypseux, deux familles de fissures : l’une transversale <strong>et</strong><br />

l’autre longitudinale, qui apparaiss<strong>en</strong>t indép<strong>en</strong>damm<strong>en</strong>t du trafic. C<strong>et</strong>te fissuration se développe à<br />

partir <strong>des</strong> accotem<strong>en</strong>ts <strong>et</strong> provoque un craquèlem<strong>en</strong>t du revêtem<strong>en</strong>t selon <strong>des</strong> mailles de différ<strong>en</strong>tes<br />

dim<strong>en</strong>sions.<br />

Ces fissures, qui ne concern<strong>en</strong>t que les chaussées <strong>en</strong> sable gypseux, ont été attribuées, par<br />

Horta(1979), à la déshydratation du gypse durant la période sèche qui s’accompagne d’une forte<br />

réduction de volume <strong>et</strong> provoque <strong>des</strong> tractions puis <strong>des</strong> fissures dans la couche de base, qui se<br />

transm<strong>et</strong>t<strong>en</strong>t à la couche de roulem<strong>en</strong>t.<br />

Alloul (1981) a expliqué la cause <strong>des</strong> fissurations de ces chaussées, par la diminution de portance,<br />

<strong>en</strong> période hivernale, du sable gypseux de la couche de base suite à l’état humide de c<strong>et</strong>te dernière,<br />

c<strong>et</strong> état est prés<strong>en</strong>t même <strong>en</strong> période sèche (t<strong>en</strong>eurs <strong>en</strong> eau qui dépass<strong>en</strong>t 2% <strong>en</strong> été )<br />

C<strong>et</strong>te imbibition n’est pas très grave, <strong>en</strong> ce s<strong>en</strong>s qu’elle ne réduit pas d’une façon importante la<br />

portance de la chaussée. Elle réduit cep<strong>en</strong>dant beaucoup plus la résistance au cisaillem<strong>en</strong>t du sable<br />

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JNGG 2002, 8 <strong>et</strong> 9 Octobre 2002, Nancy 9<br />

gypseux : <strong>des</strong> glissem<strong>en</strong>ts horizontaux se produis<strong>en</strong>t alors par <strong>en</strong>droit, sous le revêtem<strong>en</strong>t, sous<br />

l’eff<strong>et</strong> <strong>des</strong> coups de freins ou de l’effort de traction <strong>des</strong> roues motrices <strong>des</strong> camions (Peltier, 1959).<br />

Le gonflem<strong>en</strong>t<br />

Certaines chaussées <strong>en</strong> sable gypseux ont prés<strong>en</strong>té <strong>des</strong> gonflem<strong>en</strong>ts au niveau de leur surface. Ce<br />

phénomène a été attribué généralem<strong>en</strong>t à une trop grande finesse du gypse ou à la prés<strong>en</strong>ce d’une<br />

fraction d’argile active.<br />

Les boursouflures<br />

Un autre type de dégradation <strong>des</strong> chaussées, typique <strong>des</strong> climats ari<strong>des</strong>, est les boursouflures<br />

salines ou <strong>en</strong>core les cloques.<br />

Il s’agit de soulèvem<strong>en</strong>t de la couche de roulem<strong>en</strong>t suite à <strong>des</strong> pressions exercées vers le haut par les<br />

cristaux <strong>en</strong> forme de cheveux d’halite (chlorure de sodium Nacl ). De très faibles quantités de<br />

chlorures dans les matériaux suffis<strong>en</strong>t pour décl<strong>en</strong>cher le phénomène. Il y a donc lieu, de limiter la<br />

t<strong>en</strong>eur <strong>en</strong> chlorures <strong>des</strong> matériaux utilisés ; une valeur maximum de 0.5% est recommandée (Horta,<br />

1979).<br />

Cas de la RN16 El-Oued –Tougourt<br />

Structure de la chaussée<br />

ES bicouche sur 6m<br />

Sable gypseux<br />

h = 20 à30cm<br />

Sol support : Sable de dune.<br />

Figure3. Profil <strong>en</strong> travers RN16<br />

- Assise de chaussée sable gypseux d’épaisseur 20 à 30 cm.<br />

- Sol support sable de dune<br />

- Couche de surface <strong>en</strong>duit superficiel bicouche.<br />

- Matériau sable gypseux de qualité médiocre.<br />

- Courbe granulométrique Famille III<br />

- Résistance à la compression simple varie de 10 à 15 bars.<br />

- T<strong>en</strong>eur <strong>en</strong> eau sous revêtem<strong>en</strong>t 4 à 6 %<br />

Nature du trafic<br />

- Trafic journalier moy<strong>en</strong> 380 v/j<br />

- Pourc<strong>en</strong>tage de poids lourds 50 %<br />

- Année de construction 1964<br />

- Trafic supporté 4. 10 6 poids lourds<br />

Déflexions mesurées <strong>en</strong> 1984<br />

96% <strong>des</strong> déflexions mesurées sur la RN16 sont inférieures à 50/100 mm <strong>et</strong> les 4 % restants<br />

dépass<strong>en</strong>t légèrem<strong>en</strong>t c<strong>et</strong>te barre.<br />

Déflexions mesurées <strong>en</strong> 1992<br />

La déflexion sur la RN16 n’a pas évolué.<br />

Etat général<br />

Structurellem<strong>en</strong>t, l’état général est resté bon, les dégradations se limit<strong>en</strong>t à <strong>des</strong> fissurations. On<br />

notera que c<strong>et</strong>te route n’a bénéficié d’aucun <strong>en</strong>tr<strong>et</strong>i<strong>en</strong> depuis sa construction (Abdoul, 1997).<br />

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JNGG 2002, 8 <strong>et</strong> 9 Octobre 2002, Nancy 10<br />

6. Conclusion<br />

- La technique routière sahari<strong>en</strong>ne a permis d’équiper <strong>en</strong> routes <strong>et</strong> aérodromes la vaste ét<strong>en</strong>due<br />

désertique, dans <strong>des</strong> conditions technico-économiques conv<strong>en</strong>ables.<br />

- Elle a donné les bases nécessaires à la caractérisation <strong>et</strong> la classification <strong>des</strong> matériaux <strong>des</strong><br />

zones sahari<strong>en</strong>nes.<br />

- Des spécifications liées aux conditions d’exécution <strong>des</strong> chantiers <strong>et</strong> aux risques d’évolution du<br />

matériau sous l’eff<strong>et</strong> du trafic (attrition, matériau d’ess<strong>en</strong>ce évolutive…) ont été établies.<br />

- Au vu de l’expéri<strong>en</strong>ce capitalisée durant plus de trois déc<strong>en</strong>nies <strong>et</strong> <strong>des</strong> moy<strong>en</strong>s modernes<br />

perm<strong>et</strong>tant de mieux compr<strong>en</strong>dre le comportem<strong>en</strong>t <strong>des</strong> matériaux sous fatigue, il serait opportun<br />

de procéder à une démarche rationnelle qui sortirait ces matériaux du stade local à un stade plus<br />

universel.<br />

7. Bibliographie<br />

Abdoul L. Application du TCR pour l’étude du comportem<strong>en</strong>t <strong>des</strong> sables gypseux. Proj<strong>et</strong> de fin<br />

d’étude de l’Ecole Nationale <strong>des</strong> Travaux Publics, juill<strong>et</strong> 1997.<br />

Alloul B. Etude géologique <strong>et</strong> géotechnique <strong>des</strong> tufs calcaires <strong>et</strong> gypseux d’Algérie <strong>en</strong> vue de leur<br />

valorisation routière. Thèse de docteur 3 ème cycle de l’Université de Paris VI, juill<strong>et</strong> 1981.<br />

Boularek M. Mode de construction <strong>et</strong> contrôle <strong>des</strong> routes sahari<strong>en</strong>nes, R<strong>en</strong>contre Maghrébine sur<br />

les techniques routières, Tunis, 20-23 nov. 1989<br />

Domec M. Construction <strong>des</strong> chaussées au Sahara, Rapport technique du Laboratoire C<strong>en</strong>tral <strong>des</strong><br />

Travaux Publics, Alger, sep. 1980<br />

F<strong>en</strong>zy E. Particularité de la technique routière au Sahara , Revue générale <strong>des</strong> routes <strong>et</strong><br />

aérodromes 411 , 1966.<br />

Fum<strong>et</strong> P. Chaussées <strong>en</strong> sable gypseux <strong>et</strong> <strong>en</strong> sables stabilisés chimiquem<strong>en</strong>t, Revue générale <strong>des</strong><br />

routes <strong>et</strong> aérodromes, Numéro spécial « Sahara », 329, pp. 169-178. 1959<br />

Horta J.C. Les <strong>en</strong>croûtem<strong>en</strong>ts calcaires <strong>et</strong> les <strong>en</strong>croûtem<strong>en</strong>ts gypseux <strong>en</strong> géotechnique routière,<br />

Service <strong>des</strong> pub. du laboratoire de M.D.S., Base SONATRACH, Blida, Algérie1979<br />

Inal A. Route <strong>en</strong> <strong>milieu</strong> désertique, IV ème Confér<strong>en</strong>ce routière Africaine, Nairobi, 20-25 jan1980.<br />

Peltier R. Le rôle du laboratoire dans la technique routière sahari<strong>en</strong>ne, Revue générale <strong>des</strong> routes<br />

<strong>et</strong> aérodromes, Numéro spécial « Sahara », 329, pp. 165-168. 1959<br />

Larabi Comportem<strong>en</strong>t <strong>des</strong> assises <strong>en</strong> matériaux granulaires <strong>en</strong> zones désertiques, Séminaire<br />

International « La route transahari<strong>en</strong>ne », Tamanrass<strong>et</strong>, 26-28 février 1998.<br />

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