Méthode de terrassement

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SOMMAIRE

Résumé/Abstract______________________________________3 Remerciements_______________________________________4 Introduction__________________________________________5 1 Avant propos_______________________________________ 6

1.1Présentation de l’entreprise_______________________________________ 6 1.1.1 Présentation générale 6 1.1.2 GTM Terrassement en chiffre 8

1.2 Présentation du chantier________________________________________ 10 1.2.1 La ligne à grand vitesse Rhin-Rhône 10 1.2.2 Le tronçon B 11 1.2.3 La part de GTM dans la LGVRR 12 1.2.4 Organisation de chantier 13

2 Le mouvement des terres____________________________ 15 Partie A

2.1 Qu’est ce que le mouvement des terres____________________________ 15

2.1.1 Définition 15 2.1.2 But 15

2.2 Comment élaborer un mouvement des terres ?_____________________ 16 2.2.1 Les grands principes de réalisation d’un mouvement des terres 16 2.2.2 Techniques courantes 17

2.3 Pourquoi le mouvement des terres ?_______________________________18 2.3.1 Temporalité du mouvement des terres 18 2.3.2 Au niveau de l’étude de prix 18 2.3.3 Pendant les travaux 19 2.3.4 Un travail qui demande une appréciation personnelle 21

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Partie B

2.4 Acquisition des données nécessaires à l’élaboration d’un mouvement des terres_______________________________________________________________22

2.4.1 Catégories de matériaux 22 2.4.2 Collecte des informations 24 2.4.3 Importance de la démarche 24 2.4.4 Dépôts, modelés et merlons 26

2.5 La méthode de Lalanne_________________________________________27 2.5.1 Principes généraux 27 2.5.2 Ajustement de la ligne de terre 29 2.5.3 Procédure utilisant la méthode de Lalanne 32

2.6 Mouvement des terres final______________________________________38 2.6.1 Technique retenue 38 2.6.2 Finalisation du mouvement des terres 44 2.6.3 Comparaison entre différents mouvements des terres 44 2.6.4 Conclusion sur les résultats obtenus 45

3 Activités annexes___________________________________47 3.1 Rapport hebdomadaire________________________________________ 47

3.1.1 Contenu et mise en forme 47 3.1.2 Production 48 3.1.3 Compte flash et objectifs 49 3.1.4 Compactage et traitement 54

3.2 Coût unitaire d’approvisionnement en matériaux calcaires de type ZH____ 55

4 Analyse du stage___________________________________ 58 4.1 Bilan du travail effectué et des enseignements reçus__________________58 4.2 Réflexions et remarques personnelles_____________________________ 59 4.3 Conclusion___________________________________________________61

Bibliographie_______________________________________ 62 Annexes___________________________________________ 63

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RESUME/ABSTRACT

Sur un chantier de terrassement linéaire, les méthodes d’exécution prédominent et se basent sur un élément fondamental : le mouvement des terres. C’est un document assez complexe qui détermine le mouvement et la réutilisation des matériaux, le matériel à employer et qui est lié, pour une part importante, au coût financier du chantier.

Ce document est amené à évoluer au cours du chantier. C’est pourquoi GTM Terrassement m’a demandé d’élaborer des mouvements des terres correspondant à des zones du tronçon de la Ligne à Grande Vitesse dont elle est mandataire.

Après avoir présenté la méthode générale d’établissement d’un mouvement des terres, j’explique la démarche que j’ai adoptée. Et pour terminer, je présente quelques activités annexes sur lesquelles je me suis penché au cours de mon stage et qui, en plus de me donner une culture générale des méthodes de terrassement, sont venues compléter mon apprentissage du mouvement des terres.

On a linear excavation site, the methods of execution prevail and are based on a

fundamental element: the « lands movement ». It is a rather complex document which determines the movement and the re-use of materials excavated, equipment to be employed and which is connected, for a big part, to the financial cost of the excavation site.

This document evolves during the progress of the excavation site. That is why GTM Terrassement asked me to elaborate some « lands movements » corresponding to some specific zones of the High Speed Line section GTM is in charge of.

Having presented the general method of establishment of a « lands movement », I explain

the approach I adopted. And to end, I present some secondary activities on which I have worked during my work experience period and that gave me a general knowledge of the methods of excavation and completed my learning of the « lands movement ».

Grands travaux- Terrassement- Méthodes- Mouvement des terres

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REMERCIEMENTS

Je tiens tout d'abord à remercier l'entreprise GTM Terrassement, et plus particulièrement Monsieur FLEURIOT, Directeur de travaux, qui m'a accueilli sur le chantier de la LGV Rhin-Rhône, en me donnant l'opportunité de réaliser mon projet de fin d’études (PFE).

Merci à Monsieur Poulet, directeur du département Génie Civil de l’INSA Strasbourg,

qui a été mon tuteur au cours de ce PFE.

Merci en particulier à Emmanuel PRUDENT, adjoint travaux en charge de la zone Est du chantier, qui m’a accompagné tout au long de mon stage. Il a su me faire partager son savoir-faire avec pertinence et être à mon écoute lorsque j’avais besoin d’être conseillé ou renseigné.

Merci à Franck Guillemenet, qui a eu la patience de répondre avec pédagogie à

toutes mes questions.

Merci, d’une manière générale, à tout le personnel du chantier, notamment à l’encadrement, avec qui j’ai été amené à collaborer au cours de mon stage, et avec qui j’ai eu de très bonnes relations au quotidien.

Merci enfin à Anne Ankenmann, du secrétariat Génie Civil de l’INSA Strasbourg,

dont les renseignements ont toujours été clairs.

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INTRODUCTION

Le Projet de Fin d’Etude (PFE) est une étape majeure dans la formation d’ingénieur à l’INSA-Strasbourg. Il a pour vocation la mise en application des connaissances acquises au cours des deux années et demi précédentes, dans la réalisation d’une étude spécifique dont le thème est déterminé en relation avec l’entreprise. C’est également une entrée en matière primordiale dans la vie post-étudiante.

L’option « Aménagement » à laquelle j’ai souscrit en fin de première année du

cursus ingénieur a orienté les choix que j’ai fait lors de la recherche de mes différents stages. La Ligne à Grande Vitesse Rhin-Rhône constitue le plus gros chantier sur lequel il m’a été donné de travailler, et a représenté une occasion privilégiée pour réaliser mon PFE.

Cette LGV est une étoile à trois branche centrée sur Dijon. La branche Est relie Dijon

à Mulhouse. GTM Terrassement est mandataire sur une portion de cette branche pour le TOARC (Terrassement, Ouvrages d'Art, Réseaux et rétablissement des voies de Communication).

C’est sur certaines zones de cette portion de LGV que j’ai eu pour mission d’établir

des mouvements des terres. Après une longue phase d’apprentissage théorique sur le chantier, les méthodes de

terrassement et les mouvements des terres, j’ai mis en place mes propres outils afin de présenter des mouvements des terres mis en forme et justifiés.

Remarque importante : toutes les quantités, prix ou données inscrits dan s ce rapport ont été modifiés pour des raisons de discrétion vis-à-v is de l’entreprise. Cependant les résultats obtenus reflètent la réalité afin de resp ecter la cohérence du raisonnement.

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1 Avant propos 1.1 Présentation de l’entreprise.

1.1.1 Présentation générale.

GTM Terrassement est présente au sein du groupe Vinci, et depuis peu au sein du groupe Vinci construction, né de la fusion de GTM construction et de Sogea.

GTM Terrassement est donc la filiale terrassement du groupe Vinci Construction. GTM est présente sur la majeure partie de la France à travers ses agences et sur les

chantiers de grande ampleur à travers son secteur grands travaux.

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Répartition géographique de l’activité :

Les chantiers réalisés par le secteur grands travaux sont divers : autoroutes, lignes à

grande vitesse, voies navigables, aéroports ou ports maritimes… Au sein de ces chantiers, GTM Terrassement possède les compétences pour réaliser les lots de terrassement, d’ouvrage d’art courant et assainissement.

Dans tous ces domaines, GTM terrassement prend en charge de très grandes opérations et intervient dans le cadre de formules contractuelles innovantes : conception-construction, partenariats, concessions ou encore PPP.

C’est également une société pivot des projets de géovalorisation : GTM-T sait prendre en charge les dossiers les plus complexes de reconquête des sites ou de réaménagements globaux, qu’il s’agisse de dépollution de sols ou de bâtiments, de désamiantage, de démolition d’immeubles ou de déconstruction de bâtiments industriels.

L’entreprise a été la première du secteur terrassement à avoir obtenu la triple certification ISO 14001, 9001 et BS 8000, et poursuit désormais une démarche de progrès permanent en suivant ses efforts en matière d’environnement, de qualité et de sécurité.

ED GTM T Implantations permanentes

Grands Chantiers

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Les grands chantiers récents de l’entreprise sont le port du Havre, l’autoroute A89,

l’autoroute A19, la LGV Est et (actuellement) la LGV Rhin-Rhône.

Vue du lot B3, LGV Rhin-Rhône

1.1.2 GTM Terrassement en chiffre.

Le chiffre d’affaire de GTM Terrassement s’élève à 240.3 M€, et se répartit comme suit :

Filiales; 25.2; 11%

Agences et Centres; 85.2;

36%SCAO ; 60.9;

26%

Ouvrages d’Art Courants

; 12.1; 5%

Drainage ; 12.5; 5%

Grands Travaux

France ; 40.7; 17%

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L’entreprise emploie 1091 personnes au total, réparties de la manière suivante :

ETAM; 324; 30%

Cadres; 187; 17%

Ouvriers permanents;

580; 53%

Une entreprise de terrassement se présente également par son parc matériel : GTM

possède 310 machines (gros matériel, hors matériel d’accompagnement) d’un équivalent chevaux de 110 000 CV, et d’une valeur neuve de renouvellement de 115 M€.

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1.2) Présentation du chantier.

1.2.1) La ligne à grande vitesse Rhin-Rhône.

Dans le cadre du développement de son réseau, Réseau Ferré de France étend ses lignes, et entreprend la liaison à grande vitesse entre Dijon et Mulhouse, plus précisément entre Villers-les-pots (Côte d’or) et Petit-Croix (Territoire de Belfort), soit 143 km.

D’ici 2011, date prévue pour la mise en service de ce TGV, dont le coût est estimé à 2,31 milliards d’euros, RFF va devoir faire construire pas moins de 160 ponts courants, 12 viaducs, un tunnel et deux gares en périphérie de Besançon et Belfort (le trafic TGV existant en gare de Besançon Viotte va donc être excentré).

Avec la ligne à grande vitesse Est européenne en cours d’achèvement et celle de Perpignan-Figueras, c’est le troisième projet ferroviaire de grande envergure réalisé simultanément en France.

Les travaux de cette future liaison ont été partagés en trois grands tronçons : _ Tronçon A : Dijon-Besançon=55km. _ Tronçon B : Besançon-Montbéliard= 58km. _ Tronçon C : Montbéliard-Mulhouse= 30km.

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A terme, le tracé de la LGV Rhin-Rhône se développera sur 425 km pour se partager en trois branches à partir de Dijon. Ce sera le futur carrefour ferroviaire de liaisons régionales mais aussi européennes entre le Nord (Benelux, Allemagne Suisse) et l’Espagne.

La branche Ouest assurera la liaison vers la ligne TGV Sud Est ; la branche Sud se dirigera vers la région Rhône-Alpes.

La deuxième tranche (branche sud) concerne le raccordement au réseau TGV Paris Sud Est, au Nord de Dijon, et au TGV Méditerranée à Lyon.

1.2.2) Le tronçon B.

Ce tronçon est composé de 4 lots : _ B1 : TOARC (20 km, 4 700 000 m3 de déblais) _ B2 : Viaduc de la Quenoche (420 m) et viaduc de la Linotte (280 m) _ B3 : TOARC (37 km, 12 000 000 m3 de déblais) _ B4 : Viaduc de Corcelles (445m)

L’équipe dans laquelle je suis intégré s’occupe du lot B3 en particulier.

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1.2.3) La part de GTM sur la LGV RR.

Maîtrise d’Ouvrage :

Réseau Ferré de France 92 avenue de France 75 648 PARIS Cedex 13

Maîtrise d’œuvre :

Groupement Scetauroute – Semaly

Mandataire : Scetauroute 11 avenue du Centre 78 286 GUYANCOURT Cedex

GTM Terrassement s’est vu attribuer les lots B3 et B2-B4 en tant qu’entreprise mandataire. Pour mener à bien sa tâche, elle s’est entourée de plusieurs autres entreprises :

Cellule Terrassement – Hydraulique – Consolidation de sol :

Mandataire du groupement

Cellule Ouvrages d’Art :

Cellule Chaussées :

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L’OS de notification du marché a été délivré le 15 Mai 2006, et les travaux de terrassement ont une durée prévisionnelle de 34 mois, soit une livraison prévue pour le 15 Mars 2009.

Le montant des travaux s’élève à 142 000 000 €.

1.2.4) L’organisation du chantier.

Pour des questions d’organisation, la partie terrassement du lot B3 a été elle-même partagée en deux secteurs, la zone Ouest et la zone Est, du fait du grand linéaire en présence et des deux contextes géologiques différents sur ces deux zones.

En effet, la zone ouest, qui s’étend sur 12 km, fait apparaître une géologie calcaire

de bonne qualité alors que la zone Est, de 25 km, présente une alternation de marnes d’argiles de qualité très variables, dans un secteur humide comportant de nombreux ruisseaux.

Ainsi, la stratégie de chantier est différente sur chacune de ces zones, tant sur la

plan matériel qu’organisationnel. A ce titre, la zone Ouest bénéficie d’une période de préparation de 3 mois à compter de la notification du marché, alors que la zone Est bénéficie d’une période de préparation de 10 mois, et donc un OS de démarrage lancé le 15 mars 2007.

Le directeur de travaux terrassement est Monsieur Nicolas Fleuriot, et c’est sous la tutelle de son adjoint travaux pour la zone Est, Monsieur Emmanuel Prudent, que j’ai été placé.

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Organigramme simplifié du chantier :

Conducteur de Travaux principal

D.SAUZAY

Pilote groupement Directeur de travaux Terrassement

N.FLEURIOT

Adjoint au directeur de travaux V.GODON

Adjoint Travaux Zone Est E.PRUDENT

Conducteurs de Travaux Est O.COCARD

G. BERNARD

Ingénieur coordination Planning L.GUERIN

Service administratif T.DOROKINE

Chef de mission P.GUILLONNEAU

Co-traitants

Zone Ouest

Conducteurs de Travaux Ouest

R.BARCONNIERE

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2 Le mouvement des terres

Le mouvement de terre, depuis l’apprentissage théorique jusqu’à sa réalisation, sa mise en forme et sa présentation devant le directeur des travaux a constitué la plus grosse partie de mon travail au cours de ce stage.

PARTIE A Cette partie présente le mouvement des terres d’une manière générale. 2.1 Qu’est ce qu’un mouvement des terres ?

2.1.1 Définition La définition du mouvement des terres se résume à un projet économique de

déplacement des masses de déblais disponibles pour la réalisation de l’ouvrage projeté.

2.1.2 But C’est une étude prévisionnelle du déplacement des déblais disponibles pour réaliser

les remblais demandés. Cette étude recherche le transport minimum dans le but de limiter le coût de l’ouvrage, tout en respectant un certain nombre de contraintes, notamment celles liées à l’exécution du chantier.

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2.2 Comment élaborer un mouvement des terres ?

2.2.1 Les grands principes de réalisation d’un mouvement de terres

Dans le processus de ventilation des quantités, il faut respecter quelques règles

simples : Tout d’abord, si une distinction de catégories de différentes natures et qualité est

faite, il faut alors distribuer les déblais en partant des catégories de terrain les plus nobles vers les moins nobles. Notons qu’il est possible de réaliser un remblai de qualité moyenne avec un déblai de bonne qualité. Une expression couramment employée dans ce domaine illustre bien ce principe : « Qui peut le plus peut le moins ».

Il faut également chercher à distribuer les matériaux sur la plus courte distance, sans jamais croiser les transferts.

Le mouvement doit être équilibré :

Déblais + Emprunts = Remblais + Dépôts

Enfin, il faut prendre soin de ventiler toutes ces quantités de déblais, et

d’approvisionner toutes les quantités de remblais.

De ces grands principes, on retiendra qu’il est parfois intéressant de réaliser un remblai avec un matériau d’une qualité supérieure à la qualité requise, plutôt que de transporter des matériaux de la qualité requise strictement sur une distance plus importante. De la même manière, il est parfois préférable de placer les déblais en dépôt proche et de faire un emprunt extérieur au chantier pour réaliser des remblais éloignés. De tels choix nécessitent un comparatif financier qui s’appuie sur des taux unitaires (tonne kilométrique, prise en charge…) et la connaissance des distances exactes de transport (par la route et par la piste de chantier).

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2.2.2 Techniques courantes Quelle que soit la technique employée, l’élaboration du mouvement des terres se

déroule concrètement de la manière suivante : partant d’une projection du chantier, présentant généralement en abscisse les ouvrages en terre et où apparaissent les quantités de matériaux (besoins et ressources) il faut déterminer une liste de mouvements élémentaires de matériaux (un mouvement signifie : une origine, une destination, une quantité), présentés généralement sous forme de flèches que l’on vient ajouter à ce schéma du chantier.

Les techniques d’élaboration d’un mouvement des terres consistent, concrètement,

en la détermination de ces flèches. On utilise principalement trois techniques graphiques : ● La méthode graphique de proche en proche ● La méthode de Lalanne. ● La méthode de Bruckner. La méthode graphique de proche en proche consiste simplement en le tracé manuel

des flèches, en suivant le bon sens. Cette méthode, pour simple et peu sérieuse qu’elle puisse paraître, n’en reste pas moins très bonne, puisqu’elle permet toutes les latitudes dans la détermination des tracés ; elle permet en outre de prendre facilement en compte des tracés non linéaires. Le gros désavantage de cette méthode est qu’en cas de variation, il faut bien souvent reprendre l’épure en entier.

Les méthodes de Lalanne et de Bruckner sont plus adaptées pour les chantiers

linéaires de terrassement (routes, autoroutes, voies ferrées, canaux). La méthode de Bruckner (pour la citer) repose sur la construction d’un polygone

formé par la jonction des extrémités d’ordonnées successives élevées sur une ligne de terre au droit des différents profils en travers et égales chacune à la somme algébrique des volumes de remblais et de déblais depuis l’origine jusqu’au profil correspondant.

La méthode de Lalanne sera expliquée plus précisément dans un sous-chapitre

spécifique. Il existe bien entendu des méthodes informatiques, mais celles-ci sont souvent

spécifiques à chaque entreprise et ne sont par conséquent pas facile à obtenir ; en outre, bien maîtriser les méthodes graphiques est nécessaire pour bien comprendre le mouvement des terres.

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2.3 Pourquoi le mouvement des terres ? Importance et enjeux.

Dans le cas d’un chantier linéaire de terrassement de grande ampleur, le mouvement des terres est placé à la base de tout raisonnement, quelle que soit l’étape de réalisation des travaux : de l’étude de prix à la réception des travaux.

2.3.1 Temporalité du mouvement des terres Il faut bien comprendre la chose suivante : un mouvement des terres n’est pas figé. Il

est déterminé à un moment donné, en fonction des données disponibles à ce même moment. A partir de la photographie du chantier (qu’il soit encore en projet ou au stade de l’exécution), un mouvement des terres est déterminé. Il peut très bien ne plus rien vouloir dire le lendemain.

2.3.2 Au niveau de l’étude de prix

Au niveau de l’étude de prix, le mouvement des terres permet d’étudier tout d’abord

le rapport ressources-besoins, en distinguant différentes qualités de matériaux : de la couche de forme aux déblais impropres à une mise en remblai, en passant par les déblais utilisables en remblai courant. On déterminera alors s’il est nécessaire de trouver un lieu de dépôt.

En intégrant ces données supplémentaires, on pourra ensuite, grâce à l’épure de

Lalanne ou autre, ventiler les quantités inscrites au mouvement des terres et ainsi déterminer une distance de transport moyenne par type de matériaux.

Selon les différentes catégories de matériaux, on mettra en place un mode

d’extraction des matériaux, ainsi qu’un mode de transport.

Il est ainsi possible d’établir des prévisions budgétaires précises en tenant compte du matériel employé et de la distance à parcourir.

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2.3.3) Pendant les travaux

Au niveau de la phase travaux, le mouvement des terres évolue.

2.3.3.1 Suite à la campagne de reconnaissance complémentaire. Cette campagne effectue des sondages, essentiellement à la pelle, plus denses que lors du montage du DCE, et permet de réaliser de nombreux essais.

Dans le cas des sols fins. (Tous les mètres en profondeur)

_ Teneur en eau. _ IPI : Indice de Portance immédiate. _ Identification : granulométrie et limites d’Atterberg ou valeur au Bleu de Méthylène. _ OPN : Optimum Proctor Normal. Etudes de traitement (sols fins) : _ Aptitude au traitement. _ OPN à différents dosages. _ IPI à différents dosages. _ Si la présence de gypse : analyse minéralogique et analyse chimique (détermination sulfate soluble eau-acide ; et souffre total). Dans le cas de sols rocheux : _ Dureté : Los Angeles + Micro Deval Amélioré. _ Fragmentabilité (FR) et Dégradabilité (DR) _ Densité sur bloc (hydrostatique)

A la suite de ces sondages et essais, on peut alors formuler des hypothèses de réutilisation des matériaux selon le document de référence en vigueur : le Guide des Terrassements Routiers (GTR) ; c’est le travail des géologues. On peut ensuite réaliser des profils géotechniques, et obtenir des estimations de quantités de matériaux plus précises que celles annoncées lors de l’appel d’offre. La campagne de sondages complémentaires vient alors confirmer ou infirmer les quantités initialement prévues. Ces variations peuvent impliquer de grands changements sur le déroulement général des travaux.

Prenons l’exemple du traitement à la chaux. Le lot B3 montre une présence de gypse sur la majeure partie du tracé, qui ne permet pas de traiter à la chaux, le gypse gonflant à son contact. Par conséquent, une quantité très importante de matériaux ne pouvant être mise en œuvre à l’OPN, en raison d’une teneur en eau trop importante, doit être mise en dépôt.

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Or la campagne de reconnaissance complémentaire montre qu’en traitant les matériaux non pas à la chaux mais au Roc tr, on obtient de très bons résultats de traitement à 1 ou 2%.

Ainsi, le traitement au roc tr permettra dans certains cas de s’affranchir d’un transport sur de longues distances. Il reste à savoir à partir de quelle distance de transport le traitement est avantageux, afin d’optimiser le mouvement des terres.

2.3.3.2 En cours de terrassement

La campagne de sondages complémentaires consiste essentiellement en un quadrillage plus précis du chantier par des sondages à la pelle et échantillonnage pour essais complémentaires. Cependant, cette campagne ne peut couvrir l’ensemble des déblais dans leur totalité.

Dans le cas des grands déblais par exemple, il faut parfois descendre à -26m par

rapport au terrain naturel pour obtenir la côte terrassement. Une telle profondeur n’est pas accessible avec un simple sondage à la pelle, c’est pourquoi de nouveaux sondages seront réalisés à l’avancement des travaux afin de prendre ces données en compte.

Par ailleurs, d’une manière générale, les équipes du laboratoire suivent de très près la réalisation des déblais-remblais, et réalisent à l’avancement des travaux de nouveaux essais pour confirmer ou infirmer les données issues de la campagne de sondage. Il est certes rare, mais possible, que les sondages de la campagne de reconnaissance complémentaire ne soient représentatifs de la réalité, et qu’en cours de terrassement les hypothèses de réutilisation ne soient modifiées, ce qui nécessite une grande réactivité dans les modifications à apporter au mouvement des terres. 2.3.3.3 A la réception des travaux.

Le mouvement des terres réalisé fait l’objet d’un contrôle de la part de la maîtrise d’œuvre. Il vise à mettre en évidence non seulement les transferts effectués, mais également de comparer les travaux réalisés avec ceux prévus et d’en mesurer l’impact technique et surtout financier.

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2.3.4) Un travail qui demande une appréciation personnelle.

Le mouvement des terres représente deux aspects principaux du chantier : un aspect « technique et organisationnel » et un aspect « financier ».

Il détermine la stratégie de l’entreprise. C’est d’une certaine manière, un « plan d’attaque », dont découle le planning général, les moyens à mettre en œuvre, le type de transport à opérer, et parfois des mouvements de terre imposés. En effet, concrètement, le mouvement des terres indiquera une liste de tâches de déblai/remblai ou déblai/dépôt élémentaires, et cette liste constituera la base de l’élaboration du planning.

En ce sens, il faut généralement apporter une touche très personnelle au

mouvement des terres afin d’être en phase avec la planification des travaux. Il sera, dans certains cas de figure, plus économique de se pénaliser en appliquant une distance de transport supérieure pour ensuite économiser sur la réalisation d’un ouvrage annexe.

Le mouvement des terres représente en quelque sorte le portefeuille du chantier : ses ressources et ses besoins. Si un de ces paramètres évolue, il faut être réactif et étudier les conséquences induites : modification de l’équilibre des matériaux, modification des distances de transport.

D’une manière générale, le mouvement des terres d’une ligne à grande vitesse est toujours plus contraignant que celui d’une autoroute. On n’accepte pas de venir réaliser des travaux ultérieurs sur une LGV, il faut donc mettre en place des matériaux d’une extrême qualité. Le mouvement des terres est donc pénalisé par ces choix de matériaux et pénalisant pour l’entreprise qui réalise ces travaux.

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PARTIE B

Ma mission fut d’élaborer des mouvements des terres mis à jour sur les zones 2, 4 et 5 du lot B3 zone Est de la LGV.

Cette partie retrace la démarche que j’ai adopté afin d’y parvenir. 2.4 Acquisition des données nécessaires à l’élaboration d’un mouvement des terres

Comme expliqué précédemment, les quantités à ventiler évoluent au fil de l’avancement des études et de l’exécution du chantier. Afin de savoir à n’importe quel moment sur quelles hypothèses le mouvement des terres se basait, il m’a paru judicieux de mettre en place des fiches individuelles d’ouvrage en terre, dont chaque information est accompagnée d’une provenance et d’une date.

Voir annexe N°1 : Fiche individuelle d’ouvrage

Ces informations sont principalement les quantités de matériaux (comme ressources

ou comme besoins) qui se rapportent à chaque déblai ou remblai et que l’on doit prendre en compte pour élaborer le mouvement des terres.

2.4.1 Catégories de matériaux Les matériaux à ventiler se classent selon trois grandes catégories, la terre végétale

étant traitée séparément : ●Les matériaux impropres ●Les matériaux utilisables en remblai ●Les matériaux nobles Ces trois catégories se divisent ensuite en sous-catégories, selon l’utilisation des

matériaux ou leur position sur l’ouvrage en terre. On distingue, par ordre d’importance qualitatif :

●Les matériaux impropres : - Impropres LGV - Impropres purges - Impropres profil rasant, transition déblai/remblai - Impropres rétablissement Voie Latérale - Impropres accès ferroviaires

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●Les matériaux utilisables en remblai : - Couche de protection - Base de haut remblai - PST traitée (Partie Supérieure de Terrassement) - Remblai courant - Remblai courant traité - Rétablissement Voie latérale - Accès ferroviaire ●Les matériaux nobles : - Sous-couche ferroviaire - Couche de forme - Tranchée drainante - Bloc technique PRA PRO (Pont RAil et Pont ROute) - Masques-Bêches - ZI-ZH

- PST - Purge - Base de grand remblai

Il est à noter que les sous-catégories de matériaux se différencient en réalité plus par

leur fonction que par leur qualité. Ainsi, un matériau réutilisable en remblai courant peut être utilisé aussi bien en

« remblai courant » qu’en « rétablissement voie latérale ». On a pris soin de distinguer ces deux catégories puisqu’elles correspondent à des lieux différents : le « remblai courant » désigne le remblai courant de la section courante de la LGV, tandis que le « rétablissement voie latérale » désigne le remblai courant des voies latérales de la LGV (routes départementales adjacentes…).

De même, on peut faire de la couche de protection ou de la base de haut remblai

avec le même matériau. La différence entre les deux est leur position dans le remblai (l’un étant sur la partie supérieure du terrassement et l’autre sur sa partie inférieure) et leur fonction.

Page 25: Méthode de terrassement

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Projet de fin d’études : Méthodes de terrassement

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2.4.2 Collecte des informations Les quantités de chaque sous-catégorie de matériaux proviennent des documents

suivants :

●Le tracé en plan du tronçon au 1/2000ème ●Les profils en travers, édités par un bureau d’étude indépendant de GTM ●Les cubatures par étiquette de prix se rapportant à ces profils en travers ●Les dossiers de reconnaissances complémentaires, issus de la campagne de

reconnaissance complémentaire menée par le laboratoire géotechnique de GTM ●Les études de stabilité ●Le journal de chantier ●Le Dossier de Consultation de Entreprises, comprenant notamment un mouvement

des terres général, les plans de détails des terrassements et les avant métrés. ●Notes d’observation du maître d’œuvre Ces informations sont parfois utilisables tel quel, soit après des calculs géométriques

approximatifs. 2.4.3 Importance de la démarche On peut résumer cette démarche par : Cette étape dans l’élaboration du mouvement de terre est indispensable et il s’avère

qu’elle demande plus de travail que le calcul de la ventilation des quantités lui-même. En effet, c’est le suivi de l’arrivée des informations et le tri parmi celles-ci qui sont les

plus laborieux. Comme expliqué plus haut, l’avancement de la campagne de reconnaissance

change les conclusions sur les réutilisations possibles des matériaux issus des déblais, et amène des dispositions constructives nouvelles par rapport au dossier projet, comme par exemple la nécessité d’une purge ou d’une couche de matériaux de type ZI (Zone Inondable).

De même, les études de stabilité et les réponses du maître d’œuvre à leur propos

amènent des changements dans les quantités à mettre en œuvre ; par exemple l’étude de stabilité peut amener à proposer un changement dans la pente des talus, ce qui modifie alors les quantités de remblai ou déblai courant. Autre exemple, l’étude de stabilité peut amener à proposer la mise en place d’un masque poids en matériau noble.

La détermination des cubatures

Page 26: Méthode de terrassement

Baptiste Lopes - 25 -

Projet de fin d’études : Méthodes de terrassement

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Enfin, il faut suivre le journal de chantier pour connaître les travaux déjà effectués au

moment où débute l’élaboration du mouvement des terres. Par exemple, avant de commencer les grands travaux de déblai/remblai, on réalise

souvent les fouilles d’ouvrage, ce qui impose déjà un mouvement déblai/dépôt à inscrire sur le mouvement des terres.

En outre, la mise en place de remblais d’essais, qui seront ensuite démontés puis

utilisés ou non comme remblai définitif (ou alors placés dans les dépôts) doit être prise en compte dans le mouvement, tout comme n’importe quelle fourniture extérieure de matériaux.

La collecte de tous ces renseignements est le fruit d’une recherche permanente et

d’un suivi de tous les plans, études, notes d’observations… qui sont reçus, créés ou envoyés. Il est important de bien suivre les échanges avec le maître d’œuvre afin de connaître quelles solutions techniques sont acceptées et d’en déduire les quantités de matériaux qui en découlent.

Cette étape importante a été l’objet de la mise en place de tableaux synoptiques en

tout genre permettant de faire l’état des informations disponibles, et à mettre à jour quotidiennement.

Le résultat ultime de cette campagne de recherche d’informations est synthétisé

sous la forme d’un tableau comparatif pour chaque zone, avec un code couleur indiquant la source de la modification.

Voir annexe N°2 : Tableau comparatif des quantités mises à jour- Zones 4 et 5

Page 27: Méthode de terrassement

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2.4.4 Dépôts, modelés et merlons A l’instar des ouvrages en terre, les dépôts, modelés (paysagers et acoustiques) et

autres merlons doivent faire l’objet d’une attention préalable particulière. Les merlons, qui sont des buttes en terre accolées à la LGV, sont bien souvent

comptés avec l’ouvrage en terre auquel ils se rapportent, et il suffit alors de bien les identifier afin de ne pas les compter comme des besoins en remblai à part entière.

Les modelés, qui sont des buttes en terre dont la fonction est soit d’isoler du bruit,

soit d’ordre esthétique, sont quant à eux des ouvrages indépendants des ouvrages en terre de la LGV, mais doivent tout de même apparaître dans le mouvement des terres comme des besoins en remblai dont le volume est évalué une première fois dans le dossier projet puis affiné par les projeteurs de GTM. C’est ce volume-ci qu’il faut alors prendre en compte quand il est disponible. Les modelés, contrairement aux merlons, peuvent être constitués par les matériaux de la catégorie « Impropres », mais doivent être comme eux entièrement « remplis ».

Les dépôts, tout comme les modelés, font l’objet d’une étude au stade projet, mais

leur capacité d’accueil est ensuite affinée par les projeteurs. Par contre, à la différence des modelés, ils ne doivent pas nécessairement être « remplis » en entier. Ils permettent une certaine souplesse dans le mouvement de terre et accusent les aléas du chantier. C’est pourquoi on les surnomme des « soupapes ».

Le CCTP impose à certains dépôts une quantité de remplissage minimum. Aussi, il faut bien s’assurer de l’intérêt d’ouverture d’un dépôt, en mettant en balance le coût d’ouverture (décapage de la terre végétale, pistes d’accès…) et le coût de transport dans un autre dépôt.

Page 28: Méthode de terrassement

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2.5 La méthode de Lalanne.

2.5.1 Principes généraux

Dans le cas d’un projet linéaire, comme c’est le cas ici, on le décompose en ouvrages en terre : déblais et remblais, en identifiant les cubatures correspondantes. Il faut ensuite bâtir un graphique, appelé épure, sur lequel on portera tout d’abord en abscisse (ligne horizontale noire continue sur le schéma ci-dessous, appelée ligne de terre) les coordonnées de chaque ouvrage en terre. Puis, en commençant par l’ouvrage situé à l’origine, on trace en ordonnée, à une échelle arbitraire, un segment vertical correspondant au volume de l’ouvrage en terre.

Ce segment sera porté par convention dans le sens positif s’il s’agit d’un déblai (ressource) et négatif si c’est un remblai (besoin). Les segments suivants ont pour ordonnée d’origine l’ordonnée finale du segment de, l’ouvrage précédent, afin de cumuler les quantités. En reliant horizontalement les segments entre eux, on obtient une ligne polygonale.

Si la ligne polygonale aboutit à la ligne aboutit à la ligne de terre, c’est que le total des longueurs portées dans un sens est égal à celui des longueurs portées dans le sens inverse. Il y a alors compensation parfaite des déblais et remblais (ce qui correspond malheureusement rarement à la réalité). Si la ligne polygonale aboutit au dessus de la ligne de terre, il y a alors plus de déblais que de remblais, il faut trouver un lieu de dépôt. Dans le cas contraire, il faut trouver un lieu d’emprunt extérieur.

Déblais

Remblais

R 320 PR 326 D 349 R 361 R 381 D 405 D 374

Epure de Lalanne

Ligne de terre

Abaissement de la ligne de terre

(emprunt)

Le déblai D349 vient remblayer le

R320

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Il faut finalement optimiser l’épure pour obtenu pour connaître le sens d’évacuation des déblais. Pour ce faire, il faut ajuster la position de la ligne de terre afin d’obtenir une surface la plus faible possible de chaque côté de la ligne de terre. Chaque variation de ligne de terre correspond à un dépôt (dans le sens des déblais) ou à un emprunt (sens des remblais). Pour les volumes de l’épure situés au dessus de la ligne de terre, on transportera les déblais vers la droite, et pour les volumes de l’épure situés en dessous de la ligne de terre, on transportera les déblais vers la droite.

Notons que les surfaces produites par ces courbes sont, physiquement, ce qu’on

appelle des moments de transport, puisqu’elles représentent le produit d’une longueur par un volume. Concrètement, l’optimisation revient à trouver la plus petite somme possible des moments de transport.

Sur le schéma ci-dessus, la ligne de terre est abaissée dans le sens des remblais,

cela signifie que l’on fait un emprunt.

Ainsi, graphiquement, l’épure de Lalanne indique le sens de transport des déblais en tenant compte du facteur besoins –ressources, afin d’obtenir une distance de transport moindre.

Enfin, la méthode de Lalanne s’appuie sur les hypothèses suivantes : ● 1m3 de déblai correspond à 1m3 de remblai compacté, sans tenir compte du

foisonnement. ● Chaque cube de déblai ou de remblai est concentré au droit du profil en travers

correspondant. ● On ne tient pas compte des cubes réemployés dans un même profil.

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2.5.2 Ajustement de la ligne de terre L’ajustement de la ligne de terre est le cœur de l’optimisation de la réutilisation des

matériaux. Cette opération doit être menée soigneusement, en particulier lorsque le tracé comporte plusieurs dépôts (c’est généralement le cas), comme nous allons le voir.

Prenons l’exemple d’une courte alternance de déblai/remblai entourés de deux

dépôts D1 et D2.

L’exemple présenté ici se situe dans le cas où les déblais sont excédentaires, ce qui nécessite une mise en dépôt. La question est de déterminer d’où provient la terre qui doit être mise en dépôt, et dans quel dépôt. La réponse est dans le choix de la ligne de terre qui donne la plus petite somme des moments de transport.

Pour cela, il faut considérer que le cube des terres à porter en dépôt étant

représenté par les segments (verticaux, base des rectangles qui correspondent aux moments de transport), la ligne de terre qui donne la distance minimum sera prise comme ligne finale.

NB : lorsque l’on compare deux lignes de terres possibles, c'est-à-dire deux droites

parallèles , sachant que les déblais sont évacués par convention vers la gauche pour ceux situés en dessous de ligne de terre et vers la droite pour ceux situés en dessous, cela signifie que la différence de mouvement de terre entre les deux lignes de terre possibles concerne uniquement les segments verticaux compris entre ces deux lignes parallèles. C’est donc sur ces segments uniquement qu’il faut raisonner pour comparer la pertinence de deux lignes de terre possible.

D1 D2

100 20 20 30 100 50 20

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Si l’on envisage les quatre lignes de terre possible suivantes :

Comparons par exemple L1 et L2 :

D1 D2

100 20 20 30 100 50 20

L2 L1

D1 D2

100 20 20 30 100 50 20

L3

L2 L1

L4

Page 32: Méthode de terrassement

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La comparaison se joue au niveau, selon le principe expliqué plus haut, du segment en gras. L1 imposerait un déplacement vers la droite, L2 vers la gauche.

Vers la droite, la distance à parcourir jusqu’à D2 est de 220 m ; elle est de 120 m

seulement vers la gauche jusqu’à D1. L2 permet d’obtenir un moment de transport moins important, donc meilleur. En comparant de la même manière L3 et L2, puis L4 et L3, on arrive à la conclusion

que L3 optimise cette épure de Lalanne. On a donc :

Si l’on considère l’échelle suivante : On a pour moments de transport : ● Avec L1 :

Quantités (m3) Distance (m) Moment de transport (m4)

250 20 5000 500 100 50000 750 130 97500

1000 200 200000 500 220 110000

2000 20 40000 502500 SOMME

D1 D2

100 20 20 30 100 50 20

L3

500 m3

20 m

Page 33: Méthode de terrassement

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● Avec L3 :

Quantités (m3) Distance (m) Moment de transport (m4)

250 20 5000 500 100 50000 750 130 97500

1000 140 140000 500 120 60000

2000 20 40000 392500 SOMME

L’ajustement de la ligne de terre permet ici, une réduction de 110 000 m4, soit

environ 22 %. 2.5.3 Procédure utilisant l’épure de Lalanne pour l’équilibrage du mouvement des terres 2.5.3.1 Classement des matériaux.

On distingue trois grandes classes de matériaux : _ Les matériaux traités, utilisables en : couche de protection/parement traité, base de

haut remblai ou PST traitée. _ Les matériaux courants, utilisables en : remblai courant, rétablissement des voies

latérales et accès ferroviaire. _ Les matériaux impropres. La ventilation des matériaux de type ZI/ZH et Rt2 est évoquée indépendamment :

puisque les ressources sont extérieures, celle-ci est triviale. 2.5.3.2 Méthode employée. Le mouvement des matériaux traités n’est pas déterminé par une épure de Lalanne,

puisque les ressources ne sont pas fixées : ce sont les besoins qui donnent les ressources. En effet, la campagne de reconnaissance complémentaire a montré que les déblais de cette zone recèlent suffisamment de matériaux qui, s’ils sont traités, peuvent être employé à de la couche de protection, base de haut remblai…, et qui, sinon, peuvent servir de remblai courant.

Le mouvement des matériaux traités se fait donc directement, et est consigné dans

le tableau récapitulatif. Les quantités non traitées sont recensées puis ajoutées aux ressources en remblai

courant.

Page 34: Méthode de terrassement

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Projet de fin d’études : Méthodes de terrassement

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OE Volume traitable

Volume traité

Volume non traité

D402 43900 11087 32813 R408 0 0 0

D415 24400 10600 13800 PR420 0 0 0 D426 29500 5600 23900 R430 0 0 0 D433 20600 6100 14500 R437 0 0 0 D441 59240 791 58449

Ensuite, les matériaux de remblai courant sont ventilés. L’épure de Lalanne est

construite à partir du tableau suivant, qui prend en compte le fait que lorsqu’un besoin d’un ouvrage peut être comblé par des ressources au sein même de cet ouvrage, alors ceux-ci n’apparaissent pas sur l’épure (mais le mouvement est tout de même consigné dans le tableau récapitulatif).

Pk OE

Remblai courant, traité, rétab VL, accès ferro.

∑=∑ précéd.+D-R

D Volume disponible

Volume non traité à ajouter ∑ R

38,52 -158068 39,3 R393 39,85

158068 -158068

39,85 10145 40,2 D402 40,51

135400 32813 168213 10145

40,51 -43389 40,8 R408 41,09

0 53534 -43389

41,09 10511 41,5 D415 41,74

52700 13800 66500 12600 10511

41,74 -43189 42 PR420 42,16

0 53700 -43189

42,16 49711 42,6 D426 42,84

71100 23900 95000 2100 49711

42,84 43611 43 R430 43,02

0 6100 43611

43,02 92511 43,3 D433 43,6

37300 14500 51800 2900 92511

43,6 91511 43,7 R437 43,75

0 1000 91511

43,75 246880 44,1 D441

45,04 132728 58449 191177 35808

246880

Page 35: Méthode de terrassement

Baptiste Lopes - 34 -

Projet de fin d’études : Méthodes de terrassement

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Et voici l’épure correspondante, avec ajustement de la ligne de terre :

Epure de Lalanne.

-200000

-150000

-100000

-50000

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

38 39 40 41 42 43 44 45 46

Pk (km)

Qua

ntité

s (m

3)

Remblai courant

10511

-43 389

10 145

246880

91511

92511

43611

49711

-43189

49711

42800

154369

Cette épure de Lalanne nous permet de voir comment sont comblés les besoins et

quelles quantités sont excédentaires (celles-ci sont indiquées en rouge sur l’épure ci-dessus). Mais au lieu de déterminer où les placer dans les dépôts, il faut les ajouter aux ressources en matériaux impropres, afin d’être sûr d’optimiser la réalisation des modelés et merlons, qui sont, dans l’épure de Lalanne suivante, considérés comme les besoins. C'est-à-dire qu’au lieu de placer ces quantités excédentaires dans un dépôt réel, ce qui justifierait la variation de la ligne de terre, on imagine qu’elles sont placées dans un dépôt imaginaire d’impropres.

Page 36: Méthode de terrassement

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Projet de fin d’études : Méthodes de terrassement

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L’épure est menée jusqu’à la détermination de l’occupation des dépôts.

Déblais impropres et remblai courant excédentaire (D)

Modelés et

merlons ∑=∑ précéd.

+ D - R

Pk OE

Pk début Pk fin

Volume disponible

Volume de remblai courant non utilisé ∑ R

38,52 0 39,3 R393 39,85

0 0 0

39,85 171900 40,2 D402 40,51

171900 0 171900

0 171900

40,51 173600 40,8 R408 41,09

1700 1700 0 173600

41,09 149838 41,5 D415 41,74

57500 0 57500 81262 149838

41,74 54638 42 PR420 42,16

4800 0 4800 100000 54638

42,16 150049 42,6 D426 42,84

45700 49711 95411 0 150049

42,84 150749 43 R430 43,02

700 700 0 150749

43,02 224649 43,3 D433 43,6

31100 42800 73900 0 224649

43,6 225349 43,7 R437 43,75

700 700 0 225349

43,75 416526 44,1 D441

45,04 132728 58449 19117

7 0

416526

Page 37: Méthode de terrassement

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Projet de fin d’études : Méthodes de terrassement

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Epure de Lalanne

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

38 39 40 41 42 43 44 45 46

Pk (km)

Qua

ntité

s (m

3)

Impropes

Dépôt de l'Auta

Dépô t Des M agny

Dépôt des Bouloyes

Dépôt M ayes du Châtelle

Dépôt du PR420

171900

416526

225349

224649

150749150049

149838

173600

149838 1500049

330260

2.5.3.3 Résultats.

Les résultats sont consignés dans le tableau récapitulatif suivant ; ils comprennent : ● Les mouvements « internes » aux ouvrages ( i.e. les besoins d’un ouvrage qui

peuvent être comblés par leurs propres ressources). ● Les mouvements de matériaux traités, recensés manuellement. ● Les mouvements issus de l’épure de Lalanne relative au remblai courant, accès

ferroviaires… ● Les mouvements issus de l’épure de Lalanne relative aux matériaux impropres,

ainsi que l’occupation des dépôts qui en résulte.

Ce tableau fait apparaître le moment de transport et la distance moyenne relatifs à

ces mouvements.

Page 38: Méthode de terrassement

Baptiste Lopes - 37 -

Projet de fin d’études : Méthodes de terrassement

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Origine Ressource Destination Besoin Volume Distance (hm) Moment transport

D402 Base de Ht remblai D402 PST traitée 10 000 0 0 D402 Base de Ht remblai R408 PST traitée 1087 6 6522 D415 Base de Ht remblai D415 PST traitée 7200 0 0 D415 Base de Ht remblai PR420 PST traitée 3400 5 17000 D426 Base de Ht remblai D426 PST traitée 5600 0 0 D433 Base de Ht remblai R430 PST traitée 700 3 2100 D433 Base de Ht remblai D433 PST traitée 5400 0 0 D441 Couche de protection R437 PST traitée 700 4 2800 D441 Couche de protection D441 PST traitée 91 0 0 D415 Remblai courant D415 Rétab. VL 10700 0 0 D415 Remblai courant D415 Accès ferro. 1900 0 0 D426 Remblai courant D426 Rétab. VL 2100 0 0 D433 Remblai courant D433 Rétab. VL 2900 0 0 D441 Remblai courant D441 Section courante 3808 0 0 D441 Remblai courant D441 Rétab. VL 23400 0 0

D441 Remblai courant D441 Accès ferro. 8600 0 0

D402 Remblai courant R393 Section courante 158068 9 1422612

D402 Remblai courant R408 Section courante 10145 6 60870 D415 Remblai courant R408 Section courante 43389 7 303723 D415 Remblai courant PR420 Section courante 5400 5 27000 D415 Remblai courant PR420 Rétab. VL 5111 5 25555 D426 Remblai courant PR420 Rétab. VL 39389 6 236334 D426 Remblai courant PR420 Accès ferro. 3800 6 22800 D433 Remblai courant R430 Section courante 6100 3 18300 D441 Remblai courant R437 Section courante 1000 4 4000 D415 Impropres D415 Modelé 57500 0 0 D402 Impropres D415 Modelé 22062 13 286806 D402 Impropres D393 Dépôt de l'Auta 149838 9 1348542 R408 Impropres D415 Modelé 1700 7 11900 D426 Impropres PR420 Modelé 45489 6 272934 D426 Remblai courant PR420 Modelé 49711 6 298266

PR420 Impropres PR420 Modelé 4800 0 0 D426 Impropres PR420 Dépôt 211 6 1266 R430 Impropres D433 Dépôt Mayes du C. 700 3 2100 D433 Impropres D433 Dépôt Mayes du C. 31100 0 0 D433 Remblai courant D433 Dépôt Mayes du C. 42800 0 0 D441 Impropres D433 Dépôt Mayes du C. 105611 7 739277

D441 Impropres D457 Dépôt des Bouloyes 27117 16 433872

D441 Remblai courant D457 Dépôt des Bouloyes

58449 16 935184

957076 d moyenne=6,77 hm 6479763

Page 39: Méthode de terrassement

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Projet de fin d’études : Méthodes de terrassement

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2.6 Mouvement des terres final.

2.6.1 Technique retenue Au final, j’ai choisi de ne pas utiliser la technique de Lalanne. Cette technique est, évidemment, du point de vue de l’optimisation du moment de

transport global, très efficace. Cependant, elle est, de mon point de vue, trop éloigné de la réalité du chantier.

Tout d’abord, une des hypothèses même sur laquelle repose cette technique, et qui

veut que l’on considère que toute la matière d’un ouvrage en terre (comme ressource ou besoin) soit concentrée en un point de celui-ci, en l’occurrence au Pk de son barycentre, est réductrice. En effet prenons l’exemple suivant d’un déblai long, suivi d’un déblai court, le tout entouré de deux dépôts.

Si l’on imagine que le terrain naturel est représenté schématiquement en jaune, on voit bien que la partie droite du déblai devrait logiquement aller dans le dépôt D2 afin de minimiser le transport. Or dans la logique de Lalanne, l’ajustement de la ligne de terre (ligne rouge) impose que toute la masse du déblai qui n’est pas utilisée ici pour le remblai adjacent aille en dépôt en D1, du fait de sa proximité avec le centre de gravité du déblai.

D1 D2

Déblai Remblai

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Ensuite, il est très important de prendre en compte la chronologie de la réalisation des tâches. Par exemple :

OE D422 R430 D433

Faciès 19.3 15.1 15.2 19.1 19.3

En remblai courant 79 567 47 988 32 923

En remblai courant traité

Base de Ht remblai

En remblai rétab. VL

En remblai couche protection 42 268 12 256

En remblai Rt2

En remblai ZI / ZH

PST traitée

En remblai Cdf

Section courante 120 500

C. de protection Parement traité 10 300

Base de Ht remblai

Rétab. VL 2 900

PST traitée 3 100

Accès ferroviaire

La présentation adoptée ci-dessus pour les ressources en déblai signifie la chose

suivante : pour le déblai D433, il existe 4 faciès géologiques, dont les volumes respectifs sont 12 256 m3, 79 567 m3, 47 988 m3 et 32 923 m3. L’ordre dans lequel ils sont présentés n’est pas anodin : il représente leur ordre d’apparition dans le déblai. Ici, le faciès que l’on trouve en surface (après l’humus et la terre végétale) est le 15.1, et il peut être réutilisé, après traitement, en couche de protection.

Le remblai R430 a un besoin de 10 300 m3 en couche de protection. Si l’on

établissait une épure de Lalanne sur ces bases-ci, on arriverait à la conclusion que ce sont les ressources du D433 qui devraient combler les besoins du R430, le déblai D422 étant plus éloigné.

Or, la couche de protection doit être réalisée après la mise en place du remblai de la

section courante. Le 15.1 étant la première couche rencontrée, et en l’absence de lieu proche de dépôt, il sera en réalité utilisé comme remblai de la section courante.

Une fois la section courante réalisée, la ressource du D422 réutilisable en couche de

protection est utilisée pour faire la couche de protection du R430.

Ressources

Besoins

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On a donc :

OE D422 R430 D433

Faciès 19.3 15.1 15.2 19.1 19.3

En remblai courant 42 268 12 256

En remblai courant traité

Base de Ht remblai

En remblai rétab. VL

En remblai couche protection 79 567 47 988 32 923

En remblai Rt2

En remblai ZI / ZH

PST traitée

En remblai Cdf

Section courante 120 500

C. de protection Parement traité 10 300

Base de Ht remblai

Rétab. VL 2 900

PST traitée 3 100

Accès ferroviaire

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Prenons maintenant le schéma suivant :

La première phase consiste à exécuter les remblais avec les matériaux des déblais

les plus proches que l’on terrasse donc partiellement avec un échelon de décapeuses. Ce mouvement de terre très court permet d’améliorer sensiblement le profil en long en réduisant les rampes et les pentes et de constituer une piste de roulage correcte pour la circulation des tombereaux.

La seconde phase consiste à exécuter le solde des déblais avec un échelon de pelle et de tombereaux. Les tombereaux roulant dans de meilleures conditions que s’ils devaient suivre la ligne du terrain naturel.

Le mouvement des terres doit prendre en compte cette méthode d’exécution ; là

encore, la simple application de la méthode de Lalanne ne le fait pas. De plus, il est vivement conseillé, dans l’étude du mouvement de terre, de prévoir le

déplacement des matériaux de déblai dans le sens de la pente, de sorte que les engins de transport « descendent » en charge, et « montent » à vide.

Pelle + Tombereaux

Pelle + Tombereaux

Scrapers Scrapers

Page 43: Méthode de terrassement

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Ensuite, comme expliqué plus haut, il y a une multitude de mouvements imposés résultants du commencement du chantier avant l’élaboration du mouvement des terres. Il faut, par exemple, prendre en compte les fouilles d’ouvrage, la mise en place des pistes… Les fouilles d’ouvrage par exemple, sont réalisées très tôt afin que le travail des ouvragistes puisse commencer sans attendre la mise en route des grandes opérations de déblai.

A ce moment là, toutes les pistes de chantier ne sont pas forcément en place, et les

parties à remblayer ne sont pas forcément prêtes à recevoir du remblai (décapage non effectué…).

Aussi, la mise en dépôt des matériaux issus des fouilles d’ouvrage ne se fait pas selon la logique d’un chantier linéaire, où le chemin entre deux ouvrages en terre se fait uniquement par les pistes de chantier suivant le tracé de la LGV.

Il faut également prendre en compte les remblais d’essais. Ces remblais d’étude,

destinés à connaître le comportement du futur remblai en fonction de différentes dispositions constructives est généralement monté à l’aide de fournitures extérieures, puisque sa mise en place est antérieure aux grandes opérations de déblai.

Quand ces remblais sont démontés, les matériaux sont soit régalés à proximité, soit mis en dépôt. Cela donne lieu à un mouvement qui apparaît dans le mouvement de terre, mais qui défie toute logique d’optimisation : en effet, il apparaitrait sur le tableau final comme une importation d’une lointaine carrière pour une mise en dépôt ou une utilisation en remblai courant.

En outre, ne pas utiliser la méthode de Lalanne m’a permis de mieux appréhender la

décision d’ouvrir ou non un dépôt. En effet, certains dépôts présentent un volume d’occupation minimal. Aussi,

Pour ces raisons, j’ai préféré une méthode complètement manuelle pour élaborer les

mouvements de terre. La manière de procéder est la suivante : ● Tout d’abord, établir un tableau se type EXCEL, présentant toutes les quantités en

fonction des ouvrages en terre (ressources en partie supérieure, besoins en partie inférieure).

● Inscrire tous les mouvements « imposés » par le journal de chantier, c'est-à-dire

tout ce qui a déjà été fait. ● Compléter le tableau en inscrivant tous les autres mouvements, en suivant les

règles établies plus haut (principes généraux et logique d’exécution sur le chantier)

Page 44: Méthode de terrassement

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Voici un extrait du type de tableau obtenu :

Il faut alors bien vérifier que :

Déblais + Emprunts = Remblais + Dépôts Si ce n’est pas le cas, alors une il ya une erreur dans la ventilation des quantités, et il

faut vérifier chaque mouvement élémentaire. En cela, il est pratique d’utiliser un tableau EXCEL afin de pouvoir connaître

facilement les sommes par ligne, par colonne… Il faut ensuite mettre en forme de manière plus esthétique et formelle le mouvement

des terres vérifié.

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Baptiste Lopes - 44 -

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2.6.2 Finalisation du mouvement des terres. La dernière étape consiste en une mise en forme du mouvement des terres et en sa

justification. La mise en forme finale se fait sous AUTOCAD, avec un cartouche, une référence,

et une légende précis. Voir annexe N°3 : Mouvement des terres final zone 2 Lors de l’envoi au maître d’œuvre, le mouvement des terres doit être accompagné

d’une note explicative qui justifie tous les changements par rapport au mouvement des terres général contenu dans le DCE.

Voir annexe N°4 : Note explicative Un exemple de mouvement des terres sous sa forme finale et la note explicative

l’accompagnant sont donnés en annexe.

2.6.3 Comparaison entre mouvements des terres. Il s’agit ici de comparer les résultats obtenus avec le mouvement des terres général

du DCE, l’utilisation de l’épure de Lalanne et le mouvement des terres final. A cet effet, le meilleur indicateur d’efficacité est le moment de transport global. Il est la somme : Connaissant le volume total de matériaux ventilés, on peut alors connaître la

distance moyenne de transport : Dans ce calcul, ne sont compris que les mouvements de remblai courant, matériaux

impropres et matériaux traités. Les matériaux ZI, ZH et Rt2 ne sont pas pris en compte ici, puisqu’ils ne sont pas des « mouvements locaux » : l’approvisionnement en matériaux calcaires se fait depuis la zone Ouest, ou par des fournitures extérieures ; il ne relève donc pas d’un équilibrage local des quantités comme ce qui constitue le nerf d’un mouvement des terres.

MTransport Global = ∑ ( Quantité × Distance) (hm.m3)

DMoyenne = MTransport Global / VTotal (hm)

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Voici les résultats :

Mouvement des terres B3.3 Zone 2 Volume transporté

(m3) Moment de

transport (m3.hm) Distance moyenne

(hm)

MVT Etude de prix 1 573 400 13 468 304 8,56 Quantités DCE

MVT Epure de Lalanne 1 573 400 9 582 006 6,09

MVT Epure de Lalanne 1 562 451 9 390 331 6,01 Quantités mises à jour

MVT final 1 562 451 11 468 390 7,34

NB : pour le calcul du moment de transport, tous les mouvements de terre dont au moins l’origine ou la destination sont compris dans la zone 2 ont été pris en compte.

2.6.4 Conclusion

A la lumière des résultats ci-dessus, on peut conclure tout d’abord que la mise à jour des quantités entrant en compte dans le mouvement des terres a induit une réduction globale de environ 11 000 m3, c'est-à-dire 0,7 %.

Le tableau ci-dessous présente la variation du moment de transport, de la distance

moyenne ainsi que le pourcentage que cela représente, entre les mouvement situés à gauche de ce tableau et les mouvements situés en haut.

Quantités DCE Quantités mises à jour

MVT Etude de

prix

MVT Epure de Lalanne

MVT Epure de Lalanne

MVT final

-3 886 298 -1 999 914 MVT Etude de prix

-2,47

-28,8%

-1,22

-14,8%

Quantités DCE

MVT Epure de Lalanne

2 078 060 MVT Epure de Lalanne 1,33 22,1%

Quantités mises à jour

MVT final

Le résultat le plus important, qui est celui de toute l’étude décrite plus haut, est le

suivant : le mouvement des terres final engendre un moment de transport et une distance moyenne réduits de 14,8 % par rapport au mouvement des terres issu du DCE.

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Ensuite, on peut voir que l’efficacité de la technique de Lalanne est très sensible :

son utilisation a permis de réduire de presque 29 % le moment de transport global résultant du mouvement des terres du DCE (en gardant les même quantités).

Enfin, la prise en compte de toutes les contraintes « de chantier », c'est-à-dire liées à

l’exécution, est quantifiable : entre le mouvement issu de l’épure de Lalanne avec les quantités mises à jour et le mouvement des terres final, on a une augmentation du moment de transport global et de la distance moyenne de, respectivement, 2 078 060 hm.m3 et 1,33 hm, soit 22,1%.

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3 Activités annexes 3.1 Rapport hebdomadaire

3.1.1 Contenu et mise en forme Ce rapport permet de suivre l’évolution du chantier sous plusieurs points de vue. Il

est synthétique, et ne rivalise pas avec le journal de chantier en quantité d’informations. Ces informations sont choisies et traitées.

Le rapport hebdomadaire permet, principalement, de savoir rapidement si une

semaine a été productive ou non, et de comparer les coûts réels aux objectifs. Le rapport hebdomadaire d’une semaine X comporte : ● Le planning prévisionnel des semaines X+1, X+2 et X+3 ● La composition des équipes et les lieux d’embauches et de travaux de la semaine

X+1 →Leur présence permet de situer la production de la semaine X dans le temps, et de

connaître « ce qui est prévu ensuite ». ● Le suivi des productions ● Une définition des objectifs ● Une synthèse des coûts unitaires réels et leur comparaison aux objectifs (les

« comptes flash ») ● Une synthèse du compactage ● Une synthèse du traitement

Pour toutes ces rubriques, la mise en place de tableaux sous EXCEL et l’utilisation

d’outils tels que des macros en langage VISUAL BASIC (VBA) se sont avérés très pratiques.

Pour ma part, j’ai été responsable de la rédaction de ces rapports hebdomadaires

pour la zone Est du chantier.

Page 49: Méthode de terrassement

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3.1.2 Production Comme son nom l’indique, le suivi de production consiste à établir une traçabilité des

productions des différents échelons présents sur chantier. Ce suivi se fait de manière journalière et par poste, c'est-à-dire que l’on différencie les échelons travaillant pendant un poste différent (1er ou 2ème poste).

J’ai donc créé une base de documents afin d’être en mesure de compiler les

données et les exploiter à bon escient. Cette base se présente sous la forme d’un fichier Excel sur lequel on trouve un onglet destiné à chaque échelon sur lequel on renseigne les caractéristiques du poste du jour travaillé :

� Production � Temps de travail

Un tableau de synthèse permet d’évaluer la production mensuelle, par échelon ou de

manière globale, de calculer des rendements, de connaître les cubes cumulés depuis le début du mois ou depuis la mise en service de chaque échelon..

Voir annexe N°5 :Suivi de production

Puis une synthèse est réalisée sur un onglet séparé, qui permet ensuite une

synthétisation graphique simple et rapide d’utilisation. Par exemple :

Production Pelles et Scraps, Mai 2007

0

100 000

200 000

300 000

400 000

500 000

600 000

01/05

/200

7

03/05

/200

7

05/05

/200

7

07/05

/200

7

09/05

/200

7

11/05

/200

7

13/05

/200

7

15/05

/200

7

17/05

/200

7

19/05

/200

7

21/05

/200

7

23/05

/200

7

25/05

/200

7

27/05

/200

7

29/05

/200

7

31/05

/200

7

M3 Cube cumulé

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Projet de fin d’études : Méthodes de terrassement

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Si l’intérêt technique d’un tel travail est limité (au mieux la rédaction de quelques formules sous excel), il n’en fut pas moins intéressant pour la raison suivante : il permet d’être en contact avec le travail sur le chantier au travers des rapports des chefs d’équipe, sur lesquels il se base ; en effet, ces derniers rendent compte, dans le détail, des engins utilisés, de l’ouvrage, du nombre d’heures, des quantités transportées..

Dans l’optique de l’élaboration du mouvement des terres, ce travail permet

d’anticiper les modifications à apporter à celui-ci, grâce à la connaissance des travaux en cours, qui se traduisent par des mouvements imposés dans le mouvement des terres.

3.1.3 Comptes flash et objectifs Le prix de revient est calculé par le chef d’équipe par l’intermédiaire d’un document

appelé « compte flash ». Selon la composition de l’échelon, notamment selon le nombre d’engins de transport, et selon les hypothèses de rendement attendues, on établit un « prix de revient objectif » (en €/M3). Le but pour le chef d’équipe est donc de ne pas dépasser cet objectif pour sa production journalière.

La rubrique du rapport hebdomadaire dédiée aux comptes flash comporte : ● La détermination des objectifs ● La vérification des comptes flash des chefs d’équipe ● Une comparaison entre les deux sous forme d’une synthèse 3.1.3.1 Détermination des objectifs. Il s’agit d’estimer, par poste (journée de travail d’une équipe), et par équipe, le prix

de transport d’un mètre cube de matériaux. Cette recherche passe par l’estimation théorique du nombre d’engins de transport

(NEngins) en fonction de l’engin principal (pelle ou pousseur) et de la distance de transport.

Pour cela, il faut déterminer tout d’abord la composition d’une équipe type : Pour une pelle mécanique : ● Une pelle mécanique (ex : pelle CAT 385) et son conducteur ● Plusieurs engins de transport (ex : Volvo A30) et leurs conducteurs ● Un pousseur (ex : D6M LGP) et son conducteur ● Une niveleuse (ex : Volvo G990) et son conducteur ● Un compacteur (ex : compacteur V5) s’il s’agit d’une opération de Déblai/Remblai (inutile s’il s’agit de Déblai/Dépôt) ● Un chef d’équipe ● Un manœuvre

Page 51: Méthode de terrassement

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Pour un échelon de scrapers : ● Deux pousseurs (ex : D10 et D8) et leurs conducteurs ● Plusieurs scrapers (ex : MS 631 E) et leurs conducteurs ● Une niveleuse (ex : grader 16 G) et son conducteur ● Un compacteur (ex : compacteur tamping 825) s’il s’agit d’une opération de Déblai/Remblai (inutile s’il s’agit de Déblai/Dépôt) ● Un chef d’équipe ● Un manœuvre Tous ces éléments ont un coût horaire connus, ce qui donne le prix horaire d’une

équipe (PEquipe), en €/h, en fonction du nombre d’engins de transport, qui est la variable. Il s’agit ensuite de fixer le nombre d’engins de transport qui correspond le mieux aux

capacités de l’engin principal. Pour la suite, nous allons exposer le cas d’une pelle mécanique. Pour un échelon de scrapers, le raisonnement est sensiblement le même.

Tout d’abord, on détermine le nombre de voyages par heure (NVoyages/h) que peut

effectuer un engin de transport en fonction de la distance entre le lieu d’extraction des matériaux et le lieu de dépôt, la pente moyenne de la piste et du type d’engin.

Pour cela, on utilise les abaques comme celui-ci :

Courbe de Rotation des Engins de TransportPelle 954 - Tombereaux articulés A35C

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Distance en Hm

Voy

age

/ H

Etude

A35 - 3%

A35 - 4%

A35 - 5%

A35 - 7%

A35 - 10%

A35 - 15%

Page 52: Méthode de terrassement

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Une fois cette donnée acquise, on peut calculer la capacité de transport de l’équipe (CTransport), en m3/h, en fonction du nombre d’engins de transport.

Pour cela, il faut également connaître Le cube qu’un engin de transport donné

(CCaisse) peut faire transiter à chaque voyage (informations du constructeur, dépendant du type de matériau : miné, rippé..).

, Les différentes valeurs (fonction du nombre d’engins de transport) sont à comparer

avec la production maximale de la pelle mécanique (PMax). Il s’agit de choisir la capacité de transport immédiatement inférieure à PMax :

concrêtement, cela revient à choisir le nombre d’engins de transport qui laissera à la pelle mécanique le minimum d’attente (il est moins onéreux de faire attendre la pelle que tous les engins de transport).

Une fois NEngins fixé, on a une capacité de transport et un coût horaire de l’équipe

fixés. Le coût unitaire objectif (PObjectif) est donné par :

PObjectif = PEquipe /CTransport (€/m3)

CTransport = CCaisse × NVoyages/h × NEngins (m3/h)

Page 53: Méthode de terrassement

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Projet de fin d’études : Méthodes de terrassement

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On peut résumer le raisonnement précédent par le schéma suivant :

NB : Ce faisant, on fixe également un objectif de production. En effet, celui-ci est la capacité de transport évoquée auparavant.

En multipliant ensuite ce taux de production par la durée du poste (pause exclue), on obtient l’objectif du jour. Ainsi, on peut, connaissant les tâches à effectuer, et les distances à parcourir, prévoir la production globale du chantier sur un mois entier ou plus.

●Type d’engin de transport

●Distance à parcourir

NVoyages/h

Cube caisse

1 2 3 4

Abaques

Nombre d’engins de transport : (…)

C1 C2 C3 C4 Capacité de transport (m3/h) : :

(…)

Comparaison avec PMax

Production max. PMax

(m3/h) Pelle mécanique

NEngins

Fixé CTransport

Fixé

Composition de l’équipe

Coût horaire fonction de

NEngins

PObjectif = PEquipe /CTransport (€/m3)

Coût horaire de l’équipe fixé

(€/h)

Page 54: Méthode de terrassement

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3.1.3.2 Compte flash. La deuxième partie consiste à calculer le coût de revient réel pour chaque échelon et

chaque poste. Pour cela, il faut consulter les rapports journaliers des chefs d’équipe. Connaissant le coût horaire de chaque engin, ainsi que le salaire des conducteurs,

manœuvres et chefs d’équipe, il est possible de calculer le coût de l’échelon sur la durée du poste (Cjournalier), en €.

Connaissant le cube réalisé au cours du poste, on obtient le coût unitaire de la

tâche , en €/m3:

La mise en place d’une feuille de calcul type sous Excel, ainsi que la création d’une

banque de données comportant toutes les feuilles de compte flash d’une semaine a permis de gagner non négligeable lors de la rédaction des rapports hebdomadaires.

Voir annexe N°6 : Feuille compte flash

Une synthèse graphique permet de voir d’un seul coup d’œil si les coûts unitaires

réels de la semaine ont dépassé ou non les objectifs définis plus haut. Si les coûts réels sont supérieurs aux objectifs, cela signifie que l’on produit à un

coût trop élevé, ou que l’on ne produit pas assez : il y a une perte financière directe qui est le manque à gagner, et une perte financière indirecte qui est le retard sur la production qu’il faudra rattraper, et donc produire en différé (qui entraîne une mobilisation supplémentaire du personnel et du matériel, ainsi que des pénalités de retard si ce dernier se poursuit jusqu’à la réception des travaux). Il faut alors analyser les causes de cette perte de production :

� L’objectif a été estimé de manière trop optimiste � Le terrain est difficilement praticable, ce qui retarde les engins de transport � L’engin de production n’a pas respecté les consignes (exemple : la pelle

charge 4 godets au lieu de 5) � L’équipe n’est pas assez compétente et nécessite un suivi plus particulier

de la part du chef d’équipe

Coût unitaire de la tâche = Cjournalier / cube

Page 55: Méthode de terrassement

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Si les coûts unitaires réels sont inférieurs aux objetifs, il y a alors un gain financier. Cependant si ce gain est trop important il faut contrôler les objectifs de départ qui ont peut-être été établis de manière pessimiste et réviser la totalité des objectifs à venir.

N’oublions pas que la stratégie de l’entreprise repose sur une majorité de prévisions

et d’estimations. Ne pas modifier un objectif pessimiste afin d’annoncer un maximum de gain pourrait se voir fâcheusement transformé en perte si le matériel et le personnel se trouvent arrêtés en fin de chantier car ils n’ont pas pu être basculés sur un autre chantier faute de travail, uniquement à cause de prévisions faussées.

L’analyse des productions détient un enjeu considérable : à titre d’exemple, la production visée pour les meilleurs mois d’été pour le tronçon B de la LGV Rhin-Rhône s’élèvent à 70’000M3 par jour ! Soit 350’000M3 par semaine, ou encore 1 Million de M3 toutes les trois semaines. La différence entre une production à 2,5 €/m3 et à 2 €/m3

pèse, dans ces conditions, 500 000 € toutes les trois semaines.

3.1.4 Compactage et traitement. Il s’agit uniquement de rendre compte des traitements à la chaux ou à la ROC TER

effectués dans la semaine, et du compactage. Les informations étant données tel quel et ne nécessitant aucun traitement spécial, le seul travail réel consistait à trouver une mise en forme pratique et esthétique de la synthèse de ces deux opérations.

Au-delà de ce travail simple de mise en forme, ceci m’a permis de comprendre

comment fonctionne le compactage, comment il est mesuré… et ce au travers de la lecture du GTR (Guide des Terrassements Routiers).

Page 56: Méthode de terrassement

Baptiste Lopes - 55 -

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3.2 Détermination du coût unitaire de l’approvisionnement en matériaux calcaires de type ZH

Cette étude avait pour but d’estimer le coût d’approvisionnement en matériaux calcaires de type ZH de la zone Est, avec les données du moment concernant les besoins, et dans le contexte suivant : la zone Ouest recèle des quantités importantes de ce matériau, alors que la zone Est en est déficitaire. Cependant, cette dernière compte des carrières exploitables. A l’heure de l’étude, la seule carrière à envisager était celle de Vellechevreux.

La question est donc de trouver le point d’équilibre financier entre : ● Un approvisionnement depuis la zone Ouest, avec une distance de transport

importante et un coût moindre de fournitures de matériaux.

et ● Un approvisionnement depuis la carrière de Vellechevreux, avec une distance de

transport plus faible mais un coût plus important de fournitures de matériaux. S’il s’avère que le transport des matériaux de la zone Ouest n’est pas rentable, il

sera préférable de les utiliser sur place pour des qualités requises moindres. Voici un comparatif du coût de fournitures de matériaux calcaires en carrière par

rapport au coût d’élaboration avec les matériaux du site :

Type d'utilisation Granulométrie

Prix départ carrière (€/t)

Prix élaboration site (€/t)

Base de grds remblais

0/250 4,40 1,67 2,73

Purge remblai 0/250 4,40 1,67 2,73 Purges rétab VL 0/250 4,40 1,67 2,73

Rt2

PST Rt2 + Trans D/R 0/250 4,40 1,67 2,73 ZI 0/500 3,90 1,61 2,29

ZH 0/500 3,90 1,61 2,29

PRA PRO 0/31.5 5,50 2,26 3,24

OH 0/31.5 5,50 2,26 3,24

Cdf Routière 0/63 5,10 1,94 3,16

Masques-Bèches 0/125 4,75 1,61 3,14

ZI/Z

H

TD 20/40 7,25 2,52 4,73

Page 57: Méthode de terrassement

Baptiste Lopes - 56 -

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Et voici le coût de transport :

Transport Tonne kilométrique

(€/km/t) Prise en charge

(€/t) Par piste de

chantier 0,13 0,56

Par route 0,11 0,56

Il fallut ensuite lire sur une carte le trajet qu’aurait un camion partant de la carrière de Vellechevreux pour aller à chaque remblai demandeur de matériaux ZH, et chaque trajet qu’il aurait s’il partait du déblai D251, d’où provient la majeure partie des matériaux calcaires de la zone Ouest.

Grâce à ces distances, et connaissant les coûts de transport et de fournitures, on peut déterminer pour chaque remblai s’il est plus avantageux d’approvisionner depuis Vellechevreux ou depuis la zone Ouest.

Les résultats sont lisibles dans ce tableau :

DETAIL DU PRIX UNITAIRE PAR OE

OE R320 R344 R351 R408 PR420 R489

Provenance D251 D251 D251 Vellech. Vellech. Vellech.

Elaboration/Fourniture ZH

Prix départ carrière (€/t) 0 0 0 3,9 3,9 3,9

Prix élaboration sur site (€/t) 1,61 1,61 1,61 0 0 0

Transport

Tki route (1) 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 Tonne kilométrique (€/t/km) Tki chantier (2) 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13

Par route (3) 0 0 0 11,625 11,625 6 Distance de transport (km) Par piste (4) 6,965 9,255 10,06 1,375 0 4,325

Prise en charge (€/t) (5) 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56

Prix de transport (€/t) (1)*(3)+(2)*(4)+(5) 1,47 1,76 1,87 2,02 1,84 1,78

Prix unitaire total (€/t) 3,08 3,37 3,48 5,92 5,74 5,68

Masse volumique (t/m3) 2 2 2 2 2 2

Prix unitaire (€/m3) 6,15 6,75 6,96 11,84 11,48 11,36

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On voit qu’au-delà du R351, la fourniture extérieure a été retenue. Cela permet d’obtenir un coût unitaire, en (€/m3). L’étape suivante est la détermination de la quantité de matériaux de type ZH dans

chaque remblai, à partir des dispositions constructives préconisées par le laboratoire géotechnique (ex : R320 : 0,5m de matériaux, du Pk 32100 au Pk 32200), et des vues en plan de la LGV.

ZONES DE REMBLAI EN MATERIAUX ZH- ZONE EST

R320 R344 R351 R408 PR420 R489

Pk début>fin 32100>32200 34290>34440 34900>34990 40510>40774 41740>42080 48760>48855

Pk début>fin - - - 40990>41090 - -

Largeur moyenne (m) 30 40 52 23.8/44 25 72

Longueur (m) 100 50 90 264/100 340 51

Surface à remblayer (m²) 3000 2000 4680 10683 8500 3672

Dispositions particulières

0,5m sur géotextile anticontaminant

ZH traitée sur 0,5m

0,5m

-

Substitution 0,70m

0,5m

Volume de remblai (m3) 1500 1000 2340 5341,5 5950 1836

Prix unitaire (€/m3) 6,15 6,75 6,96 11,84 11,48 11,36

Prix (€) 9225 6750 16286 63243 68306 20857

Voici donc une estimation du prix d’approvisionnement en matériaux calcaires de

type ZH. Il est à noter que cette étude est, à l’instar du mouvement des terres, basée sur les données du moment. Les besoins sont amenés à évoluer, de même que les pistes de chantier et l’utilisation d’autres carrières, ce qui rendrait obsolète ce tableau.

D’autre part, d’un point de vue planning, l’élaboration des matériaux nécessite un

système de concassage-criblage. Sa mise en place est rentable dès lors qu’il est fortement utilisé. Si un approvisionnement en matériaux de type ZH est nécessaire en tout début de chantier, ce système n’est pas encore en marche, et c’est généralement aux fournitures extérieures que l’on fait appel pour commencer.

Du point de vue du mouvement des terres, ce type d’étude est intéressant: en effet,

aucune des techniques vues précédemment ne permet de prendre en compte une telle mise en balance financière. Une fois de plus, la ventilation de certaines quantités de matériaux doit être fixée par une autre logique que celle de la simple optimisation des distances parcourues.

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4 Analyse du stage

Aujourd’hui mon projet de fin d’études terminé, je peux faire le bilan non seulement du travail réalisé, mais d’une manière plus subjective, de ce qu’il m’a apporté, et de la valeur que j’ai pu lui ajouter, ainsi que quelque souhaits et réflexions autour de cette expérience.

4.1 Bilan du travail effectué et des enseignements reçus.

A travers la réalisation de mon projet de fin d’études j’ai eu l’occasion de travailler principalement sur le mouvement des terres, ce qui m’a permis de me familiariser avec ce document qui, comme nous l’avons vu précédemment, est essentiel à la réalisation du chantier. Je considère en la matière que ma mission est réussie dans le sens où j’ai produit un mouvement des terres mis à jour au niveau des quantités, et plus économique que celui proposé par le DCE, comme en témoignent le moment de transport global et la distance moyenne.

Cette activité, complétée par des activités annexes, telles que l’étude sur

l’approvisionnement en matériaux calcaires de type Rt2, m’ont permis d’appréhender la préparation des travaux, les méthodes. Cet apprentissage est passé par une longue phase bibliographique de prise de connaissance du chantier (CCTP, CCAP…) puis s’est construit au fur et à mesure de mes rencontres et de mes échanges avec les différents collaborateurs du chantier. Je garde de ces échanges un enrichissement tant technique qu’humain.

La rédaction des rapports hebdomadaires a été également très instructive puisqu’elle

m’a permis de me tenir informé à distance de l’évolution du chantier, d’anticiper parfois les modifications à apporter au mouvement des terres, enfin de collaborer avec des entités du chantier que je n’aurais pas rencontré autrement, comme le laboratoire géotechnique.

On dit, dans les systèmes de management, que la meilleure équation qui permet

d’aboutir à une efficacité et à un travail de qualité, autrement dit « la compétence » est l’association de « la formation » et de « l’expérience ». Dans mon cas, je manquais indéniablement d’expérience en la matière, mais cela m’a permis d’apporter un œil nouveau à la question posée par l’entreprise. Ainsi par mon travail, j’ai pu mettre en application mes connaissances avec une approche neutre. L’expérience de mon tuteur de stage a permis de fixer les objectifs à atteindre et de traiter les points sensibles avec une attention particulière.

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4.2 Réflexions et remarques personnelles Un chantier de grands terrassements se distingue d’un chantier de plus faible

ampleur. La différence se fait non seulement par la taille et l’organisation conséquente qu’il en découle, mais également par l’approche qui en est faite par les riverains, et les relations avec le client.

Un projet de grands travaux, qu’il soit autoroutier, ferroviaire ou fluvial, fait dans la majeure partie des cas l’objet d’une longue étude préalable, de recherches diverses, et finalement d’une déclaration d’utilité publique, avant que soient lancés les appels d’offres.

Ces travaux de taille conséquente touchent la population, de près ou de loin, et peuvent avoir des conséquences notables sur le quotidien des personnes, ou sur l’organisation générale d’une région, voire même d’un pays. Nous prendrons comme exemple, l’expropriation de son habitation, la recentralisation du réseau routier ferroviaire ou fluvial qui entraîne parfois la valorisation d’une région aux dépends d’une autre, ou la modification notable du transit. Autant de facteurs matériels, économiques et humains pour lesquels il faut faire preuve de tolérance et pour lesquels il faut s’assurer du bien-fondé.

C’est pourquoi le projet fait alors l’objet de débats, d’oppositions ou de soutiens de la part des citoyens. Ces mouvements sont d’ailleurs accompagnés la plupart du temps d’une information médiatique de poids qui, suivant la manière dont elle est construite ou orientée se portera en la faveur du projet ou non et entraînera les foules à ses côtés. C’est ainsi que le projet se fait connaître au grand public, de manière étendue avant même que le marché ne soit attribué.

Au stade projet, il arrive que ce dernier se voie abandonné. Les causes défendues de la part des deux parties étant généralement légitimes, c’est alors le plus fort ou le plus convaincant qui l’emporte.

Si le projet aboutit, le marché est attribué à une entreprise chargée alors de réaliser les travaux. Cependant cette dernière ne travaille pas en terre conquise : si la majorité s’est portée en faveur du projet, ce n’est pas pour autant que tous partagent la même conviction. Il faut alors parvenir à instaurer un certain « respect mutuel », en respectant les positions de chacun, tout en réalisant le travail demandé. Pour cela quelques qualités sont de mises : efficacité, discrétion, transparence et collaboration.

En effet, lors d’un grand chantier de terrassement tel que la LGV Rhin-Rhône, des moyens importants sont mis en œuvre : tant en matière grise, qu’en matériel et personnel. L’efficacité permet alors de travailler dans les meilleures conditions possibles : les bons moyens sont mis en œuvre au bon moment.

La discrétion permet, en l’occurrence de n’apporter qu’une gêne moindre aux riverains, mais également, de manière induite, de rester en bons termes avec ces derniers. Un exemple d’illustration très simple est la propreté du chantier et de ses abords.

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Enfin, la réalisation d’un grand projet présente des perspectives de développement économique (au moins à court terme), en relation avec le surcroît d’activité générée : emplois, restauration, alimentation, logement, commerces, transport… En combinant la transparence et la collaboration, on parvient de manière claire et exposée à participer au développement économique de la région. C’est en ces termes qu’une entreprise de grands travaux organise de manière harmonieuse le déroulement du chantier.

Un retour d’expérience sur les retombées économiques de la construction de l’A39 dans le Jura montre que 30% du coût total du chantier se répercute sur les entreprises locales. A titre d’exemple, la construction de la LGV Rhin-Rhône sur sa totalité prévoît la création de 5000 emplois pour la durée du chantier, qui pourront être reconduits pour certains en fin de chantier.

Ce stage représente pour moi ma première expérience dans le domaine des « grands travaux ». J’en retiens que c’est un domaine de travail différent de celui d’une agence de travaux sur de nombreux points.

Les collaborateurs de l’entreprise proviennent d’horizons différents géographiquement, mais aussi culturellement, ce qui instaure une certaine hétérogénéité des personnes. C’est donc très enrichissant pour la culture de chacun. Cela nécessite parfois une certaine forme d’adaptation à l’autre, ce qui est bon dans la mesure où chacun joue le jeu. Mais cela peut devenir embêtant voire dangereux dans le cas où deux caractères forts se font face et se tiennent tête.

Ainsi sur ce point, je dirais que la mentalité grands travaux est une sorte de culture de travail, à laquelle il faut certes savoir s’adapter, mais à laquelle il faut également apporter sa contribution et sa participation, d’autant plus dans le cas d’une réalisation de travaux en SEP, où les collaborateurs des sociétés associés en tant que cotraitants sont dotés par-dessus tout d’une culture d’entreprise différente.

Travailler dans le secteur des grands travaux c’est également se déplacer au gré des chantiers, ce qui participe d’ailleurs à la diversité des collaborateurs. C’est donc un mode de vie particulier qui impose des déménagements réguliers pour être à proximité du chantier, ou des déplacements vers le chantier la semaine pour conserver son lieu d’attache.

On remarquera que l’ancienne tradition des roulottes qui suivaient le chantier s’est

peu à peu perdue pour laisser place à l’habitat secondaire, ou aux déplacements pour la majeure partie du personnel. Selon les quelques témoignages de « terrassiers d’expérience » que j’ai pu recueillir, c’est un changement qui a nui quelque peu à l’ambiance si conviviale qu’il pouvait régner autrefois sur un chantier de ce type et qui faisait à la fois leur réputation et leur force.

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4.3 Conclusion Ce dernier stage en entreprise a été pour moi l’occasion de mettre en application

mes connaissances au sein d’une structure de grands travaux de terrassements. Ce passage par les méthodes m’a permis de retirer de nombreux enseignements, et d’apporter ma contribution au chantier. Aujourd’hui, faisant le bilan de ma formation d’ingénieur, de mes expériences passées, des mes stages et passages en entreprises, je me sens prêt et décidé à intégrer un chantier au niveau de sa structure travaux, à la fin de mon cursus à l’INSA Strasbourg. Je pense également qu’il est intéressant de débuter sa carrière par les grands travaux qui possèdent une structure importante et qui réunissent un panel de compétences très varié. Sur un chantier, et d’autant plus dans le cas d’une grosse opération, la réussite et le caractère du chantier ne sont pas liés uniquement à l’entreprise, mais à ses collaborateurs qui les relient.

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BIBLIOGRAPHIE

� Dossier de Consultation des Entreprises, LGV Rhin-Rhône, branche Est,

Tronçon B – Toarc B3 : Cahier des Clauses Techniques Particulières, Cahier des Clauses Administratives Particulières, dossiers de plans (profils en long, profils en travers type), fiches des ouvrages en terre, fiches des ouvrages hydrauliques, fiches géotechniques des ouvrages d’art et hydrauliques, plans spécifiques des ouvrages d’art courants et non courants, plans des réseaux, étude agropédologique (terre végétale)

� Plans directeurs, vues en plan 1/2000e

� SNCF, Direction de l’infrastructure: Spécification technique N°590B rectifiée n°1

pour la fourniture des granulats utilisés pour la réalisation et l’entretien des voies ferrées, mars1999

� Cours de terrassement 3ème année (épures de Lalanne) ESITC-Metz, année

1994-1995

� Guide des Terrassements Routiers, annexes 1,2 et 3

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ANNEXES Annexe n°1 : Fiche individuelle d’ouvrage en terre Annexe n°2 : Tableau comparatif des quantités mises à jour- Zones 4 et 5 Annexe n°3 : Mouvement des terres final- Zone 2 Annexe n°4 : Note explicative Annexe n°5 : Suivi de production Annexe n°6 : Feuille compte flash