Module Terrassement H-15

École de technologie supérieure Service des enseignements généraux Local B-2500 – (514) 396-8938 Site internet : http://www.seg.etsmtl.ca

COURS : TRAVAUX DE GÉNIE CIVIL

SIGLE : TCH-025

Module 5.0

ÉQUIPEMENTS ET MÉTHODES DE CONSTRUCTION

Session : Hiver 2015 Formatrice: Guylaine Chayer [email protected] Rédigé par: Mario Robillard

http://www.seg.etsmtl.ca/

MODULE 5: ÉQUIPEMENTS ET MÉTHODES DE CONSTRUCTION

TABLE DES MATIÈRES

5.1.0 Principes d’organisation de chantier de terrassement

1.1 Principes et séquences des opérations de terrassement

1.2 Pente de talus

1.3 Foisonnement et masse volumique des sols

1.4 Charge utile

1.5 Calcul des volumes de terrassement

1.6 Calcul des distances de transport

Résolution de problèmes

5.2.0 Choix des équipements et méthodes de terrassement

2.1 Méthodes de terrassement et facteurs relatifs à la production

2.2 Les pousseurs

2.3 Les pelles hydrauliques

2.4 Les chargeuses

2.5 Les décapeuses

2.6 Les niveleuses

2.7 Les camions

2.8 Les compacteurs

2.9 Les paveuses

Résolution de problèmes

5.3.0 Estimation des coûts de terrassement

3.1 Coûts de l’équipement (possession et fonctionnement)

3.2 Louer ou acheter l’équipement ????

3.3 Coûts unitaires et choix des équipements

EXEMPLE D’APPLICATION SYNTHÈSE

5.4.0 Mini-projet – Étude d’un cas

5.4.1 Présentation des caractéristiques d’un projet de construction routière

5.4.2 Explication du travail à produire par les étudiants

5.4.3 Appui/encadrement par le formateur

5.4.4 Remise du mini-projet


1.0 PRINCIPES D’ORGANISATION DE CHANTIER DE TERRASSEMENT

Le terrassement consiste à modifier la topographie d’un site conformément aux indications pres-

crites par des plans et des devis. Ces modifications peuvent être modestes (excavation requise

pour installer les fondations superficielles d’un bâtiment), linéaires (aménagement d’une structure

routière, construction d’une digue) ou complexes (construction des approches d’un échangeur

routier multiple).

1.1 Principes et séquences des opérations de terrassement

On distingue deux opérations majeures dans les activités de terrassement, le déblai et le

remblai. Le déblai consiste à retirer et à transporter sur le site du projet ou à l’extérieur de

celui-ci, des sols décapés ou excavés. Le remblai consiste à transporter à partir du site du

projet ou de l’extérieur de ce dernier, notamment des bancs d’emprunt, des matériaux

conformes à l’usage et aux spécifications prescrites par les plans et devis du projet.

D’autres opérations complémentaires au déblai et au remblai peuvent également être con-

sidérées lors du terrassement. Le débroussaillage consiste à abattre et à retirer les arbres et

les arbustes qui se trouvent sur le site des travaux et pour lesquels il n'est pas prévu de les

mettre en valeur. L'abattage des arbres est confié à des équipes de forestiers et la mise en

tas des arbustes est habituellement réalisée à l'aide de bouteur (section 2.2).

L’essouchement est l’opération qui permet de retirer du sol, les souches des arbres abat-

tues. Cette opération peut se faire à l’aide de pousseur si le nombre de souches est impor-

tant et leur taille modeste ou encore avec une pelle hydraulique lorsque le nombre de

souches est modeste. Lors de l’opération de décapage, on retire la couche de sol orga-

nique qui se trouve sur le site des travaux de terrassement. Ce sol organique est soit entas-

sé pour servir ultérieurement lors de l’aménagement final, soit transporté à l’extérieur du

site des travaux. Le régalage/profilage/compactage consiste à déplacer grossièrement les

remblais puis à les compacter en vue d’obtenir la configuration topographique souhaitée.

Finalement, l’aménagement final consiste à compléter les aménagements prévus aux

plans et devis. L’aménagement final peut inclure la plantation d’arbres et arbustes, le ga-

zonnement, du pavage, la construction de réseaux de drainage ou électrique (éclairage) et

de la construction de trottoirs et de bordures.

Lors de l’opération de décapage, on retire la couche de sol organique qui se trouve sur le

site des travaux de terrassement. Ce sol organique est soit entassé pour servir ultérieure-

ment lors de l’aménagement final, soit transporté à l’extérieur du site des travaux. Le ré-

galage/profilage consiste à déplacer grossièrement les remblais en vue d’obtenir la confi-

guration topographique souhaitée.

Si on les place en séquence chronologique, les opérations de terrassement se réalisent se-

lon l’ordre suivant :

1. Débroussaillage et essouchement

2. Décapage

3. Déblai et transport

4. Transport et remblai

5. Régalage/profilage

6. Compaction

7. Aménagement final


L’organisation des travaux et le choix des équipements et des méthodes de terrassement

s’appuient sur certains principes importants :

Le coût unitaire des travaux de terrassement doit être le plus bas possible;

Le temps requis pour l’exécution du terrassement doit se conformer à celui qui a

été programmé et planifié;

Les matériaux de remblai doivent être transportés le plus près possible de leur po-

sition finale;

Les méthodes de terrassement retenues doivent être respectueuses de la régle-

mentation (environnement, signalisation, horaire établi) en vigueur.

Les paramètres qui régissent l’organisation des travaux de terrassement :

Les caractéristiques et la nature du sol de déblai;

Les caractéristiques du site de construction (encombrement, sécurité, exiguïté);

Les volumes de déblai et de remblai en regard de la durée prévue des travaux;

Les ressources disponibles (équipements et main-d’œuvre spécialisée);

Les distances à franchir pour le déblai et le remblai.

1.2 Pente de talus

Pour des raisons évidentes de sécurité, les pentes de talus en déblai ou en remblai doivent

assurer la stabilité des matériaux. Les pentes de talus varient selon plusieurs paramètres

notamment la nature du sol, la granulométrie et de la cohésion de ses particules et

l’immersion ou non de l’ouvrage. Les tableaux suivants nous donnent les valeurs les plus

couramment utilisées pour les pentes de talus en déblai et en remblai.

TABLEAU1 : VALEURS DES PENTES DE TALUS EN DÉBLAI

Type de sols Déblai (en terrain naturel)

Zone sèche

H/V

Zone immergée

H/V

Rocher compact 80º 1/5 80º 1/5

Roc friable 55º 2/3 55º 2/3

Débris rocheux 45º 1/1 40º 5/4

Terre et pierres 45º 1/1 30º 2/1

Terre argileuse 40º 5/4 20º 3/1

Gravier et sable 35º 3/2 30º 2/1

Sable fin 30º 2/1 20º 3/1

1 Adapté de la référence bibliographique #1


TABLEAU2 : VALEURS DES PENTES DE TALUS EN REMBLAI

Type de sols Remblai

Zone sèche

H/V

Zone immergée

H/V

Rocher compact 45º 1/1 45º 1/1

Roc friable 45º 1/1 45º 1/1

Débris rocheux 45º 1/1 45º 1/1

Terre et pierres 35º 3/2 30º 2/1

Terre argileuse 35º 3/2 20º 3/1

Gravier et sable 35º 3/2 30º 2/1

Sable fin 30º 2/1 20º 3/1

1.3 Foisonnement et masse volumique des sols

La masse volumique des sols et des matériaux est l’expression de la masse par unité de

volume. Lors du traitement des données de travaux de terrassement, la masse volumique

s’exprime surtout en tonne par mètre cube (t/m³) ou en kilogramme par mètre cube

(kg/m³).

Pour arriver à charger les équipements d’excavation puis transférer ce chargement dans

les équipements de transport, les sols de déblai doivent être extraits de leur position ini-

tiale. Cette extraction ne peut se réaliser sans ameublir le sol et y induire des vides. Ainsi,

le volume qu’il représentait à leur état d’origine sera augmenté et par conséquemment,

leur masse volumique sera réduite. On appelle « foisonnement initial », la variation du

volume d’un sol qui est extrait de sa position initiale et « foisonnement final », la varia-

tion du volume d’un sol qui est compacté dans une opération de remblai. Le foisonnement

s’exprime en pourcentage et prend en référence, le volume à l’état naturel du sol à dé-

blayer. La production des équipements de terrassement se calcule généralement à partir

des volumes foisonnés.

Illustration du foisonnement

Gravier humide

En place Transporté Compacté

1 m³ 1,15 m³ 1,02 m³



TABLEAU3 : VALEURS USUELLES DE FOISONNEMENT DES SOLS COMMUNS

Type de sols

Masse

volumique

(état naturel)

(t/m³)

Foisonnement

initial

(%)

Foisonnement

final

(%)

Argile sèche 1,6 35 5

Argile humide (W% = 37,5%) 2,2 35 5

Terre végétale sèche « Top soil » 1,6 25 3

Terre végétale humide (W% = 25%) 2,0 25 3

Gravier sec 1,8 13 2

Gravier humide (W% = 22%) 2,2 15 2

Sable sec 1,6 12 1

Sable humide (W% = 31,5%) 2,1 13 1

Roc calcaire (origine sédimentaire) 2,6 70 50

Roc (origine ignée ou métamorphique) 2,9 65 60

Exemple d’application : Quelle serait la masse volumique foisonnée d’un gravier humide

(w% = 8%) sachant que son foisonnement initial est de 14% et que sa masse volumique

sèche à l’état naturel est de 1,75 t/m³ ?

Masse volumique sèche et foisonnée = 1,75 t/m³ ÷ 1,14 = 1,54 t/m³

Masse volumique humide w=8% et foisonnée = 1,54 x 1,08 = 1,66 t/m³

1.4 Charge utile

La capacité de chargement des équipements de transport est tributaire de trois paramètres;

le volume effectif de la benne de transport, la capacité structurale et mécanique de

l’équipement et au Québec, des restrictions de chargement notamment lors des périodes

de dégel et de gel. Le volume effectif de la benne de transport se définit selon quatre

types de chargement; à ras bord et avec cône de chargement avec pente de cône de 1 :1,

2 :1 et 3 :1.

x

y

à ras bord

Avec cône

Chargement

à refus



Exemple d’application : Calculez la charge et le volume effectifs de transport pour un

camion 10 roues transportant le gravier humide de l’exemple d’application précédent sa-

chant que la résistance de la suspension limite le chargement à 21 tonnes et que la benne a

une capacité de chargement de 14,5 m³ ?

Volume de 21 t de gravier humide w=8% et foisonnée = 21 t ÷ 1,66 t/m³ = 12,65 m³

Charge et volume effectifs = 21 t et 12,65 m³

1.5 Calcul des volumes de terrassement

Le calcul des volumes de terrassement exige l’application de formules élémentaires de

géométrie. Habituellement, les données géométriques contenues dans les documents

d’appel d’offres sont les plus simplifiées possible afin de rendre aisé le calcul des vo-

lumes. Pour estimer adéquate les coûts unitaires d’achat, de transport et de mise en

œuvre, les estimateurs auront besoin des volumes en place, foisonné et compacté.

Le volume peut se calculer de différentes façons : moyenne des surfaces, surface

moyenne ou formule mathématique.

Surface moyenne :

Moyenne des surfaces :

Dans la réalité les formules mathématiques sont les méthodes que l’on devrait utiliser car

résultat plus juste mais dans c’est la deuxième méthode qui est le plus souvent utilisée car

elle donne des volumes plus élevés que les formules mathématiques.


Exemple d’application : Dans un projet de construction d’une route de 1,650 km, il est prévu de

remblayer et de compacter une structure de chaussée avec un gravier naturel tiré d’un banc em-

prunt4. Des essais en laboratoire nous démontrent que ce matériau répond aux exigences deman-

dées pour l’utilisation prévue et que ce gravier possède une masse volumique sèche et foisonnée

de 1 755 kg/m³, une teneur en eau naturelle moyenne de 12% et un foisonnement initial et final de

13% et 3%.

Sachant qu’une fois compactée, la fondation de la chaussée aura la configuration illustrée ici-bas,

calculons les volumes suivants : volume de la fondation, volume transporté, volume emprunté

(état naturel) ainsi que le tonnage (w = 12%) requis.

Section typiqueSans échelle

CL

Ligne de fond d'excavationEmprunt granulaire compacté (remblai)

2

3

20 m

875 mm

Solution :

Grande base = 20 m + (2/3 x 0,875 m) + (2/3 x 0,875 m) = 21,167 m

Surface de section = 18,010 m²

Volume de la fondation granulaire = 18,010 m² x 1 650 m = 29 717 m³

Volume transporté = 29 717,2 m³ x 1,13/1,03 = 32 602 m³

Volume emprunté = 29 717,2 m³ / 1,03 = 28 852 m³

Masse volumique foisonnéew=12% = 1 755 kg/m³ x 1,12 = 1 965,6 kg/m³

Tonnage w=12% requis = 1,9656 t/m³ x 32 602 m³ = 64 082 tonnes w=12%

4 Un banc d’emprunt est un gisement naturel de matériau exploitable pour une application donnée.


1.6 Calcul des distances de transport

Le calcul des distances de transport est très important lorsque l’on cherche à établir le

nombre de camions à affecter des opérations de déblai ou de remblai. Lorsque le charge-

ment (déblai) ou le déchargement (remblai) se réalise en un lieu circonscrit, le calcul de la

distance de transport est relativement simple. Lorsque le déchargement ou le chargement

se fait sur un chantier de terrassement linéaire comme dans le cas de la construction d’un

réseau (route, égout/aqueduc, digues/barrages) la distance de transport doit être pondérée

en fonction des différents volumes à transporter. Le nombre de camions à affecter variera

en fonction de la position longitudinale des opérations de déblai ou de remblai sur le

chantier. La variation du nombre de camions peut-être importante d'une journée à l'autre.

Aux fins d'estimation, lorsque les distances et les volumes à transporter varient considé-

rablement, on peut considérer une distance moyenne et pondérée. Le calcul de cette dis-

tance moyenne doit être adapté à la configuration du chantier.

Exemple d’application : Dans le cas d'un chantier de terrassement linéaire simple.


2.0 CHOIX DES ÉQUIPEMENTS ET MÉTHODES DE TERRASSEMENT

2.1 Méthodes de terrassement et facteurs relatifs à la production

La majorité des engins de chantier réalise leurs opérations selon une séquence

d’opérations répétitives que l’on appelle cycle. Un cycle produit une certaine quantité de

travail dans un certain temps. La production des engins de terrassement s’exprime le plus

souvent en volume de sol par unité de temps soit en mètre cube foisonné à l’heure (m³/h).

Dans le cas des niveleuses, on exprime la production plutôt en distance par unité de temps

et le plus souvent, le mètre ou le kilomètre à l’heure est l’unité employée.

Le temps effectif de travail est de l’ordre de 45 à 55 minutes par heure réelle. Le temps

effectif de travail prend en compte les arrêts de production inévitables (ravitaillement,

coordination, repos de l’opérateur, etc.). La majorité des engins de chantier sont munis de

chronomètres et les plus sophistiqués, d’ordinateur de bord et de GPS qui permettent de

calculer périodiquement le temps de travail effectif de l’engin ainsi que sa production.

ENGINS

Opérations de terrassement/construction routière

Remarques Ess

ou

chem

ent

Déb

rou

ssai

llag

e

Déc

apag

e

Déb

lai

et t

ran

spo

rt

Rem

bla

i et

tra

nsp

ort

Co

mp

acti

on

Pro

fila

ge

init

ial

Pro

fila

ge

fin

al

Pousseur Bulldozer

Les pousseurs sont également

utilisés pour la poussée des

décapeuses lors de leur char-gement.

Pelles hy-

drauliques Hydraulic Sho-vel

Les godets des pelles et des

chargeuses peuvent être adap-tés à la nature du sol excavé.

Les chargeuses sur chenilles

sont surtout utilisées sur des sols de faible capacité por-

tante.

Chargeuses Loader

Décapeuses Scrapper

Niveleuses Grader

Camions Truck

Compacteurs Compactor

Légende : = efficace et productif

= moyennement efficace et productif

= strictement en mode dépannage


2.2 Les pousseurs Les pousseurs ou bouteurs appelés communément « bulldo-

zer », peuvent servir à plusieurs opérations de terrassement.

Les pousseurs sont utilisés pour le décapage et

l’essouchement, pour le refoulement du déblai, pour le réga-

lage initial des remblais et finalement pour assister les déca-

peuses « scraper » lors de leur chargement. Les pousseurs

peuvent également défoncer les rocs friables grâce à leurs

dents défonceuses « ripper » montées sur à l’arrière de leur

chassie. Toutefois, c’est lors des opérations de décapage et

de refoulement que le pousseur est le plus souvent utilisé.

Son cycle se production est composé de quatre étapes; pous-

sée de refoulement avant, inversion de marche, recul et in-

version de marche. La production d’un pousseur se calcule à

partir de la formule suivante :

Production horaire = Temps effectif de travail par heure ÷ Durée du cycle x volumes

de refoulement

Munis d’une lame de type universel ou en « U », les pousseurs ob-

tiennent de bonnes productions lors du refoulement de déblai

pourvu que les distances de refoulement soient assez modestes

(moins de 200 m). Par rapport à une lame standard, une lame en

« U » permet une augmentation d’environ 20% de la production.

Les fiches techniques des manufacturiers prennent en compte les

gains de production obtenus avec la forme de la lame. La nature du

sol refoulé a également une incidence sur la productivité des pousseurs. Ainsi, la produc-

tion des bouteurs dans des sols granulaires (sable et gravier) est supérieure à la production

pour des rocs et des terres argileuses. Le graphique suivant peut être utilisé pour détermi-

ner le facteur de production attribuable à la nature du sol.

Facteur de

1,2

1,0

0,8

Débris rocheuxBlocs de roc

Sols graveleux avec

Sols organiques

"bolder"

Sables et graviers à granulaumétrie serrée

Sables et graviers à granulaumétrie étalée

Terres argileuses

Neige et terres sabloneuses

production


Exemple d’application : On utilise un pousseur

pour réaliser du décapage de sol organique et

du refoulement. La lame de type universel

« U », possède une capacité de 14 m³. La dis-

tance de refoulement est de 220 m. L’inversion

de marche prend 1,5 seconde. Le refoulement

se réalise en première vitesse (3,8 km/h) tandis

que la marche arrière se fait en troisième (7,9

km/h). On demande la production journalière

de ce pousseur sachant que le taux de travail

est de 55 minutes par heure et que la durée de

travail journalier est de 8 heures.

Solution :

Analyse du cycle

Refoulement + inversion de marche + recul + inversion de marche

Durée du cycle

Durée en minute = (220 m ÷ 3 800 m/60 min) + (1,5 s/60 s/min) + (220 m ÷ 7 900 m/60

min) + (1,5 s/60 s/min) = 3,47 + 0,025 + 1,67 + 0,025 = 5,19 minutes

Production horaire

Production = 55 min ÷ 5,19 min/cycle x 14 m³ x 0,95 = 141,0 m³/h

Production journalière

Production = 141,0 m³/h x 8 h/j = 1 127 m³/j

La production d’un bouteur dans des opérations de débrouillage est tributaire de plusieurs

variables comme la topographie du site, l’habileté de l’opérateur, la nature des débris vé-

gétaux et plusieurs autres. Toutefois, c’est la puissance du bouteur qui est l’indice le plus

prépondérant. À défaut d’avoir des données pertinentes, le tableau suivant permet

d’estimer la production horaire théorique pour différentes puissances de bouteur.

Puissance

en kW ha/h

70 0,4

100 0,6

150 0,8

250 1

300 1,2

350 1,3

400 et + 1,35


2.3 Les pelles hydrauliques

Les pelles hydrauliques sont munies de bras

articulés et de godets permutables qui permet-

tent l’excavation dans des sols de nature va-

riée. Le plus souvent, les pelles hydrauliques

réalisent des travaux d’excavation en mode

« rétro (backhoe) » pour des excavations sous

le niveau du dessous de la base de la pelle.

Il existe deux types de pelles hydrauliques, les

pelles sur roues utilisées sur des sols ayant

une bonne capacité portante. Pour les sols de

faibles capacités portantes, le cas le plus cou-

rant, on utilisera la pelle hydraulique sur che-

nille.

Vu leur plus grande mobilité, les pelles sur

roues ont un rendement légèrement supérieur

(+/- 15%) à celui des pelles sur chenilles.

L’utilisation des pelles hydraulique en mode

« frontal (front shovel) » se fait surtout lorsque

l’excavation se réalise au-dessus de la base de la

pelle. Le haut de la pelle hydraulique est monté

sur un plateau qui lui permet d’effectuer des ro-

tations complètes à 360°. Pour maximiser la

production de la pelle, on organise le chantier de manière à minimiser l’angle de rotation

nécessaire pour le chargement des camions. Une bonne organisation de chantier devrait

permettre le chargement des camions avec une rotation de 90°. La durée du cycle d’une

pelle hydraulique varie selon plusieurs paramètres comme l’habileté de l’opérateur,

l’angle de rotation et la nature du sol excavé. En pratique, on utilise pour une pelle hy-

draulique sur chenille exécutant une rotation de 90°, les valeurs suivantes :

Sols légers (granulaire) : 0,35 minute

Sols ordinaires (terres organiques) : 0,40 minute

Sols compacts (sols argileux) et blocs de roc : 0,45 minute

La nature du sol à excaver a également une incidence sur le volume de remplissage du

godet. Pour les sols granulaires, le godet sera rempli à 100% de sa capacité. Pour les sols

argileux et organiques, le godet sera rempli à environ 95%. Tandis que pour les débris ro-

cheux et les blocs de rocher, il le sera respectivement d’environ 85% et 70%.


Exemple d’application : On utilise une pelle hydraulique sur chenille pour excaver un sol

argileux. Le godet de la pelle a une capacité de 2 500 litres. La rotation pour le charge-

ment des bennes de camion est de 90°. On demande la production horaire théorique de

cette pelle sachant que le taux de travail est de 50 minutes par heure.

Solution :

Durée du cycle = 0,45 min

Nombre de cycles par heure = 50 min ÷ 0,45 min/cycle = 111,11 cycles

Production horaire théorique = 111,11 cycles x 2,5m³ x 0,95 = 263,9 m³/h

Il s’agit ici de la production théorique, car dans ce calcul, on ne prend pas en compte le

temps requis pour la mise en place de la benne des camions sous la portée du godet de la

pelle.

Complétons les données du problème. La pelle charge des camions de type « 10 roues »

ayant une capacité de chargement de 12,65 m³. Le temps requis pour évacuer un camion

plein et installer un camion vide sous le godet de la pelle est de 0,5 minute. Calculons la

production horaire réelle de cette pelle.

Nombre de coups de godet requis pour remplir une benne de camion = 12,65 m³ ÷ (2,5 m³

x 0,95) = 5,32 coups soit 5 coups5 pour 11,875 m³

Durée de chargement = 5 coups de godet x 0,45 min/cycle = 2,25 minutes

Durée de la mise en place de la benne = 0,5 minute

Durée totale du chargement = 2,25 min + 0,5 min = 2,75 minutes

Nombre de chargements à l’heure = 50 min ÷ 2,75 min/chargement = 18,18 chargements

Production horaire réelle = 18,18 charges. x 11,875 m³/charge. = 215,9 m³/h

5 Pour des raisons d’efficacité, un coup de godet partiellement rempli sera donné dès que le volume à com-

bler dépasse 50% de la capacité du godet.


2.4 Les chargeuses

Tout comme les pelles hydrauliques, les chargeuses ser-

vent lors du remplissage des bennes des camions le plus

souvent avec des matériaux granulaires de remblai

comme la pierre concassée tirée des carrières ou encore

le sable et gravier extrait des bancs d’emprunt. Compte

tenu de leur morphologie et leur faible rendement, les

chargeuses sont peu utilisées comme engins

d’excavation dans les sols lourds et cohérents.

Les chargeuses sont disponibles sur roues (pneus) ou sur

chenilles. Les chargeuses sur roues récentes sont constituées de deux parties articulées au-

tour d’un pivot et leurs roues sont fixes. Les chargeuses sur roues sont de loin plus per-

formantes (130 à 150%) que les chargeuses sur chenilles.

Tout comme les pelles hydrauliques, le cycle des char-

geuses sur roues varie selon la nature du matériau à

charger. Les valeurs suivantes sont souvent utilisées :

Sols légers (granulaire) : 0,40 minute

Sols ordinaires (terres organiques) : 0,45 minute

Sols compacts (sols argileux) : 0,50 minute

Blocs de roc ou débris rocheux: 0,60 minute

Pour une chargeuse donnée, il existe plusieurs modèles

de godet. Le choix d’un modèle varie selon la masse

volumique du matériau à charger et les spécifications

techniques du manufacturier. Le facteur de remplis-

sage du godet varie selon la nature du matériau à charger. Les valeurs courantes des fac-

teurs de remplissage sont :

Matériaux foisonnés : 100%

Terre ordinaire : 95%

Terre compacte : 85%

Roc bien dynamité : 75%

Blocs de rochers : 60%

Exemple d’application : On utilise une chargeuse sur roue pour exploiter une gravière uti-

lisée comme banc d’emprunt. Le godet de la chargeuse a une capacité de 4 450 litres. Le

gravier exploité a une teneur moyenne en eau de 10%, sa masse volumique sèche en place

est de 1,8 t/m³ et ses foisonnements initial et final sont respectivement de 14% et de 2%.

On demande la production horaire théorique de cette chargeuse sachant que le taux de

travail est de 55 minutes par heure.

La chargeuse alimente des camions de type « 10 roues » ayant des bennes d’une capacité

de chargement de 16 m³ ou de 24 tonnes. Le temps requis pour évacuer un camion plein

et installer un camion vide sous le godet de la chargeuse est de 0,4 minute. On demande

la production horaire de cette chargeuse.


Solution :

Masse volumique en place (W=10%) = 1,8 t/m³ x 1,1 = 1,98 t/m³

Masse volumique foisonnée (W=10%) = 1,98 t/m³ ÷ 1,14 = 1,737 t/m³

Volume effectif de chargement = le moindre de 16 m³ ou de 24 t ÷ 1,737 t/m³ = 13,82 m³

Durée du cycle de la chargeuse = 0,40 minute

Facteur de remplissage = 100%

Nombre de godets requis pour remplir un camion = 13,82 m³ ÷ 4,45 m³/godet = 3,1 go-

dets soit 3 godets pour 13,35 m³ = (3 x 4,45m³ x 100%)

Durée du cycle de remplissage des camions = (3 x 0,40 min/godet) + 0,4 min = 1,6

min/chargement

Production horaire = 55 min ÷ 1,6 min/chargement x 13,35 m³ = 458,9 m³/h

2.5 Les décapeuses

Les décapeuses sont des engins de terras-

sement utilisées lorsque le sol à déblayer

est pulvérulent également lorsque les vo-

lumes de déblai sont importants et les dis-

tances à parcourir relativement courtes

(moins de 5 kms). Les décapeuses se

chargent d’elle-même en se déplaçant et

en abaissant une lame qui permet au sol

de se loger dans leur benne. Certains mo-

dèles de décapeuse sont munis d’un deu-

xième moteur placé vis-à-vis des roues ar-

rière de la benne afin d’augmenter la

puissance motrice lors de la phase de chargement. Dans certaines conditions de travail,

les décapeuses peuvent nécessiter une poussée additionnelle lors de la phase de charge-

ment. Cette poussée additionnelle est donnée par un ou deux pousseurs « bulldozer ».

Tout comme les camions, la charge utile des décapeuses est limitée par le volume de leur

benne et leur capacité structurale et mécanique. Les décapeuses sont des véhicules hors

route.

La durée du cycle des décapeuses se calcule en additionnant les temps de transport entre

les points de chargement/déchargement et les temps fixes pour le chargement, le déchar-

gement, les manœuvres de virages et d’accélérations/le freinage. Les temps fixes sont tri-

butaires d’une part, des conditions générales au chantier (organisation, météo, densité du

trafic chantier, nécessité d’utilisation de pousseurs) et d’autre part, de la vitesse moyenne

de transport.


Pour établir approximativement la durée des temps fixes, on peut se servir du tableau sui-

vant6 :

CONDITIONS

GÉNÉRALES AU

CHANTIER

DURÉE DES TEMPS FIXES

(MIN.)

VITESSE MOYENNE (KM/H)

10@15 15@25 25 et plus

Favorables 1,5 1,8 2,2

Moyennes 1,9 2,3 3,0

Défavorables 2,6 3,0 4,0

Exemple d’application : On utilise une flotte de 8 décapeuses de 16 m³ et de 28 tonnes

pour la construction d’une digue d’un complexe hydro-électrique. La distance moyenne

entre le point de chargement et de déchargement est de 4,83 kms. Le sol à transporter

possède une masse volumique foisonnée de 1,554 t/m³. Remplies, les décapeuses auront

des vitesses moyennes de 18 km/h tandis qu’une fois vidée, leur vitesse moyenne sera de

28 km/h.

On demande la production horaire de cette flotte sachant que le taux de travail est de 45

minutes par heure et que les conditions générales de chantier sont moyennes.

Solution :

Charge utile de la benne = le moindre de 16 m³ ou de 28 t ÷ 1,554t/m³ = 16 m³

Vitesse moyenne = (28 km/h + 18 km/h) ÷ 2 = 23 km/h

Temps fixes = 2,3 min

Durée du cycle

Temps fixes = 2,3 min

Pleine charge 4,83 km ÷ 18 km/h x 60 min/h = 16,10 min

Vide 4,83 km ÷ 28 km/h x 60 min/h = 10,35 min

= 28,75 min

Production horaire pour une décapeuse = 45 min ÷ 28,75 min/cycle x 16 m³ = 25,04 m³/h

Production horaire de la flotte = 25,04 m³/h x 8 décapeuses = 200,3 m³/h



2.6 Les niveleuses

Les niveleuses sont utilisées à plu-

sieurs fins comme le déneigement,

le régalage primaire et l’épandage.

Toutefois, son application la plus

utile lors de travaux de terrassement

en chantier routier demeure le profi-

lage des sections de remblai, des

fossés et des talus. Ces opérations

de profilage nécessitent plusieurs

passes. L’exploitation efficace des

niveleuses requiert beaucoup d’adresse et d’expérience de la part de l’opérateur. La nive-

leuse est un des engins de chantiers les plus difficiles à manœuvrer lors des opérations de

profilage. Aussi pour des raisons de productivité, le responsable de l’organisation de

chantier devrait se soucier d’affecter aux niveleuses les opérateurs les plus chevronnés.

Les niveleuses sont munies de transmission qui compte plusieurs rapports en marche

avant et plusieurs rapports en marche arrière. Cela permet à l’opérateur de sélectionner le

meilleur rapport compte tenu de la délicatesse du profilage à réaliser. Un opérateur expé-

rimenté sera en mesure de déterminer la longueur optimale des passes en considérant plu-

sieurs paramètres dont la nature du matériau, la sécurité, et l’organisation du chantier. La

valeur idéale de la distance de chacune des passes se situe normalement entre 75 et 250m.

Exemple d’application : On demande la production horaire d’une niveleuse qui doit réali-

ser quatre passes de profilage pour chaque tronçon de 100 m de route en construction.

L’inversion entre la marche avant et arrière ainsi que l’ajustement de la hauteur de la

lame requiert 4 secondes. La vitesse avant moyenne sera de 3,8 km/h tandis que celle ar-

rière sera en moyenne de 18,6 km/h. L’habilité de l’opérateur permettra de passer direc-

tement de la quatrième passe à la première passe du tronçon suivant. Le taux de travail est

de 55 minutes par heure.

Solution :

Analyse du cycle

vitesse avant profilage de la 1re passe, inversion de marche et ajustement de la hauteur

de la lame vitesse arrière recul, inversion de marche et ajustement de la hauteur de la

lame

vitesse avant profilage de la 2e passe, inversion de marche et ajustement de la hauteur


lame

vitesse avant profilage de la 3e passe, inversion de marche et ajustement de la hauteur


lame

vitesse avant profilage de la 4e passe

Durée du cycle pour le profilage de 100 m

[((0,1 km ÷ 3,8 km/h x 60min/h) + (4 s ÷ 60 s/min) + (0,1 km ÷ 18,6 km/h x 60 min/h) + (4 s ÷ 60

s/min)) x 3 passes] + (0,1 km ÷ 3,8 km/h x 60min/h) = 7,684 min

Production horaire réelle de profilage = 100 m/cycle x 55 min/7,684 min/cycle = 715,8 m/h


Lorsqu'on désire exprimer la production de profilage de la niveleuse en m³/h, ce qui est quelques

fois utile pour comparer des productivités ou déterminer le nombre d'équipements requis, il est

possible de le faire pourvu que nous connaissions la longueur de la route et le volume foisonné to-

tal.

Exemple d’application : À partir des résultats obtenus à l'exemple d'application précédent, on

supposera que l'axe longitudinal des travaux routiers est de 2 890m et que le volume total foison-

né de 17 455m³. Quelle serait la production horaire en m³/hr ?

Production horaire = 17 455m³ ÷ (2 890m ÷ 715,8m/h) = 4 323m³/h

2.7 Les camions

Il existe deux catégories de camions, les camions pour la circulation en réseau routier

normal qui possèdent 6, 10 ou 12 roues et les camions hors routes « off road » dont les

dimensions et leur poids ne leur permettent pas de circuler sur les chemins publics. On re-

trouve les camions hors routes surtout pour l’exploitation de carrières ou de mines. Les

camions 6, 10 ou 12 roues sont fréquemment utilisées sur les chantiers de terrassement de

construction civile.

Les camions ont une seule fonction lors des opérations de terrassement, transporter les

matériaux de déblai ou de remblais. La production des camions est tributaire des condi-

tions de chantier, de la grandeur de leur benne, de leur capacité de chargement, des temps

fixes, de leur vitesse et des distances à parcourir.

Les temps fixes comprennent la durée prévue pour les virages, les accélérations, le dé-

chargement et la mise en place sous la pelle ou la chargeuse pour chacun des cycles du

camion. Les temps fixes peuvent s’estimer à l’aide du tableau suivant :

CONDITIONS

GÉNÉRALES

AU CHANTIER

DURÉE DES TEMPS FIXES (MIN.) NOTE : 20 À 30% DE CE TEMPS FIXE EST ATTRIBUABLE À LA MISE EN PLACE DU CAMION SOUS

L’ÉQUIPEMENT DE CHARGEMENT

Camions 10 roues

Camions

remorque

Camions

hors route

Favorables 0,45 1,2 2,2

Moyennes 0,9 1,8 4,5

Défavorables 2,0 2,5 8,4


Pour déterminer le nombre de camions requis pour desservir une chargeuse ou une pelle

mécanique, il faut faire le rapport entre la durée du cycle du camion et le temps requis

pour le charger9. Les chargeuses et les pelles hydrauliques sont des équipements qui con-

ditionnement souvent le rendement d’un chantier de terrassement. L’arrêt ou le ralentis-

sement de ces engins appelés « équipement critique » se traduit par un ralentissement de

la productivité globale d’un chantier. Il faut donc que les équipements complémentaires

comme les camions, les compacteurs, les pousseurs soient en quantité suffisante pour que

la pelle ou la chargeuse ne soit jamais en situation d’attente. Ainsi, lorsque le nombre de

camions est inférieur à 7, on complète jusqu’à l’unité supérieure. Lorsque le nombre de

camions varie entre 7 et 13, on complète jusqu’à l’unité supérieure et on ajoute un ca-

mion. Finalement, pour des cas plus rares, lorsque le nombre de camions dépasse 13, il

faut compléter à l’unité près et ajouter 2 camions.

Exemple d’application : On demande le nombre de camions de 14 m³ requis pour desser-

vir une pelle hydraulique 1,2 m³ de capacité effective sachant que la durée du cycle de la

pelle est de 0,45 minute et que celui du camion est de 12 minutes.

Solution :

Nombre de godets requis = 14 m³ ÷ 1,2 m³/godet = 11,66 godets soit 12 pour 14 m³

Durée de remplissage = 12 godets x 0,45 min = 5,4 minutes

Nombre de camions requis = 12 min ÷ 5,4 min = 2,22 camions soit 3 camions

Exemple d’application : On demande le nombre de camions-remorques de 20 m³ requis

pour desservir une chargeuse sur pneu de 6 m³ de capacité effective sachant que la durée

du cycle de la chargeuse est de 0,4 minute et que celui du camion est de 14 minutes.

Solution :

Nombre de godets requis = 20 m³ ÷ 6 m³/godet = 3,33 godets soit 3 pour 18 m³

Durée de remplissage = 3 godets x 0,4 min = 1,2 minute

Nombre de camions requis = 14 min ÷ 1,2 min = 11,66 camions soit 13 camions

Exemple d’application : On demande la durée du cycle, le nombre ainsi que la production

horaire théorique de camions-remorques équipés de benne de 22 m³ ayant une capacité de

34 tonnes. Ces camions-remorques seront remplis de terre compacte (argile humide (W%

=37,5%)) à l’aide d’une chargeuse équipée d’un godet de 4,3 m³. Les camions ont des vi-

tesses à vide et chargé de 54 km/h et de 32 km/h. La distance jusqu’au lieu de décharge-

ment est de 17,8 km. Le taux de travail sur ce chantier est de 50 minutes par heure et les

conditions sont moyennes.

______________________ 9 Durée de remplissage = nombre de coups de godet X durée du cycle de l'équipement de chargement


Solution :

Chargeuse

Facteur de remplissage du godet de la chargeuse = 85%

Volume effectif d’un coup de godet = 4,3 m³ x 85% = 3,655 m³

Masse volumique de la terre compacte = 2,2 t/m³ ÷ 1,35 = 1,63 t/m³

Charge utile des camions-remorques = le moindre de 22 m³ ou de 34 t ÷ 1,63 t/m³ = 20,86

m³

Nombre de coups de godet requis = 20,86 m³ ÷ 3,655 m³ / godet = 5,71 soit 6 godets pour

20,86 m³

Durée du cycle de la chargeuse = 6 coups de godet x 0,5 min = 3 minutes

Camions-remorques

Durée du cycle Temps fixes = 1,8 min

Durée de chargement = 3 min

Temps condition vide = 17,8 km ÷ 54 km/h x 60 min/h = 19,78 min

Temps condition plein = 17,8 km ÷ 32 km/h x 60 min/h = 33,38 min

Durée totale = 57,96 min

Production horaire théorique = 50 min/h ÷ 57,96 min/cycle x 20,86 m³ = 18 m³/h

Nombre de camions-remorques requis = 57,96 min ÷ 3 min = 19,32 soit 22 camions

2.8 Les compacteurs

Les compacteurs servent à stabiliser les sols en diminuant la quantité de vides à l’intérieur

de ceux-ci. Il existe trois principes de compaction, la compaction par chocs, par vibration

et par roulage. La compaction par chocs est utilisée là où la zone à compacter est res-

treinte. On réalise la compaction par chocs à l’aide de dame mécanique appelée aussi

« Jump Jack ». La compaction de zones restreintes se réalise également à l’aide de plaque

vibrante mécanisée.

La compaction par vibration est surtout utilisée pour les sols pulvérulents (granulaires)

comme les sables, les graviers et les pierres concassées. La présence d’une certaine quan-

tité d’eau (optimum proctor) sur les particules de matériaux granulaires facilite la com-

paction. La compaction par roulage est utilisée pour les sols cohérents et les matériaux

liés (mélanges bitumineux et bétons spéciaux à affaissement nul).

Il existe une panoplie de type de compacteurs adaptés à des travaux de compaction dé-

terminés. Le plus courant pour les travaux de construction routière est le compacteur à

rouleaux lisses et vibrants. La vibration pouvant être activée ou désactivée par

l’opérateur.


Les compacteurs sur rouleaux lisses en acier sont des

engins assez faciles à opérer. L’expérience de

l’opérateur est utile lors du jugement de l’atteinte du

compactage requis qui se situe habituellement dans les

devis, à environ 95% de l’optimum proctor. L'efficacité

du compactage diminue drastiquement lorsque l'épais-

seur de la couche à compacter dépasse une limite dictée

par les caractéristiques du sol et du compacteur. Les

épaisseurs foisonnées maximales d'efficacité varient

généralement entre 225 et 350mm. L'épaisseur foison-

née d'une fondation routière peut-être estimée en pre-

nant l'épaisseur compactée fois le pourcentage de foi-

sonnement.

Le rendement d’un compacteur est conditionné par sa vitesse, l’épaisseur de la couche de

matériaux ou de sol, du nombre de passes requises pour atteindre la compaction voulue.

On détermine la production horaire d’un compacteur à l’aide de la formule suivante :

Production horaire (m³/h) = La x Vmoy. x Ep x Fo ÷ Np

où

La : Largeur des rouleaux du compacteur en mètre

Vmoy. : Vitesse moyenne de déplacement en kilomètre par heure

Ep : Épaisseur des couches en millimètre

Fo : Facteur d’opération qui prend en compte l’inversion de marche, la superposition des

passes, l’attente. La valeur de 70% est souvent utilisée pour les compacteurs à rouleaux

lisses et vibrants.

Np : Nombre de passes requises

Exemple d’application : On demande de calculer la production horaire théorique en

m³/h d’un compacteur à rouleaux lisses et vibrants. Le compacteur qui sera utilisé à

une largeur de rouleau de 1 035 mm. Afin de compacter adéquatement la pierre con-

cassée (0-20mm avec foisonnement initial de 11,1%), le compactage se fera par

couche compactée de 270mm d’épaisseur, à une vitesse de 2,1 km/h et en 4 passes.

Solution :

Épaisseur foisonnée de la couche = 270mm x 1,111 = 299,97mm soit 300mm

Production horaire théorique (m³/h) = 1,035 m x 2,1 km/h x 300 mm x 70% ÷ 4 =

114,1 m³/h


2.9 Les paveuses

Les paveuses servent à épandre des couches de mélanges bitumineux. Au Québec, on uti-

lise deux largeurs maximales d’épandage 8’ et 10’.

Les paveuses facilitent l’épandage de

couches de mélanges bitumineux

d’épaisseur et de largeur uniforme. Outre

l’opérateur principal qui veille à la con-

duite et à l’approvisionnement de la benne

de la paveuse, plusieurs ouvriers sont re-

quis pour le fonctionnement adéquat d’une

paveuse. Habituellement, deux ou trois

ouvriers s’assurent du bon fonctionnement

de la vis sans fin qui alimente la table de

régalage située derrière la paveuse et ils en

assurent continuellement l’ajustement

avec le niveau du sol. Cet ajustement per-

met de régulariser l’épaisseur de la

couche. Un ouvrier s’assure de l’opération

d’alimentation de la benne par des camions (habituellement de type 10 roues) et finale-

ment deux ouvriers placés derrière la paveuse, s’assure de la qualité de la jonction avec la

couche adjacente.

Le rendement d’une paveuse est conditionné par sa vitesse qui elle-même est condition-

née par l’épaisseur de la couche d’épandage. On détermine la production horaire d’une

paveuse à l’aide de la formule suivante :

Production Horaire Théo. (m²/h) = La x Vmoy. x Fo

où

La : Largeur de la table d’épandage et de régalage en mètre

Vmoy. : Vitesse moyenne de déplacement en mètre par heure lors de l’épandage

Fo : Facteur d’opération qui prend en compte l’inversion de marche, le déplacement de la

paveuse et de la mise en place des camions de remplissage de la benne. La valeur de 60%

est souvent utilisée pour les paveuses.

Exemple d’application : On demande de calculer la production journalière d’une paveuse

sachant que sa vitesse de 0,12km/h, que la largeur de sa largeur de table d’épandage est

de 8’ et que sa hauteur est ajustée à 100 mm. Le taux de travail sur le chantier est de

45min/h et qu’une journée de travail est constituée de 9 heures.

Production Horaire Théo. (m²/h) = La x Vmoy. x Fo

Production Horaire Théo. = (8pi x 0,3048m/pi) x 120m/h x 60% = 175,6m²/h

Production journalière = 175,6m²/h x 45min/60min x 9h = 1 185m²/j


La compaction de la couche de mélange bitumi-

neux se fait généralement à l’aide de compacteur à

cylindres lisses en acier ou à pneumatiques lisses.

La productivité de ce type de compacteur est con-

ditionnée par la largeur de ses cylindres ou pneu-

matiques, sa vitesse et le nombre de passes re-

quises pour atteindre le degré de compaction sou-

haité.

Production Horaire Théo. (m²/h) = (La x Vmoy. x Fo) ÷ N

où

La : Largeur de compaction en mètre

Vmoy. : Vitesse moyenne de déplacement en mètre par heure lors du compactage

Fo : Facteur d’opération qui prend en compte l’inversion de marche, le déplacement du

compacteur et la superposition des couches. La valeur de 70% est souvent utilisée pour

les compacteurs de mélange bitumineux.

N : Nombre de passes requises pour atteindre le degré de compaction requise.

La valeur de N est conditionnée par l’épaisseur de la couche à compacter et par les carac-

téristiques du mélange bitumineux. L’expérience de l’opérateur et du contremaître sont

souvent les indicateurs les plus précis que l’on puisse utiliser pour déterminer le nombre

de passes nécessaires à une bonne compaction.

À défaut de ces informations, on peut utiliser la formule suivante élaborée selon des ob-

servations empiriques.

N = (ép. ÷ 20) + 2

où

ép. : Épaisseur non compactée de la couche de mélange bitumineux ou hauteur de la table

de régalage de la paveuse en millimètre

Exemple d’application : On demande de calculer le nombre de compacteurs requis pour

fournir la paveuse du problème précédent. On se servira de compacteur Caterpillar CB 34

à une vitesse de 1,8 km/h et dont la largeur de compaction est de 1,3 m.

Solution

N = (100 ÷ 20) + 2 = 7

Production horaire théorique = (1,3 m x 1 800 m/hr x 70/100) ÷ 7 = 234 m²/h

Production réelle = 234 m²/h x 45min/60min = 175,5 m²/h

Nombre de compacteurs requis = Production paveuse ÷ Production compacteur

(175,6m²/h x 45min/60min) ÷ (234 m²/h x 45min/60min) = 0,7504

Un seul compacteur sera suffisant.


3.0 ESTIMATION DES COÛTS DE TERRASSEMENT

3.1 Coûts horaires de l’équipement

Lors de l’établissement du coût horaire d’un équipement de chantier, on considère les

coûts fixes et les coûts variables. Les coûts fixes sont constitués des frais qui ne sont pas

liés au fonctionnement de l’équipement.

Les coûts fixes sont constitués des éléments suivants :

Coûts d’amortissement

La valeur d’un équipement de chantier décroit dès que l’entreprise en prend possession.

Les équipements de chantier se déprécient le plus souvent selon une dépréciation en ligne

droite jusqu’à une valeur de reprise qui varie selon l’état et la demande pour ce type

d’équipement. Lorsque l’engin est équipé de pneumatiques, il faut déduire de la valeur

amortissable, le prix des pneumatiques.

Coût horaire d’amortissement = coût d’achat - valeur de reprise – pneus

Période d’amortissement en heures

Exemple d’application : L’espérance de vie d’un pousseur sur chenille est de 7 ans. Sa

dépréciation sera linéaire et sa valeur de reprise est estimée à 12 000$. On demande de

calculer la table de dépréciation pour sa durée de vie sachant que la valeur à neuf actuelle

de cet engin est de 222 000$.

Solution :

Dépréciation totale = 222 000$ - 12 000$ = 210 000$

Dépréciation annuelle = 210 000$ ÷ 7 ans = 30 000$

Année de vie Valeur Dépréciation Valeur

(début de l’année) (annuelle) (fin d’année)

0 à 1 222 000$ 30 000$ 192 000$

1 à 2 192 000$ 30 000$ 162 000$

2 à 3 162 000$ 30 000$ 132 000$

3 à 4 132 000$ 30 000$ 102 000$

4 à 5 102 000$ 30 000$ 72 000$

5 à 6 72 000$ 30 000$ 42 000$

6 à 7 42 000$ 30 000$ 12 000$

La valeur médiane de ce bouteur est la valeur à sa mi-espérance de vie, dans ce cas à 3 ½

ans. La valeur médiane est souvent utilisée pour l’estimation des coûts de réparation d’un

équipement de chantier.

Valeur médiane = (132 000$ + 102 000$) ÷ 2 = 117 000$


Si on suppose que cet équipement travaille 2 000 heures par année, on peut déterminer

son coût horaire de dépréciation.

Coût horaire de dépréciation = 30 000$ ÷ 2 000 h = 15.00 $/h

Coûts d’immobilisation de capital ou de crédit

Les coûts en immobilisation de capital représentent les fonds que l’on aurait pu tirer du

placement du capital investi pour l’acquisition d’un équipement. Ces coûts se calculent à

partir de la durée de l’amortissement en heure et de la valeur nette d’amortissement. On

peut également utiliser pour cette rubrique, les coûts de crédit associés à l’achat de

l’équipement.

Coûts horaires d’immobilisation de capital = Valeur médiane X taux d’investissement

Heures annuelles d’utilisation

Exemple d’application : à partir des données de l’exemple précédent et en considérant un

taux moyen d’investissement de 4,5% par année.

Solution :

Coûts horaires d’immobilisation de capital = (117 000$ x 4,5%) ÷ 2 000 h = 2.63 $/h

Coûts pour les frais annuels récurrents (immatriculation, assurance, taxes)

Ce montant représente les coûts que l'on peut attribuer aux taxes et aux assurances et que l'on es-

time sur une base horaire.

Coûts récurrents = total des primes et des taxes

Heures annuelles d’utilisation

Exemple d’application : à partir des données de l’exemple précédent et en considérant que l'im-

matriculation (annuel), la prime d'assurance (annuel) et autres taxes d'affaires (annuel) représen-

tent un coût de 2 400$ par an.

Solution :

Coûts horaires pour les frais annuels récurrents = (2 400$) ÷ 2 000 h = 1.20 $/h

Le tableau10

suivant vous permet à titre indicatif d’estimer la durée de vie moyenne ainsi

que l’utilisation annuelle probable de différents équipements de chantiers routiers cou-

rants.


Les coûts variables sont associés à l’usage de l’équipement et ils sont constitués des éléments sui-

vants :

Coûts en entretien, carburant et lubrifiant

Pour estimer la consommation en carburant et lubrifiant d’un engin de chantier, on peut

se servir des équations suivantes :

Carburant : C = P x q x Fo

C = consommation en litres par heure

P = Puissance effective du moteur en kilowatt

q = consommation horaire en litres par kilowatt

q = 0,33 pour les moteurs essence

q = 0,22 pour les moteurs diesel

Fo = Facteur d’opération moteur. Ce facteur prend en compte que le moteur n’est pas

constamment sollicité à sa pleine puissance. Pour des engins de construction civile, la va-

leur de 60% est généralement utilisée.

Lubrifiant : C = P x q x Fo + c/t

q = 0,003 litre par kilowatt et par heure

c = capacité du carter en litres

t = durée en heures entre les vidanges d’huile

Coûts en usure des pneumatiques

Le coût horaire des pneus est égal au coût d’un jeu de pneu divisé par la durée

d’utilisation prévue.

Coût horaire des pneus = coût du jeu de pneus

Utilisation prévue en heures

TYPE D’ENGIN

DURÉE DE VIE EN HEURES POUR DES CONDITIONS … UTILISATION

ANNUELLE EN

HEURES SÉVÈRES MOYENNES FAVORABLES

Bouteur 8 000 10 000 12 000 1 500

Chargeuse 8 000 10 000 12 000 1 800

Camion 10 000 14 000 16 000 2 400

Décapeuse 10 000 12 000 14 000 1 500

Niveleuse 10 000 12 000 14 000 2 000

Pelle hydrau-

lique 10 000 12 000 14 000 1 800


Coûts des réparations

Le coût horaire à prévoir pour les réparations se calcule à partir de la dépréciation totale,

un facteur de réparation qui varie selon le type d’engin et les conditions d’utilisation et fi-

nalement selon la durée de vie de l’équipement en heure.

Le tableau suivant est très utilisé pour déterminer le facteur de réparation.

TYPE D’ENGIN FACTEUR DE RÉPARATION EN %

SÉVÈRES MOYENNES FAVORABLES

Bouteur 130 90 70

Chargeuse 130 90 70

Camion 110 80 60

Décapeuse 130 90 70

Niveleuse 70 50 30

Pelle hydrau-

lique 130 90 70

Coût horaire moyen pour réparations = dépréciation totale X facteur de réparation

Heures totales d’utilisation prévues durant la vie normale

Coûts de l’opérateur + frais généraux de l’entreprise (15 à 18%)

3.2 Louer ou acheter l’équipement (That’s the question!)

L’achat d’un engin de chantier peut représenter une immobilisation de capital importante

pour une entreprise. La décision d’acheter ou de louer un engin de chantier est une déci-

sion d’affaire qui implique plusieurs paramètres, soulève plusieurs questions et trouve

souvent son dénouement devant le banquier de l’entreprise.

Préférablement, il vaut mieux acheter un équipement que de le louer toutefois, certains

paramètres peuvent favoriser la location au détriment de l’achat.

o fréquence de son utilisation

o taux de crédit à la location attrayante

o rareté momentanée du capital de l’entreprise

o valeur résiduelle intéressante

3.3 Coûts unitaires et choix des équipements

Lorsqu’on cherche à répondre à un appel d'offres, la principale difficulté réside dans

l'établissement des coûts de chacune des opérations décrites aux Documents Appel

d’Offres (DAO). Comme le détail estimatif précisera les quantités prévues pour la réalisa-

tion du contrat, l’établissement de ces coûts sur une base unitaire devient essentiel.


Le coût unitaire de revient représente le montant que l'entrepreneur devra débourser pour

réaliser chaque unité d’un travail. Habituellement le coût de revient est constitué de la

somme des coûts suivants:

- Coût de la main-d’œuvre (salaire + bénéfice marginal)

- Coût des équipements (location ou de possession)

- Coût des matériaux à mettre en oeuvre

(Ciment, béton, ponceau métallique, pierre concassée, etc.)

Le prix de soumission est le montant que l'entreprise demande pour la réalisation des tra-

vaux décrits aux plans et devis. Ce prix doit inclure les frais d'administration imputable

au fonctionnement de l'entreprise et une marge bénéficiaire (profit) qui permet à l'entre-

prise de prospérer. C'est à partir du coût unitaire de revient que l'entrepreneur calculera

son prix pour fin de soumission.

Lorsqu'on tente d'établir les coûts de revient des différentes opérations que l'on retrouve

sur les chantiers de construction, on doit procéder à l'étude des journaux de chantiers de

nos précédentes réalisations similaires, des rapports d'avancement et à l'observation de

nos équipes de travail et de leur consommation en matériel. Ces données sont essentielles

afin de déterminer le choix des équipements qui permettent le plus d’économie et un prix

de soumission le plus bas possible.

Exemple d’application :

Une chargeuse qui nous coûte 128 $ de l'heure en location (incluant le coût pour

l’opérateur et le carburant) a été observée sur un de nos chantiers pendant 8 heures. Équi-

pé d’un godet 2,0 m³, la durée moyenne d'un cycle de chargement de camion de cette

chargeuse s'établissait à 24 secondes.

Cycle de la chargeuse = Attaque de l'emprunt + Chargement du godet + Recul et éléva-

tion du godet + Avancement vers la benne du camion + déchargement du godet + Recul

et abaissement du godet

Sur les 8 heures d'observation, vous avez remarqué que la chargeuse fut immobilisée

pendant 80 minutes pour permettre le remplissage de carburant, la vérification des com-

posantes hydrauliques et pour permettre à l'opérateur de prendre une pause. En bref, sur

les 8 heures réelles, 6 heures et 40 minutes ont vraiment été consacrées au travail de char-

gement des camions soit, 50 minutes de travail par 60 minutes de temps effectif. Vous

avez également observé que le temps requis pour la mise en place sous la chargeuse d’un

camion vide était de 24 secondes en moyenne.

Le matériau qui fut chargé dans des camions de 12 m³ de capacité était de la latérite gra-

nulaire. Le godet était chargé à 100% de sa capacité.

a) Quel fut le coût de revient de l'opération « chargement de camion » en m³/hr en maté-

riau foisonné?

Prix de soumission = Coût de revient + frais d'administration + bénéfice


b) Si vous faites une soumission de prix pour un travail semblable avec les mêmes condi-

tions et la même chargeuse, quel devrait être le prix unitaire de cette opération en m³/hr

(matériau foisonné) si vos frais généraux s'élèvent à 20% et en prenant un bénéfice de

12% ?

Solution :

Nombre de coups de godet pour remplir la benne du camion :

12 m³ 2m³/godet = 6 coups de godet par camion

Temps de remplissage d'un camion :

6 coups x 24 secondes = 144 secondes soit 2,4 minutes

Mise en place sous la chargeuse :

24 secondes 60 secondes/minute = 0,40 minute

Rendement horaire :

50 min/hr 2,8 min = 17,86 camions à l'heure

17,86 camions x 12 m³ = 214,3 m³/hr

Coût de revient de l'opération "chargement des bennes de camion" :

128 $/hr 214,3 m³/hr = 0,597 $/m³ (a)

Prix de soumission de l'opération "chargement des bennes de camion" :

0,597 $/m³ x 1,2 x 1,12 = 0,803 $/m³ (b)

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES #1- « Équipement et méthodes de construction », Roman Letocha, Modulo Éditeur #2- « Construction planning, equipement and methods », R. L. Peurifoy, Mc Graw-

hill #3 Site internet de la cie CATERPILLAR, www.cat.com


EXEMPLE D’APPLICATION SYNTHÈSE

Votre employeur nous demande de calculer un coût de revient pour la réalisation de travaux de

terrassement en déblai. Voici les caractéristiques du chantier prévu. Calculez le volume à excaver

en utilisant le concept des surfaces moyennes.

Ligne de fond d'excavation45 m

120 m

25 m

90 m

Profondeur moyenne: 6,35 m

Type de sol: Terre végétale humide à 20 de w%

Pente de talus: 1/1

Les caractéristiques de nos équipements et notre organisation de chantiers sont les suivantes :

Condition de chantier : favorable

Taux de travail : 50 min/h pour tous les

équipements

Distance de transport : 36,75 km

Pelle hydraulique :

Godet : 2,45 m³

Coût horaire : 135$/h

Camions (10 roues):

Capacité : 16 m³ ou 23 t

Vitesse vide : 100 km/h

Vitesse plein : 85 km/h

Coût horaire : 55$/h

Module Terrassement H-15

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