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REMERCIEMENTS

Nous adressons mes vifs et chaleureux remerciements à tous ceux qui, de près ou de loin, ont contribué à l'élaboration de ce Mémoire de fin d'études, notamment :

- Monsieur RANDRIANOELINA Benjamin, Directeur de l'Ecole Supérieure Polytechnique d'Antananarivo, qui par ses sages organisations, a assumé le déroulement de nos années d'études ;

- Monsieur RABENATOANDRO Martin, Chef de Département de la filière Bâtiment et Travaux Publics de l'Ecole Supérieure Polytechnique d'Antananarivo, Maître de Conférence, qui n'a pas ménagé ses efforts pour une meilleure condition de notre formation ;

- Monsieur ANDRIANIAINA Jean Germain, Directeur Technique d'ADEMA (Aéroports de Madagascar), Ingénieur en Bâtiment et Travaux Publics, Enseignant à l'Ecole Supérieure Polytechnique d'Antananarivo et notre Directeur de mémoire, qui nous a proposé ce thème et qui n'a ménagé ni son temps, ni ses efforts et apporté divers conseils pour la réalisation de cet ouvrage ;

- Monsieur RAKOTO David, Enseignant à l'Ecole Supérieure Polytechnique d'Antananarivo, Docteur Ingénieur et notre Encadreur de mémoire qui a toujours été disponible pendant la conception de ce travail ;

- Tous les Enseignants de l'Ecole Supérieure Polytechnique d'Antananarivo qui nous ont transmis leur grand savoir durant nos études à l'ESPA ;

- Les Membres du Jury qui ont bien voulu accepter à nous juger pendant la soutenance de ce mémoire ;

- Les personnels d'ADEMA (Aéroport de Madagascar), du LNTPB (Laboratoire National des Travaux Publics et du Bâtiment), de l'ACM (Aviation Civile de Madagascar) et de AIR MADAGASCAR qui, en dépit de leurs occupations, ont consacré beaucoup de temps à nous donner des informations et des conseils, fruits de leurs expériences professionnelles ;

- Tous mes amis et collègues qui m'ont soutenu et encouragé au cours de la réalisation de ce mémoire de fin d'études ;

- Mes parents, mes frères et mes sœurs qui n'ont cessé de veiller sur mon travail et ma santé le jour et veillé tard avec moi jusqu'à la finalisation de cet écrit.

SOMMAIRE

LISTE DES ABBREVIATIONS

LISTE DES ANNEXES

INTRODUCTION .............................................................................................................................. 1

PARTIE I : GENERALITES

Chapitre I - Notions de Bases Aériennes ........................................................................................... 3

1.1. Définitions .............................................................................................................................. 3

1.2. Eléments constitutifs d'un aérodrome ..................................................................................... 3

1.3. Classification d'un aérodrome ................................................................................................. 4

1.4. Aires de mouvements d'un aérodrome .................................................................................... 7

1.5. Conclusion partielle .............................................................................................................. 13

Chapitre II - Environnement de l'aérodrome d'Ivato ...................................................................... 14

2.1. Historique.............................................................................................................................. 14

2.2. Aperçu géographique, géologique et climatique .................................................................. 15

2.3. Secteur tourisme et population ............................................................................................. 16

2.4. Différentes infrastructures de l'aérodrome et leurs caractéristiques ..................................... 17

2.5. Etude et prévision du trafic ................................................................................................... 20

2.6. Récapitulation ....................................................................................................................... 33


PARTIE II : ETUDES TECHNIQUES

Chapitre I - Théorie sur le Dimensionnement des chaussées aéronautiques ................................. 36

1.1. Généralités ............................................................................................................................ 36

1.2. Dimensionnement des chaussées aéronautiques neuves ....................................................... 40

1.3. Renforcement des chaussées ................................................................................................. 52

1.4. Méthode de vérification des contraintes ............................................................................... 55

1.5. Calcul des charges admissibles d'une chaussée par la Méthode ACN/PCN ........................ 58


Chapitre II - Etude de renforcement de la piste............................................................................... 63

2.1. Etat des lieux ......................................................................................................................... 63

2.3. Dimensionnement des chaussées .......................................................................................... 70

2.4. Vérification des contraintes .................................................................................................. 73


Chapitre III - Etude de prolongement de la piste ............................................................................ 76

3.1. Généralités ............................................................................................................................ 76

3.2. Calcul de la longueur de prolongement de la piste ............................................................... 80

3.3. Caractéristiques géométriques de la chaussée à prolonger ................................................... 86

3.4. Etude du Lac ......................................................................................................................... 90

3.5. Etude de conception de la nouvelle chaussée ....................................................................... 91

3.6. Assainissement.................................................................................................................... 105

3.7. Conclusion partielle ............................................................................................................ 109

Chapitre IV - Informatisation des calculs de dimensionnement des chaussées ........................... 110

4.1. Choix du langage et du logiciel de programmation ............................................................ 110

4.2. Présentation du logiciel DELPHI ....................................................................................... 111

4.3. Présentation du programme AERODROME I pour le dimensionnement des chaussées sous

DELPHI ..................................................................................................................................... 112


PARTIE III : ETUDES ECONOMIQUES ET FINANCIERES

Chapitre I - Evaluation des coûts des travaux ............................................................................... 122

1.1. Définitions des prix ............................................................................................................. 122

1.2. Devis estimatif .................................................................................................................... 131


Chapitre II - Etude de rentabilité ................................................................................................... 137

2.1. Généralités .......................................................................................................................... 137

2.2. Recettes et charges aéronautiques....................................................................................... 138

2.3. Calcul de recettes et de charges .......................................................................................... 141


CONCLUSION GENERALE ....................................................................................................... 151

BIBLIOGRAPHIE

ANNEXES

TABLE DES MATIERES

LISTE DES ABREVIATIONS

- A340 Airbus 340 - ACM Aviation Civile de Madagascar - ACN Aircraft Classification Number - ADEMA Aéroports de Madagascar - ASDA Accelerate Stop Distance Available - ASECNA Agence de SECurité pour la Navigation Aérienne - B747 Boeing 747 - BB Béton bitumineux - BD Binder - CBR Californian Bearing Ratio - Cc Coefficient de Courbure - CFA Cash-Flow Actualisé - CFAC Cash-Flow Actualisé Cumulé - CFB Cash-Flow Brut - CFBC Cash-Flow Brut Cumulé - Cu Coefficient d'Uniformité - DRN Durée de Récupération Normale - EDC Enrobé Dense à Chaud - ENAC Ecole Nationale de l'Aviation Civile - ES Enduit Superficiel / Equivalent de Sable - ESPA Ecole Supérieure Polytechnique d'Antananarivo - GB Grave Bitume - GC Grave Ciment - GCNT Grave Concassée Non Traitée - IBRA Instruction sur l'aménagement des Bases et des Routes Aériennes - ICAAC Instruction sur l'aménagement des Aérodromes Civils - ILS Instrument Landing System - Ip Indice de Plasticité - ITAC Instructions Techniques pour les Aérodromes Civils - LA Coefficient de Los Angeless - LAS Limon Argileux Sableux - LNTPB Laboratoire National des Travaux Publics et du Bâtiment - MDE Micro-Deval à l'Eau - OACI Organisation de l'Aviation Civile Internationale - OPM Optimum Proctor Modify - PCN Pavement Classification Number - RSE Roue Simple Equivalente - STBA Service Technique des Bases Aériennes - TEB Taux d'Escompte Bancaire - TRI Taux De Rentabilité Interne - TODA Take Off Distance Available - TORA Take Off Run Available - TV Tout Venant - VAN Valeur Ajoutée Nationale - VHF Very Hight Frequency - VOR VHF Omnidirectional Radiorange - WL Limite de Liquidité

LISTE DES ANNEXES

Annexe I : TABLEAUX Tableau 1 : Dimensions de Base et Caractéristiques Physiques de Piste............................. i Tableau 2 : Caractéristiques Physiques des Bandes de Pistes ............................................ ii Tableau 3 : Structures de la Nouvelle Chaussée Prolongée ............................................... iii Tableau 4 : Coefficient de Déflexion f............................................................................... iv Tableau 5 : Calcul du Coefficient de déboursé K1 .............................................................. v Tableau 6 : Caractéristiques des matériaux ........................................................................ vi Tableau 7 : Carrières et gîtes.............................................................................................. vi

Annexe II : TABLES DE JONES

Table 1.............................................................................................................................. viii Table 2.............................................................................................................................. viii Table 3................................................................................................................................ ix Table 4................................................................................................................................ ix Table 5................................................................................................................................. x Table 6................................................................................................................................. x Table 7................................................................................................................................ xi Table 8................................................................................................................................ xi

Annexe III : ABAQUES

Abaque 1 : Correction de Module de Réaction K ............................................................. xii Abaque 2 : Dimensionnement des Chaussées Selon le Type d'Avion ............................. xiii

Annexe IV : FIGURES

Figure 1 : Description Géométriques de Raquette d'Extrémité....................................... xvii Figure 2 : Différents Types de Joints et leurs Dispositions Constructives .................... xviii Figure 3 : Structure d'Accotement pour B747 par le STBA ............................................ xix Figure 4 : Résultats de Sondage ........................................................................................ xx

Annexe V : CARACTERISTIQUES DES AVIONS

BOEING 747-400 ........................................................................................................... xxii AIRBUS 340-300 ........................................................................................................... xxiii BOEING 767-300ER ..................................................................................................... xxiv BOEING 737-300 ........................................................................................................... xxv

Annexe VI : MODELISATION

Modélisation 1 : Extrait de Code de Programmation en DELPHI .................................. xxv Modélisation 2 : Comparaisons des Résultats du Programme AERODROME 1......... xxvii

Annexe VII : SOUS-DETAIL DE PRIX SDP 01 : Désherbage et Débroussaillage ........................................................................ xxx SDP 02 : Finition du Fond de Forme .............................................................................. xxx SDP 03 : Balisage diurne ............................................................................................... xxxi SDP 04 : Couche de GCNT 0/315 .................................................................................. xxxi SDP 05 : Couche d'Imprégnation Cut-back 0/1 ............................................................ xxxii SDP 06 : Couche d'Accrochage Cut-back 400/600 ...................................................... xxxii SDP 07 : Matériau Sélectionné .................................................................................... xxxiii

SDP 08 : Béton Bitumineux 0/14 ................................................................................. xxxiii SDP 09 : Enrochement de ø 35 cm .............................................................................. xxxiv SDP 10 : Enrobé Dense à Chaud (EDC) ...................................................................... xxxiv SDP 11 : Béton de Ciment Q350 (3 Panneaux de 6 × 8 d'Epaisseur 32 cm) ............... xxxv SDP 12 : Caniveau en Maçonnerie de Moellon 1,40 × 1,40, Couvert en Béton Armé xxxv SDP 13 : Grave Bitume ................................................................................................ xxxvi SDP 14 : Couche Anti-Capillaire et Anti-Contaminante de Sable .............................. xxxvi SDP 15 : Macadam 40/70 ........................................................................................... xxxvii SDP 16 : Grave Ciment ............................................................................................... xxxvii

Annexe VIII : PLANS

Plan 1 : Plan de Masse de la Piste Prolongée ............................................................. xxxviii Plan 2 : Profil en Long de la Nouvelle Piste d'Envol ................................................... xxxix Plan 3 : Profil en Travers Type de la Nouvelle Chaussée .................................................. xl Plan 4 : Plan d'Assainissement .......................................................................................... xli Plan 5 : Coupe du Caniveau ............................................................................................. xlii Plan 6 : Coupe de la Nouvelle Chaussée Prolongée ...................................................... xliii

INTRODUCTION

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato Page 1

_______________________________________________________________________________________________ Introduction

INTRODUCTION

L'évolution rapide de la technologie moderne et l’entrée prochaine dans la

mondialisation, dans la conjoncture actuelle, impulsent les ingénieurs et les chercheurs à renouveler

ou à réhabiliter les anciens ouvrages afin de pouvoir supporter les nouvelles contraintes et répondre

aux recommandations ainsi imposées.

Dans le domaine de l’aéronautique, l'avion américain Boeing 747-400 est jusqu'à

maintenant le plus célèbre et reste l'avion de référence pour plusieurs pays, en raison de sa capacité

pour le transport de passagers, sa possibilité d'embarquer plusieurs tonnes de marchandises, et ses

performances techniques avancées. Signalons par contre que c'est aussi l'avion le plus pénalisant

des chaussées aéronautiques et imposant des caractéristiques mécaniques et physiques bien

déterminées de la piste.

Jusqu’à maintenant, aucun aérodrome malgache ne peut accueillir le Boeing 747-400

avec ses charges maximales. En effet, les chaussées existantes ne supportent pas les contraintes

exercées par son poids et la longueur des pistes ne suffit pas pour son décollage.

La recherche de solutions posées par ces problèmes a donné naissance aux études

élaborées dans ce mémoire ayant comme titre :

"Etudes de Renforcement et de Prolongement de la Piste

d'Envol 11/29 de l'Aéroport International d'Ivato

pour Recevoir le Boeing 747-400 en pleine charge."

Pour pouvoir entrer en détail dans le sujet, nous avons conduit l'étude comme suit :

• tout d’abord, nous allons voir les généralités qui invoquent quelques notions de bases

aériennes, les aspects généraux de l'aérodrome d'Ivato et les différents éléments qui les composent ;

• ensuite, nous abordons les études techniques, constituées de :


_______________________________________________________________________________________________ Introduction

- l'étude de dimensionnement et de renforcement des chaussées aéronautiques ;

- l'étude de prolongement et de conception de la piste d'envol et calcul des ouvrages

d'assainissement ;

- l’informatisation de calcul de dimensionnement des chaussées aéronautiques ;

• enfin, les études économiques et financières permettant d'estimer le coût total du projet et sa

rentabilité.

Partie I

GENERALITES


________________________________________________________________________________________________ Partie I Chapitre I : Notions de Bases Aériennes

Chapitre I

NOTIONS DE BASES AERIENNES

1.1. Définitions

1.1.1. Aérodrome

Un aérodrome est, d'après le code de l'aviation civile, "tout terrain ou plan d'eau

spécialement aménagé pour l'atterrissage, le décollage et les manœuvres d'aéronefs, y compris les

installations annexes qu'il peut comporter pour les besoins du trafic et le service des aéronefs".

1.1.2. Aéroport

Un aéroport est un aérodrome équipé d'installations qui permettent de traiter le trafic

passager ou le trafic de fret.

1.2. Eléments constitutifs d'un aérodrome

Un aérodrome comprend :

• l'aire de mouvement et

• la zone d'installation

1.2.1. Aire de mouvement

L'aire de mouvement est composée d'une aire de trafic et d'une aire de manœuvre.

L'aire de trafic est destinée aux aéronefs pendant l'embarquement ou le

débarquement des voyageurs, le chargement ou le déchargement de la poste ou du fret,

l'avitaillement ou la reprise de carburant, le stationnement ou l'entretien.



L'aire de manœuvre comprend toutes les parties de l'aérodrome qui servent aux

décollages, aux atterrissages et à la circulation des aéronefs à la surface, à l'exclusion des aires de

trafic.

1.2.2. Zone d'installation

La zone d'installation (ou zone terminale) est l'ensemble des zones d'activités

suivantes :

• la zone d'exploitation commerciale qui comprend l'aérogare passagers, l'aérogare de fret, le

bureau des compagnies aériennes, le Service de Police Aire Frontalier, le Service Douanier ;

• la zone d'exploitation technique qui englobe le bloc technique et la vigie (tour de contrôle),

les Services Généraux de l'aérodrome, le Service Incendie, le Service Météorologique, la centrale

électrique ;

• les zones d'activités industrielles qui regroupent les ouvrages nécessaires à l'entretien et aux

réparations des aéronefs ou bien à la construction aéronautique. Elles peuvent abriter en outre des

industries qui ont besoin d'un entrepôt et qui fabriquent des matériels destinés à l'exploitation ;

• les zones spécialisées : la zone militaire, la zone pour la sécurité civile, la zone d'aviation

générale, la zone planeurs... ;

• les installations techniques réparties sur l'aérodrome : dispersées en divers endroits de

l'aérodrome, elles sont composées :

- d'un radar pour la navigation aérienne ;

- des installations de balisage ;

- des postes de transformation ;

- des émetteurs de radionavigation (ILS, radiobornes, VOR...) ;

- des installations de mesures météorologiques ;

- des réseaux divers.

1.3. Classification d'un aérodrome

L'utilité de classification des aérodromes est importante pour les concepteurs et les

utilisateurs de l'aérodrome. On distingue trois sortes de classification les plus courantes :



• la classification de l'OACI qui est basée sur la longueur de la piste principale ;

• la classification du Code de l'Aviation Civile (ou de la Réglementation Française) qui

repose sur les caractéristiques des activités aériennes auxquelles l'aérodrome est destiné ;

• la classification de l'ICAAC.

1.3.1. Classification de l'OACI

Pour l'OACI, un aérodrome est classé à l'aide d'un chiffre de code et d'une lettre de

code. Le tableau suivant détermine ainsi la classe, suivant la distance de référence de l'avion, son

envergure, et sa largeur hors tout du train principal. Chaque aérodrome a donc son code de

référence.

Tableau 1 : Code de Référence d'un Aérodrome

Eléments de Code 1 Eléments de Code 2 Chiffre de code

Distance de référence de l'avion (1)

Lettre de code

Envergure E Largeur hors tout

du train principal (Le) 1 moins de 800 m A moins de 15 m moins de 4,5 m

2 de 800 à 1 200 m B de 15 m à 24 m de 4,5 m à 6 m

3 de 1 200 m à 1 800 m C de 24 m à 36 m de 6 m à 9 m

4 1 800 m et au-delà D de 36 m à 52 m de 9 m à 14 m

E de 52 m à 60 m de 9 m à 14 m (1) La distance de référence de l'avion est la longueur qui lui est nécessaire pour décoller.

Figure 1 : Envergure et Largeur Hors Tout

1.3.2. Classification du Code de l'Aviation Civile

Les aérodromes sont classés en 5 catégories, allant de A à E :

• Catégorie A : aérodromes destinés aux services à grande distance (appelés long-courriers,

étapes longues de plus de 3 000 km) ;



• Catégorie B : aérodromes destinés aux moyennes distances (appelés moyen-courriers,

étapes moyennes de 1 000 à 3 000 km) ;

• Catégorie C : aérodromes destinés :

- aux services à courte distance (ou court-courriers, étapes courtes de moins de 1 000 km) ;

- au grand tourisme ;

• Catégorie D : aérodromes destinés à la formation aéronautique, aux sports aériens et au

tourisme, et à certains services à courte distance ;

• Catégorie E : aérodromes destinés aux giravions et aux aéronefs à décollage vertical ou

oblique.

1.3.3. Classification de l'ITAC

D'après l'ITAC, il existe 9 sous-classes :

• Classe A : aérodrome de catégorie A, constitué par les aéroports long-courriers ;

• Classe B : aérodromes de catégorie B. Ce sont les aéroports moyen-courriers, que le trafic

soit régulier ou non régulier (trafic charte) ;

• Classe C2 : aérodrome de catégorie C, aérodromes courts-courriers ayant au moins une ligne

supérieure à environ 15 000 passagers par an, destinés aux lignes à grand et moyen trafic ;

• Classe C1 : aérodrome de catégorie C : aviation de voyage et lignes à faible trafic pour les

courts-courriers n'ayant pas de ligne supérieure à 15 000 passagers par an ;

• Classe D3 : aérodromes de catégorie D : composé d'aérodromes destinés à l'aviation légère,

peuvent être équipés d'un équipement radioélectrique permettant une approche aux instruments ;

• Classe D2 : aérodromes de catégorie D, destinés à certains services à courte distance à

exigences spéciales (utilisation en vol à vue uniquement). Il est formé d'aérodromes destinés aux

services à courte distance n'ayant pas d'exigence particulière de régularité : aucune procédure d'approche

aux instruments n'y est approuvée ni publiée ;

• Classe D1 : aérodromes destinés aux activités courantes de la catégorie D, destinés à

l'aviation légère, de caractéristiques moindres que ceux de la classe D2 ;

• La sous-catégorie EA : hélistation qui permet l'utilisation d'hélicoptères en procédure

dégagée (masse maximale) ;

• La sous-catégorie EB : hélistation qui ne permet leur utilisation qu'en procédure ponctuelle.



1.4. Aires de mouvements d'un aérodrome

1.4.1. Piste d'envol

a. Définition

La piste est une aire rectangulaire définie sur un aérodrome terrestre et aménagée

afin de servir aux décollages et aux atterrissages des aéronefs. Un aérodrome peut comporter

plusieurs pistes d'envol. Dans ce cas, il existe une piste principale et des pistes secondaires. La piste

principale est utilisée de préférence aux autres toutes les fois que les conditions les permettent.

b. Différents types de piste

Piste à vue

C'est une piste destinée aux aéronefs effectuant une approche à vue. Dans ce cas,

l'approche et l'atterrissage se font sans recours à certains instruments.

Piste aux instruments

C'est une piste destinée aux aéronefs effectuant une approche aux instruments. Dans

ce cas, même dans de mauvaises conditions météorologiques, le pilote peut diriger son appareil en

se fiant uniquement aux indications des instruments de bords.

Ce type de piste peut être classé en fonction des catégories des différents instruments

implantés au sol, ainsi :

• une piste avec approche classique aux instruments, dotée d'aides visuelles et non visuelles,

assurant au moins un guidage en direction droite satisfaisant pour une approche en ligne ;

• une piste avec approche de précision de catégorie I, piste aux instruments équipée d'un ILS

et d'aides visuelles permettant l'approche jusqu'à une hauteur de décision de 60 m et une portée visuelle

de piste de l'ordre de 800 m ;

• une piste avec approche de précision de catégorie II, piste aux instruments équipée d'un ILS

et d'aides visuelles et permettant l'approche jusqu'à une hauteur de décision de 30 m et une portée

visuelle de piste de l'ordre de 400 m ;



• une piste avec approche de précision de catégorie III, piste aux instruments équipée d'un

ILS et d'instruments très précis, et :

- A. destinée à l'approche jusqu'à une portée visuelle de piste de l'ordre de 200 m sans

hauteur de décision précisée ;

- B. destinée à l'approche jusqu'à une portée visuelle de piste de l'ordre de 50 m sans

hauteur de décision précisée, avec utilisation d'aides visuelles pour la circulation au sol ;

- C. destinée à être utilisée pour l'atterrissage zéro zéro sans recours à des moyens de

repérage visuel.

c. Nombre, orientation et implantation d'une piste

Plusieurs facteurs influent sur la détermination de l'implantation, de l'orientation et

du nombre des pistes. Parmi les plus importants, on peut citer :

• les conditions météorologiques, particulièrement le coefficient d'utilisation déterminé par la

répartition des vents et l'incidence de brouillards localisés ;

• la topographie de l'aérodrome et de ses abords ;

• la nature et le volume de la circulation aérienne, y compris les aspects du contrôle de la

circulation aérienne ;

• les considérations relatives aux performances des aéronefs ;

• les considérations écologiques, notamment en ce qui concerne le bruit.

Influence du vent

Le décollage et surtout l'atterrissage des aéronefs deviennent dangereuses, lorsque

l'axe de l'avion tend à faire un angle important avec l'axe de la piste (α = 6° à 8°).

On appelle vent traversier la composante au sol de la vitesse de vent sur l'axe

perpendiculaire de celui de la piste. Le vent traversier ne doit pas dépasser une valeur

caractéristique et critique de l'aéronef Vcc qui dépend principalement de sa vitesse d'approche et

donnée par la formule :

Vcc = Vitesse d'approche x sin(α)

La limite admissible du vent traversier varie selon la catégorie de l'aérodrome :

• 13 m.s-1 pour Catégorie A ;



• 10 m.s-1 pour Catégorie B ;

• 7 m.s-1 pour Catégorie C ;

• 5 m.s-1 pour Catégorie D.

Coefficient d'utilisation

Soit N le nombre d'observation météorologique avec mesure du vent et N' le nombre

de fois où le vent était inférieur à la limite admissible. Le coefficient d'utilisation d'une direction

d'envol est défini par :

C = 100 N'N

Le nombre et l'orientation des pistes d'un aérodrome devraient être tels que le

coefficient d'utilisation de l'aérodrome ne soit pas inférieur à :

• 95 % pour un aérodrome de catégorie A et B ;

• 80 % pour un aérodrome de catégorie C ; et

• 70 % pour un aérodrome de catégorie D

pour les avions pour lesquels l'aérodrome a été conçu.

Conditions de visibilité

La visibilité horizontale, verticale et la hauteur du plafond de nuages influent sur les

caractéristiques du vent. Dans le cas où la visibilité est mauvaise ou le plafond est bas, Il faut

étudier les conditions du vent à l'aérodrome à l'aide des relevés météorologiques toutes les trois

heures pendant 5 à 10 ans.

La température et l'atmosphérique

Ces deux données sont importantes dans le domaine de la navigation aérienne car

elles sont nécessaires à la détermination de la longueur de piste.

Caractéristiques topographiques de l'aérodrome et de ses abords

On tient compte :

• du respect des surfaces de limitation d'obstacles ;

• de l'utilisation actuelle et future des terrains ; il convient de choisir l'orientation et la

disposition de façon à protéger le plus possible les zones particulièrement sensibles (habitations, écoles,

hôpitaux) contre la gêne due au bruit des aéronefs ;



• des longueurs de piste actuelles et futures ;

• du coût des travaux de construction ; et

• de la possibilité d'implantation d'aides visuelles et non visuelles d'approche.

Lors de l'étude de l'implantation des pistes, il y a également lieu de tenir compte des

paramètres suivants :

• proximité d'autres aérodromes ;

• densité de la circulation ;

• procédures de contrôle de la circulation aérienne et procédures d'approche interrompue ;

• effet de l'alignement des pistes sur la faune ;

• écologie de la région en général ;

• zones urbaines sensibles au bruit.

d. Dimensions de base d'une piste

D'après l'ICAAC, les dimensions de base de piste et ses caractéristiques physiques sont récapitulées en Annexe I, Tableau 1.

Les longueurs de bases sont celles correspondant à une piste horizontale (pente

nulle), située au niveau de la mer (altitude nulle) et en atmosphère standard (température au sol

T = 15° C et pression atmosphérique P = 1 013,2 mbar).

1.4.2. Accotements (ou bandes anti-souffles)

L'accotement est, en général, la surface de raccordement entre la chaussée et le

terrain environnant ; pour les chaussés aéronautiques, ce sont des bandes de terrain bordant la piste

qui servent à protéger la chaussée contre les souffles des réacteurs qui, à vitesse et température

élevées, entraîne l'extraction des matériaux et le ramollissement de la surface de chaussée.

Les matériaux utilisés pour la confection des accotements sont donc traités face à ces

contraintes et en plus, ils doivent être suffisamment résistants pour pouvoir supporter les efforts

horizontal et vertical dus au frottement des pneus et au poids des avions qui débordent la chaussée.



L'aménagement d'un accotement est exigé par l'OACI lorsque la lettre de code est D

ou E alors que la largeur de piste est inférieure à 60 m, et sa pente transversale ne doit être dépassée

2,5 %.

La largeur totale de la piste avec les accotements doit être supérieure ou égale à

60 m. Le profil en travers type d'un accotement pour chaussée aéronautique se trouve en Annexe

IV, Figure 3.

1.4.3. Bandes de piste

La bande est une aire définie dans laquelle est comprise la piste ainsi que les

prolongements d'arrêts, si un tel prolongement est aménagé et qui est destiné :

• à réduire les risques de dommage matériel au cas où un avion sortirait de la piste ;

• à assurer la protection des avions qui survole cette aire au cours des opérations de décollage

ou l'atterrissage.

Une bande de piste devrait être s'étendre en amont du seuil et au-delà de l'extrémité

de la piste ou du prolongement d'arrêt jusqu'à une distance d'au moins :

• 60 m lorsque le chiffre de code est 2 ;

• 60 m lorsque le chiffre de code est 1 et qu'il s'agit d'une piste aux instruments ;

• 30 m lorsque le chiffre de code est 1 et qu'il s'agit d'une piste à vue.

Les caractéristiques physiques des bandes de pistes sont résumées en Annexe I,

Tableau 2.

1.4.4. Bretelles

Les brettelles sont des aires inclinées ou perpendiculaires à la piste d'envol et à la

voie de circulation permettant aux avions ayant atterri de se diriger vers l'aire de stationnement ou

aux avions au décollage d'atteindre la piste d'envol.

1.4.5. Voies de circulation

La voie de circulation est une voie parallèle à la piste d'envol et perpendiculaire aux

bretelles. Elle est utilisée par les avions qui voudraient aller à l'aire d'entretien ou à l'aire de garage



et elle permet le roulement des avions vers les bretelles pour atteindre la piste.

1.4.6. Aires de stationnement

Ce sont des aires aménagées pour le stationnement des avions afin d'effectuer les

opérations d'embarquement, de débarquement, d'avitaillement, de contrôles techniques... Elles

peuvent avoir des différentes formes et orientations et peuvent être divisées en plusieurs postes pour

recevoir les différentes catégories d'avions.

1.4.7. Raquettes

Les raquettes sont des aires aménagées de forme d'un arc, permettant aux avions de

faire demi-tour. L'aménagement des raquettes est obligatoire lorsque l'aérodrome ne dispose pas de

piste parallèle.

On distingue deux sortes de raquettes :

• la raquette d'extrémité qui se trouve aux extrémités de la piste d'envol, utilisée lorsque

l'avion fait un manœuvre en vue de prendre la position au décollage ;

• la raquette intermédiaire qui se trouve en un certain endroit de la piste d'envol qui est

utilisée lorsque l'avion qui vient d'atterrir, veut aller à l'aire de stationnement ou bien lorsqu'un avion qui

n'exige qu'une faible distance de décollage a besoin de faire demi-tour pour décoller.

•

La description géométrique de raquette figure en Annexe IV, Figure 1.

1.4.8. Aire de sécurité d'extrémité de piste

C'est une aire symétrique par rapport au prolongement de l'axe de la piste et

adjacente à l'extrémité de la bande, qui est destinée principalement à réduire les risques de

dommage matériel au cas où un avion atterrirait trop court ou dépasserait l'extrémité de la piste.

Cette aire devrait être aménagée à chaque extrémité de bande de piste lorsque le chiffre de code est :

• 3 ou 4

• 1 ou 2 et il s'agit d'une piste aux instruments et devrait avoir une longueur au moins 90 m.



1.5. Conclusion partielle

La base aérienne est donc la science qui étudie le mouvement d'un avion et les

milieux auxquels il évolue. Le choix d'implantation d'un aérodrome est soumis aux différentes

contraintes : météorologiques, géographiques, topographiques… et les diverses infrastructures ou

superstructures doivent être aménagées sur l'aérodrome, selon des normes recommandées par les

organismes internationaux opérant sur la navigation aérienne, pour assurer la sécurité des aéronefs

d'une part et des personnes d'autre part.


________________________________________________________________________________________________ Partie I Chapitre II : Environnement de l’aérodrome d’Ivato

Chapitre II

ENVIRONNEMENT DE L'AERODROME D'IVATO

2.1. Historique

En 1960, Madagascar disposait de deux aérodromes permettant l’atterrissage des

avions commerciaux :

• l’un assurant les vols internationaux, sis à Arivonimamo, 49 km à l’ouest d’Antananarivo.

Les Boeing 707 et les DC8 ont été les gros avions utilisés à cette époque pour assurer la ligne Orly-

Arivonimamo ;

• l’autre exploité pour les vols domestiques, se trouve à Ivato, à 15 km au nord-ouest de la

Capitale et qui a aussi servi de base militaire auparavant.

En raison de l’essor du trafic aérien malgache qui n'a cessé de croître et vu la

proximité de l’aéroport d’Ivato du centre ville par rapport à celui d’Arivonimamo, l'aménagement

de l'aéroport d'Ivato était primordial. Ainsi, en 1962, la piste a subi une réhabilitation et un

prolongement pour recevoir les gros avions commerciaux du type Boeing 707, 727, DC10... Les

anciens bâtiments aussi ont été aménagés par la même occasion.

Les travaux ont été achevés en 1967, la piste mesurait alors 3 100 m de long et 45 m

de large. C'est en juin 1967 que l'Aéroport International d'Ivato fut inauguré, celui d'Arivonimamo a

été progressivement abandonné.

Deux ans plus tard, le Boeing 747, le plus gros porteur américain vient de naître dans

le monde des transports aériens et il devint le célèbre avion cargo dans le domaine commercial. En

1977, il y avait alors des études et travaux effectués qui consistent en le renforcement et l'extension

de l'aéroport d'Ivato afin de recevoir le Boeing 747 (série 100 - 200) qui entrait en service à

Madagascar en 1979.

A cause du vieillissement de la chaussée, en 1990, le laboratoire LNTPB a entamé

une étude géotechnique de la piste, de l'aire de stationnement et de la brettelle centrale en vue

d'effectuer un nouveau renforcement et une mise en oeuvre des couches anti-kérosène sur les



couches de roulement. Les travaux ont alors commencé en juillet 1992 et ont duré 4 mois et demi.

Ils sont exécutés par l'Entreprise COLAS. C'était la dernière intervention concernant la piste d'envol

de l'aérodrome d'Ivato.

2.2. Aperçu géographique, géologique et climatique

L'aérodrome se trouve dans la commune rurale d'Ivato Aéroport à 15 km au nord-

ouest du centre ville d'Antananarivo. L'accès vers l'aéroport se fait par voie routière et desservie par

la route nationale RN52.

S'étendant sur une superficie d'environ 3 km², l'aérodrome se trouve dans un relief

plat en général, limité au Nord par une zone marécageuse, à l'Est par le grand lac dit "Marais

d'Ivato", à l'Ouest par un relief peu accidenté et le passage d'une route revêtue dégradée. Le coté

ville est au Sud. L'altitude moyenne au niveau de la mer de l'aérodrome est de 1 279 m. Les données

climatiques de l'aérodrome relevées pendant une période de 10 ans sont consignées dans les

tableaux suivants.

Tableau 2 : Température Mensuelle Moyenne (en degré C)

Janv. Févr. Mars Avr. Mai Juin Juil. Août Sept Oct. Nov. Déc.

Min 18 18 17 16 14 11 10 11 12 13 15 17

Max 26 26 27 26 24 22 21 22 24 26 28 27

Source : Service des météorologies d'Ampandrianomby

Tableau 3 : Moyenne Mensuelle du Vent de 24h (en km/h)

Janv. Févr. Mars Avr. Mai Juin Juil. Août Sept Oct. Nov. Déc. 10 9 9 8 5 7 9 10 11 9 10 9


Tableau 4 : Précipitations Mensuelles Moyennes de 24 h (en mm)

Janv. Févr. Mars Avr. Mai Juin Juil. Août Sept Oct. Nov. Déc. 21,43 17,86 6,68 8,69 8,68 0,31 0,36 1,94 9,35 5,45 9,38 19,97




2.3. Secteur tourisme et population

2.3.1. Tourisme

D'après le Ministère de Tourisme, le nombre de touristes ne cesse d'augmenter

depuis 1992 jusqu'à maintenant avec un rythme de croissance moyenne de 16 % par an, sauf en

2002, période où il y avait des crises politiques à Madagascar. Actuellement ce secteur est le plus

vulgarisé par l'Etat pour le développement économique et social du Pays.

Le transport aérien est le principal moyen choisi par les touristes étrangers pour la

destination Madagascar. Ainsi, l'aéroport d'Ivato occupe un grand pourcentage de mouvements des

visiteurs. L'évolution des nombres de touristes à Madagascar est montrée par le tableau ci-dessous.

Tableau 5 : Evolution du Nombre de Touristes à Madagascar de 1992 à 2002

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 53 655 55 102 65 839 74 619 82 681 100 762 121 207 138 253 160 071 170 208 62 000

Source : Ministère du Tourisme

Les recettes touristiques en devises se chiffraient en milliards de FMG, selon le

tableau ci-après.

Tableau 6 : Recettes en Devises au Titre du Tourisme en Milliards de FMG de 1997 en 2002

1997 1998 1999 2000 2001 2002 731,146 426,293 625,919 821,034 755,500 243,880


La répartition moyenne de 1997 à 2002 par pays d'origine en pourcentage de

visiteurs est présentée dans le Tableau 7 ci-dessous.

Tableau 7 : Répartition Moyenne de Visiteurs de 1997 à 2002

Français et Réunionnais Italiens Allemands Suisses Anglais Américains Autres 40 % 8 % 17 % 7 % 5 % 6 % 17 %




2.3.2. Population

Selon l'INSTAT, le nombre total de la population à Madagascar est actuellement de

16,9 Millions avec un taux d'accroissement national annuel de 3 %. Les 27 % constituent la

population d'Antananarivo soit 4 600 000 habitants et un taux d'accroissement de 4,8 % pour les

milieux urbains.

Le tableau ci-dessous montre l’évolution de la population d’Antananarivo et de tout

Madagascar, avec une projection pour 2015 et 2023.

Tableau 8 : Population d’Antananarivo et de tout Madagascar de 1993 à 2023

Année Antananarivo Madagascar 1993 3 593 000 12 210 000

1994 3 705 000 12 596 000

1995 3 821 000 12 990 000

1966 3 940 000 13 393 000

1997 4 063 000 13 803 000

1998 4 189 000 14 222 000

1999 4 318 000 15 085 000

2000 4 450 000 15 529 000

2001 4 585 000 15 981 000

2002 4 723 000 16 441 000

2015 6 736 000 22 761 000

2023 8 224 000 27 945 000

Source : Institut National de la Statistique

2.4. Différentes infrastructures de l'aérodrome et leurs caractéristiques

2.4.1. Piste d'Envol

a. Caractéristiques géographiques et météorologiques

La piste se situe aux coordonnées géographiques 18° 47' 47'' au sud et à 47° 28' 34'' à



L'Est. Son axe est orienté 110° par rapport au Nord magnétique, d'où son numéro d'identification :

11/29. Le niveau maximal de la piste au-dessus de la mer est de 1 279 m et sa température de

référence est de 23,4° C.

b. Caractéristiques physiques

La piste est en chaussée souple revêtue de béton bitumineux. Elle a une longueur

utilisable au décollage de 3 100 m, une largeur de 45 m, des bandes anti-souffles (accotements) de

7,5 m de largeur, des bandes de piste de 150 m de largeur (mesure par rapport à l'axe de la piste

d'envol), une bande de bout de piste de 200 m de largeur, y compris le prolongement dégagé de 60

m.

Sa pente moyenne est de l'ordre de 0,77 % et le seuil 11 se trouve à un niveau

supérieur de 1 279 m d'altitude tandis que le seuil 29 à 1 255 m.

La piste est pourvue de deux raquettes d'extrémité et d'une raquette intermédiaire

permettant le changement de direction de l'avion lors de la phase de décollage et la manœuvre d'un

avion qui rejoint l'aire de stationnement après avoir atterri.

Trois bretelles permettent l'accès vers l'aire de stationnement et vers la voie de

circulation :

• la bretelle centrale ;

• la bretelle Ouest ;

• la bretelle Est.

c. Caractéristiques techniques

La piste :

• a un PCN publié de 59/F/B/X/T ;

• est classée dans la catégorie A (longueur supérieure à 2 100 m).

• est une piste aux instruments avec approche de précision de catégorie I.

Le code de référence de l'aérodrome est 4E.



2.4.2. Bretelles

Les caractéristiques physiques des 3 bretelles de l'aérodrome d'Ivato sont :

• pour la bretelle ouest : 150 m de long et 18,20 m de large, sert aux petits avions vu ses

caractéristiques mécaniques faibles (manœuvres pour B737, ATR et Twin Otter) ;

• pour la bretelle centrale : 150 m de long et 23 m de large, ayant une résistance élevée, peut

recevoir toute sorte d'avion du plus gros B747-200 au plus petit; et

• pour la bretelle Est : 150 m de long et 15 m de large, destinée aux avions moyens.

2.4.3. Voie de circulation

La voie de circulation d'Ivato a 300 m de long et 22,60 m de large ; sa distance par

rapport à la piste est de 150 m. Elle assure l'accès vers les hangars, l'aire de maintenance de l'Air

Madagascar, l'aire destinée à l'aviation générale, les aires de stationnement.

2.4.4. Aires de stationnement

Pour l'aérodrome, on trouve 4 sortes d'aire de stationnement :

a. Aire de stationnement principale

Avec ses 360 × 90 m, soit 32 400 m² de superficie, elle permet aux avions de

stationner pendant une durée suffisante pour débarquer ou embarquer les passagers et les frets, à

ravitailler l'avion en carburant ou en électricité ou encore à vérifier son système. Pour l'aéroport

d'Ivato, cette aire est divisée en 8 postes et chaque poste est destinée spécialement à un type d'avion.

b. Aire de stationnement de frets

Elle fait partie de l'aire de stationnement principale, en face de l'aérogare des frets. Sa

superficie est de 8 400 m², et utilisée pour l'embarquement et le débarquement des frets.

c. Aire de stationnement des avions légers

Elle se trouve à l'ouest du hangar d'entretien et occupe une surface de 6 000 m2. Cette

aire est destinée à l'aviation générale et l'aéro-club, c'est-à-dire les petits avions des sociétés ou des



particuliers qui exploitent l'aérodrome.

d. Aire de stationnement militaire

Elle se trouve à l'Est de l'aire de stationnement principale et a une superficie de

40 000 m2. Elle est destinée aux avions militaires de petites ou moyennes tailles. Actuellement,

cette aire est rarement exploitée.

2.5. Etude et prévision du trafic

Le trafic aérien comprend les mouvements des avions, le trafic passagers et le trafic

fret. Dans notre projet, l'étude de l'évolution de ces trafics est nécessaire car elle permet d'évaluer la

fréquence des avions utilisant l'aérodrome et les flux des passagers et des frets de l'aéroport.

De ces valeurs, on estime le trafic futur et le calcul de la prévision du trafic se fait sur

10 à 20 ans après la réalisation du projet. Ces deux temps correspondent respectivement, d'après

l'OACI, à la durée de vie d'une chaussée souple et d'une chaussée rigide d'un aérodrome. Supposons

que le projet soit réalisé en 2005, on déterminera alors le trafic futur de 2015 et 2025.

Dans le paragraphe suivant, nous allons entamer l'étude de trafic de mouvements des

avions et le calcul de prévision de ce trafic.

2.5.1. Trafic de mouvements des avions

Un mouvement d'avion est constitué d'un atterrissage et un décollage. Les données

sur le nombre de mouvements des avions pendant les 10 années précédentes (c'est-à-dire de 1992 à

2002) sont fournies par le Service de la Statistique d'ADEMA. Les évolutions y afférentes sont

montrées dans le Tableau 9 de la page suivante.

Ces données concernent les réseaux :

• national : vol intérieur de Madagascar ;

• régional : vol moyen courrier, intéressant les îles de l'océan indien (La Réunion, Maurice,

Seychelles, Comores) et quelques pays de l'Afrique proches de Madagascar (Afrique du Sud :



Johannesburg, Kenya : Nairobi) ;

• international : vol long courrier reliant Madagascar avec l'Europe (Paris Charles de Gaule et

Orly) et l'Asie du Sud-Est (Singapour).

Tableau 9 : Mouvements des Avions de 1992 à 2002

Année National Régional International Total 1992 4 642 1 096 508 6 246 1993 5 835 1 264 501 7 600 1994 6 008 1 332 538 7 878 1995 6 375 1 439 547 8 361 1996 6 216 1 330 574 8 120 1997 6 886 1 526 641 9 053 1998 7 353 1 751 879 9 983 1999 8 384 1 755 1 046 11 185 2000 8 514 1 749 1 128 11 391 2001 8 163 1 845 1 211 11 219 2002 4 219 1 698 500 6 417

Source : ADEMA\DCE\STAT

Les transports sont assurés en grande partie par 6 compagnies aériennes : Air

Madagascar, Air France, Air Austral, Air Mauritius, CORSAIR et Inter Air.

Pour mieux analyser l'évolution de ce trafic, nous avons dressé un graphique

composé de courbes et d'histogramme.

Figure 2 : Trafic des avions

0

2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

12 000

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

Années

Nom

bre

de m

ouve

men

t

Total National Régional Intenational

D'après le graphique, on constate que le total des mouvements des avions progresse



graduellement de 1992 à 2000 avec une exception en 1996 qui présente une baisse de 3 % par

rapport à l'année 1995. Cette déficience est due aux impacts du cyclone GERALDA qui a touché la

Capitale.

En 2001, le réseau national a connu une baisse de 4 % par rapport à 2000,

conséquence de la tragédie du 11 septembre 2001 aux Etats-Unis d'Amérique qui a eu une influence

remarquable sur l'économie nationale de plusieurs pays, dont Madagascar.

C'est en 2002 qu'on observe une baisse considérable du mouvement d'avion pour

tous les réseaux aériens. C'est l'année où il y a eu une immense déstabilisation politique et

économique dans notre Pays, due à la crise politique qui a duré six mois dans toute l'Ile.

Tous les mouvements des différents réseaux ont été touchés par la crise :

• pour le réseau international, une diminution de 2,5 fois du trafic par rapport en 2001 ;

• pour le réseau national, une baisse de 2 fois par rapport en 2001 ;

• pour le réseau régional une diminution de 1,1 fois par rapport en 2001.

En outre, le trafic des avions pour le réseau international est encore faible par rapport

aux deux autres, ce qui signifie que les vols longs courriers sont encore peu exploités d'autant plus

qu'il n'existe pour le moment que deux lignes directes : Paris et Asie du sud-Est dont la fréquence

des vols n'est que de 2 mouvements par jour pour Paris, encore moins fréquent pour Singapour.

Cela est due :

• d'une part, à la faible résistance et aux modestes dimensions de la chaussée de notre

aérodrome actuel, ce qui empêche d'exploiter au maximum la capacité des gros avions tels que les

Boeing 747 ou bien de recevoir la version B747-400 qui peuvent effectuer plusieurs kilomètres de vols

avec une charge marchande très grande ;

• d'autre part, la capacité d'accueil actuelle de notre aéroport en terme de passagers et de fret

qui est encore insuffisante.

Si ces problèmes sont solutionnés, l'ouverture de notre aérodrome à ce type d'avion,

consécutive à l'aménagement de l'aérodrome par d'autres compagnies étrangères surtout, vont créer

des lignes aériennes directes vers Madagascar, occasionnant un impact économique et touristique

positif pour notre pays.



2.5.2. Trafic passagers

Le trafic passagers se traduit par le nombre annuel des passagers qui ont effectué un

départ ou une arrivée à l'aéroport par le biais des avions. Le flux des passagers de 1992 à 2002 est

montré par le tableau suivant.

Tableau 10 : Flux des Passagers de 1992 à 2002 pour les Trois Réseaux

Année National Régional International Total 1992 167 124 79 634 71 949 318 707 1993 207 155 97 978 76 132 381 265 1994 255 454 98 602 88 425 442 481 1995 271 467 100 687 97 514 469 668 1996 292 654 109 020 102 633 504 307 1997 321 310 120 473 131 652 573 435 1998 316 277 131 639 155 461 603 377 1999 345 616 126 069 194 970 666 655 2000 351 799 134 632 203 916 690 347 2001 348 098 131 988 218 150 698 236 2002 136 631 109 564 73 951 320 146


Le graphique suivant permet de voir les courbes et histogramme qui résultent de ces

données.

Figure 3 : Trafic Passagers de 1992 à 2002 pour les Trois Réseaux

0

100 000

200 000

300 000

400 000

500 000

600 000

700 000

800 000

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

Années

Nom

bre

de p

assa

gers

Total National Régional Intenational



Le trafic passagers ne cesse de croître de 1992 à 2001 pour tous les réseaux. Pour le

réseau international, en particulier, on voit une croissance brusque à partir de l'année 1997 en dépit

de l'accroissement du nombre de mouvement des avions après 1996.

Ceci montre l'intérêt grandissant des étrangers pour Madagascar et pour les années à

venir, on peut affirmer que beaucoup d'étrangers vont venir, une raison de la préoccupation

d'insertion de nouveaux types avions pour amplifier les vols internationaux et afin d'écouler

rapidement le trafic passagers.

La crise de 2002 a eu des répercussions sur le trafic passagers car le nombre total des

passagers a décru de 54 % par rapport à l'année 2001.

2.5.3. Trafic frets

Les frets constituent les marchandises évaluées en tonnes embarquées ou débarquées

par les avions et enregistrées dans l'aéroport. Le Tableau 11 ci-dessous récapitule l'évolution des

frets de 1992 à 2002.

Tableau 11 : Quantités de Fret Annuel depuis 1992 à 2002

Année National Régional International Total 1992 1 186 1 282 4 954 7 422 1993 1 359 1 716 5 624 8 699 1994 1 718 2 116 5 763 9 597 1995 1 769 2 516 5 015 9 300 1996 1 753 3 050 5 200 10 003 1997 1 938 4 116 5 508 11 562 1998 1 822 4 416 6 661 12 899 1999 1 748 3 651 8 009 13 408 2000 1 812 4 407 8 397 14 616 2001 1 851 4 108 9 278 15 237 2002 1 963 4 954 6 147 13 064


On en tire que la plupart des trafics de fret à Madagascar se font vis-à-vis de

l'extérieur. Le trafic international occupe la plus grande quantité de fret ; vient ensuite le trafic

régional. En moyenne, ces deux trafics sont respectivement de 4 fois et 2 fois plus importants que

le trafic national.



Le graphique ci-après illustre plus précisément l'évolution du trafic de fret dans

l'aéroport international d'Ivato.

Figure 4 : Trafic de Fret

0

2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

12 000

14 000

16 000

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

Années

Fre

ts e

n to

nnes

Total National Régional International

Le trafic total de fret s'accroît aussi de 1992 à 2001, sauf en 1995 où on constate un

accroissement négatif de -3 %, puis en 2002, la crise générale a entraîné une baisse de 14 % de

tonnes de fret au niveau du trafic international.

Pour le réseau régional en 1999, il y eut une chute de 17 % car une épidémie de

choléra provenant d'un des pays régionaux a frappé la partie Nord-Ouest de Madagascar atteignant

même la Capitale.

2.5.4. Prévision des trafics

a. Généralités

Nous avons eu recours aux méthodes statistiques en mathématiques pour le calcul de

prévision des futurs trafics. A partir des données disponibles, on détermine une équation de

régression de telle manière que ces données sont bien corrélées entre elles.



La méthode consiste alors à déterminer un modèle adéquat parmi les différents

modèles existants. Dans le cas du trafic aérien, les plus utilisés sont le modèle linéaire et le modèle

exponentiel. Le modèle à retenir est donc celui qui donne un grand coefficient de corrélation.

D'après les études du trafic des paragraphes précédents, nous observons que les

données correspondantes à l'année 2002 ont subi une soudaine diminution à cause du phénomène

exceptionnel à court terme qui s'est passé dans notre pays. Un tel phénomène n'est pas envisageable

dans les calculs de prévision statistique et il affecte beaucoup les résultats. Or, d'après la logique des

graphiques, dès l'année 1992, les trafics s'accroissent toujours et en plus, actuellement notre

économie est en voie de redressement progressif.

Ainsi, nous ne tenons pas compte des données obtenues en 2002 dans les calculs des

prévisions qui suivent, et nous nous arrêtons à celles disponibles entre 1992 et 2001 où les trafics

sont normaux malgré des légères hausses constatées en 1995 et 1996.

Le calcul de prévision se fait en procédant aux étapes suivantes :

• choix du modèle ;

• construction du predictor ou de l'équation de projection ;

• vérification de la corrélation entre les valeurs.

b. Le modèle linéaire

La fonction de développement linéaire est de la forme y = at + b dans laquelle y(t)

sont les valeurs passées et t le temps.

L'hypothèse de calcul est que la variation de y par rapport au temps t soit égale à une

constante a. Les coefficients a et b sont respectivement la vitesse de développement de y et la valeur

initiale de y et sont déterminés par :

∑∑

−−−

=)tt(

)tt)(y(ya

i

ii et tayb −=

y et t sont les moyennes arithmétiques de y et de t, telles que :

∑=i

iyn

1y

et ∑=i

itn

1t



n est le nombre d'observation des données.

d'où la valeur prévue de y au moment t0 + θ est :

y(t0 + θ) = a(t0 + θ) + b.

Le coefficient de corrélation entre y et t est calculé par :

( ) ( )∑

∑

=

=

−−

−−=

n

0i

2

i

2

i

n

0iii

t,y

yytt

)yy)(tt(

r

avec 0 ≤ ry,t ≤ 1

Le modèle linéaire est convenable lorsque r > 0,85. Dans le cas contraire, il faut

essayer d'autres modèles permettant d'avoir un coefficient qui tend vers 1.

c. Le modèle exponentiel

La fonction exponentielle de développement est y(t) = eat.eb ou bien ln[y(t)]=at + b

en supposant que la variation de y par rapport au temps soit proportionnelle à y(t), c'est-à-dire :

dydt = a y(t).

La vitesse de développement a et la valeur initiale de y sont déterminées par les

équations suivantes :

∑∑

−−−

=)tt(

)tt)(yLn y(Lna

i

ii

tayLnb −=

avec ∑=i

iyLnn

1yLn et ∑=

iit

n

1t .



Le coefficient de corrélation est cette fois-ci :

( ) ( )∑

∑

=

=

−−

−−=

n

0i

2

i

2

i

n

0iii

t,yLn

yLnyLntt

)yLnyLn)(tt(

r

avec 0 ≤ rLny,t ≤ 1

Le modèle exponentiel comme celui de linéaire est de même valable lorsque

rLn y,t ≥ 0,85.

d. Calculs de prévision proprement dits

Rappelons que nous nous intéressons aux valeurs des trafics de l'an 2015 et 2025 qui

sont des années correspondant à 10 et 20 à partir de 2005, l'année supposée où le projet commence.

En tenant compte des données du trafic passé de 1992 à 2001 et en utilisant les

méthodes de calcul de prévision précédentes, nous allons alors estimer les trafics selon le type du

réseau. Les tableaux suivants montrent les données existantes et celles projetées.

Trafic de mouvements des avions

- pour le réseau national

Tableau 12 : Mouvements des Avions du Réseau National de 1992 à 2001

Année 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Nombre de mouvement 4 642 5 835 6 008 6 375 6 216 6 886 7 353 8 384 8 514 8 163


D’après calculs, on a :

x = 1996,5 ;y = 6837,6 ; yLn = 8,81

ry,t = 0,958

ry,lnt = 0,951.

On observe que ry,t>ry,lnt et ry,t>0,85, donc le modèle linéaire est ici meilleur et

l'équation de la projection est : y = 399,55x-790867.



D'où les prévisions consignées dans le tableau suivant.

Tableau 13 : Prévision des Mouvements des Avions du Réseau National de 2005 à 2025

Année 2005 2015 2025 Nombre de mouvement 10 234 14 229 18 225

- pour le réseau régional

Tableau 14 : Mouvements des Avions du Réseau Régional de 1992 à 2001

Année 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Régional 1 096

1 264 1 332 1 439 1 330 1 526 1 751 1 755 1 749 1 845


x = 1996,5 ; y = 1508,7 ; yLn = 7,306

ry,t = 0,960 et ry,lnt = 0,955

On observe que ry,t>ry,lnt et ry,t > 0,85, donc on choisit le modèle linéaire.

L'équation est : y = 81,11x -160 425,6

Tableau 15 : Prévision des Mouvements des Avions du Réseau Régional de 2005 à 2025


- pour le réseau international

Tableau 16 : Mouvements des Avions du Réseau International de 1992 à 2001

Année 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 International 508 501 538 547 574 641 879 1 046 1 128 1 211


x = 1996,5 ; y = 757,3 ; yLn = 6,571

ry,t = 0,936

ry,lnt = 0,951

Ces deux modèles sont valables mais le modèle exponentiel est meilleur, d'où

l'équation correspondante :



Ln(y)=0,111x -215,553

Tableau 17 : Prévision des Mouvements des Avions du Réseau International de 2005 à 2025


Trafic passagers


Tableau 18 : Nombre de Passagers du Réseau National de 1992 à 2001

Année 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Nombre de passagers

167 124 207 155 255 454 271 467 292 654 321 310 316 277 345 616 351 799 348 098


x = 1996,5 ; y = 287695,4 ; yLn = 12,54

ry,t = 0,952

ry,lnt = 0,922

ry,t > ry,lnt

donc le modèle linéaire est bon et l'équation correspondante est :

y = 19 728,303x -39 099 861,6

Tableau 19 : Prévision du Nombre de Passagers du Réseau National de 2005 à 2025

Année 2005 2015 2025 Nombre de passagers 455 386 652 669 849 952


Tableau 20 : Nombre de Passagers du Réseau Régional de 1992 à 2001


79 634 97 978 98 602 100 687 109 020 120 473 131 639 126 069 134 632 131 988


x = 1996,5 ; y = 113072,2 ; yLn = 11,623

ry,t = 0,956

ry,lnt = 0.946

ry,t > ry,lnt donc le modèle linéaire est choisi et l'équation correspondante est :



y = 5875,2x –11616764,6

Tableau 21 : Prévision du Nombre de Passagers du Réseau Régional de 2005 à 2025

Année 2005 2015 2025 Nombre de passagers 163 011 221 763 280 515


Tableau 22 : Nombre de Passagers du Réseau International de 1992 à 2001


71 949 76 132 88 425 97 514 102 633 131 652 155 461 194 970 203 916 218 150


x = 1996,5 ;y = 134080,2 ; yLn = 11,728

ry,t = 0,974

ry,lnt = 0,988

On constate qu'avec le modèle exponentiel on a une grande corrélation et le predictor est :

Ln(y)=0,136x –260,296

Tableau 23 : Prévision du Nombre de Passagers du Réseau International de 2005 à 2025

Année 2005 2015 2025 Nombre de passagers 394 861 1 542 316 6 024 241

Trafic frets


Tableau 24 : Frets en Tonnes du Réseau National de 1992 à 2001

Année 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Frets en tonnes 1 186 1 359 1 718 1 769 1 753 1 938 1 822 1 748 1 812 1 851


x = 1996,5 ; y = 1695,6 ; yLn = 7,426

ry,t = 0,753

ry,lnt = 0,748



Les deux valeurs des corrélations obtenues sont inférieures à 0,85 donc les deux

modèles ne sont pas valables. Mais remarquons que l'épidémie de choléra de 1999 a fait chuter

considérablement le fret. Donc, pour avoir une bonne projection des données, en suivant la logique

du graphique, nous allons considérer seulement les années 1992 à 1998.

D'où :

ry,t = 0,882

ry,lnt = 0,872

ry,t > 0,85 et ry,t > ry,lnt on prend alors le modèle linéaire et le predictor est :

y = 110,750x –219296,964

Tableau 25 : Prévision de Frets en Tonnes du Réseau National de 2005 à 2025

Année 2005 2015 2025 Frets en tonnes 2 757 3 864 4 972


Tableau 26 : Frets en Tonnes du Réseau Régional de 1992 à 2001

Année 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Frets en tonnes 1 282 1 716 2 116 2 516 3 050 4 116 4 416 3 651 4 407 4 108


x = 1996,5 ; y = 3137,8 ; yLn = 7,974

ry,t = 0,921

ry,lnt = 0,917

ry,t > ry,lnt, donc le modèle linéaire est bon et l'équation correspondante est :

y = 355,83x-707277,4

Tableau 27 : Prévision de Frets en Tonnes du Réseau Régional de 2005 à 2025

Année 2005 2015 2025 Frets en tonnes 6 162 9 721 13 279


Tableau 28 : Frets en Tonnes du Réseau International de 1992 à 2001

Année 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001



Frets en tonnes 4 954 5 624 5 763 5 015 5 200 5 508 6 661 8 009 8 397 9 278


x = 1996,5 ;y = 6440,9 ; yLn = 8,746

ry,t = 0,875

ry,lnt = 0,876

ry,lnt > ry,t

donc le modèle exponentiel est meilleur et l'équation correspondante est :

Ln(y)=0,067x –124,445

Tableau 29 : Prévision de Frets en Tonnes du Réseau International de 2005 à 2025

Année 2005 2015 2025 Frets en tonnes 11 077 21585 42 061

2.6. Récapitulation

Les résultats issus des calculs de prévisions pour les trafics aériens précédents sont

récapitulés dans les Tableaux 30, 31 et 32 suivants.

Tableau 30 : Trafic de Mouvements des Avions de 2005 à 2025

Année 2005 2015 2025 réseau national

10 234 14 229 18 225

réseau régional 2 198 3 009 3 820

réseau international 1 839 5 595 17 021

Tableau 31 : Trafic passagers de 2005 à 2025

Année 2005 2015 2025 réseau national 455 386 652 669 849 952

réseau régional 163 011 221 763 280 515

réseau international 394 861 1 542 316 6 024 241



Tableau 32 : Trafic frets en tonnes de 2005 à 2025

Année 2005 2015 2025 réseau national 2 757 3 864 4 972

réseau régional 6 162 9 721 13 279

réseau international 11 077 21585 42 061


L'aérodrome d'Ivato est le plus grand aéroport de Madagascar, vu qu'il est situé dans

la Capitale et qu'il reçoit le plus de quantités de trafics par rapport aux 11 principaux aérodromes

sur les 57 existants à Madagascar.

D'après l'étude des trafics, quelques événements nationaux en 1995-1996 et 2002 ont

beaucoup affecté les quantités de trafics aériens. Ce qui nous a conduit à ne considérer que les suites

de données sûres pour le calcul des prévisions.

L'analyse des trafics aussi nous a révélé que les trafics extérieurs s'accroissent

rapidement par rapport à ceux intérieurs car ils augmentent de façon exponentielle, ce qui signifie

que nos relations avec l'étranger s'amplifient de tout temps et que les étrangers s'intéressent

beaucoup à notre Pays.

L'introduction du Boeing 747-400 est donc à envisager car dans les années à venir, la

capacité des avions que nous possédons actuellement deviendrait insuffisante pour écouler les

trafics de frets et de passagers dans des conditions rapides et économiques et aussi de développer

l'ouverture vers différents pays du monde entier. La nécessité de réhabilitation et d'aménagement,

notamment la piste d'envol, est évidente.

Partie II

ETUDES TECHNIQUES

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato page 36

_______________________________________________________________________________________________

Partie II Chapitre I : Théorie sur le Dimensionnement des Chaussées aéronautiques

Chapitre I

THEORIE SUR LE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSEES AERONAUTIQUES

1.1. Généralités

1.1.1. Définition d'une chaussée aéronautique

On appelle chaussée aéronautique toute surface spécialement aménagée, revêtue ou

non, sur sol ou sur un ouvrage pour le stationnement ou la circulation des aéronefs et les engins de

manutention existants dans l'aérodrome.

Les spécificités des chaussées d'aérodrome vis-à-vis des chaussées routières sont

essentiellement caractérisées par :

• d'une part, la différence du flux du trafic routier et l'aéronautique. La route est dimensionnée

par un volume de trafic total d'ordre de 105 à 107 véhicules tandis que les pistes se serviront pour 102 à

103 mouvements ;

• d'autre part, pour les aérodromes importants, les charges à supporter sont largement

supérieures à la charge routière, pouvant aller jusqu'à 10 fois plus contraignante que l'essieu de 13 T.

1.1.2. Structures des chaussées aéronautiques

Une chaussée comporte en général de haut en bas :

• une couche de surface composée d'une couche de roulement et éventuellement d'une couche

de liaison ;

• une couche de base ;

• une couche de fondation ; et

• éventuellement une couche de forme ou sous-couche.

La couche de surface doit supporter les agressions de surface sans dégradation

rapide, à savoir :

• résister aux actions tangentielles susceptibles de provoquer un glissement des couches ;


_______________________________________________________________________________________________


• résister aux efforts d'arrachement des granulats ;

• résister aux efforts dynamiques susceptibles de briser les granulats puis libérer du liant ;

• résister au fluage ;

• transmettre de très fortes pressions ; et

• imperméabiliser la chaussée.

La couche de surface doit également présenter des bonnes caractéristiques

fonctionnelles : rugueuse et unie.

Pour la chaussée aéronautique, les deux structures suivantes sont souvent adoptées :

• structure souple ;

• structure rigide.

a. Chaussée souple

Une chaussée souple est constituée par des couches inférieures (couche de base et

couche de fondation) réalisées à l'aide des matériaux souples. Pour cette chaussée, on accepte des

déformations au passage des charges et une limitation des pressions sur la couche de fondation et

aux plates-formes.

En chaussée aéronautique, deux types de structures sont possibles suivant les figures

ci-dessous.

Figure 5 : Types de Structures de Chaussée

Le sol support est caractérisé par son indice portant CBR qui caractérise sa résistance

aux déformations.

Béton bitumineux

Grave naturelle

Sol

Grave bitume

Béton bitumineux

Grave naturelle

Sol


_______________________________________________________________________________________________


b. Chaussée rigide

Une chaussée rigide est constituée d'une couche de roulement et une couche de base

réalisée en béton de ciment et une couche de fondation en béton maigre. On peut schématiser la

structure comme le montre la Figure 6 suivante.

Figure 6 : Chaussée Rigide

La couche de roulement et la couche de base sont réalisées avec des dalles de béton

rectangulaires qui sont reliées entre elles par des joints.

La couche de fondation peut être réalisée avec les matériaux suivants : béton maigre

ou grave naturelle ou graves traitées aux liants hydrauliques. Elle doivent :

• résister à l'abrasion ;

• être insensible à l'eau ;

• garantir la résistance au pompage qui est un phénomène selon lequel les efforts des charges

en coin de dalle érodent la fondation et créent des particules fines. Ces dernières, en présence d'eau mise

sous pression par le fléchissement de la dalle, sont rejetées en surface au droit des joints. Tout ceci

entraîne par la suite des formations de cavité, sources de fatigue accélérée de la structure.

L'épaisseur habituelle attribuée à la couche de fondation est de 20 cm. Le sol support

est caractérisé par son module de réaction qui représente la résistance du sol sous l'effet d'une

plaque.

Les chaussées rigides comportent des joints qui se répartissent selon trois catégories :

• joints de retrait-flexion : pour éviter le phénomène de retrait hydraulique qui se traduit par

des fissures transversales régulièrement espacées il est nécessaire de scier le béton sur 1/5 de l'épaisseur

Béton de ciment

Sol

Fondation


_______________________________________________________________________________________________


de la dalle à distance régulière ;

• joints de construction :

- longitudinaux : joints séparant deux bandes adjacentes de bétonnage. Les transferts sont

assurés par un dispositif de type sinusoïdal auquel on peut éventuellement adjoindre des fers

de liaison ou des goujons ;

- transversaux : joints d'arrêt de répandage. Les transferts de charge sont assurés par un

goujonnage. Dans la mesure du possible, on essaie de faire correspondre un joint transversal

de construction avec un joint de retrait-flexion ;

• joints de dilatation : ce sont des joints transversaux de 30 mm de largeur environ, destinés à

éviter que les dilatations thermiques des dalles ne s'accompagnent de poussées sur les dalles adjacentes.

Ils sont nécessaires aux intersections de pistes ou aux jonctions de piste avec les bretelles et le long des

caniveaux.

Les différents types de joints et leurs dispositions constructives sont présentés en

Annexe IV, Figure 2.

1.1.3. Différentes sortes et méthodes de dimensionn ement

On distingue deux sortes de dimensionnement des chaussées aéronautiques :

• dimensionnement d'une chaussée neuve ;

• dimensionnement d'un renforcement.

Le renforcement de la chaussée consiste en une mise en oeuvre d'une surépaisseur de

la couche de roulement d'une chaussée existante en vue d'adapter les aires de mouvement à de

nouveaux appareils plus contraignants ou afin de remédier à des insuffisances de portance. On peut

distinguer 2 méthodes de renforcement :

• renforcement souple lorsqu'il s'agit d'une mise en oeuvre d'une couche à base d'enrobé ;

• renforcement rigide lorsqu'il s'agit d'une mise en oeuvre d'une couche en dalle de béton.

Pour dimensionner une chaussée, deux méthodes sont applicables :

• méthode forfaitaire ;

• méthode optimisée.


_______________________________________________________________________________________________


1.2. Dimensionnement des chaussées aéronautiques ne uves

1.2.1. Dimensionnement forfaitaire

a. Principe

Le dimensionnement forfaitaire ne tient compte qu'un seul type d'avion. Il permet de

calculer l'épaisseur d'une chaussée en fonction d'une charge normale de calcul P'' obtenue à partir de

la charge réelle pondérée P' avec un nombre réel des mouvements journaliers n donnés.

Le trafic moyen pris en compte est de 10 mouvements par jour pendant 10 ans.

Une chaussée sera donc calculée pour 36 500 mouvements d'avions.

La correction repose sur une relation entre les couple (P',n) où P' est la charge réelle

pondérée, n le nombre d'application en mouvements réels par jour pendant 10 ans et le couple

(P'',10) où P'' est la charge normale de calcul (par définition, appliquée 10 fois par jour)

CT'P=''P

avec CT = 1,2 – 0,2 log n

P' = k P, où P est la charge appliquée sur atterrisseur et k un coefficient de pondération des

aires tel que :

k = 1 pour piste d'envol, bretelle et voie de circulation

k = 0,7 pour accotement

k = 1,2 pour aire de stationnement.

Remarques :

- La formule de P'' précédente n'est valable que pour une durée de vie de dix ans dans la

chaussée étudiée. Pour une autre durée, il convient de ramener à 10 ans. Pour cela, on utilise la

formule :

10T.

nρ=

où T : durée de service de la chaussée


_______________________________________________________________________________________________


ρ : nombre des mouvements pendant T ans.

- La valeur du coefficient de correction CT est telle que :

0,8 ≤ CT ≤ 1,2 les coefficients 0,8 et 1,2 correspondent respectivement à l'hypothèse

minimale de 1 mvt/j et à l'hypothèse maximale de 100 mvt/j. Quand le nombre de mouvements sort

de ces limites, il est recommandé d'utiliser le dimensionnement optimisé.

- On utilise la méthode du dimensionnement forfaitaire lors :

• de l'étude d'un aérodrome sur lequel évolue un type d'avion qui est nettement le plus

contraignant ;

• des dimensionnements des chaussées rigides (la précision de la méthode est généralement

suffisante) ;

• des études préliminaires en l'absence des prévisions fiables de trafics.

Le procédé algorithmique à suivre pour trouver la charge normale de calcul est :

Données de trafic sur l'aire considérée

Pondération selon la fonction d'aire

Conversion de la charge P' considérée à n mouvements par jour pendant 10 ans en une charge équivalente P'' pour 10 mouvements par jour pendant 10 ans

Utilisation des abaques ou formules de dimensionnement pour l'atterrisseur considéré

b. Dimensionnement forfaitaire d'une chaussée souple

Le dimensionnement des chaussées souples utilise la méthode CBR pour des charges

isolées, un procédé permettant de convertir la charge sur un atterrisseur quelconque en une charge

sur une "Roue Simple Equivalente" (RSE).

P : charge réelle

n : mouvements réels par jour pendant 10 ans

P' : charge réelle pondérée

n : mouvements réels par jour pendant 10 ans

P'' : charge normale de calcul pour 10

mouvements réels par jour pendant 10 ans

Epaisseur de la chaussée


_______________________________________________________________________________________________


La RSE à un atterrisseur est la roue simple fictive qui produirait la même action

(contrainte verticale ou contrainte de cisaillement ou déformation) maximale que produit

l'atterrisseur à une profondeur z donnée dans le massif de Boussinesq considéré.

b1. Détermination de l'épaisseur de la chaussée par la méthode CBR

Le principe de la méthode CBR est basé sur l'assimilation de sol support et de la

chaussée à un massif semi-fini, homogène, isotrope de type Boussinesq en retenant le critère de la

contrainte verticale σz au niveau du sol support.

La formule CBR permet de calculer l'épaisseur e de chaussée pour laquelle est

admissible le contrainte verticale produite par une charge P appliquée 10 000 fois avec une pression

q uniformément repartie sur l'aire circulaire de rayon a. La formule est :

−

+−=32

q

CBRlog473,0

q

CBRlog426,2

q

CBRlog.013,5231,4

q2,10

Pe

Si 20q

CBR < , on peut écrire

−=q32

1

CBR57,0

1Pe

avec

q : pression de gonflage des pneumatiques en MPa ;

P : RSE en kg

e : exprimée en cm, représente une épaisseur équivalente pour un massif homogène

constitué par un matériau de référence (grave non traitée, concassée et bien graduée et de module

d'élasticité E = 500 MPa).

En réalité, la chaussée est composée de plusieurs couches présentant des qualités

mécaniques très différentes. Par conséquent, on utilise les coefficients d'équivalence en adoptant les

valeurs :

3 ii

500

Ea =

avec

ai : coefficient d'équivalence de couche i


_______________________________________________________________________________________________


Ei : module d'élasticité de couche i en Mpa.

On peut donner les résultats de coefficient d'équivalence dans le tableau ci-dessous.

Tableau 33 : Coefficients d'Equivalence des matériaux

Matériaux ai

Béton bitumineux à module élevé 2,5

Béton bitumineux 2

Enrobé à module élevé 1,9

Grave bitume

1,5 Grave traitée aux liants hydrauliques (ciment laitier, cendres volantes, chaux)

Béton maigre

Grave émulsion 1,2

Grave concassée bien graduée 1

Sable traité aux liants hydrauliques (ciment laitier)

Grave roulée 0,75

Sable 0,5

La structure classique de chaussée souple respecte une règle de croissance des

coefficients d'équivalence du bas vers le haut.

Influence de la couche de forme

Dans le cas où la chaussée contiendrait la couche de forme, l'épaisseur équivalente

comptée au-dessus de la couche de forme est :

12

121

CBRCBR

CBRCBRhhe

+−−=

avec

e: épaisseur équivalente comptée au niveau de la couche de forme (cm)

h1 : épaisseur équivalente comptée au niveau du sol support (cm)

h : épaisseur de la couche de forme (cm)

CBR2 : CBR de la couche de forme

CBR1 : CBR du sol support


_______________________________________________________________________________________________


Figure 7 : Structure de Chaussée Munie d'une Couche de Forme

b2. Détermination de la roue simple équivalente RSE

Il existe deux méthodes pour déterminer la RSE.

Méthode généralisée de BOYD & FOSTER

La méthode de BOYD & FOSTER est applicable aux avions équipés d'atterrisseurs

dont l'espacement est suffisamment grand pour que l'action de chaque atterrisseur puisse être

considérée isolement. On considère alors une géométrie des empreintes des pneus et on sait son

centre de gravité.

On appelle roue de référence celle la plus proche du centre de gravité. Soient :

- S ou SD : la distance de centre à centre séparant cette roue de référence de la roue la plus

éloignée

- d : la plus petite distance mesurée intérieurement des deux empreintes voisines,

la répartition des charges dans le sol est illustrée par la figure ci-dessous.

Figure 8 : Répartition des Charges dans le Sol


_______________________________________________________________________________________________


Une bonne approximation qui résulte des considérations théoriques et expérimentales

consiste à admettre que :

• à une profondeur 2d<z , chaque roue agit isolément.

• à une distance 2S ou 2SD, la pression est la même que celle résultant de l'action d'une seule

roue supportant la totalité de la charge de l'atterrisseur.

• entre 2d et 2S ou 2SD, la pression au sol est égale à celle due à une roue simple supportant

une charge unique RSE comprise entre p et Pat (charge sur une roue et charge sur atterrisseur) qui peut

être déterminée en admettant que log(RSE) varie linéairement avec log (z). Littéralement, on peut

donner les formules suivantes :

d

S4log

vlog

PRSES2ouS2zpour

avecS2

zPRSES2ouS2z

2

dpour

pRSE2

dz0pour

atD

atD =α

=≥

=≤≤

=≤≤α

Avec

RSE : la roue simple équivalente (kg)

Pat = v.p : charge sur atterrisseur (kg)

v : nombre des pneumatiques sur un atterrisseur

p : charge sur une roue (kg)

S : voie du train des roues jumelées (cm)

ST : empattement (cm)

2T

2D SSS += : distance entre les centres des aires de contact des roues diagonales (cm)

z : profondeur (cm)

Types d'atterrisseurs

Il existe différents types d'atterrisseurs : roue simple, jumelage, tandem, boggie et

configurations complexes.


_______________________________________________________________________________________________


Figure 9 : Types d'Atterrisseurs

JUMELAGE BOGGIE TANDEM

q

p26,0Sd −=

q

p437,0Sd −=

CONFIGURATIONS COMPLEXES

q : pression de gonflage des pneumatiques (MPa) d et S (cm).

La variation de la RSE en fonction de la profondeur z et la charge p peut être

interprétée par la courbe suivante.


_______________________________________________________________________________________________


La profondeur est déterminée à partir de la formule de Boussinesq ci-dessous :

adm,z22

3

z

za

z1q σ≤

+−=σ

en résolvant, on a :

3

2

z

3

1

z

q11

q1

az

σ−−

σ−

=

avec

q : pression de gonflage (MPa)

a : rayon de surface de contact de roue (cm)

σz : contrainte verticale de calcul (MPa)

σz,adm : contrainte admissible du sol support (MPa)

z : profondeur (cm)

Méthode du CORPS OF ENGINNERS

Si le train d'atterrissage est tel que SD défini comme précédemment n'est pas petit par

rapport à la distance entre atterrisseur (la voie), la méthode de BOYD & FOSTER n'est pas

applicable. Il existe une autre méthode du CORPS OF ENGINNERS qui est utilisable. Ses

fondements théoriques ne sont cependant pas différents de la méthode de BOYD & FOSTER. Le

critère retenu pour la détermination de la RSE est celui de la déflexion verticale du sol support. Le

principe se repose sur la théorie de Boussinesq qui établit la déflexion produite en un point par une

Charge sur

Charge sur


_______________________________________________________________________________________________


charge P répartie uniformément sur l'aire d'un cercle de rayon a avec une pression q. Le coefficient

de déflexion f est donné en Annexe I, Tableau 4.

Pour un groupe de v roues identiques (charge P, rayon a, pression q), la déflexion

totale en un point quelconque s'écrit :

∑∑∑===

===v

1ii

v

1ii

v

1ii f

E

a.q

E

a.qfww

La charge Ps de la roue simple de même rayon a et de pression qs qui produirait la

même déflexion W dans l'axe du point est telle que :

E

a.qfW s= avec

S

S2

q.

Pa

π= ,

d'où :

p

p

f

f

q

q S

v

1ii

S ==∑

= .

Par la suite, d'après la définition de RSE, on a :

f

f

f

f

pRSE m

v

1ii

==∑

= .

Pour déterminer fm et f, il faut suivre la procédure suivante et prise à différentes

profondeurs pour tracer un diagramme complet de variation de la RSE avec la profondeur :

a) des valeurs multiples d'un rayon sont choisies ;

b) divers emplacements en plan sont fixes et la déflexion est calculée pour chacun d'eux.

Il est nécessaire de choisir au moins un point dans l'axe de chacune des charges et au centre de gravité

plus quelconque points intermédiaires choisis judicieusement ;

c) les coefficients fi sont recherchés. Ils correspondent aux différentes roues de

l'atterrisseur pour l'emplacement envisagé. Les coefficients fi sont additionnés ;

d) le calcul est renouvelé pour les différents emplacements choisis en b) et le coefficient

fm est déterminé : il s'agit de la valeur maximale de la somme déterminée en d) trouvée sur l'ensemble


_______________________________________________________________________________________________


des emplacements testés ;

e) pour la profondeur envisagée, le coefficient f pour une roue simple isolée est calculé.

Cette roue a une aire de contact égale à celle d'une des roues de l'atterrisseur ;

f) la RSE est déterminée par la formule :

f

fR m=


_______________________________________________________________________________________________


c. Dimensionnement forfaitaire d'une chaussée rigide

Pour dimensionner une chaussée rigide, il est nécessaire de déterminer les

paramètres de calculs suivants :

• la contrainte admissible de traction à la flexion du béton de ciment

• la portance du sol support ;

• le trafic.

c1. Contrainte admissible de traction à la flexion

Les chaussées rigides sont mobilisées en traction par flexion sous l'effet des charges

appliquées sur la dalle. L'objectif du dimensionnement est de déterminer une épaisseur réelle de

telle sorte que la contrainte maximale induite par les charges soit inférieure ou égale à la contrainte

admissible σo.

La contrainte admissible σo est la contrainte de rupture du béton de ciment mesurée à

90 jours, divisée par un coefficient de sécurité CS fonction de la qualité du dispositif de transfert de

charge :

CS0σ

=σ

CS = 1,8, si le dispositif de transfert de charge est efficace

CS = 2,6, si le dispositif de charge est déficient

c2. Portance du sol support

La mesure de portance du sol support est effectuée au moyen d'un essai de plaque de

Westergaard pratiqué in situ sur le sol compacté à 95 % de l'OPM tous les 5000 m2.

C'est à partir de cet essai qu'on obtient le module de réaction du sol support ou

module de Westergaard K exprimé en MN/m3.

c3. Le trafic

Le trafic attendu peut être considéré par un ensemble de couple (P1,N1), (P2,N2), ...

(Pi,Ni),


_______________________________________________________________________________________________


où

Pi est la masse de l'aéronef et

Ni le nombre de mouvements réels de l'aéronef i à la masse Pi.

La pondération des charges et la correction du nombre de mouvement sont toujours à

appliquer.

Ainsi, en se fixant à priori l'épaisseur de la couche de fondation, l'épaisseur de la

dalle de béton sera calculée à l'aide des abaques propres à chaque type d'avion sachant les

paramètres ci-dessus. Le module de réaction K doit être corrigé en fonction de l'épaisseur

équivalente de la couche de fondation. (Voir Annexe III, Abaque 1).

1.2.2. Dimensionnement optimisé

Le dimensionnement optimisé permet de calculer une épaisseur de chaussée en

considérant plusieurs types d'avions à leurs fréquences et charges respectives et pour une durée de

vie donnée.

La méthode présente l'avantage de convertir les mouvements réels de chacune des

charges et atterrisseurs réels considérés en mouvements équivalents de mêmes "charges de

référence".

Deux couples (charges et atterrisseurs, nombre de mouvements) sont équivalents

quand ils produisent la même fatigue (chaussée et sol support).

La procédure suivante a pour but de déterminer l'épaisseur équivalente totale

(chaussée souple) ou l'épaisseur réelle de la dalle en béton (chaussée rigide) :

a. Pondération des charges selon la fonction de l'aire

b. Tous les modèles d'avions sont recensés :

- deux modèles du même avion sont considérés comme différents si les caractéristiques de

leurs atterrisseurs sont différentes (nombre de roues, pression de gonflage,…)

- plusieurs charges réelles Pij peuvent être considérées par modèle (i) avec leur nombre de

mouvements réels nij et sont transformés en charges réelles pondérées P'ij pour tenir compte


_______________________________________________________________________________________________


de la fonction de l'aire.

c. En vue d'un calcul par itération, une épaisseur initiale est choisie, épaisseur équivalente totale

(chaussée souple) ou épaisseur réelle de dalle de béton (chaussée rigide) :

- pour chacun des avions paraissant le plus contraignant, il convient de calculer

l'épaisseur qui lui serait nécessaire en appliquant la méthode du dimensionnement forfaitaire ;

- la plus grande des épaisseurs ainsi obtenues, majorées de quelques centimètres,

fournit en général une épaisseur initiale assez proche de la valeur définitive.

d. pour chaque modèle d'avion (i), on détermine la charge admissible Poi correspondant à

l'épaisseur choisie ;

e. pour chaque modèle d'avion (i), les nij mouvements réels de chaque charge réelle pondérée P'ij

sont convertis en n'ij mouvements équivalents à la charge admissible Poi. Pour cela, pour chaque modèle

d'avion et chaque charge P'ij :

- le rapport oi

ijijP'PR = est calculé avec :

Rij ≤ 1,2 : pour les aires de stationnement

Rij ≥ 1,5 : pour les autres aires

Si les valeurs sont dépassées, le calcul est recommencé à la séquence c. avec une

épaisseur initiale majorée.

- le coefficient de conversion Noi,j des mouvements réels est donné par :

Noi,j = 105(Rij-1)

- le nombre des mouvements équivalents est n'ij = nij × Noi,j

f. Le trafic équivalent est la somme des mouvements équivalents de tous les modèles d'avions

n'ij .Si le trafic équivalent est sensiblement inférieur à 36 500, l'épaisseur essayée est trop importante

(sur-dimensionnement) et le calcul doit être repris depuis la séquence c. avec une épaisseur plus petite.

Par contre, si le trafic équivalent est sensiblement supérieur à 36 500, l'épaisseur

essayée est insuffisante (sous-dimensionnement) et le calcul doit être repris depuis la séquence c.

avec une épaisseur plus grande.

Il est obligé de ne pas descendre au-dessous d'un pas d'itération de 1 cm pour les

chaussées rigides et de 2 cm pour les chaussées souples pour ne pas perdre la précision maximale

qu'il convient d'attendre d'un calcul de dimensionnement optimisé.


_______________________________________________________________________________________________


g. des itérations sont ainsi effectuées jusqu'à ce qu'on trouve une épaisseur telle que le trafic

équivalent soit le plus proche possible de 36 500 et on adopte l'épaisseur trouvée.

Remarque importante :

Les 36 500 mouvements équivalents (trafics cumulés) pour lesquels est dimensionnée la

chaussée sont équivalents à 10 mouvements équivalents (trafics quotidiens) par jour pendant 10 ans.

Donc on a deux choix de calcul d'épaisseur dans la méthode optimisée :

1- si on se base des trafics cumulés, il faut vérifier la condition "la somme des mouvements

équivalents de tous les modèles d'avions soit inférieure ou égale à 36 500" ;

2- si on se base des trafics quotidiens, il faut vérifier la condition : "la somme des

mouvements équivalents de tous les modèles d'avions soit inférieure ou égale à 10".

Dans les calculs des dimensionnements optimisés qui suivent, nous prenons le second

choix.

1.3. Renforcement des chaussées

1.3.1. Généralités

Pour une chaussée souple ou chaussée rigide, il est possible de prévoir un

renforcement souple ou rigide. Mais, le choix doit tenir compte :

• les coûts de construction et d'entretien ;

• les objectifs de gestion des chaussées ;

• les conditions locales d'approvisionnement en matériaux ;

• les délais d'exécution et des possibilités de phasage des travaux ;

• les perturbations apportées à l'exploitation de l'aérodrome pendant le chantier ;

• du climat...

Par conséquent :

• sur les chaussées souples, les renforcements sont pratiquement toujours réalisés avec une


_______________________________________________________________________________________________


structure souple compte tenu des facilités de phasage et d'utilisation des chaussées après exécution d'une

partie des travaux. Le renforcement par une structure rigide est rarement employé ;

• sur les chaussées rigides qui sont difficiles à renforcer, les renforcements souples sont

préférables aux renforcements rigides.

1.3.2. Renforcement des chaussées souples

a. Renforcement souple

L'épaisseur du renforcement est déterminée par la différence entre l'épaisseur

équivalente nécessaire obtenue par le dimensionnement d'une chaussée neuve et l'épaisseur

équivalente de la chaussée existante. La détermination de l'épaisseur de la chaussée existante tient

compte les deux remarques suivantes :

• d'une part, les coefficients d'équivalence des couches des chaussées doivent être corrigés en

fonction de leur état réel ;

• d'autre part, le coefficient d'équivalence d'une couche de chaussée à un niveau donné ne

pourra être supérieur au coefficient d'équivalence de la couche rapportée au-dessus. C'est-à-dire, on

respecte la croissance de coefficient d'équivalence de la couche la plus basse jusqu'à la couche la plus

haute.

b. Renforcement rigide

Lorsqu'une chaussée souple est renforcée par une dalle de béton, elle n'intervient

dans le calcul qu'en tant que couche de fondation dont on calculera son épaisseur équivalente et

sachant le module de réaction K du sol support, l'épaisseur de la dalle de béton est déterminée de la

même façon qu'en dimensionnement des chaussées rigides.

1.3.3. Renforcement des chaussées rigides

a. Renforcement souple

L'épaisseur équivalente de matériaux enrobés de renforcement est calculée par la

formule suivante :


_______________________________________________________________________________________________


e = 3,75 (F.ht-h)

où

e : épaisseur équivalente de matériaux enrobés (cm)

h : épaisseur de la dalle existante en cm

ht : épaisseur théorique de la dalle équivalente en cm calculée à l'aide des abaques (Voir

Annexe III, Abaque 2)

F : coefficient de réduction de l'épaisseur ht calculé en fonction du module de réaction K de

la couche sur laquelle repose la dalle (voir Annexe III, Abaque 1).

L'épaisseur équivalente de renforcement ne doit pas être inférieure à 25 cm.

b. Renforcement rigide

L'épaisseur de renforcement de la dalle est fournie par la formule :

4,1 4,14,1tR h.Chh −=

dans laquelle :

hR : épaisseur en cm

ht : épaisseur théorique d'une dalle neuve, déterminée en fonction de la contrainte

admissible du nouveau béton et du module de réaction corrigé de la fondation existante en cm

h : épaisseur de la dalle de béton existante en cm

C : coefficient tenant compte de la qualité de la chaussée existante :

- C = 1 pour une chaussée en bon état

- C = 0,75 pour une chaussée présentant quelques fissures d'angles mais pas de

dégradations généralisées

- C = 0,35 pour une chaussée entièrement fragmentée.

La formule ci-dessus est valable seulement lorsque la dalle de renforcement est

appliquée directement sur la chaussée existante. Mais dans le cas où une couche de matériaux est

interposée (enrobés) entre deux dalles, par exemple dans le but de reprofiler la chaussée existante,

l'épaisseur du renforcement est calculée par la formule :

22tR h.Chh −=


_______________________________________________________________________________________________


1.4. Méthode de vérification des contraintes

1.4.1. Modèle tricouche

La méthode de vérification se porte sur une chaussée tricouche qu'on peut représenter

par le schéma ci-après.

Figure 10 : Modèle Tricouche

avec

σzi : contraintes verticales de compression

σri : contraintes radiales de compression ou traction

Ei , hi : module d'élasticité et épaisseur réelle de chaque couche

a : rayon du cercle de charge.

Plusieurs solutions sont proposées pour la vérification de ce modèle mais nous

retiendrons celle de Jones pour des raisons suivantes :

• les hypothèses d'un revêtement supposé être une "couche élastique" et celle d'un contact

rugueux aux interfaces sont plus conformes à la réalité que celle d'un revêtement en "plaque élastique"

et d'un contact lisse aux interfaces ;

• la solution de Jones fournit un plus grand nombre de contraintes que les autres solutions ;

• l'application des tables fournies par Jones est plus rapide que celle résultant des autres

formes de présentations.


_______________________________________________________________________________________________


1.4.2. Conversion d'un système multicouche

Afin de pouvoir appliquer les calculs de vérification pour un système multicouche,

on doit le ramener en un système tricouche en utilisant la formule suivante :

3

1

2a

2b

b

aab

1

1

E

Eh9,0h'h

µ−µ−

×+=

avec

h' : épaisseur équivalente d'une couche supposée unique de module Eb

Eb, µb, hb : module, coefficient de Poisson, épaisseur de la couche inférieure

Ea, µa, ha : module, coefficient de Poisson, épaisseur de la couche supérieure

En prenant µa = µb = 0,5, on a :

3

b

aabE

Eh9,0h'h +=

ou en adoptant le module Ea, on aurait :

3

a

bbaE

Eh9,0h'h +=

Multicouche Tricouche équivalente

En règle générale, on assimilera en une couche unique celles dont les modules sont

les plus voisins.


_______________________________________________________________________________________________


1.4.3. Hypothèses de calculs de solutions de Jones

- Toutes les couches constituant la chaussée, y compris la plate-forme, sont

supposées être parfaitement "élastiques", c'est-à-dire qu'elles obéissent à la loi de proportionnalité

entre les contraintes et déformation ;

- Les contacts aux interfaces sont rugueux ;

- Le poids des couches constituant la chaussée est supposé égal à zéro ;

- La pression exercée par le pneu est supposée répartie sur une aire de contact

circulaire (l'erreur commise en prenant cette dernière hypothèse est négligeable) ;

- Les paramètres de calcul sont :

2

11E

Ek = ;

3

22

E

Ek = ;

2

1h

aA = ;

2

1

h

hH =

Avec

E1 : module élastique du revêtement

E2 : module élastique de la couche intermédiaire

E3 : module élastique de la plate-forme

a : rayon du cercle de charge

h1 et h2 : épaisseurs respectives du revêtement et de la couche intermédiaire.

Les contraintes calculables sont :

σr1 : contrainte horizontale de compression ou de traction à la base du revêtement

σz1 : contrainte verticale de compression au niveau supérieur de la couche intermédiaire

σz1 : contrainte radiale de compression au niveau supérieur de la couche intermédiaire

σr2, σ'r2 : contrainte horizontale de compression ou de traction à la base de la couche

intermédiaire

σz2 : contrainte verticale de compression au niveau supérieur de la plate-forme.

La valeur de ces contraintes est donnée en proportion de la pression de contact q. Les

Tables de JONES permettant de calculer les contraintes à partir des paramètres de calcul sont

présentées en Annexe II, Tables 1 à 8.


_______________________________________________________________________________________________


1.5. Calcul des charges admissibles d'une chaussée par la Méthode ACN/PCN

1.5.1. La méthode ACN/PCN

C'est une méthode pour déterminer la charge admissible pour les chaussées

existantes.

• L'ACN (Aircraft Classification Number) est un nombre calculé pour classifier les aéronefs

selon les caractéristiques de sol et la pression de gonflage du pneumatique de l'avion ;

• Le PCN (Pavement Classification Number) qualifie le type de chaussée en fonction de s

caractéristiques du sol support et de la pression de gonflage. Le PCN utilise les codes consignés dans le

tableau ci-après.

Tableau 34 : Codification du PCN

Types des chaussées R Chaussée rigide

F Chaussée souple

Catégorie de résistance du sol support

A élevée K>120 (K=150) ou CBR>13 (CBR=15)

B moyenne 60≤K<120 (K=80) ou 8≤CBR<13 (CBR=10)

C faible 25≤K<60 (K=40) ou 4≤CBR<8 (CBR=6)

D très faible 0≤K<25 (K=20) ou 0≤CBR<4 (CBR=3)

Catégories de pression des pneus

W élevée q>1,5

X moyenne 1≤q<1,5

Y faible 0,5≤q<1

Z très faible 0≤q<0,5

Méthodes de calcul de chaussée

T évaluation technique

U évaluation faisant appel à l'expérience acquise sur les avions

où

K : le module de réaction du sol support (MN.m-3)

CBR : CBR du sol support

q : la pression des pneus (MPa).


_______________________________________________________________________________________________


1.5.2. Calcul de l'ACN

a. Principe général

Le principe de calcul de l'ACN d'un avion est de rechercher une roue simple

équivalente

• l'épaisseur de la chaussée étant calculée (rigide ou souple)

• la valeur de la charge sur une roue simple isolée, gonflée à la pression standard de

1,25 MPa nécessitant la même épaisseur de chaussée est calculée, et c'est la RSE

• l'ACN est défini par :

500

RSEACN =

avec RSE en kg et ACN sans dimension

b. Cas de chaussée souple

Soient :

e : l'épaisseur équivalente de la chaussée (cm)

q : la pression de gonflage

RSE : roue simple équivalente (kg)

α : un coefficient correcteur d'épaisseur :

=α

=α

=α

roues4pour825,0

roues2pour9,0

roueunepour1

e' = α.e l'épaisseur corrigée.

La roue simple équivalente est donnée par :

q.035,32

1

CBR.5695,0

1

'eRSE

2

−=


_______________________________________________________________________________________________


c. Correction de l'ACN en fonction de la pression

Lorsque la pression effective de gonflage des pneumatiques d'un avion q' est

sensiblement différente de la pression standard q pour laquelle les ACN publiés ont été calculés,

une correction peut être réalisée selon la formule :

q.035,32

1

CBR.5695,0

1

'q.035,32

1

CBR.5695,0

1

ACNACNcorrigé−

−=

avec ACN : valeur calculée avec la pression standard.

1.5.3. Calcul de PCN

Pour une chaussée souple, le calcul approché du PCN se fait comme suit :

• connaissant la constitution de la chaussée, il est possible de calculer directement à l'aide de

la formule CBR, la charge de la roue simple qu'elle est capable de supporter (la pression de gonflage

étant de 1,25 MPa) et par suite,

• le PCN est égal au 1/500è de cette charge exprimée en kg, d'où :

025,0CBR.57,0

1

e

k500

1PCN

2

−×=

avec :

e : épaisseur équivalente de la chaussée ;

k : coefficient de pondération selon la fonction de l'aire ;

CBR : indice portant du sol support.

En général, le PCN calculé ci-dessus n'est pas toujours publiable :

• Si le CBR du sol support est égal à une des valeurs conventionnelles 3, 6, 10 ou 15, on peut

publier le PCN ainsi calculé.

• Si le CBR du sol support est compris entre 3 et 15, mais pas égal à 3, 6, 10 ou 15, le PCN

publié qui, par définition, doit correspondre à l'une de ces valeurs, ne peut être pris égal au PCN calculé.

Il convient alors de calculer le PCN qui, dans la classe de CBR la plus voisine, attribue les mêmes


_______________________________________________________________________________________________


masses admissibles aux avions susceptibles de fréquenter l'aérodrome.

Le schéma de calcul est le suivant :

a) Calcul du PCN comme précédemment ;

b) Choix d'un avion tel que les valeurs extrêmes de son ACN encadrent le PCN

déterminé en a) et appelé à fréquenter l'aérodrome.

Calcul par interpolation entre les valeurs publiées par l'OACI pour les CBR

encadrant le CBR réel, des ACN maximum et minimum pour l'avion choisi ;

c) Calcul de la masse maximale admissible pour l'avion considéré par interpolation

entre les valeurs extrêmes de l'ACN calculées ci-dessus pour une valeur de l'ACN égale au PCN

déterminé en a) ;

d) Calcul de l'ACN correspondant, pour la classe la plus voisine de celle du sol à la

masse calculée en c).


Les deux structures de chaussées rencontrées en chaussées aéronautiques sont la

structure souple et la structure rigide. Elles peuvent être dimensionnées selon deux méthodes : la

méthode forfaitaire et la méthode optimisée.

Le choix de la méthode est basé sur l'évolution des types d'avion et le nombre de

mouvement qu'il pratique quotidiennement. Pour le renforcement d'une chaussée on a également

deux méthodes :

• le renforcement souple et

• le renforcement rigide.

Elles sont applicables aux deux structures mais il faut tenir compte aussi des

contraintes diverses de mise en œuvre.

On peut alors résumer par le tableau suivant les meilleures méthodes à adopter pour

chaque type de dimensionnement et chaque type de structures.


_______________________________________________________________________________________________


Tableau 35 : Choix de la méthode de Dimensionnement

Type de dimensionnement

Nouvelle chaussée Renforcement

Structure de chaussée chaussée souple chaussée rigide chaussée souple chaussée rigide

Méthode forfaitaire utilisable pour tout

Méthode optimisée plus utilisée peu utilisée plus utilisée peu utilisée

Renforcement souple - - préférable praticable

Renforcement rigide - - rare rare


_______________________________________________________________________________________________

Partie II Chapitre II : Etude de renforcement de la piste

Chapitre II

ETUDE DE RENFORCEMENT DE LA PISTE

2.1. Etat des lieux

2.1.1. Dernières interventions sur la chaussée

La chaussée a été renforcée pour la dernière fois en 1992. Il s'agit de la mise en

œuvre d'une nouvelle couche de béton bitumineux de 8 cm d'épaisseur sur l'ancienne couche

d'enrobé dégradée.

Les aires renforcées sont :

• la piste d'envol de longueur 3 100 m et de largeur 45 m ;

• la bretelle centrale avec une largeur de 23 m ;

• la voie de circulation secondaire de longueur 460 m et de largeur 18 m ; et

• l'aire de stationnement sur une surface de 25 000 m2.

La mise en oeuvre de la bande anti-souffle de 7,50 m de part et d'autre de la piste a

été exécutée en 1999.

Actuellement, les aires sont en général en bon état grâce à des entretiens périodiques

effectués par ADEMA.

2.1.2. Sondages

Les derniers sondages effectués par le LNTPB sur les pistes sont ceux juste avant le

renforcement de 1992 pour la piste d'envol.

En 1995, des études géotechniques ont été entreprises sur les zones marécageuses,

du coté sud de la bande de bout de piste du seuil 29 et côté nord de la piste d'envol, dans le but de


_______________________________________________________________________________________________


construire des clôtures et des voies de contrôle de l'aéroport. Ces études ont permis de représenter

les coupes géologiques du terrain (Voir Annexe IV, Figure 4).

En 1999, des sondages ont été effectués sur les bords de la piste en vue de la

réfection des bandes anti-souffle. Les résultats de ces sondages ont montré que les bandes ont

besoin d’une reconstruction totale. Ainsi, le projet a été exécuté et la structure de chaussée choisie

est celle respectant les règles du STBA qui sont décrites dans l’ouvrage "Recommandation pour

l'aménagement des aérodromes devant recevoir le Boeing 747" ;

En septembre 2003, des sondages sur les postes n°1 à 6 des aires de stationnement

ont permis la détermination des PCN de la chaussée. On en a conclu que le sol support de la

chaussée possède une assez bonne portance sur les aires de stationnement et a un PCN égal à

65/F/B/X/U;

D'autres études, récemment effectuées par ADEMA, indiquent aussi que la bretelle

centrale peut recevoir toute sorte de gros porteur, dont le Boeing 747-400 vu qu’elle a un PCN > 64.

Par suite, l’étude de renforcement des chaussées concerne seulement la piste d’envol

car les aires de stationnement et la bretelle centrale ont un PCN plus grand que l’ACN du Boeing

747-400 à charge maximale qui est égal à ACN = 64 ; les accotements sont déjà prévus pour la

réception des Boeing 747 toute série.

Pour l’étude de renforcement de la piste d’envol, nous nous basons sur les résultats

des derniers sondages en rajoutant au-dessus de l’ancienne couche, un renforcement en béton

bitumineux de 8 cm d'épaisseur.

L’étude du sondage sur la piste d’envol a été conduite comme suit :

• la piste a été divisée en 9 bandes parallèles de 5 m d'écartement ;

• 9 sondages ont été effectués sur la piste d’envol.

En tenant compte de ces résultats de sondage et de la mise en oeuvre de la couche de

renforcement, nous allons montrer dans les tableaux des pages suivantes les structures de la

chaussée existante pour la piste d'envol, le PK0 + 000 étant au seuil 29.


_______________________________________________________________________________________________


Tableau 36 : Structure de la Chaussée au PK0 + 040

Matériaux utilisés pour chaque couche Epaisseur (cm)

Béton bitumineux 8

Enrobé 15

TV0/40 50

Sable 10

LAS rouge (CBR 4) ∞


Matériaux utilisés pour chaque couche Epaisseur (cm) Béton bitumineux 8

Enrobé 10

Binder 7

TV0/40 17

TV0/60 18

Sable 5




Béton bitumineux 8

Enrobé 15

Binder 10

TV0/40 à 0/60 35

Sable 8




Béton bitumineux 8

Enrobé 15

Binder 7

TV0/40 43

Sable 10



_______________________________________________________________________________________________




Béton bitumineux 8

Enrobé 17

Binder 9

TV0/40 12

TV0/60 22

Sable 5


Tableau 41 : Structure de la Chaussée au PK2 + 190, Bande n° 5


Enrobé 8

Binder 10

TV0/40 12

TV0/60 20

Sable 5


Tableau 42 : Structure de la Chaussée au PK2 + 190, Bande n° 9


Enrobé 10

TV0/40 40

Sable 5




Enrobé 10

Binder 10

TV0/40 20

TV0/60 15

Sable 5 LAS rouge (CBR 9) ∞


_______________________________________________________________________________________________




Béton bitumineux 8

Enrobé 17

Binder 13

TV0/40 14

TV0/60 20

Sable 8


2.1.3. Récapitulation

On peut distinguer alors 2 structures pour la piste d’envol :

• la Structure de Chaussée I et

• la Structure de Chaussée II

illustrées par les deux tableaux suivants.

Tableau 45 : Structure de Chaussée I


Enrobé 10 à 15

TV0/40 40 à 50

Sable 5 à 10

LAS rouge (CBR 6 à 23) ∞

Tableau 46 : Structure de Chaussée II


Enrobé 8 à 17

Binder 7 à 13

TV0/60 32 à 43

Sable 5 à 10



_______________________________________________________________________________________________


2.2. Détermination des paramètres de calcul

2.2.1. Choix de l'avion critique

L'avion critique pour le dimensionnement de la piste est celui le plus contraignant.

C'est donc le Boeing 747-400 de type 4, dont ses caractéristiques sont mentionnées par le Tableau

47 suivant.

Tableau 47 : Caractéristiques du Boeing 747-400

Avion

Masse

maximale

et

minimale

(kg)

Pourcentage

de charge sur

atterrisseur

principal

ACN pour chaussée rigide

de résistance K (MN/m3)

ACN pour chaussée souple

de résistance

Elevée

K=150

Moyenne

K= 80

Faible

K= 40

Ultra-

faible

K=20

Elevée

CBR= 15

Moyenne

CBR= 10

Faible

CBR=6

Très faible

CBR=3

B747-400 395986

176901 23,40

53

19

63

21

75

25

95

29

57

21

64

22

79

25

101

32

Le nombre de mouvement estimé pour le B747-400 est de 1 mouvement par jour

pendant 10 ans.

Caractéristiques des atterrisseurs :

• pression de gonflage des pneus : 1,38 MPa

• type boggie, avec 4 roues :

S = 1,12 m

ST = 1,47 m

2T

2D SSS += = 1,848 m

q

p26,0Sd −=


_______________________________________________________________________________________________


Figure 11 : Atterrisseur Type Boggie

Sachant que le pourcentage de la charge sur atterrisseur principal (boggie) est de 23,4

%, la charge réelle appliquée est donc Pat = 0,234 ×396 = 92,67 T et celle appliquée sur une roue

est égale à :

P = 92,67/4 = 23,16 T.

La surface de contact des roues est supposée circulaire de rayon a.

Avec q.Paπ

= et sachant q = 1,38 MPa =138 T/m2

d'où a = 23,12 cm.

2.2.2. Caractéristiques des chaussées

a. Contraintes admissibles

La contrainte radiale admissible σr ,adm est en générale de l'ordre de 2,5 MPa.

Les contraintes verticales admissibles sont :

• Pour la structure I, σz,adm = 0,12 MPa

• Pour la structure II, σz,adm = 0,15 MPa

(Source : LNTPB)


_______________________________________________________________________________________________


b. Calcul des épaisseurs équivalentes des chaussées

Tableau 48 : Epaisseur Equivalente de Chaussée Structure I

PISTE Epaisseur moyenne

(cm) Coefficient

d'équivalence Epaisseur équivalente

(cm)

Béton bitumineux 8 2 16

Enrobé 12,5 1,8 25

Tout Venant 45 1 45

Sable 7,5 0,5 3,75

eeq tot 87,25

CBR du sol support = 6 à 23

Tableau 49 : Epaisseur Equivalente de Chaussée Structure II

PISTE Epaisseur moyenne

(cm) Coefficient

d'équivalence Epaisseur équivalente

(cm)

Béton bitumineux 8 2 16

Enrobé 12,5 1,8 25

Binder 10 1,8 20

Tout Venant 37,5 1 37,5

Sable 7,5 0,5 3,75

eeq tot 97,75

CBR du sol support = 5 à 26

2.3. Dimensionnement des chaussées

2.3.1. Conduite de l'étude

Dans un premier temps, nous allons montrer que la piste d’envol a besoin d'un

renforcement pour recevoir le B747-400, en comparant l'ACN de l'avion et le PCN des chaussées

par la méthode ACN/PCN.

Ensuite, nous avons à dimensionner la chaussée souple en utilisant la méthode

forfaitaire. Le matériau pour renforcement choisi est le béton bitumineux, de coefficient


_______________________________________________________________________________________________


d'équivalence égal à 2.

2.3.2. Calcul de ACN et PCN

Rappelons que :

−=

025.0CBR57,0

1

e

k500

1PCN

2eq

et ACN est lu dans le Tableau 47 (Caractéristiques du B747-400), en fonction de sa

masse (396 tonnes) et du CBR du sol support.

Le coefficient de pondération est k = 1 pour la piste.

- Pour la Structure I :

CBR = 6 et eeq = 87,25 cm, d'où PCN = 57

- Pour la Structure II :

CBR = 5 et eeq = 97,75 cm, d'où PCN = 59.

Pour une masse maximale de 396 T, le Tableau 47 donne :

- pour un CBR = 6, ACN = 79

- pour un CBR = 3, ACN = 101.

Par interpolation, pour CBR = 5, on a ACN = 87

On en conclut que les PCN < ACN, la chaussée ne supporte plus le B747-400 à sa

masse maximale, d'où la nécessité de renforcement.

2.3.3. Dimensionnement forfaitaire

En utilisant la méthode des abaques, le poids sur l'atterrisseur P est :

P = 396 × 0.234 = 92,67 T


_______________________________________________________________________________________________


a. Correction de P

k = 1 pour la piste

P' = kP = 92,67 T

b. Correction du nombre de mouvement

P'' = P'/CT

CT = 1,2 - 0,2.log(n)

n = 1 ; CT = 1,2

P'' = 77,22 T

En utilisant l'abaque d'épaisseur équivalente pour chaussée souple pour un B747-400

type 4,

P'' = 77,22 T

avec CBR = 5, on a : eeq totale = 107 cm

avec CBR = 6, on a : eeq totale = 95 cm.

En choisissant le béton bitumineux comme matériau de renforcement, avec un

coefficient d'équivalence a =2, on a l'épaisseur réelle de renforcement :

a

tetanexisetotaleee

qeq

réelle

−=

Structure I : eq existante = 97,75 cm,

d'où eréelle = (107-97,75)/2 = 4,63, soit 5 cm ;

Structure II : eq existante = 87,25 cm,

d'où eréelle = (95-87,25)/2 = 3,88, soit 4 cm .

On prend alors eréelle = 5 cm.


_______________________________________________________________________________________________



L’épaisseur du béton bitumineux à mettre en œuvre pour le renforcement et la

structure de chaussée est résumée dans le tableau de la page suivante.

Tableau 50 : Epaisseur du Béton Bitumineux et Nouvelle Structure de la Chaussée

Aire Epaisseur de BB Nouvelle structure

Piste 5 5BB + 8BB + 12,5EB + 45TV + 7,5S

5BB + 8BB + 12,5EB + 10BD + 37,5TV + 7,5S

Légende :

BB : béton bitumineux BD : Binder S : Sable EB : enrobé TV : Tout venant

2.4. Vérification des contraintes

Pour pouvoir appliquer la méthode de JONES, les structures des chaussées doivent

être de modèle tricouche. Les modules d'élasticité de chaque matériau sont consignés dans le

tableau ci-dessous.

Tableau 51 : Modules d'Elasticité de chaque matériaux

Matériaux Module d'élasticité E (bars)

BB

25 000 EB

BD

TV 4 000

S 2 300

Sachant que les modules du BB, EB et BD sont égaux (25 000 bars), on les assimile

à une couche unique pour avoir les structures qui sont récapitulées dans le Tableau 52 de la page

suivante.

Le module E et le coefficient d’équivalence a pour la plate-forme sont calculés en

fonction du CBR, et on a ainsi :


_______________________________________________________________________________________________


- pour la structure I : CBR = 5 ⇒ E = 50.CBR = 250 ; a = (E/500)1/3 = 0,36

- pour la structure II : CBR = 6 ⇒ E = 300 ; a = (E/500)1/3 = 0,39.

Tableau 52 : Conversion du Modèle Multicouche en Modèle Tricouche

Modèle multicouche Modèle tricouche équivalent Piste : (structure I)

(5+8+12,5)BB + 45TV + 7,5S + Plate-forme

Couches Epaisseur (cm) Module E (bars)

Couche 1 25,5 25 000

Couche 2 50,6 4 000

Couche 3 infinie 250

Piste : (structure II)

(5+8+12,5+10)BB + 37,5TV + 7,5S + Plate-

forme

Couches Epaisseur (cm) Module E (bars)

Couche 1 35,5 25 000

Couche 2 43,1 4 000

Couche 3 infinie 300

Les paramètres de calculs sont alors calculés, sachant le rayon du cercle de charge

(a = 23,12 cm) et la pression des pneus (q = 1,38 MPa).

Tableau 53 : Paramètres de Calcul pour la Vérification des Contraintes

2

11E

Ek =

3

22

E

Ek =

2

1h

aA =

2

1

h

hH =

Piste (structure I) 6,25 16,00 0,4570 0,5040 Piste (structure II) 6,25 13,34 0,5365 0,8237

Ainsi, les contraintes verticale et radiale calculées après 190 interpolations, et

exprimées en MPa pour chaque structure sont les suivantes :

• Piste (structure I) :

- σz = 0,04741 MPa

- σr = 0,94208 Mpa

• Piste (structure II) :

- σz = 0,05804 MPa

- σr = 0,75222 MPa.


_______________________________________________________________________________________________


Ainsi :

σz = 0,04741 MPa < σz,adm = 0,12 MPa

σz = 0,05804 MPa < σz,adm = 0,15 MPa

σr = 0,94208 MPa < σr,adm = 2,5 MPa

σr = 0,75222 MPa < σr,adm = 2,5 MPa

Toutes les contraintes sont vérifiées, la couche de béton bitumineux de 5 cm pour

renforcement est à adopter.


D'après la comparaison de l'ACN et du PCN des aires, il est clair que la piste d'envol

a besoin d'un renforcement car la chaussée ne supporte plus le Boeing 747-400 à la masse maximale

de 396 T. Les renforcements seront alors réalisés avec du béton bitumineux pour la piste d’envol et

l’épaisseur réelle de renforcement à considérer est de 5 cm.


_______________________________________________________________________________________________

Partie II Chapitre III : Etude de prolongement de la piste

Chapitre III

ETUDE DE PROLONGEMENT DE LA PISTE

3.1. Généralités

3.1.1. But de l'étude

Le Boeing 747-400 est encore pénalisé en charge pour qu'il puisse atterrir et décoller

sur l'aérodrome d'Ivato vu sa masse très grande (396 T). Il exige, à des conditions atmosphériques

standards, les longueurs de base suivantes :

• une longueur de décollage de 3 320 m ; et

• une longueur d'atterrissage de 2 130 m ;

Or la piste d'envol de l'aéroport d'Ivato ne dispose que de 3100 m de longueur de

roulement utilisable au décollage, avec un prolongement dégagé de 60 m, soit au total 3 160 m de

distance de décollage utilisable. Cette longueur est déjà insuffisante, sans calculer la vraie longueur

de piste adaptée au Boeing 747-400 correspondante aux conditions géographiques et

météorologiques locales.

La pénalisation de l'avion est donc confirmée, mais le grand problème est

l’impossibilité du décollage en pleine charge. C'est pourquoi l'étude du projet de prolongement de la

piste est nécessaire et l'avion critique le plus contraignant est le B747-400.

Les buts de l'étude sont donc :

• de calculer la longueur de prolongement de la piste d'Ivato pour que le Boeing 747-400 en

pleine charge puisse y atterrir et décoller ;

• de concevoir un ouvrage de prolongement de la piste supportant les diverses contraintes

engendrées par le Boeing 747-400 à sa masse maximale de 396 T.


_______________________________________________________________________________________________


3.1.2. Choix du côté à prolonger

La piste d'Ivato est orientée de 11/29 par rapport au nord magnétique. Le seuil 11 se

trouve à l'ouest de la piste, et de ce coté on observe :

• une route revêtue dégradée qui coupe l'axe de la piste ;

• un terrain présentant une grande dénivellation par rapport au niveau de la piste ;

• divers instruments de radionavigation qui aident les avions à l'approche et à l'atterrissage

(feux lumineux, ILS,...) s'étendant sur 1 000 m de longueur par rapport au bout de piste ;

• des maisons d'habitation et des surfaces qui sont des propriétés privées.

Du coté du seuil 29, c'est-à-dire à l'Est de la piste, se trouve le grand lac qui s'étend

vers le Nord. (Voir plan de masse de la piste prolongée en Annexe VIII, Plan 1).

Il est ainsi préférable de rallonger la piste vers l'Est, car de ce coté :

• les terrains sont plats, donc loin des obstacles ;

• on gagne une grande surface pour la conception de l'ouvrage de prolongement ;

• les dépenses sont moindres. En effet, l'extension vers l'Ouest rencontre diverses contraintes

:

- un grand réaménagement des infrastructures et superstructures pour les câbles et tuyau de

transport d'électricité, diverses installations pour radionavigation et balisages lumineux ILS,

VOR, feux de signalisations, etc. ;

- la déviation de la route existante, donc création de nouveaux tracés ou creusement d'un

tunnel ;

- un grand aménagement du relief du terrain et des recours aux expropriations.


_______________________________________________________________________________________________


3.1.3. Définitions des distances d'une piste

a. Prolongement d'arrêt

Un prolongement d'arrêt est, comme son nom l'indique, une surface rectangulaire

aménagée en prolongeant la piste et qui sert à interrompre le roulage d'un avion qui voudrait

s'arrêter alors qu'il vient d'accélérer et de dépasser la distance de roulement utilisable..

La surface des aires pour ce prolongement doit présenter alors une rugosité suffisante

pour augmenter le frottement pneu-chaussée.

L'aménagement d'un prolongement d'arrêt n'est pas obligatoire et elle a la même

largeur que la piste à laquelle il est associé. Pour la piste d'Ivato, le prolongement d'arrêt n'existe

pas.

b. Prolongement dégagé

C'est l'aire rectangulaire définie, au sol ou sur l'eau, choisie ou aménagée de manière

à constituer une aire convenable au-dessus de laquelle un avion peut exécuter une partie de la

montée initiale jusqu'à une hauteur spécifiée.

Le prolongement dégagé commence à l'extrémité de la longueur de roulement

utilisable au décollage. Sa longueur ne doit pas dépasser la moitié de la longueur de roulement

utilisable au décollage.

Pour la piste d'Ivato, un prolongement dégagé d'une distance de 60 m est aménagé du

coté du seuil 29 car presque les décollages et les atterrissages se font dans le sens 11 vers 29.

c. Distances déclarées d'une piste

Le terme "distances déclarées" désigne l'ensemble des quatre distances ci-après qui

caractérisent une piste donnée, et représentées par le schéma de la page suivante.


_______________________________________________________________________________________________


1. Distance utilisable pour l'accélération-arrêt (ASDA)

C'est la distance de roulement utilisable au décollage, augmentée de la longueur du

prolongement d'arrêt, s'il y en a un. Si un avion qui vient de décoller voudrait s'arrêter à cause d'une

panne technique (moteurs tombant en panne soudainement par exemple), il s'agit alors d'une

accélération-arrêt.

2. Distance utilisable à l'atterrissage (LDA)

C'est la longueur de piste déclarée comme étant utilisable et convenant pour le

roulement au sol d'un avion à l'atterrissage.

3. Distance utilisable au décollage (TODA)

C'est la distance de roulement utilisable au décollage, augmentée de la longueur du

prolongement dégagé, s'il y en a un.

4. Distance de roulement utilisable au décollage (TORA)

C'est la longueur de piste déclarée comme étant utilisable et convenant pour le

roulement au sol d'un avion au décollage.

Figure 12 : Distances Déclarées d'une Piste

Remarques :

- Lorsque le seuil n'est pas décalé, on a LDA = TORA ;

- Lorsqu'il n'existe pas de prolongement d'arrêt, on a TORA = ASDA ;

seuil décalé

TORA

ASDA

TODA

LDA

Prolongement dégagé (CWY)

Prolongement d'arrêt (SWY)

seuil Piste d'envol


_______________________________________________________________________________________________


- Lorsqu'il n'y a ni prolongement d'arrêt ni prolongement dégagé, on a TORA = ASDA =

TODA = longueur de la piste ;

- Lorsque la distance de décollage utilisable et la distance accélération-arrêt utilisable sont

égales (TODA=TORA), leur valeur commune est appelée longueur de piste équivalente.

Pour la piste d'Ivato, le prolongement d'arrêt est néant, le prolongement dégagé est de

60 m et le seuil n'est pas décalé, d'où la distance déclarée :

• Distance d'atterrissage utilisable (LDA) : 3 100 m

• Longueur de roulement utilisable au décollage (TORA) : 3 100 m

• Distance d'accélération-arrêt utilisable (ASDA) : 3 100 m

• Distance de décollage utilisable (TODA) : 3 160 m

3.2. Calcul de la longueur de prolongement de la pi ste

3.2.1. Introduction

La longueur de prolongement d'une piste est obtenue par la différence entre la

longueur totale de piste exigée par l'avion et la longueur de la piste existante.

Plusieurs facteurs influent sur le calcul de la longueur de piste d'un aérodrome :

• le type, les caractéristiques, et les performances de l'avion critique qui va y atterrir ;

• l'altitude de l'aérodrome ;

• la température de l'air ;

• l'humidité ;

• la pression de l'air au niveau de l'aérodrome ;

• la pente de l'aérodrome.

Les organismes internationaux à l'aviation ont déjà établi des longueurs de référence

de la piste correspondant à la catégorie de l'aérodrome et ramenées aux conditions standards

(altitude nulle, humidité nulle, pente nulle, vent nul, température moyenne = 15° C, pression atmo-

sphérique = 1 013,25 mbar).


_______________________________________________________________________________________________


De même, ils ont proposé des formules approchées pour la détermination de la

longueur réelle de piste qui consiste en une détermination des coefficients correcteurs à appliquer à

la longueur de base requise par l'avion critique.

En outre, les concepteurs d'avions offrent toujours des fiches techniques, des abaques

de calcul et même des logiciels sur ordinateur à leur client. Ce sont les meilleurs moyens permettant

de calculer des distances de base nécessaires à l'atterrissage ou au décollage de l'avion car ils sont

spécifiques de l'avion.

Notons que les méthodes de calcul proposées par les organismes sont limitées car

dans certaines conditions, on ne peut plus les appliquer car les résultats obtenus risquent de ne plus

être économiques. Par conséquent, on est obligé de recourir aux abaques propres à l'avion.

3.2.2. Calcul de la longueur de piste

a. Méthode approchée ou analytique

Soit L0 la longueur de base de la piste, c'est la longueur ramenée aux conditions

standards qui varie suivant le type d'avion. On applique ensuite à L0 des coefficients de corrections

de longueur de piste pour tenir compte du fait que les conditions réelles d'utilisation de la piste sont

différentes de celles auxquelles correspond la longueur de base.

IBRA a défini alors les 3 coefficients de corrections suivants :

* Correction de l'altitude N1

300

h3h7N 11

+=

avec

h : altitude moyenne de l'aérodrome, en m

h1 : excédent positif de h sur 1 200 m

h1 = h –1 200 si h>1 200 m

h1 = 0 si h ≤ 1 200 m.


_______________________________________________________________________________________________


* Correction de température N2

N2 = 0,7 t1 + 0,3t2 + t3

avec

t1 = T – t,

où

T : température de référence de l'aérodrome c'est-à-dire la température moyenne maximale

quotidienne du mois le plus chaud (le mois le plus chaud étant celui pour lequel la température

moyenne mensuelle est la plus forte)

t = 15 - 0,0065 h

h : altitude moyenne de l'aérodrome en m

15° C est la température atmosphérique standard et 0,0065° C.m-1 le gradient thermique en

atmosphère.

t2 : excédent de T sur t + 10 :

t2 = T - (t + 10) si T > t + 10

t2 = 0 si T ≤ t + 10

t3 : excédent de T sur t + 20 :

t3 = T - (t + 20) si T > t + 20

t3 = 0 si T ≤ t + 20.

* N3 correction de pente

N3 = 7p où p est la valeur absolue de la pente moyenne de la piste en % et calculée

en divisant la différence d'altitude entre les deux extrémités de la piste par sa longueur.

Ainsi, la longueur réelle de la piste L est :

+

+

+=100

N1

100

N1

100

N1LL 321

0

Cette formule est valable seulement lorsque la correction cumulée d'altitude et de

température ne dépasse pas 35 %, c'est-à-dire 35,1100

N1

100

N1 21 ≤

+

+

Lorsque cette condition n'est pas vérifiée, il faut recourir à la méthode de calcul de

longueur de piste expliquée dans le paragraphe suivant.


_______________________________________________________________________________________________


b. Autre méthode

Une autre méthode plus précise que la précédente est possible, il s'agit de la lecture

d’abaques ou le calcul à l'aide des logiciels conçus spécialement pour chaque type d'avion. Cette

méthode tient également compte des facteurs météorologiques et géographiques comme dans la

première méthode, et en plus, des performances réelles de l'avion.

Citons d'autres exemples de paramètres qui entrent dans le calcul :

• Le type et la puissance du moteur de l'avion ;

• Sa masse maximale au décollage ;

• Le centre de gravité de l'appareil ;

• L'existence du conditionnement d'air au décollage ;

• L'angle de braquage du volet de sustension de l'appareil.

Notons que plus le niveau de l'aérodrome au niveau de la mer et la température sont

élevés, plus la longueur de piste nécessaire augmente.

c. Calcul de la longueur de prolongement de la piste

Pour le calcul de prolongement de la piste d'envol de l'aéroport d'Ivato, en se servant

des données publiées par l'ASECNA et en choisissant l'avion critique nous avons les hypothèses de

calculs suivantes :

• Avion critique : Boeing 747-400 type 4. D'après la fiche technique du B747-400 type 4, sa

distance de décollage nécessaire est L0 = 3 310 m et c'est la longueur de base ;

• Altitude de l'aérodrome : h = 1279 m

• Température de référence : T = 23,4° C

• Pente moyenne de la piste : p = 0,77 %

Les coefficients de correction correspondants sont :

- Pour l'altitude

On a h >1200 m donc h1 = 1279 - 1200 = 79 m

N1 = 300

79 3 279 1 7 ×+×, soit N1 = 30,63


_______________________________________________________________________________________________


- Pour la température

T = 23,4° C

t = 15 - 0,0065 × 1279 = 6,68

t1 = 23,4 - 6,68 = 16,72.

On a : T > t + 10 = 16,68 d'où t2 = 23,4 - 16,68 = 6,72

T < t + 20 = 26,68, donc t2 = 0.

Ainsi, N2 = 0,7 × 16,72 + 0,3 × 6,72 + 0 = 13,72

Vérification :

+

+=

+

+100

72,131

100

63,301

100

N1

100

N1 21 = 1,48 > 1,35

On constate qu'il y a un dépassement de 13 % et la condition n'est pas vérifiée.

D'après l'étude effectuée par ADEMA - AIR MADAGASCAR, le calcul de la

longueur de prolongement du B747-200, qui est encore contraint de décoller à charge réduite de

338 T au lieu de 362 T, en utilisant les abaques, a donné les résultats dans le tableau suivant.

Tableau 54 : Longueurs de Piste en Fonction de la Masse Maximale au Décollage de l'Avion

Longueur de piste (m) 3 600 3 800 4 000 4 115

Masse maximale au décollage (T) 346,3 353,4 360,7 362

Donc, pour une masse maximale de 362 tonnes, avec la longueur actuelle de la piste

d'envol, le prolongement nécessaire est 4 115 – 3 100 m, soit 1 015 m pour le B747-200.

Ces calculs sont effectués en tenant compte des paramètres cités dans les méthodes

précédentes. Mais pour le B747-400, l'abaque nécessaire pour le calcul du prolongement n'est pas

encore en possession de la compagnie. Donc, nous nous servons des résultats de calcul de

prolongement pour le B747-200 afin d'estimer la longueur de prolongement correspondant pour le

B747-400.


_______________________________________________________________________________________________


Remarquons que :

• Ce sont la charge et la masse d'un avion qui marquent les principales performances d'un

avion influant sur la longueur des pistes, à part ses propriétés aérodynamiques, sans oublier les

conditions locales de l'endroit où se trouve la piste.

• Plus la charge d'un avion augmente, plus il exige une longueur de piste élevée ; et

• Plus la puissance du moteur est grande, plus l'avion peut décoller sur une piste moins

longue ;

En comparant les performances de deux versions de B747, on peut établir le tableau

ci-après.

Tableau 55 : Comparaison des Performances du B747-400 et du B747-200

Type d'avion Poussée du moteur (kg)

Longueur de décollage nécessaire (m)

Masse maximale au décollage

(T) B747-400 26 304 3 320 396

B747-200 23 500 3 190 362

Le tableau montre que :

• La puissance du moteur du B747-400 est atteinte en majorant celle du B747-200 de 12 % ;

• La masse maximale du B747-400 n'est qu'une majoration de 9 % de celle du B747-200 ;

• A des conditions normales, la longueur de décollage du B747-400 est le plus de 130 m du

B747-200.

Donc, si un B747-200 à une poussée de 23 500 kg, avec une masse maximale de

362 T exige une longueur de prolongement de 1 015 m à des conditions locales. En faisant des

interpolations, on a pour le B747-400 :

• de 396 T un prolongement de 1 110 m ;

• d'une puissance de 26 304 kg un prolongement de 1 136 m.

En mettant en corrélation la masse et la puissance, et pour plus de sécurité, nous

avons proposé ainsi une longueur de prolongement de 1 140 m pour la piste d'envol d'Ivato.


_______________________________________________________________________________________________


3.3. Caractéristiques géométriques de la chaussée à prolonger

Le prolongement de la piste dans le lac nous oblige à créer une nouvelle structure de

chaussée donc une bonne connaissance des règles de conception et de dimensionnement d'une piste

avec ses bandes est essentielle.

Nous allons donc voir dans les paragraphes qui suivent, les règles recommandées

pour la conception des chaussées aéronautiques et aussi l'étude d'aménagement des chaussées

devant recevoir un Boeing 747 du manuel du STBA.

3.3.1. Piste

a. Longueur réelle

La longueur à prolonger calculée précédemment à partir du seuil 29, est de 1 140 m,

donc la longueur réelle de la chaussée (distance de roulement utilisable au décollage) pour le B747-

400 est de 4 240 m.

b. Largeur

La largeur de piste ne doit pas être inférieure à la dimension spécifiée dans le tableau

suivant.

Tableau 56 : Dimension de la Largeur de Piste

Chiffre de code Lettre de code A B C D E

1(*) 18 m 18 m 23 m - - 2(*) 23 m 23 m 30 m - - 3 30 m 30 m 30 m 45 m - 4 - - 45 m 45 m 45 m

(*) La largeur d’une piste avec approche de précision ne devrait pas être inférieure à 30 m lorsque le chiffre de code est 1 ou 2.

On a déjà vu que le code de référence de l'aérodrome d'Ivato est 4E, la largeur

minimale de la piste doit être alors 45 m pour la nouvelle chaussée. Pour avoir une uniformité de


_______________________________________________________________________________________________


largeur avec l'ancienne piste, on prend toujours une largeur de 45 m pour la nouvelle piste.

c. Pente

La pente longitudinale obtenue en divisant la somme des niveaux maximal et

minimal le long de l'axe de la piste par la longueur de la piste, ne devrait pas dépasser de 1 %

lorsque le chiffre de code est 3 ou 4. Pour la nouvelle piste, on prend une pente inférieure à 1 %.

La pente transversale retenue est celle spécifiée dans le Chapitre I, Notion de Base

Aérienne : pour la chaussée bétonnée, elle est de 1 % et pour la chaussée souple, 1,5 %.

3.3.2. Accotements

a. Largeur

Les réacteurs extérieurs du B747-400 étant situés à 21,18 m de l'axe de l'avion, ils se

trouvent très près du bord de la chaussée lorsque l'avion est sur la piste.

Compte tenu des vitesses et des températures très élevées du souffle des réacteurs (de

l'ordre de 500 km/h et de 100° C respectivement), des dispositions sont à prendre pour la protection

des accotements et de l'extrémité de piste :

• Il faut prévoir une protection des accotements (ou bande anti-souffle) de piste de 7,50 m de

largeur de part et d'autre de la piste de 45 m ;

• Pour éviter des dégradations aux extrémités de piste dues aux souffles des réacteurs à la

puissance maximale de décollage, le sol doit être revêtu sur une longueur de 20 m et sur une largeur de

54 m au minimum.

Un soin particulier doit être apporté au raccordement avec la piste, sans oublier une

dénivelée franche de 2 cm pour éviter la prise au souffle du revêtement.


_______________________________________________________________________________________________


b. Pente

Au raccordement d’un accotement et de la piste, la surface de l’accotement doit être

de niveau avec la surface de la piste et la pente transversale de l’accotement ne doit pas dépasser

2,5 %.

c. Résistance

Les accotements de piste doivent être traités ou construits de manière à pouvoir

supporter le poids d’un avion qui sortirait de la piste sans que cet avion subisse de dommages

structurels.

3.3.3. Bandes

Il est recommandé par l'OACI, qu’une bande s’étende en amont du seuil et au-delà

de l’extrémité de la piste ou du prolongement d’arrêt jusqu’à une distance d’au moins :

• 60 m lorsque le chiffre de code est 2, 3 ou 4 ;

• 60 m lorsque le chiffre de code est 1 et s’il s’agit d’une piste aux instruments ;

• 30 m lorsque le chiffre de code est 1 et s’il s’agit d’une piste à vue.

Autant que possible, toute bande à l’intérieur de laquelle une piste avec approche de

précision devra s’étendre latéralement, sur toute sa longueur, jusqu’au moins :

• 150 m lorsque le chiffre de code est 3 ou 4 ;

• 75 m lorsque le chiffre de code est 1 ou 2

de part et d’autre de l’axe de la piste et du prolongement de cet axe.

Pour la nouvelle chaussée, par souci d'économie, nous allons adopter une largeur de

bande de 75 m de part et d'autre du prolongement de l'axe de la chaussée et une bande de 60 m au-

delà de l'extrémité de piste.

3.3.4. Raquette d'extrémité

Au seuil 29 de la nouvelle chaussée, l'aménagement d'une raquette est nécessaire

pour qu'un avion puisse faire demi-tour. Les caractéristiques géométriques d'une raquette

d'extrémité sont décrites en Annexe IV, Figure 1.


_______________________________________________________________________________________________


3.3.5. Aire de sécurité d'extrémité de piste

Une aire de sécurité de 90 m sera mise en place à l'extrémité de la bande de piste.


Les caractéristiques géométriques de la nouvelle chaussée à concevoir peuvent se

récapituler comme suit :

• piste d'envol

- Longueur : 1 140 m

- Largeur : 45 m

- Pente longitudinale : 1 ‰

- Pente transversale :

* pour chaussée rigide : 1 %

* pour chaussée souple : 1,5 %

• bandes

- bande de bout de piste, longueur : 60 m

- bandes de piste, largeur : 75 m par rapport l'axe de la piste, pente transversale : 1 %

- bandes anti-souffle (accotement), largeur : 7,50 m, pente transversale 2,5 %

• raquette

même dimensions que la raquette décrite en Annexe IV, Figure 1.

• accotement

même disposition que celle proposée par le STBA en Annexe IV, Figure 3,

Le profil en long de la nouvelle piste d'envol est présenté en Annexe VIII, Plan 2.


_______________________________________________________________________________________________


3.4. Etude du Lac

3.4.1. Historique

Le choix de l'implantation de l'aérodrome d'Ivato ne bénéficie pas seulement des

caractéristiques géographiques, topographiques et météorologiques de la région, mais aussi de

l'existence d'une étendue d'eau au coté seuil 29 de la piste. En effet, dans le cas où l'avion

dépasserait la longueur de piste utilisable au décollage en cas de défaillance technique, l'eau amortit

le choc et empêche l'avion de prendre feu.

Autrefois, la partie Est de la piste était une plaine de basse altitude, favorable aux

cultures, car elle retient les eaux de pluies déversées par le bassin versant concerné.

Une digue a été alors aménagée sur le coté sud, dans le but :

• de créer un lac artificiel ;

• d'acheminer les câbles électriques reliant les instruments de navigation aérienne (VOR) à

l'Est de la piste et le bloc technique de l'aéroport ;

• d'irriguer les différentes zones de culture voisines.

• de créer un chemin joignant la partie Est et la partie Ouest.

Actuellement, le lac est exploité par le groupement des pêcheurs FMMKA

(Fikambanan'ny Mpanarato Miray ao Amin'ny Kaominina Ambatolampy) et géré par la Commune

Rurale d'Ambatolampy.

3.4.2. Description du lac

Le lac s'étend sur une superficie de 3,5 km2 environ, avec une profondeur moyenne

de 2,6 m et retient en moyenne 9 100 000 m3 d'eau.

Le lac, dénommé "Marais d'Ivato", est circonscrit dans la commune rurale

d'Ambatolampy. Il recouvre la partie Est et la partie Nord de l'aérodrome d'Ivato et est séparé du lac

dit "Marais de Laniera" par la digue citée plus haut. Le plan de situation du lac est présenté en


_______________________________________________________________________________________________


Annexe VIII, Plan 1.

3.4.3. Caractéristiques hydrogéologiques

Le lac est un bassin artificiel alimenté en eau par les pluies. Pendant la période des

pluies, le niveau maximal de l'eau atteint 4 m au-dessus du fond du lac et n'est que de 1,20 m en

saison sèche.

Vu son immense étendue et la vitesse du vent d'Est non négligeable, les mouvements

des eaux sont importants et les vagues peuvent entraîner la détérioration des ouvrages bordant les

chaussées.

Les sondages effectués par LNTPB en 1995 sur les zones marécageuses du coté sud

de la bande du seuil 29 et du coté nord de la piste d'envol peuvent donner des indications sur la

géologie des couches terrestres environnantes, principalement celles du fond du lac (Voir Annexe

IV, Figure 4).

Ces sondages ont abouti aux résultats suivants, après corrélation entre les résultats

pénétrométriques et la coupe du sol :

• de 0 à 3 m de profondeur, par rapport à la surface : une couche argileuse très molle ;

• à partir de 3 m de profondeur : couche argilo-sableuse de résistance de pointe moyenne et

croissante en profondeur.

Le profil en long de la nouvelle chaussée prolongée au niveau du terrain naturel et

dans le lac est présenté en Annexe VIII, Plan 2.

3.5. Etude de conception de la nouvelle chaussée

3.5.1. Choix de la structure de la nouvelle chaussé e

On distingue deux types de structures possibles d'une piste d'aérodrome :

• chaussée souple ;


_______________________________________________________________________________________________


• chaussée rigide.

Les deux structures se distinguent par :

• les matériaux de chaque couche de la chaussée et leur mise en oeuvre ;

• la durée de service minimale : 10 ans pour la chaussée souple et 20 ans pour la chaussée

rigide ;

• le coût et la rentabilité.

Afin d'avoir deux variantes du projet nous allons donc considérer ces deux types

pour le dimensionnement de la nouvelle chaussée.

3.5.2. Paramètres des avions

D'après des relevés annuels des données concernant le nombre de rotation des avions

sur la piste d'envol de l'aérodrome d'Ivato, obtenus auprès du Service de la Statistique d'ADEMA, et

étalés sur 10 ans, nous avons observé les répartitions des mouvements des avions selon leur type

dans le tableau suivant.

Tableau 57 : Mouvements des Avions Selon leur Type

Type d'avions Nombre de mouvement hebdomadaire

Nombre de mouvement quotidien (arrondi)

Boeing 747-200 4 1

Boeing 767 8 2

Airbus 340 5 1

Airbus 319 4 1

Boeing 737 40 6

ATR42 29 5

DHT 24 4

HS748 7 1

B727 1 1

Source : Service de la Statistique d'ADEMA.

Pour le dimensionnement optimisé, nous ne prenons en compte que les avions gros

porteurs qui sont plus contraignants pour la chaussée, dont le Boeing 747-200, le Boeing 767,


_______________________________________________________________________________________________


l'Airbus 340 et en y ajoutant le B747-400 d'un mouvement par jour.

Les caractéristiques de ces avions sont montrées dans le tableau suivant.

Tableau 58 : Caractéristiques des Avions Gros Porteurs

Avion

Masse maximale

et minimale

(kg)

Pour-centage

de charge sur

atterrisseur principal

Pression des pneus

(MPa)

ACN pour chaussée rigide de résistance K (MN/m3)

ACN pour chaussée souple de résistance

Elevée K=150

Moy-enne

K= 80

Faible K= 40

Ultra-faible K=20

Elevée CBR=

15

Moy-enne

CBR= 10

Faible CBR=6

Très faible

CBR=3

B747-400 395986

176901 23,40 1,38

53 19

63 21

75 25

95 29

57 21

64 22

79 25

101 32

B747-200 352 893 172 886

23.6 1,37 46 19

54 21

64 24

73 28

50 21

55 22

67 24

88 31

A340-300 271 000 129 400

37,7 1,37 30 31

38 31

69 35

81 41

61 32

65 34

76 38

103 48

B767-300 159 600 85 700

46,3 1,21 39 18

45 20

53 23

62 27

42 20

45 21

58 23

76 30

3.5.3. Paramètres des chaussées

La conception de la nouvelle chaussée est divisée en 2 phases :

1. Prolongement sur terrain (bande et aire de sécurité de l'ancienne piste) de 200 m

de longueur à partir de l'ancien seuil 29 ;

2. Prolongement dans le lac de 1 090 m de longueur, dont 940 m de chaussée et

150 m de « bande + aire de sécurité ».

Le plan de masse du prolongement de la piste figure en Annexe VIII, Plan 1.

Les différentes couches proposées pour la nouvelle chaussée à prolonger, sont de

haut en bas, récapitulées en Annexe I, Tableau 3 et Annexe VIII, Plan 6.

Hypothèses :


_______________________________________________________________________________________________


* Chaussée souple

La chaussée est conçue dans le lac sur une plate-forme en enrochement, de résistance

élevée, CBR = 20 et au niveau du terrain, sur une plate-forme en matériau meuble de CBR = 10.

* Chaussée rigide

Le béton a une contrainte à la rupture par flexion mesurée à 90 jours de

ft90 = 5,6 MPa ;

Les dispositifs de transfert des charges choisis sont les goujons ;

Le module de réaction du sol support est K = 150 MN.m-3 pour la plate-forme en

enrochement et K = 80 MN.m-3 pour plate-forme au niveau du terrain.

3.5.4. Calcul de la structure souple (Variante I)

La méthode de dimensionnement qu'on va adopter est la méthode optimisée, vu que

les nombres et les caractéristiques des avions contraignants utilisant la piste sont connus durant des

années écoulées. En utilisant la méthode des abaques, nous allons calculer l'épaisseur nécessaire de

la chaussée au niveau du lac (CBR du sol support égal à 20) et de la chaussée au niveau du terrain

naturel (CBR du sol support égal à 10) pour chaque type d'avion.

• Calcul de l'épaisseur nécessaire pour la piste

Le coefficient de pondération des aires étant k = 1.

- pour B747-400 : n = 1 d'où CT = 1,2 (CT = 1,2 –0,2.log n)

P = P' = 396 × 0,234 = 92,66 (T) d'où P'' = 77,22 (T)

pour CBR = 20 on a enéc = 36 cm


- pour B747-200 : n = 1 d'où CT = 1,2

P = P' = 352,893 × 0.236 = 83,28 (T), d'où P'' = 69,4 (T)



- pour A340-300 : P = P' = 271 × 0,377 = 102,17 (T), d'où P'' = 85,14 (T)

pour CBR = 20, on a enéc = 36 cm


_______________________________________________________________________________________________



- pour B767-300 : P = P' = 159,6 × 0,463 = 73,89 (T), d'où P'' = 64,83 (T)



- Calcul des mouvements équivalents pour CBR = 20

Pour CBR = 20, on a une épaisseur maximale de 36 cm, essayons une épaisseur de

37 cm pour le calcul itératif.

Tableau 59 : Calcul des Mouvements Equivalents pour e = 37 cm

Epaisseur e=37 cm

Charge réelle P (T)

Charge pondérée P'

(T)

Charge admissible

Po (T) P'/Po

−

=1

P'P5 0

10CP Mouvement

réel Mouvement équivalent

B747-400 92,66 92,66 85 1,09 2,82 1 2,82

B747-200B 83,28 83,28 87 0,96 0,61 1 0,61

A340/300 102,17 102,17 89 1,15 5,49 1 5,49

B767-300 73,89 73,89 90 0,82 0,13 2 0,25

Total 9,18

La somme des mouvements équivalents étant 9,18, inférieur à 10, donc l'épaisseur

e = 37 cm convient et l'épaisseur minimale des matériaux traités, avec e = 37 cm et CBR = 20 on est

emin = 28 cm. Ainsi, on prend la structure suivante pour la chaussée prolongée dans le lac :

5.BB + 12.GB + 10.GCNT = 38 cm





Epaisseur e=60 cm

Charge réelle P

(T)


(T)

Charge admissible Po

(T) P'/Po

−

=1

P'P5 0

10CP Mouvement


B747-400 92,66 92,66 80 1,16 6,18 1 6,18

B747-200B 83,28 83,28 79 1,05 1,87 1 1,87


_______________________________________________________________________________________________


A340/300 102,17 102,17 80 1,28 24,3 1 24,3

B767-300 73,89 73,89 81 0,91 0,36 2 0,73

Total 33,08

La somme de mouvement équivalent est 33,08 >> 10, donc nous devons essayer une

épaisseur supérieure à 60 cm, prenons 63 cm.

Tableau 61 : Calcul des Mouvements Equivalents pour e= 63 cm

Epaisseur e=63 cm



(T)


(T) P'/Po

−

=1

P'P5 0

10CP Mouvement


B747-400 92,66 92,66 85 1,09 2,82 1 2,82

B747-200B 83,28 83,28 84 0,99 0,91 1 0,91

A340/300 102,17 102,17 90 1,14 4,74 1 4,74

B767-300 73,89 73,89 83 0,89 0,28 2 0,57

Total 9,04

On a 9,04 < 10, donc e = 63 cm est acceptable et l'épaisseur minimale des matériaux

est de 32 cm. On peut prendre alors la structure suivante pour la chaussée prolongée au niveau du

terrain naturel : 5.BB + 15.GB + 32.GCNT = 64 cm.

• Calcul de l'épaisseur nécessaire pour les accotements

Le coefficient de pondération des aires étant k = 0,7.

- pour B747-400 : n = 1, d'où CT = 1,2

P = 92,66 (T) ; P'=64,86 ; d'où P'' = 54,05 (T) avec

pour CBR = 20 d'où on a enéc = 29 cm


- pour B747-200 : n = 1 d'où CT = 1,2;

P = 83,28 (T) ; P' = 58,3 (T) d'où P'' = 48,58 (T)



- pour A340-300 :

P = 102,17 (T) ; P' = 71,52 d'où P'' = 59,6 (T)




_______________________________________________________________________________________________


- pour B767-300 :

P = 73,89 (T) ; P' = 51,73 d'où P'' = 45,38 (T)







Epaisseur e=31 cm



(T)


(T) P'/Po

−

=1

P'P5 0

10CP Mouvement


B747-400 92,66 64,86 58 1,12 3,9 1 3,90

B747-200B 83,28 58,3 58 1,01 1,06 1 1,06

A340/300 102,17 71,52 59 1,21 11,51 1 11,51

B767-300 73,89 51,73 60 0,86 0,20 2 0,41

Total 16,88

On a 16,88 > 10, prenons une épaisseur de 32 cm


Epaisseur e=32 cm



(T)


(T) P'/Po

−

=1

P'P5 0

10CP Mouvement


B747-400 92,66 64,86 66 0,98 0,82 1 0,82

B747-200B 83,28 58,3 62 0,94 0,50 1 0,50

A340/300 102,17 71,52 62 1,15 5,86 1 5,86

B767-300 73,89 51,73 63 0,82 0,13 2 0,26

Total 7,44

D'où l'épaisseur de 32 cm convient car 7,44 < 10.

Pour l'accotement alors, on prend la structure suivante lors du prolongement dans le

lac : 5.ED + 22.GCNT = 32 cm.

Cette structure respecte bien la recommandation du STBA sur l'aménagement des

pistes devant recevoir le Boeing 747.



_______________________________________________________________________________________________





Epaisseur e=47 cm



(T)


(T) P'/Po

−

=1

P'P5 0

10CP Mouvement


B747-400 92,66 64,86 60 1,08 2,54 1 2,54

B747-200B 83,28 58,3 59 0,99 0,87 1 0,87

A340/300 102,17 71,52 63 1,14 4,74 1 4,74

B767-300 73,89 51,73 60 0,86 0,20 2 0,41

Total 8,57

On a déjà 8,57 < 10, donc e = 47 cm convient bien. On prend alors pour le

prolongement sur le terrain la structure suivante : 5.ED + 38.GCNT = 48 cm

3.5.5. Calcul de la structure rigide (Variante II)

La méthode de dimensionnement qu'on va adopter est la méthode forfaitaire car c'est

la méthode adéquate pour le dimensionnement des chaussées rigides dont l'avion le plus

contraignant est le Boeing 747-400 avec la charge admissible calculée précédemment P'' = 77,22 T

pour la piste d'envol. Pour cela, fixons l'épaisseur du grave ciment à 20 cm d'où son épaisseur

équivalente e = 20 × 1,5 = 30 cm.

Le module de réaction corrigé est donc

- sachant K = 150 MN.m-3 et e =30 cm, d'après l'Abaque 1 en Annexe III, on obtient : Kc =

170 MN.m-3.

- sachant K = 80 MN.m-3 et e =30 cm, d'après l'Abaque 1 en Annexe III, on obtient : Kc =

108 MN.m-3.

Les dispositifs de transferts de charges sont efficaces (goujons) donc le coefficient de

sécurité CS = 1,8.

La contrainte admissible de traction par flexion est : 8,16,5

CSft90

bt ==σ = 3,11 (MPa)

Sachant


_______________________________________________________________________________________________


btσ = 3,11 (MPa) et P'' = 77,22 (T), on en tire l'épaisseur de la dalle de béton d'après

l'abaque du B747-400 pour chaussée rigide (Voir Annexe III, Abaque 2) :

- pour Kc = 170 MN.m-3 , ht = 28 cm

- pour Kc = 108 MN.m-3 , ht = 32 cm.

D'où, la structure de la chaussée rigide à adopter est :

- pour le prolongement dans le lac 28.BC + 20.GC = 48 cm

- pour le prolongement sur le terrain naturel : 32.BC + 20.GC = 52 cm.

Pour l'accotement, on prend la structure identique à celle de la chaussée souple

précédente : 5.ED + 22.GCNT = 32 cm

Dispositions constructives :

• Les dalles de béton sont des carrées de 6 × 8 m2 ;

• La pente transversale de la chaussée est de 1 % ;

• Les joints transversaux sont des goujons.

3.5.6. Récapitulation des résultats de dimensionnem ent

Ainsi, les structures obtenues par dimensionnement sont récapitulées par le tableau

suivant :

Tableau 65 – Structures des chaussées obtenues par dimensionnement

Au niveau du terrain naturel

sur 200 m

Epaisseur totale (cm)

Au niveau du lac sur 940m

Epaisseur totale (cm)

Chaussée souple 5.BB + 15.GB + 32.GCNT 52 5.BB + 12.GB + 10.GCNT 27

Chaussée rigide 32.BC + 20.GC 52 28.BC + 20.GC 48

Accotement 5.ED + 38.GCNT 43 5.ED + 22.GCNT 27

3.5.7. Vérification des contraintes

Pour les chaussées souples, calculons les contraintes en chaque couche par la

méthode de JONES en sachant que la contrainte radiale est en générale de 2,5 MPa.


_______________________________________________________________________________________________


- Pour la structure (au niveau du lac) 5.BB + 12.GB + 10.GCNT

avec

BB (E1=25000,a1=2) h1 = 5 cm

GB (E2=15000, a2=1,5) h2 = 12 cm

GCNT (E3=4000, a3=1); h3 = 10 cm.

Vu qu'en dessous de la chaussée se trouve une couche anti-capillaire en sable et une

couche drainante en Macadam, nous les tenons compte pour vérification de contraintes.

Sable (E4=2300, a4=0,5) ; h4=20 cm

Macadam (E5=3000, a5=1) ; h5=20 cm

CBR plate-forme 20.

Système tricouche équivalent :

Couche 1 : E = 25 000 bars, h = 5 cm

Couche 2 : E = 15 000 bars, h = 35,848 cm

Couche 3 : E = 1 000 bars, h = ∞.

Les paramètres de calcul sont :

k1 = E1/E2 = 2 ; k2 = E2/E3 = 15 ; A1 = a/h2 = 0,6451; H = h1/h2 = 0,1396 ; q = 1,38 Mpa ;

d'où, d'après 190 interpolations, on a les contraintes en MPa :

σz = 0,18435 MPa

σr = 1,07974 MPa

On remarque que σr < σr,adm = 2,5 MPa.

- Pour la structure (au niveau du terrain) 5.BB + 15.GB + 32.GCNT

avec

BB (E1=25000,a1=2) h1 = 5 cm

GB (E2=15000, a2=1,5) h2 = 15 cm

GCNT (E3=4000, a3=1); h3 = 32 cm.


_______________________________________________________________________________________________


Vu qu'en dessous de la chaussée se trouve une couche anti-capillaire de sable, nous

en tenons compte pour vérification des contraintes :

Sable (E4=2300, a4=0,5); h4=20 cm

CBR plate-forme = 10.

Système tricouche équivalent :

Couche 1 : E = 25 000 bars, h = 5 cm

Couche 2 : E = 15 000 bars, h = 42,208 cm

Couche 3 : E = 500 bars, h = ∞.

Les paramètres de calcul sont :

k1 = E1/E2 = 2 ; k2 = E2/E3 = 15 ; A1 = a/h2 = 0,5478 ; H = h1/h2 = 0,125; q = 1,38 Mpa,

d'où d'après 15 interpolations, on a les contraintes en MPa :

σz = 0,14604 MPa

σr = 0,88018 MPa

On remarque que σr < σr,adm = 2,5 MPa

3.5.8. Conception de la chaussée dans le lac

a. Techniques à adopter

D'après les sondages effectués par le LNTPB au bout de piste du seuil 29, dans les

zones marécageuses voisines du lac (voir Annexe IV, figure 4), nous allons supposer que les

couches au niveau du fond du lac sont constituées de couches argilo-sableuses.

Les techniques à adopter pour la conception de la chaussée sont alors la purge du

fond du lac de 0,5 m de profondeur pour atteindre la couche dure, puis le remblayage rocheux

jusqu’au niveau maximal de l’eau (4m), ensuite la protection des talus contre les attaques de l’eau

(phénomène de succion, affouillement…) et enfin la conception proprement dite des différentes

structures de chaussée.


_______________________________________________________________________________________________


b. Choix des matériaux pour assise

Vu qu'il s'agit d'un ouvrage dans l'eau nous avons choisi des matériaux rocheux

cloutés dans le fond pour résister aux pressions hydrostatiques et le remblai rocheux a un talus de

pente 2/3 qui est une pente adoptée par le LNTPB lors de l’étude de stabilité de talus pour la

construction des murs de clôture de l’aéroport dans les zones marécageuses précédentes.

c. Calcul du diamètre d'enrochement

En utilisant la formule empirique des digues à talus, celle d'IRRIBARREN, on peut

déterminer le poids d'un bloc stable au niveau moyen de l'eau sous l'effet des vagues. Soit :

( )33

0

31

sincos1d

d

dmHP

α−α

−

=

Dans laquelle :

P : poids en tonnes du bloc rocheux

H1 : amplitude de la vague

d : poids spécifique du bloc

d0 : poids spécifique de l'eau

α : angle d'équilibre du talus avec l'horizontale

m : coefficient égal à :

- 0,019 pour les enrochements artificiels parallélépipédiques ;

- 0,015 pour les enrochements naturels.

Les hypothèses sont, dans notre cas :

- utilisation des blocs rocheux de type granit ;

- poids spécifique du bloc d = 2,7 T/m3 ;

- poids spécifique de l'eau d0 = 1 T/m3 ;

- enrochements naturels m = 0,015 ;

- amplitude de la vague H1 = 0,5 m ;

- angle du talus avec l'horizontale 2/3 soit α = 33,69°


_______________________________________________________________________________________________


D'où :

( )33

3

69,33sin69,33cos11

7,2

7,20,50,015P

−

−

××=

Ainsi, P = 0,0483 T, soit P = 48,3 kg.

Supposons que le bloc a la forme d'une sphère de volume 3R3

4V π= , avec ø = 2R,

son diamètre et R son rayon d'où 3

4

V.32.

π=φ

Donc, avec P = 0,0483 T et d = 2,7 T/m3, on a un volume de V = 0,018 m3,

soit ø = 0,3252 m.

Nous allons prendre alors un diamètre ø = 35 cm.

d. Vérification de l'affouillement au niveau de la contraction

La figure suivante montre le sens de l'écoulement des eaux et les ouvrages

d'équilibres se trouvant sur la digue au coté où se trouve le lac.

Figure 13 : Sens de l'Ecoulement des Eaux du Lac

- Calcul de la vitesse maximale admissible

Selon la formule d'IZBASH, la vitesse maximale est déterminée par :

Nord


_______________________________________________________________________________________________


φρ

ρ−ρ= s

max g26,0V

Avec :

Vmax : vitesse de l'écoulement en crue (m.s-1)

g : accélération de la pesanteur = 9,81 (m.s-2)

ρs : masse volumique de l'enrochement (kg.m-3)

ρ : masse volumique de l'eau (kg.m-3)

φ : diamètre de l'enrochement (m),

d'où :

35,01000

1000270081,926,0Vmax ×−××=

Vmax = 2 m.s-2

- Calcul de la vitesse d'écoulement

Sachant que ce lac artificiel joue le rôle d'un bassin d'irrigation des zones cultivées

du coté sud de la digue, la mesure des débits au niveau des vannes de cette digue permet de

déterminer le débit au niveau de la contraction, d’où la vitesse.

Sur la digue existent deux ouvrages d’équilibre en buse en béton de mêmes

caractéristiques :

- Buses de diamètre φ = 100 cm

- Pente : 5 ‰

Qc = Q1 + Q2, où Qc le débit au niveau de la contraction, Q1 le débit au niveau de la

vanne 1 et Q2 celui de la vanne 2.

Or Q1 = Q2, d’où le débit total est Qc = 2Q1 = 2Q2.

Qc= VcSc = 2V1S1,

avec V1 la vitesse d'écoulement au niveau de la vanne 1 et V2 la vitesse

d'écoulement au niveau de la vanne 2.

D’où Vc = cSSV 112


_______________________________________________________________________________________________


La buse étant noyée, la section mouillée de l’ouverture est alors S1 = 412×π

= 0,78 m2

et le périmètre mouillé est P1 = πφ = 3,14 m.

D’après la formule de Manning Strickler,

V1 = K R2/3I1/2

où

K : coefficient de rugosité (K = 67 pour buse en béton)

R : rayon hydraulique (en m)

R = S1/P1

Soit R = 0,248 m.

Ainsi, V1 = 67 × 0,2482/30,0051/2 = 1,87 m.s-1.

Sc est la section mouillée au niveau de la contraction, telle que Sc = 590 m2 pendant la

période des pluies (Sc est obtenue à l'aide des profils obtenus par des relevés topographiques

effectués sur les bords du lac proche du terrain naturel) .

D’où Vc = 2 × 1,87 × 0,78/590 = 0,005 m.s-1 << 2 m.s-1

La vitesse de l’écoulement au niveau de la contraction est largement inférieure à la

vitesse maximale, donc le problème d’affouillement ne se pose pas et il n'est pas non plus

nécessaire de créer des ouvrages d'équilibre à travers la chaussée prolongée.

3.6. Assainissement

Les eaux de surface dues aux pluies doivent être évacuées le plus rapidement sur la

chaussée puisqu'elles peuvent s'infiltrer à l'intérieur de la chaussée et dégrader la structure. Pour

cela, il est alors nécessaire de créer des ouvrages d'assainissement qui recueillent les eaux et les

déversent dans le lac.


_______________________________________________________________________________________________


Nous allons choisir des caniveaux en maçonnerie de moellon couverts de béton armé.

Ils sont disposés parallèlement à la chaussée et se situent en dehors de l'accotement (Voir Plan

d'Assainissement, Annexe VIII, Plan 4).

Dans la suite, nous allons calculer le débit à évacuer afin de dimensionner le

caniveau.

a. Calcul du débit à évacuer

• Longueur de la chaussée prolongée : 1 290 m

• Largeur totale : 30 m

• Pente longitudinale : 1 ‰ ou 0,1 % ou 0,001 m/m

d'où :

La surface totale du bassin versant est : S = 0,0387 km2.

On a S < 4 km2, donc il s'agit d'un petit bassin versant, le débit peut se calculer

comme suit :

Q = 0,278.C.i.S

où

C : coefficient de ruissellement, pour un bassin urbanisé C = 0,90

i : intensité de pluie de même durée que le temps de concentration du bassin (mm/h)

S : surface du bassin (km2)

b. Calcul du temps de concentration

I

S1272,0tc =

tc : temps de concentration en h

S : surface du bassin en km2

I : pente en m/m

Avec S = 0,0387 km2 et I = 0,001 m/m,


_______________________________________________________________________________________________


d'où tc = 0,79 h

c. Calcul du temps utile

D'après VENTURA, le temps utile se calcule par :

tu = 0,87.tc0,82

avec :

tu temps utile en mn

tc temps de concentration en mn

tu = 0,87 × (0,79 × 60)0,82

d'où tu = 20,62 mn

d. Calcul de i

On utilise la formule :

i(t) = 28(t + 18)-0.76i(60')

où i(60') intensité de pluie de 60 minutes.

D'après la carte pluviométrique (Voir Annexe III, Abaque 3) , dans la région d'Ivato,

l'intensité de l'averse de 24 heures avec une période de retour 1/25 est de 130 mm/h. Le calcul de

i(60') se fait à partir de la formule suivante pour une période de retour de 25 ans :

i(60') = i(1h) = 0,21.i(24h) + 44,74

Soit i(60')=72,04 m

Ainsi i(tu) =28 × (20,62 + 18)-0,76 × 72,04 = 125,54 mm/h

On a alors,

Q = 0,278 × 0,90 × 125,54 × 0,0387

Q = 1,22 m3.s-1

e. Calcul de la section du caniveau


_______________________________________________________________________________________________


D'après Manning Strickler, le débit d'écoulement est :

Q = KR2/3I1/2S

avec

K : coefficient de rugosité du cours d'eau.

Pour une surface d'écoulement en maçonnerie de pierres jointoyées, le coefficient de

rugosité est K = 71 ;

R = S/P le rayon hydraulique en m ;

S : ouverture efficace en m2 ;

P : périmètre mouillé en m ;

I : pente longitudinale du cours d'eau en m/m.

Soit h la hauteur du caniveau de section rectangulaire et b = h sa base,

d'où S = h2 et P = 3h,

R = h/3.

Q = K(h/3)2/3I1/2h2

Pour Q =1,22 m3.s-1 on a h = 0,44 m, avec une revanche de 0,20 m, on a h = 0,64,

correspondant à une section S = 0,44 × 0,64 = 0,2816 m2.

Pour une section de 0,60 × 0,60 = 0,36 m2 > 0,2816 m2. Donc un caniveau de

section intérieure 60 × 60 cm2 convient bien alors au débit Q = 1,22 m3.s-1. (Une coupe du

caniveau est présentée en Annexe VIII – Plan 5)

f. Vérification du non-ensablement et du non-affouillement

La vitesse d'ensablement est la vitesse maximale pour laquelle les particules de

sables ne peuvent plus être emportées par l'eau lors de l'écoulement et entraînent alors un bouchage

de l'ouvrage. On a Vens = 0,5 m.s-1.

La vitesse d'affouillement est la vitesse à partir de laquelle les matériaux qui

constituent l'ouvrage peuvent être affouillés par l'eau. Pour une surface d'écoulement en maçonnerie

de pierres jointoyées, on a : Vaff = 8 m.s-1.


_______________________________________________________________________________________________


Il faut que la vitesse d'écoulement V soit telle que : Vens< V < Vaff.

Calculons alors la vitesse d'écoulement :

V = Q/S = 1,22/(0,6 × 0,6) = 3,38 m.s-1.

On a bien 0,5 < 3,38 < 8 m.s-1, donc il n'y aura pas d'ensablement ni affouillement.


La longueur de piste exigée pour le Boeing 747-400 est de 4 240 m, soit un

prolongement de 1 140 m à partir de l'ancienne piste de 3 100 m de longueur. Le coté prolongé est

celui de l'Est de la piste existante et en considérant une nouvelle bande de 60 m et une nouvelle aire

de sécurité de 90 m, la longueur totale du prolongement vaut 1 290 m.

Une partie du prolongement se fait sur le terrain naturel de 200 m qui était la

longueur de la bande de piste + prolongement dégagé + aire de sécurité de l'ancienne piste, et une

autre partie est exécutée dans le lac sur une longueur de 1 190 m.

La plate-forme de la nouvelle chaussée dans le lac est réalisée en enrochement de

diamètre 35 cm après avoir effectué une purge du fond de lac sur 0,5 m de profondeur pour

atteindre la couche dure. Afin de protéger le corps de chaussée contre l’inondation, le remblai

rocheux doit être arrêté au minimum au niveau de la plus haute eau. Une couche drainante en

Macadam 40/70 et une couche anti-capillaire et anti-contaminante de sable sont ensuite mises en

oeuvre pour bien assurer l'interruption des remontés capillaires.

Pour arrêter la pénétration des eaux (phénomène de succion) au niveau du talus du

remblai rocheux, nous avons proposé une couche en matériau sélectionné compacté sur le talus

rocheux ensuite au-dessus sont réalisés des engazonnements avec clayonnage. Pour que la couche

en matériau meuble soit stable, nous avons mis des rangements de pieux battus de diamètre 15 cm

le long du bord de talus puis des sacs de sables posés entre les pieux et le talus (Voir Annexe I,

Tableau 3 et Annexe VIII, Plan 6).


_______________________________________________________________________________________________


Pour l'évacuation des eaux sur les chaussées, des caniveaux en maçonnerie de

moellons couverts en béton armé sont créés. Ils ont de section intérieure 60 × 60 cm2 et sont

disposés parallèlement de part et d'autre de l'axe de chaussée en dehors des accotements. Les eaux

de pluies sont ensuite évacuées dans le lac (Voir Plan d’Assainissment en Annexe VIII, Plan 4).


________________________________________________________________________________________________

Partie II Chapitre IV : Informatisation des calculs de dimensionnement

Chapitre IV

INFORMATISATION DES CALCULS DE DIMENSIONNEMENT DES CHAUSSEES

4.1. Choix du langage et du logiciel de programmati on

Actuellement, la technologie informatique s'accroît très rapidement et cette technique

est inévitable pour parfaire des travaux de recherche dans un temps déterminé plus ou moins court.

Pour développer un programme, plusieurs logiciels et de langages de programmation

sont disponibles. Quelquefois, il est difficile de choisir le meilleur d'entre eux.

Il est important de connaître et de maîtriser les caractéristiques et les utilisations

spécifiques, les multiples facettes et difficultés pouvant être rencontrées pour manipuler chaque

langage.

La plupart des grands développeurs d'application utilisent la programmation

structurée et la programmation orientée objet, en raison de ses avantages, notamment une meilleure

compréhension des codes, une économie de mémoires de l'ordinateur et une possibilité de

réutilisation des codes pour le développement futur de l'application. Plusieurs langages de base

permettent alors le développement méthodique d'une application, tels sont le C, le C++, le Pascal, etc.

Parmi eux, nous avons préféré le langage Pascal qui est utilisé dans divers domaines :

calculs complexes, gestion, conception de programmes systèmes,... Comme logiciel d'application

correspondant, notre choix a porté sur Borland DELPHI qui est actuellement utilisé par les

professionnels car il offre de nombreux avantages dans la programmation objet sous Windows,

principalement :

• sa dotation d'un RAD visuel (Rapid Application Development) c'est-à-dire que l'application

peut être éditée facilement en se servant d'objets et de contrôles visibles sans écrire des codes longs et

compliqués ;

• sa richesse en objets et contrôles ;

• sa puissance et ses possibilités en programmation système ;


________________________________________________________________________________________________


• sa possibilité de génération d'un seul fichier exécutable pourvu d'une vitesse d'exécution très

rapide.

4.2. Présentation du logiciel DELPHI

4.2.1. Introduction

DELPHI est un logiciel de développement des programmes sous Windows 16 ou

32 bits, conçu par la firme américaine BORLAND ou INPRISE, célèbre dans le domaine de

conception des logiciels de programmation comme Turbo Pascal, Borland C++...

Il existe à ce jour 7 versions de DELPHI sous Windows :

• la version1.0 pour Windows 3.x (version 16 bits) ;

• les versions 2, 3, 4 et 5 pour Windows 95, 98, Me, NT et 2000 (version 32 bits) ;

• la version 6 et 7 pour Windows 98, Me, NT et 2000, XP (version 32 bits) ; et

• La version sous Linux de DELPHI dénommée KYLIX est déjà disponible sur le marché.

Les performances d'une machine exigés par la version 7 sont :

• un microprocesseur 166 MHz et plus ;

• un système d'exploitation Microsoft Windows 98-2000-XP ;

• un RAM de 256 Mo ;

• un espace disque de 475 Mo (installation complète) ;

• un lecteur CD-ROM.

4.2.2. Environnement

DELPHI est un programme de développement visuel. Dès son lancement, on est en

mode conception et l’environnement attend le développement d'un programme. Grâce au RAD

visuel, on économise du temps pour l’écriture d’une grande partie des lignes de codes en utilisant

simplement des objets standards ou des composants.


________________________________________________________________________________________________


Dans le cas des composants, il ne s’agit pas d’écrire mais plutôt de disposer

visuellement les objets, et c’est le RAD qui engendre les lignes de code automatiquement d’une

manière transparente pour l’utilisateur.

L’environnement DELPHI offre initialement cinq plans de travail :

• une barre d’outils ;

• une palette des composants ;

• une fiche ou feuille principale ;

• une fenêtre de code des Unit ;

• un inspecteur d’objet.

D'autres options supplémentaires sont aussi fournies avec l'environnement de

développement intégré de DELPHI, pour la conception des interfaces, l'édition des codes, les tests,

la compilation ou le débogage de votre programme.

4.3. Présentation du programme AERODROME I pour le dimensionnement des chaussées sous DELPHI

4.3.1. Introduction

Le programme AERODROME I est divisé en 2 grands modules de calcul :

• module de calcul des éléments de bases pour le dimensionnement ; et

• module de calcul de dimensionnement et renforcement des chaussées aéronautiques.

Le premier module est divisé en plusieurs sous-modules permettant :

• d'effectuer des calculs statistiques afin de prévoir les données futures des trafics en utilisant

la méthode des moindres carrés. Deux types de projections sont disponibles : la projection linéaire et la

projection exponentielle. C'est le programme qui détermine le modèle adéquat correspondant aux

données statistiques ;

• de calculer la longueur du prolongement d'une piste adaptée aux conditions

météorologiques locales et aux caractéristiques géométriques de la chaussée, à partir des corrections à

apporter à la longueur de base réclamée par l'avion ;


________________________________________________________________________________________________


• de lire ou de déterminer le PCN publié d'une chaussée aéronautique ;

• de faire un calcul de conversion d'un système multicouche en un système tricouche

équivalent afin que ce dernier puisse être vérifié par les différentes méthodes de vérification dont celles

de JONES & PEATTIE ;

• de calculer les contraintes horizontales et verticales appliquées sur chaque couche d'un

modèle tricouche en utilisant les tables de JONES ;

• de lire les abaques permettant de déterminer la masse totale, la charge sur atterrisseur

principal, la pression pneumatique, le numéro ACN de tout type d'avion, en fonction de la résistance du

terrain de fondation.

Le deuxième module constitue le principal calcul de dimensionnement des chaussées

dont :

• le calcul de renforcement des chaussées existantes qui utilise la méthode forfaitaire dans le

but de déterminer :

- l'épaisseur de renforcement de la couche de roulement, en employant la méthode CBR et

la méthode de dimensionnement par abaques, pour une chaussée souple ;

- l'épaisseur supplémentaire de la dalle de béton pour un renforcement rigide ou l'épaisseur

de l'enrobé à mettre en oeuvre sur la dalle pour un renforcement souple, pour une chaussée

rigide.

• le dimensionnement des chaussées neuves par les deux méthodes : forfaitaire et optimisé

afin de rechercher :

- la nouvelle structure de la chaussée respectant les contraintes admissibles sur chaque

couche et les épaisseurs minimales des matériaux traités, pour une chaussée souple ;

- l'épaisseur de la dalle de béton selon l'existence ou non des dispositifs de transfert de

charges, et l'épaisseur de la couche de fondation, pour une chaussée rigide.

4.3.2. Environnement

a. La fenêtre principale

C'est la première fenêtre qui est affichée dès le lancement du programme. Elle

comporte l'écran de bienvenue qui défile vers le haut et les menus qui permettent d'accéder aux

divers outils ou à la fenêtre dimensionnement des chaussées.


________________________________________________________________________________________________


Figure 14 : Fenêtre Principale du Programme AERODROME 1

Le tableau suivant récapitule les différents menus et sous-menus de la fenêtre

principale, leur fonction respective ainsi que les raccourcis claviers correspondants.

Tableau 66 : Menus et Sous-Menus de la Fenêtre Principale

Menu principal Sous-menu Raccourcis Description

Menu Dimensionner F2

Calcul de renforcement d'une chaussée existante et dimensionnement d'une chaussée neuve

Quitter CTRL + Q Fermeture de l'application

Outils

Calcul de PCN publié CTRL + P Calcul et lecture de PCN publié de la chaussée

Abaque des avions CTRL + A Lecture des masses, des pourcentages de charges sur atterrisseur, de pressions pneumatiques, et des ACN

Tableau de JONES CTRL + J Lecture de l'abaque de JONES et calcul des contraintes appliquées en chaque couche

Système tricouche CTRL + T Calcul d'un système tricouche équivalent à un système multicouche

Calculs statistiques CTRL + S Calcul des différents paramètres statistiques d'une série de une ou deux variables et calcul des prévisions

Longueur de prolongement CTRL + L Calcul de la longueur de prolongement selon la

méthode théorique de l'ITAC

Configurations générales F4

Définition des paramètres du logiciels tels que nombre de chiffres après virgules, choix d’un éditeur de texte ou un navigateur pour édition ou affichage des résultats sous forme de texte (*.txt) et page web (*.htm), spécification des fichiers de stockage des résultats pour chaque Outils

Aide Sommaire F1 Affichage de la rubrique d'aide A propos... Informations concernant le logiciel Aérodrome 1


________________________________________________________________________________________________


b. Les diverses fenêtres outils

b1. Outil calcul PCN publié

Il dispose deux onglets : onglet Lecture du PCN publié et onglet Calcul du PCN

publié.

Figure 15 : Fenêtre Calcul PCN Publié

b2. Outil abaque des avions

Il comporte plusieurs modèles d'avions (80 sortes) avec leurs caractéristiques. Il

permet d'effectuer des recherches avec des filtres et des calculs d’interpolation. Les modèles

d’avions sont stockés dans la base de données et peuvent être ajoutés et modifiés.

Figure 16 : Fenêtre Abaque des Avions


________________________________________________________________________________________________


b3. Outil table de JONES

Il comporte trois onglets qui servent de lecture d'abaque (Table 1 à 8 de JONES), de

calcul des contraintes selon les paramètres de calcul et de vérification de ces contraintes. Le calcul

des 190 interpolations lors de la vérification se fait dans une fraction de seconde et les résultats sont

listés en détail dans un fichier *.HTM.

Figure 17 : Fenêtre Table de JONES

b4. Outil Système tricouche

Il permet de convertir un système multicouche à un système tricouche équivalent, à

partir des caractéristiques des matériaux constituant chaque couche (tous les matériaux utilisés en

chaussée d’aérodrome et leurs caractéristiques sont stockés dans la base de données du logiciel),

puis de vérifier le système tricouche obtenu à partir des tables de JONES.

Figure 18 : Fenêtre Conversion Système Multicouche


________________________________________________________________________________________________


b5. Outil calculs statistiques

Avec une ou deux variables statistiques, cet outil imprime les divers paramètres

statistiques tels que : min, max, moyenne, somme, écart-type, variance, corrélation, droites de

régression... La meilleure projection pour les données statistiques peut se calculer facilement à

l'aide du menu "Déterminer le modèle adéquat" et le calcul de prévision des trafics peut se faire

ensuite.

Figure 19 : Fenêtre Calculs Statistiques

b6. Outils calcul longueur de prolongement

Calcule la longueur de prolongement de la piste correspondant aux conditions

météorologiques locales, les caractéristiques géométriques de la chaussée, le paramètre de l’avion.

en appliquant les différents coefficients de correction à la longueur de base de la piste.

Figure 20 : Fenêtre Longueur de Prolongement


________________________________________________________________________________________________


c. La fenêtre dimensionnement

La fenêtre propose plusieurs choix de dimensionnement :

• choix de la structure de chaussée : souple ou rigide ;

• choix de l'aire à dimensionner : piste d'envol, bretelle, accotement, voie de circulation, aire

de stationnement ;

• type de dimensionnement : renforcement ou chaussée neuve ; et

• méthode de dimensionnement : forfaitaire ou optimisée.

Pour le dimensionnement des chaussées neuves ou le renforcement des chaussées

souples, la méthode forfaitaire utilisée est la méthode CBR et n'exige pas de lecture d'abaques.

L'autre méthode doit recourir à des abaques de dimensionnement des chaussées propres à chaque

type d'avions.

Pour les chaussées rigides, la méthode forfaitaire exige des différents abaques des

chaussées.

Ainsi les abaques suivants sont utilisés par le logiciel :

• épaisseur minimale des matériaux traités ;

• correction du module de réaction du sol support ;

• épaisseur équivalente totale d'une chaussée souple propre à l'avion ;

• épaisseur théorique de la dalle de béton propre à l'avion.

Les procédures de dimensionnement à suivre sont les suivantes :

1. Choisir le type de structure de la chaussée ;

2. Choisir le type de l'aire à dimensionner ;

3. Choisir les méthodes de dimensionnement ;

4. Pour le calcul de renforcement, introduire les divers paramètres des chaussées pour

chaque tronçon (les différents matériaux pour chaussées d’aérodrome et leurs

caractéristiques sont stockés dans la base de données et il ne reste qu’à choisir) ;

5. Introduire les divers paramètres des avions (les différents types d’avions et leurs

caractéristiques sont stockés dans la base de données et il n’est reste aussi qu’à

choisir) ;

6. Lire ou imprimer les résultats .


________________________________________________________________________________________________


Figure 21 : Fenêtre Dimensionnement des Chaussées

d. La fenêtre AIDE

La fenêtre AIDE contient plusieurs rubriques d'aide qui expliquent l'utilisation et les

possibilités du logiciel.

Figure 22 : Fenêtre AIDE


________________________________________________________________________________________________


4.3.3. Résultats obtenus

Pour les différents outils, les résultats suivants sont obtenus :

• Les contraintes horizontales et verticales en chaque couche d'un modèle tricouche ;

• Le système tricouche équivalent à un système multicouche ;

• Les différents paramètres de calculs statistiques ;

• Le modèle de projection adéquat et les résultats de la prévision statistique ; et

• La longueur de prolongement d'une piste.

Pour le dimensionnement, on a :

• l'épaisseur de renforcement de la couche de roulement (renforcement souple) ou l'épaisseur

de la dalle de béton (renforcement rigide) ; et

• la liste des nouvelles structures de chaussée souple ou rigide possibles respectant les

contraintes admissibles et l'épaisseur minimale des matériaux traités.

Figure 23 : Fenêtre Dimensionnement : Résultats issus de la méthode optimisée

Les résultats sont stockés dans des fichiers au format texte ou sous forme de fichiers

mis en page au format HTML, ces fichiers peuvent être lus ou imprimés avec des éditeurs de texte

ou les navigateurs de Windows.


________________________________________________________________________________________________


Les résultats suivants peuvent être lus uniquement :

• L'ACN de l'avion ;

• Le PCN de chaque tronçon ;

• L’épaisseur équivalente totale de chaque tronçon ;

• La conversion d’un nombre de mouvement quelconque d’avion en 10/mouvements/j/10ans

Des exemples de résultats issus de AERODROME I sont présentés en Annexe VI,

Informatisation 2.


L'application conçue au cours de cette étude est très utile lors des différentes phases

d'élaboration d'un projet de dimensionnement ou de renforcement des chaussées aéronautiques. Elle

permet de calculer rapidement et de comparer les résultats issus des diverses méthodes de

dimensionnement.

Les divers outils proposés peuvent être aussi utilisés séparément dans d'autres

domaines que l'aéronautique.

Les résultats obtenus ont été vérifiés, comparés avec d'autres exposés dans divers

ouvrages ou encore ceux renvoyés par des logiciels courants tels qu'EXCEL et nous a largement

satisfait (voir des exemples de comparaisons en Annexe VI, Tableau 2).

Signalons qu'en raison de la complexité de la programmation des différents abaques

(courbes et graphiques) de calculs de chaussées aéronautiques, la lecture de quelques abaques est

encore inévitable lors de l'utilisation de l'application. Dans la prochaine version « AERODROME

2 » nous tenterons de résoudre ce problème et nous ajouterons d’autres modules intéressants.

Partie III

ETUDES ECONOMIQUES

et FINANCIERES


________________________________________________________________________________________________

Partie III Chapitre I : Evaluation des coûts des travaux

Chapitre I

EVALUATION DES COUTS DES TRAVAUX

1.1. Définitions des prix

• Prix 101 : Installation de Chantier

Ce prix non révisable rémunère forfaitairement l'installation et l'aménagement des

bases du Titulaire. L'installation de chantier comprend la réalisation de deux panneaux indicateurs

placés au début et à la fin des travaux de chantier.

Elle comprend aussi la fourniture et la mise en place des moyens de signalisation de

chantier, suivant plan-type, tels que panneaux divers, balises, cônes… et toutes installations

provisoires nécessaires au maintien de la circulation sur la rue…

Tous les frais y affèrent sont à la charge du Titulaire.

Le repli concerne le rapatriement des matériels, l'enlèvement de tous produits non

utilisés issu de l'installation de chantier et de l'exécution des travaux, la remise en état de tous les

lieux d'intervention.

Tous les frais y afférent sont à la charge du Titulaire.

• Prix 102 : Prestations du Laboratoire

Ce prix est une estimation rémunérant des divers essais et sondages géotechniques

suivant ordre de service de l'Autorité chargée du Contrôle par un Laboratoire agréé.

Il comprend :

- l'amenée et le repli du matériel ;

- l'exécution des essais et sondages proprement dies et l'établissement du rapport

correspondant.


________________________________________________________________________________________________


• Prix 201 : Désherbage, Débroussaillage

Ce prix rémunère au METTRE CARRE (M2) la réalisation du désherbage et du

débroussaillage de tout terrain dans la mesure où cette opération n'est pas incluse dans les

prestations inhérentes aux travaux rémunérés par d'autres prix.

Il comprend :

- toutes sujétions d'accès ;

- le désherbage, le déboisement, le déracinage, l'abattage et le dessouchage des arbres

existants d'une circonférence inférieure à UN METRE VINGT (1,20), mesurée à UN (1)

mètre du sol ;

- l'enlèvement, le transport des produits obtenus jusqu'à un lieu de dépôts agréé quelle que

soit la distance, la mise en dépôts, le régalage sommaire et toutes sujétions.

• Prix 202 : Déblais Ordinaires

Ce prix rémunéré au METRE CUBE (M3) de volume en place, la réalisation de

déblais en terrain de toutes natures, y compris les terrains dits "ripables", à l'exclusion des déblais

dit "rocheux".

Sont réputées couvertes par l'application de ce prix les prestations suivantes, ainsi

que toutes les sujétions en résultant :

- l'extraction des matériaux et chargement ;

- le transport des matériaux de déblais jusqu'à un lieu de dépôt agrée par l'Autorité Chargée

du Contrôle ou d'emploi en remblai, pour toutes distances ;

- le déchargement et réglage des matériaux sur les lieux de dépôt agrée par l'Administration

ou d'emploi en remblais.

• Prix 203 : Finition de la Plate-Forme

Ce prix s'applique au METRE CARRE (M2) de plate-forme quelle que soit la largeur

de celle-ci.

Il comprend :


________________________________________________________________________________________________


- tous les frais et sujétions de tronçons d'essais ;

- la mise en œuvre, régalage, compactage, cylindrage, etc. ;

- tous les frais et sujétions d'exécution pour l'obtention des qualités ou spécifications

définies au marché.

Les quantités à prendre en compte seront celles résultant d'attachements

contradictoires effectués après exécution.

• Prix 204 : Engazonnement

Ce prix s'applique au METRE CARRE (M2) d'engazonnement pour protection des

talus de remblais et de déblais, d'abords d'ouvrages, d'accordement ou de fossés en terre.

Il comprend :

- l'extraction du gazon en plaques jointives de VINGT (20) centimètres de côté et de DIX

(10) centimètres d'épaisseur moyenne ;

- le chargement, le transport sur toutes distances et déchargement aux lieux d'emploi ;

- la pose, le réglage et un minimum de DEUX (2) roulages pour le gazon d'accotement ;

- la fixation par piquets des mottes sur talus ou fossés ;

- l'arrosage, l'entretient jusqu'à reprise vivace.

• Prix 205 : Protection des Gazons contre Eboulement et Affouillement

Ce prix rémunère au METRE LINEAIRE (ML) des matériaux pour protection contre

affouillement au niveau du talus.

Il comprend :

- le battage des micro-pieux de 15 cm de diamètre en bois jusqu'au refus le long du

fond de talus ;

- le pose des sacs remplis de sable entre le talus et les micro-pieux ;


________________________________________________________________________________________________


• Prix 301 : Caniveau Maçonné Couvert en Béton Armé

Ce prix s'applique au METRE LINEAIRE (ML) de caniveau maçonné couvert en

béton armé, exécuté conformément au plan-type

Il comprend :

- les fournitures et transports sur toutes distances ;

- les terrassements, y compris fouilles de toute nature à l'exclusion de ceux rémunérés par

ailleurs pour l'exécution des fossés en terrain rocheux ;

- le chargement, le transport sur toutes distances, le déchargement et le régalage des terres

en excès et des gravois issus des fouilles ;

- la fourniture et le transport à pied d'œuvre de tous les matériaux requis, incluant le béton

type B2, les moellons etc. ;

- la réalisation en maçonnerie du fond et des piédroits ;

- la taille des pierres, le hourdage au mortier dosé à 300 kg de ciment ;

- le remblaiement, le damage ou compactage, la remise en état des abords ;

- la fabrication et fourniture du béton de type B2 ;

- la mise en œuvre des aciers ;

- la mise en œuvre du béton, incluant les coffrages ;

- la pose, l'exécution des joints et toutes sujétions.

• Prix 401 : Béton Bitumineux 0/14

Ce prix s'applique au METRE CARRE (M2) de béton bitumineux 0/14 préparés au

centrale d'enrobage pour couche de roulement de chaussée sur une 5 cm d'épaisseur.

Il comprend :

- toutes les fournitures et transport ;

- tous les frais et sujétions de fabrication au central ;

- le balayage à vif des surfaces préalablement à la mise en œuvre ;

- tous les frais et sujétions de mise en œuvre.


________________________________________________________________________________________________


• Prix 402 : Enrobés Denses à Chaud

Ce prix s'applique au METRE CARRE (M2) d'enrobés denses préparés et posés à

chaud pour enduit de surface sur une épaisseur de 5 cm.

Il comprend :

- toutes les fournitures y compris les dopes et filles utiles ;

- tous les frais de transport quelle que soit la distance ;

- tous les frais et sujétions de fabrication ;


• Prix 403 : Cut-Back 0/1 pour Imprégnation

Ce prix s'applique en TONNE (T) de cut-back 0/1 répandue pour imprégnation sur la

surface du tout-venant à raison de 1,2 kg/m².

Il comprend :

- la fourniture et toutes sujétions ;

- les transports sur toutes distances ;

- les dopes éventuels ;

- le répandage.

• Prix 404 : Cut-Back 400/600 pour Accrochage

Ce prix s'applique en TONNE (T) de cut-back 400/600 pour couche d'accrochage.

Il comprend :

- la fourniture et toutes sujétions ;

- les transports sur toutes distances ;

- les dopes éventuels ;

- le répandage.


________________________________________________________________________________________________


• Prix 405 : Fourniture et Mise en Œuvre du Béton de Ciment

Ce prix rémunère au METRE CUBE (M3) la fourniture et la mise en œuvre de Béton

de ciment dosé à 350 kg/m3 de ciment pour couche de roulement de chaussée rigide neuve.

Il comprend :

- la fourniture des matériaux et leur transport et toutes sujétions ;

- le frais de fabrication, de fourniture et de mise en œuvre du béton, incluant les coffrages

en panneau de 6 × 8 , le calépinage et toutes sujétions ;

- le produit de cure et le durcisseur de surface, les dispositifs ou les matériaux pour joints ;

- les travaux de reprise utiles tels que brossage, piquage à vif, lavage et rapiéçage ;

- le décoffrage, damage ou compactage des matériaux de remblaiement et toutes sujétions,

toutes sujétions incluant la fourniture et la mise en œuvre de joints ;

- la mise en oeuvre.

• Prix 406 : Matériaux Sélectionnés

Ce prix rémunère au METRE CUBE (M3) la fourniture et la mise en œuvre de

matériau sélectionné pour couche de roulement des bandes de piste et couche intermédiaire pour

engazonnement.

Il comprend :

- la fourniture ;

- le transport sur une distance maximale de VINGT CINQ (25) kilomètres et toutes

sujétions ;

- la mise en œuvre.

• Prix 407 : Fourniture et Mise en Œuvre de Grave-Ciment

Ce prix rémunère au METRE CUBE (M3)la fourniture et la mise en œuvre de grave

ciment répondant pour couche de base de chaussée souple ou couche de fondation de chaussée

rigide, que ce soit pour chaussée neuve, élargissement de chaussée, renforcement de chaussée, etc.


________________________________________________________________________________________________


Il comprend :

- la fourniture des matériaux au lieu de mise en œuvre, incluant le transport sur une distance

maximale de VINGT CINQ (25) kilomètres et toutes sujétions ;


• Prix 408 : Fourniture et Mise en Œuvre de Grave Bitume

Ce prix rémunère au METRE CUBE (M3) la fourniture et la mise en œuvre de grave

bitume pour couche de base de chaussée, que ce soit pour chaussée neuve, élargissement de

chaussée, renforcement de chaussée, etc.

Il comprend :




• Prix 409 : Fourniture et Mise en Œuvre de Grave Concassée non Traitée 0/31.5

Ce prix rémunère au METRE CUBE (M3) la fourniture et la mise en œuvre de grave

concassée non traitée pour couche de base de chaussée, que ce soit pour chaussée neuve,

élargissement de chaussée, renforcement de chaussée, etc.

Il comprend :




• Prix 410 : Couches Anti-Capillaires et Anti-Contaminantes

Ce prix rémunère au METRE CUBE (M3) les matériaux pour couche anti-capillaire

et anti-contaminante.

Il comprend :



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• Prix 411 : Fourniture et Mise en Œuvre de Macadam 40/70

Ce prix rémunère au METRE CUBE (M3) la fourniture et la mise en œuvre de

Macadam 40/70 pour couche drainante de chaussée, que ce soit pour chaussée neuve, élargissement

de chaussée, renforcement de chaussée, etc.

Il comprend :

- la fourniture des matériaux au lieu de mise en œuvre ;

- le transport sur une distance maximale de VINGT CINQ (25) kilomètres et toutes

sujétions ;


• Prix 412 : Enrochements

Ce prix s'applique au METRE CUBE (M3) d'enrochements destinés au remblaiement

pour plate-forme rocheux.

Il comprend :

- les fournitures et leurs transports sur toutes distances ;


• Prix 413 : Balisage diurne

Ce prix s'applique au METRE CARRE (M2) de peinture destinées pour chaque aire.

Il comprend :

- l'effaçage de l'ancienne peinture ;

- le lavage de la surface et le traçage et la réalisation des travaux en raison de 1 kg/m2 ;

- le balayage à vif des surfaces préalablement à la mise en œuvre ;



________________________________________________________________________________________________


• Prix 414 : Couche de Fondation

Ce prix s'applique au METRE CUBE (M3) de matériau répondant aux exigences des

normes et mis en œuvre pour la couche de fondation.

Il comprend :

- la fourniture des matériaux au lieu de mise en œuvre, incluant le transport sur toutes

distances et toutes sujétions ;


• Prix 415 : Balisage lumineux

Ce prix s'applique au METRE LINEAIRE (ML) de pose des feux pour balisage

nocturne répondant aux normes décrites dans l'Annexe 14 de l'OACI.

Il comprend :

- la fourniture des matériaux en béton pour fixation ;

- les câbles et fils électriques pour alimentation des lumineux ;


• Prix 416 : Purge du fond du lac

Ce prix s'applique au METRE CUBE (M3) de purge exécutée (volume en place) au

fond du lac le long du prolongement de la chaussée.

Il comprend :

- les frais d’excavation jusqu’à la profondeur requise par l’Autorité chargée du Contrôle

(0,5 m), incluant l’ensemble des prestations et sujétions ;

- le chargement et le transport sur toutes distances de ces matériaux ;

- leur déchargement et leur mise en dépôt ou en cordon ;

- la mise en forme et le compactage adéquat de la couche résiduelle.


________________________________________________________________________________________________


1.2. Devis estimatif

Les sous-détails de prix qui ont permis de déterminer les prix unitaires sont présentés

en Annexe VII, SDP 1 à 16.

1.2.1. Chaussée souple

a. Bordereau devis estimatif

Le bordereau devis estimatif pour la chaussée souple calcule le prix respectif des

travaux à effectuer. Le Tableau 66 de la page suivante montre les détails de ces prix.


________________________________________________________________________________________________


Tableau 67 : Bordereau devis estimatif

N° PRIX

DESIGNATION U Qté PU MONTANT

INSTALLATION DE CHANTIER

101 Installation de chantier fft 1 7 000 000 000 7 000 000 000

102 Prestation du laboratoire fft 1 3 000 000 000 3 000 000 000

103 Contrôle et surveillance fft 1 2 000 000 000 2 000 000 000

TOTAL 12 000 000 000

TERRASSEMENT

201 Désherbage débroussaillage m2 29 600 3 691 109 254 000

202 Déblai m3 1 810 18 388 33 283 000

203 Finition de la plate-forme m2 29 600 4 843 143 357 000

TOTAL 285 894 000 ASSAINISSEMENT 301 Caniveau ml 2 580 528 594 1 363 773 000 TOTAL 1 363 773 000 RENFORCEMENT CHAUSSEE SOUPLE 401 Couche de renforcement en béton bitumineux m2 145 077 73 405 10 649 416 000

403 Cut-Back 0/1 pour impregnation T 174 5 794 667 1 008 808 000

404 Cut-Back 400/600 pour accrochage T 87 5 798 000 504 694 000

413 Balisage diurne m2 54 430 63 717 3 468 105 000

TOTAL 15 631 023 000 NOUVELLE CHAUSSEE SOUPLE PLATE-FORMES 204 Engazonnement m2 22 135 3 839 84 972 000 205 Micro-pieu + Sac de sable ml 2 504 54 255 135 856 000 406 Couche de matériau sélectionné m3 4 427 56 369 249 545 000 412 Assise en enrochement ø35 cm m3 887 487 90 032 79 902 033 000 416 Purge du fond du lac de 0,5 m de profondeur m3 89 813 44 900 4 032 604 000 TOTAL 84 405 010 000 CHAUSSEE 401 Couche de roulement en béton bitumineux

m2 53 159 73 405 3 902 151 000

403 Couche d'imprégnation en Cut-Back 0/1 T 64 5 794 667 369 647 000

404 Couche d'accrochage en Cut-Back 400/600 T 32 5 798 000 184 930 000

408 Couche de base en grave-bitume m3 6 649 338 217 2 248 831 000 409 Couche de fondation en GCNT 0/315 m3 20 730 223 329 4 629 633 000 410 Couches anti-capillaires et anti-contaminantes

(Sable) m3 1 800 49 125 88 425 000

411 Couche drainante en Macadam 40/70 m3 11 948 222 856 2 662 597 000 413 Balisage diurne m2 17 709 63 717 1 128 379 000 TOTAL 15 214 593 000


________________________________________________________________________________________________


Tableau 66 : Bordereau devis estimatif (suite)

ACCOTEMENTS 402 Couche de roulement en EDC m2 18 579 69 102 1 283 848 000 403 Couche d'imprégnation en Cut-Back 0/1 T 22 5 794 667 129 191 000 404 Couche d'accrochage en Cut-Back 400/600 T 11 5 798 000 64 633 000 409 Couche de base en GCNT 0/315 m3 3 997 223 329 892 732 000 410 Couches anti-capillaires et anti-contaminantes

(Sable) m3 3 416 49 125 167 802 000

411 Couche drainante en Macadam 40/70 m3 3 116 222 856 694 376 000 415 Balisage lumineux ml 2425 160 000 388 000 000 TOTAL 3 620 582 000 BANDES 204 Engazonnement m2 120 204 3 839 461 440 000 406 Couche de roulement en matériau sélectionné

m3 7 237 56 369 407 930 000

409 Couche de fondation en GCNT 0/315 m3 9 437 223 329 2 107 514 000 410 Couches anti-capillaires et anti-contaminantes

(Sable) m3 8 997 49 125 441 968 000

TOTAL 3 418 852 000

b. Récapitulation pour chaussée souple

INSTALLATION DE CHANTIER ........................................... 12 000 000 000 FMG

TERRASSEMENT .......................................................................... 285 894 000 FMG

ASSAINISSEMENT .................................................................... 1 363 773 000 FMG

RENFORCEMENT CHAUSSEE SOUPLE .............................. 15 631 023 000 FMG

NOUVELLE CHAUSSEE SOUPLE

PLATE-FORME ................................................................... 84 405 010 000 FMG

CHAUSSEE .......................................................................... 15 214 593 000 FMG

ACCOTEMENTS .................................................................... 3 620 582 000 FMG

BANDES ................................................................................. 3 418 852 000 FMG

SOUS-TOTAL ................................................................... 106 659 037 000 FMG

TOTAL HT ............................................................................... 135 939 727 000 FMG

TOTAL TTC (TVA 20%) ........................................................ 163 127 672 400 FMG


________________________________________________________________________________________________


1.2.2. Chaussée rigide

a. Bordereau devis estimatif

Tableau 68 : Bordereau devis estimatif

N° PRIX DESIGNATION U Qté PU MONTANT

INSTALLATION DE CHANTIER

101 Installation de chantier fft 1 7 000 000 000 7 000 000 000

102 Prestation du laboratoire fft 1 3 000 000 000 3 000 000 000

103 Contrôle et surveillance fft 1 2 000 000 000 2 000 000 000

TOTAL 12 000 000 000

TERRASSEMENT

201 Désherbage débroussaillage m2 29 600 3 691 109 254 000

202 Déblai m3 1 810 18 388 33 283 000

203 Finition de la plate-forme m2 29 600 4 843 143 357 000

TOTAL 285 894 000 ASSAINISSEMENT 301 Caniveau ml 2 580 528 594 1 363 773 000 TOTAL 1 363 773 000 RENFORCEMENT CHAUSSEE SOUPLE 401 Couche de renforcement en béton bitumineux m2 145 077 73 405 10 649 416 000

403 Cut-Back 0/1 pour impregnation T 174 5 794 667 1 008 808 000

404 Cut-Back 400/600 pour accrochage T 87 5 798 000 504 694 000


TOTAL 15 631 023 000 NOUVELLE CHAUSSEE RIGIDE PLATE-FORMES 204 Engazonnement m2 22 135 3 839 84 972 000

205 Micro-pieu + Sac de sable ml 2 504 54 255 135 856 000 406 Couche de matériau sélectionné m3 4 194 56 369 236 411 000

412 Assise en enrochement ø35 cm m3 887 487 90 032 79 902 033 000

416 Purge du fond du lac de 0,5 m de profondeur m3 89 813 44 900 4 032 604 000

TOTAL 84 405 010 000 CHAUSSEE 405 Couche de roulement/base en béton de ciment

Q350 m3 15 245 913 587 13 927 203 000

407 Couche de fondation en grave-ciment m3 10 632 342 642 3 642 897 000

410 Couches anti-capillaires et anti-contaminantes (Sable)

m3 23 044 49 125 1 132 057 000

411 Couche drainante en Macadam 40/70 m3 11 948 222 856 2 662 597 000


TOTAL 22 493 133 000


________________________________________________________________________________________________


Tableau 67 : Bordereau devis estimatif (suite)

ACCOTEMENTS 402 Couche de roulement en EDC m2 18 579 69 102 1 283 848 000

403 Couche d'imprégnation en Cut-Back 0/1 T 22 5 794 667 129 191 000

404 Couche d'accrochage en Cut-Back 400/600 T 11 5 798 000 64 633 000

409 Couche de base en GCNT 0/315 m3 3 997 223 329 892 732 000


m3 3 416 49 125 167 802 000

411 Couche drainante en Macadam 40/70 m3 3 116 222 856 694 376 000

415 Balisage lumineux ml 2 425 160 000 388 000 000 TOTAL 3 620 582 000 BANDES 204 Engazonnement m2 120 204 3 839 461 440 000

406 Couche de roulement en matériau sélectionné m3 7 237 56 369 407 930 000

409 Couche de fondation en GCNT 0/315 m3 9 437 223 329 2 107 514 000


m3 8 997 49 125 441 968 000

TOTAL 3 418 852 000

b. Récapitulation pour chaussée rigide

INSTALLATION DE CHANTIER .......................................... 12 000 000 000 FMG

TERRASSEMENT ......................................................................... 285 894 000 FMG

ASSAINISSEMENT ................................................................... 1 363 773 000 FMG

RENFORCEMENT CHAUSSEE SOUPLE ............................. 15 631 023 000 FMG

NOUVELLE CHAUSSEE SOUPLE

PLATE-FORMES ............................................................................ 84 405 010 000 FMG

CHAUSSEE ..................................................................................... 22 493 133 000 FMG

ACCOTEMENTS ............................................................................... 3 620 582 000 FMG

BANDES ............................................................................................ 3 418 852 000 FMG

SOUS-TOTAL .................................................................. 113 937 577 000 FMG

TOTAL HT .............................................................................. 143 218 267 000 FMG

TOTAL TTC (TVA 20%) ....................................................... 171 861 920 400 FMG


________________________________________________________________________________________________



D'après la quantification des travaux à réaliser et le calcul des prix unitaires dans les

sous-détails de prix, nous avons estimé le coût d'un renforcement et le prolongement avec les deux

variantes : chaussée souple et chaussée rigide.

Le renforcement de la chaussée souple d'aérodrome avec une épaisseur de 5 cm de

béton bitumineux coûte alors DIX-HUIT MILLIARDS SEPT CENT CINQUANTE-SEPT

MILLIONS DEUX CENT VINGT-SEPT MILLE SIX CENTS FRANCS MALAGASY

(18 757 227 600 FMG) TTC et le prolongement de la chaussée dans le lac avec 1290 m de

longueur s'élève à CENT QUARANTE-QUATRE MILLIARDS TROIS CENT SOIXANTE-DIX

MILLIONS QUATRE CENT QUARANTE-QUATRE MILLE HUIT CENTS FRANCS

MALAGASY (144 370 444 800 FMG) TTC pour une chaussée souple et CENT CINQUANTE-

TROIS MILLIARDS CENT QUATRE MILLIONS SIX CENT QUATRE-VINGT-DOUZE

MILLE HUIT CENTS FRANCS MALAGASY (153 104 692 800 FMG) TTC pour une chaussée

rigide ce qui font au total :

• CENT SOIXANTE-TROIS MILLIARDS CENT VINGT-SEPT MILLIONS SIX CENT

SOIXANTE-DOUZE MILLE QUATRE CENTS FRANCS MALAGASY (163 127 672 400 FMG)

TTC pour renforcement et prolongement en chaussée souple

• CENT SOIXANTE ET ONZE MILLIARDS HUIT CENT SOIXANTE ET UN

MILLIONS NEUF CENT VINGT MILLE QUATRE CENTS FRANCS MALAGASY (171 861 920

400 FMG) TTC pour renforcement et prolongement en chaussée rigide.

En conclusion, nous pouvons en tirer que :

• la chaussée rigide coûte 1,05 fois plus chère que la chaussée souple ;

• concevoir une chaussée d'aérodrome nécessite un grand investissement.


________________________________________________________________________________________________

Partie III Chapitre II : Etude de rentabilité

Chapitre II

ETUDE DE RENTABILITE

2.1. Généralités

Pour pouvoir estimer la rentabilité d'un projet d'investissement donné et connaître la

récupération des dépenses les indicateurs suivants sont indispensables : la Valeur Actualisée Nette

(VAN), le Taux de Rentabilité Interne (TRI) et le Délai de Récupération Normale (DRN). Ces

différents indicateurs sont obtenus après avoir calculé le Cash-Flow Brut (CFB), le Cash-Flow Brut

Cumulé (CFBC), le Cash-Flow Actualisé (CFA), le Cash-Flow Actualisé Cumulé (CFAC).

2.1.1. La Valeur Actualisée Nette

Le calcul de VAN nous oblige à rechercher les recettes brutes et les dépenses afin

d'en tirer la recette nette actualisée.

L'année choisie pour le calcul est la durée de service de la chaussée n

VAN = Somme des Recettes Nettes Actualisées durant la période de calcul n –

Investissement

Si VAN > 0 le projet est rentable et dans le cas contraire il ne l'est pas.

2.1.2. Le Taux de Rentabilité Interne

Le TRI est un taux obtenu pour lequel la VAN s'annule.

Si le TRI est supérieur ou égal au Taux d'Escompte Bancaire (TEB) qui est

actuellement de 12 % alors le projet serait rentable.

2.1.3. Délai de récupération normale DRN

Le DRN est la période à partir duquel l'investisseur récupère ses dépenses initiales.

Cette période correspond à la valeur pour laquelle le Cash-Flow cumulé s'annule.


________________________________________________________________________________________________


2.2. Recettes et charges aéronautiques

2.2.1. Recettes

Les recettes sont recueillies chaque année sur les utilisateurs et les exploitants des

différentes infrastructures et superstructures de l'aéroport sous forme de redevance. On distingue

deux sortes de redevance :

• redevances aéronautiques

• redevances extra-aéronautiques

a. Redevances aéronautiques

Elles sont constituées de :

- Redevance d'atterrissage

La Redevance d'atterrissage est appliquée à chaque aéronef qui effectue un

atterrissage sur la piste. Le tarif est fonction du poids maximal au décollage et il est différent selon

le trafic, comme décrit dans le tableau suivant.

Tableau 69 : Trafic International

Tonnage Montant hors taxe

€/tonne FMG/Tonne

25 premières tonnes 2,68 19 717

26 à 75 tonnes 5,35 39 360

76 à 150 tonnes 7,42 54 589

Au-dessus de 150 tonnes 6,94 51 058

1€ = 7 357 FMG


________________________________________________________________________________________________


Tableau 70 : Trafic National

Tonnage Montant hors taxe FMG/Tonne

Minimum de perception 4 499

Premières 14 tonnes 2 207

15 à 25 tonnes 8 108

26 à 75 tonnes 16 351

76 à 150 tonnes 20 741

Au-dessus de 150 tonnes 19 551

- Redevance passager

Elle est appliquée à tout passager voyageant sur un aéronef exploité à des fins

commerciales pour l'utilisation des ouvrages locaux d'usage commun servant à l'embarquement, au

débarquement et leur accueil par les compagnies aériennes. Cette redevance est perçue par les

compagnies aériennes au moment de l'achat du billet d'avion pour être reversée à la société de

gestion de l'aérodrome (ADEMA).

Tableau 71 : Taux de Redevance Passager

Trafic Montant TTC

USD FMG International 10 61 900

Régional 8 49 520

National 13 500

1 USD = 6190 FMG

- Redevance de stationnement

Elle est appliquée à un aéronef qui se stationne sur les aires réservées. Le tarif est

fonction de la nature de la surface considérée : aire de trafic, aire d'entretien et aire de garage.

Montant hors taxe : 230 FMG/T/h

- Redevance carburant

Elle est appliquée à des exploitants qui occupent des terrains ou d'immeubles en vue

de distribuer des carburants pour aéronefs (Aviation TOTAL). Le tarif dépend des quantités de

carburant délivrées.

Jet : 16 F/l


________________________________________________________________________________________________


Avgas : 22 F/l

- Redevance balisage

Elle est appliquée à tout aéronef effectuant un roulage sur les aires balisées.

Montant hors taxe : 355 500 FMG/atterrissage ou décollage

b. Redevances extra-aéronautiques

Elles sont liées aux diverses activités commerciales ayant lieu sur l'aéroport. On

distingue :

- Redevance domaniale

C'est le loyer dû à l'occupation de toutes surfaces dans l'enceinte de l'aéroport qui est

versé à l'état. Les taux sont fonction de l'emplacement et de l'utilisation de la surface louée.

- Redevance commerciale

Elle résulte d'un contrat particulier avec chaque commerce. Elle consiste en général

en un pourcentage prélevé sur un chiffre d'affaires ou en forfaitaire.

- Redevance pour prestation de service

La fourniture de service est rémunérée, il s'agit d'une facture pour l'électricité, les

téléphones et les publicités.

Quelques surfaces du parking pour automobiles sont payées : parking principal et

parking annexe.

2.2.2. Les dépenses

Ce sont des charges d'exploitation hors amortissement. On distingue:

• les frais d'entretien et de fonctionnement ;

• les dépenses de personnels ;

a. Frais d'entretien et de fonctionnement

Ce sont les frais des diverses charges :

- les charges d'installation d'énergie électrique (JIRAMA)

- les charges de fonctionnement administratif correspondant aux fournitures de bureau, frais


________________________________________________________________________________________________


de correspondance, abonnement de la documentation et redevances postales. Elles sont

proportionnelles à l'effectif.

- les coûts d'entretien des aires revêtues, de l'aérogare et d'autres installations. Ils sont

proportionnels au trafic ;

- les assurances, secours médical, protection et lutte contre l'incendie ;

- les impôts et taxes.

b. Les dépenses du personnel

Ce sont les salaires bruts des personnels qui sont fonctions des effectifs. La

croissance annuelle de ces charges est à peu près égale à 0,3 fois celle du trafic. On peut constater

aussi que lorsque le trafic augmente, le nombre d'emploi par 10 000 passagers diminue, donc un

meilleur rendement pour les aéroports de taille importante.

2.3. Calcul de recettes et de charges

D'après le recensement des nombres de toucher d'avions sur la piste d'aérodrome

d'Ivato pendant 3 années passées, on peut récapituler dans le tableau suivant le nombre de

mouvements moyens par jour effectués par chaque type d'appareil.

Tableau 72 : Nombre de Mouvements Moyens par Jour

Réseau Appareil Mouvement par jour

International

B747-400 1 B747-200 0,34

B767 0,97 A340 0,45

Régional B737 3,00 A319 0,35 B727 0,20

National

B737 2,22 ATR42 4,21 HS748 0,33 DHT 3,50

Source : Nombre de toucher des avions sur la piste d'envol recensé par ADEMA-AIR MAD (sauf pour le B747-400 qui est une estimation)


________________________________________________________________________________________________


Pour le calcul de rentabilité du projet nous allons proposer les hypothèses suivantes :

• la piste soit exploitée au maximum c'est-à-dire les gros porteurs effectuent un mouvement

par jour comme on a dimensionné les chaussées :

• 1 mouvement par jour de B747-400, de B747-200, de B767, et de A340 ;

• le régime de trafic de mouvement des avions ne change pas pour les réseaux régional et

national c'est-à-dire le nous fixons les mouvements réels effectués par chaque avion indiqués dans le

tableau ci-dessus ;

Vu qu'on exploite la piste, nous tenons compte :

- comme recettes :

* les redevances d'atterrissage ;

* les redevances de stationnement ;

* les redevances balisages.

- comme charges :

* le coût d'entretien et de réparation des pistes ;

* les redevances domaniales pour l'aire de stationnement qui sont évaluées à

13 500 FMG /m2/an hors taxe.

a. Calcul des recettes

Nous allons considérer les taux de conversion suivants :

• 1USD = 6 190 FMG

• 1€ = 7 357 FMG = 6,55957 FF

• 1FF = 1 122 FMG

(Source : Journal l'Express de Madagascar 22/11/2003)

o Réseau international

* Pour le B747-400

Masse : 395,9 T

Durée de stationnement : 2 h

Nombre de mouvement : 1/j

Redevance atterrissage : 1,2 × 7357 × (25 × 2,68 + 75 × 5,35

+ 150 × 7,42 + (395,9-250) × 6,94) .......................................... 22 899 069 FMG TTC

Redevance stationnement : 1,2 × 230 × 395,9 × 2 ......................... 218 537 FMG TTC


________________________________________________________________________________________________


Redevance balisage : 1,2 × 355500 × 2 .......................................... 853 200 FMG TTC

Total ........................................................................................... 23 970 805 FMG TTC

Pour une année .......................................................................... 8 749 343 973 FMG TTC

* Pour le B747-200

Masse : 353 T

Durée de stationnement : 1,5 h



+ 150 × 7,42 + (353-250) × 6,94) ............................................. 20 270 624 FMG TTC

Redevance stationnement : 1,2 × 230 × 353 × 1,5 ......................... 146 142 FMG TTC

Redevance balisage : 1,2 × 355500 × 2 .......................................... 853 200 FMG TTC

Total ........................................................................................... 21 269 966 FMG TTC


* Pour le A-340

Masse : 271 T




+ 150 × 7,42 + (271-250) × 6,94) ............................................. 15 246 559 FMG TTC

Redevance stationnement : 1,2 × 230 × 271 × 1 .............................. 74 796 FMG TTC

Redevance balisage : 1,2 × 355500 × 2 ......................................... 853 200 FMG TTC

Total ........................................................................................... 16 174 555 FMG TTC


* Pour le B767

Masse : 159,6 T



Redevance atterrissage :

1,2 × 7357 × (25 × 2,68 + 75 × 5,35 + (159,6-100) × 6,94) ...... 8 038 099 FMG TTC

Redevance stationnement : 1,2 × 230 × 159,6 × 1 ........................... 44 050 FMG TTC

Redevance balisage : 1,2 × 355500 × 2 ......................................... 853 200 FMG TTC

Total ............................................................................................. 8 935 349 FMG TTC



________________________________________________________________________________________________



________________________________________________________________________________________________


o Réseau régional

- Pour le B737

Masse : 56,4 T




3 × 1,2 × 7357 × (25 × 2,68 + (56,4-25) × 5,35) ........................ 6 223 757 FMG TTC

Redevance stationnement : 3 × 1,2 × 230 × 56,4 × 0,5 .................... 23 350 FMG TTC

Redevance balisage : 3 × 1,2 × 355500 × 2 ................................ 2 559 600 FMG TTC

Total ............................................................................................. 8 806 707 FMG TTC


* Pour le A319

Masse : 70,4 T


Nombre de mouvement : 0,35/j


0,35 × 1,2 × 7357 × (25 × 2,68 + (70,4-25) × 5,35) ...................... 957 542 FMG TTC

Redevance stationnement : 0,35 × 1,2 × 230 × 70,4 × 0,5 ................. 3 400 FMG TTC

Redevance balisage : 0,35 × 1,2 × 355500 × 2 .............................. 298 620 FMG TTC

Total ............................................................................................. 1 259 562 FMG TTC

Pour une année ............................................................................. 459 740 067 FMG TTC

o Réseau national

* Pour le B737

Masse : 56,4 T




2,22 × 1,2 × (14 × 2207 + 25 × 8108 + (56,4-39) × 16351) ....... 1 380 233 FMG TTC

Redevance stationnement : 2,22 × 1,2 × 230 × 56,4 × 0,5 ............... 17 279 FMG TTC

Redevance balisage : 2,22 × 1,2 × 355500 × 2 ........................... 1 894 104 FMG TTC

Total ............................................................................................. 3 291 615 FMG TTC


________________________________________________________________________________________________



* Pour le ATR42

Masse : 16,7 T




4,21 × 1,2 × (14 × 2207 + (16,7-14) × 8108) ................................. 266 693 FMG TTC

Redevance stationnement : 4,21 × 1,2 × 230 × 16,7 × 0,5 ................. 9 702 FMG TTC

Redevance balisage : 4,21 × 1,2 × 355500 × 2 ............................ 3 591 972 FMG TTC

Total ............................................................................................. 3 868 367 FMG TTC


* Pour le DHT

Masse : 5,67 T




3,5 × 1,2 × (5,67 × 4499) ................................................................ 107 139 FMG TTC

Redevance stationnement : 3,5 × 1,2 × 230 × 5,67 × 0,5 ................... 2 739 FMG TTC

Redevance balisage : 3,5 × 1,2 × 355500 × 2 .............................. 2 986 200 FMG TTC

Total ............................................................................................. 3 096 078 FMG TTC


b. Calcul des charges

o Entretien et réparation

L'entretien commence à partir de la deuxième année de mise en service ;

Les dépenses estimées pour l'entretien et les réparations des pistes sont indiquées

dans le tableau suivant pour chaque année.

Tableau 73 : Dépenses Estimées pour l'Entretien et les Réparations des Pistes

Année Chaussée souple Chaussée rigide

2ème à 9ème 25 000 000 FMG 25 000 000 FMG

10ème à 15ème 250 000 000 FMG 300 000 000 FMG


________________________________________________________________________________________________


15ème à 25ème 300 000 000 FMG

o Redevance domaniale

Superficie de l'aire de stationnement : 32 400 m²

Coût : 32400 × 13500 × 1,2 = 524 880 000 FMG TTC/an

c. Récapitulation

Total recette = 33 095 646 637 FMG/an

Coût d'investissement :

• Chaussée souple = 163 127 672 400 FMG TTC

• Chaussée rigide = 171 861 920 400 FMG TTC

2.4. Calcul de rentabilité

2.4.1. Chaussée souple

Durée de service estimée : 15 ans

Les valeurs figurant dans le tableau suivant sont multiples de 1 000 000 FMG TTC.

Tableau 74 : Calcul du TRI pour Chaussée Souple


________________________________________________________________________________________________


Année

Investi-ssement

Rede-vance doma-niale

Entre-tien et répa-ration

Recette CFB CFBC CFA i = 18%

CFAC ou VAN i = 18%

CFA i = 19%

CFAC ou VAN i = 19%

0 163 128 -163 128 -163 128 -163 128 -163 128 -163 128 -163 128

1 524,88 33 096 32 571 -130 557 27 602 -135 525 27 370 -135 757

2 524,88 25 33 096 32 546 -98 011 23 374 -112 151 22 983 -112 775

3 524,88 25 33 096 32 546 -65 465 19 808 -92 343 19 313 -93 461

4 524,88 25 33 096 32 546 -32 920 16 787 -75 556 16 230 -77 232

5 524,88 25 33 096 32 546 -374 14 226 -61 330 13 638 -63 594

6 524,88 25 33 096 32 546 32 172 12 056 -49 274 11 461 -52 133

7 524,88 25 33 096 32 546 64 718 10 217 -39 057 9 631 -42 502

8 524,88 25 33 096 32 546 97 263 8 658 -30 399 8 093 -34 409

9 524,88 25 33 096 32 546 129 809 7 338 -23 061 6 801 -27 608

10 524,88 250 33 096 32 321 162 130 6 175 -16 886 5 676 -21 932

11 524,88 250 33 096 32 321 194 451 5 233 -11 653 4 769 -17 163

12 524,88 250 33 096 32 321 226 772 4 435 -7 218 4 008 -13 155

13 524,88 250 33 096 32 321 259 092 3 759 -3 459 3 368 -9 787

14 524,88 250 33 096 32 321 291 413 3 185 -274 2 830 -6 957 15 524,88 250 33 096 32 321 323 734 2 699 2 425 2 378 -4 578


________________________________________________________________________________________________


D'après le Tableau 74 de la page précédente, on obtient les indicateurs suivants :

- Calcul de VAN

A la 15ème année , avec un taux de 18 % on a :

VAN = 2 425 > 0

- Calcul de TRI

� pour un taux i = 18 %, VAN = 2 425

� pour un taux de i = 19 %, VAN = -4 578

Le TRI est ainsi obtenu pour VAN = 0 soit TRI = 18,34 > 12 % le projet est

rentable

- Calcul de DRN

� A la 5ème année on a CFBC = -374

� A la 6ème année on a CFBC = 32 172

La durée de récupération normal est alors obtenue pour CFBC = 0,

d'où DRN = 5,01 soit une durée de 5 ans , la durée pendant laquelle le coût

d'investissement sera récupéré.

2.4.2. Chaussée rigide

Durée de service estimée > 20 ans, prenons 25 ans.

Les valeurs contenues dans le Tableau 75 suivant sont multiples de 1 000 000 FMG

TTC .


________________________________________________________________________________________________


Tableau 75 : Calcul du TRI pour Chaussée Rigide

Année

Investi-

ssement

Rede-

vance

doma-

niale

Entre -

tien et

répa-

ration

Recette CFB CFBC CFA

i = 18%

CFAC

ou VAN

i = 18%

CFA

i = 19%

CFAC

ou VAN

i = 19%

0 171 862 -171 862 -171 862 -171 862 -171 862 -171 862 -171 862

1 524,88 33 096 32 571 -139 291 27 602 -144 260 27 370 -144 492

2 524,88 25 33 096 32 546 -106 745 23 374 -120 886 22 983 -121 509

3 524,88 25 33 096 32 546 -74 200 19 808 -101 077 19 313 -102 196

4 524,88 25 33 096 32 546 -41 654 16 787 -84 291 16 230 -85 966

5 524,88 25 33 096 32 546 -9 108 14 226 -70 065 13 638 -72 328

6 524,88 25 33 096 32 546 23 438 12 056 -58 009 11 461 -60 867

7 524,88 25 33 096 32 546 55 983 10 217 -47 792 9 631 -51 236

8 524,88 25 33 096 32 546 88 529 8 658 -39 133 8 093 -43 143

9 524,88 25 33 096 32 546 121 075 7 338 -31 796 6 801 -36 342

10 524,88 25 33 096 32 546 153 621 6 218 -25 577 5 715 -30 627

11 524,88 25 33 096 32 546 186 167 5 270 -20 307 4 803 -25 824

12 524,88 25 33 096 32 546 218 712 4 466 -15 842 4 036 -21 789

13 524,88 25 33 096 32 546 251 258 3 785 -12 057 3 391 -18 397

14 524,88 25 33 096 32 546 283 804 3 207 -8 850 2 850 -15 547

15 524,88 25 33 096 32 546 316 350 2 718 -6 131 2 395 -13 152

16 524,88 25 33 096 32 546 348 895 2 303 -3 828 2 013 -11 140

17 524,88 25 33 096 32 546 381 441 1 952 -1 876 1 691 -9 448

18 524,88 25 33 096 32 546 413 987 1 654 -222 1 421 -8 027

19 524,88 25 33 096 32 546 446 533 1 402 1 180 1 194 -6 833

20 524,88 500 33 096 32 071 478 603 1 171 2 351 989 -5 844

21 524,88 500 33 096 32 071 510 674 992 3 343 831 -5 013

22 524,88 500 33 096 32 071 542 745 841 4 184 698 -4 315

23 524,88 500 33 096 32 071 574 816 713 4 897 587 -3 728

24 524,88 500 33 096 32 071 606 886 604 5 501 493 -3 235

25 524,88 500 33 096 32 071 638 957 512 6 012 414 -2 820


________________________________________________________________________________________________


- Calcul de VAN

A la 25ème année, avec un taux de 18 %, on a :

VAN = 6 012 > 0

- Calcul de TRI

� pour un taux i = 18 %, VAN = 6 012

� pour un taux de i = 19 %, VAN = -2 820

Le TRI est ainsi obtenu pour VAN = 0 soit TRI = 18,68 > 12 % le projet est

rentable.

- Calcul de DRN

� A la 5ème année on a CFBC = -9 108

� A la 6ème année on a CFBC = 23 438

La durée de récupération normale est alors obtenue pour CFBC = 0

d'où DRN = 5,28 soit une durée de 5 ans et 3 mois , la durée pendant laquelle le coût

d'investissement sera récupéré.


D'après l'évaluation du coût du projet d'investissement il est clair que concevoir une

chaussée souple est moins cher que créer une chaussée rigide, mais en tenant compte de la durée de

service, la chaussée souple n'est pas durable. Le choix de la variante rationnelle est possible donc

après avoir effectué le calcul de rentabilité de chacune d'elle.

Les calculs ont alors abouti aux résultats suivants pour chaque structure de chaussée :

- Chaussée souple :

TRI = 18,34 % avec un coût d'investissement de 163 127 672 400 FMG et une

durée de service minimale de 15 ans ;

- Chaussée rigide :

TRI = 18,68 % avec un coût d'investissement de 171 861 920 400 FMG et une

durée de service minimale de 25 ans ;


________________________________________________________________________________________________


Les deux variantes sont donc rentables et le choix se fait selon la politique ou la

capacité financière des investisseurs.

Notons bien que la piste doit être exploitée au maximum, et pour en assurer, nous

proposons la nécessité du développement de notre ligne aérienne avec la participation de l'Etat et les

dirigeants de l'aéroport, soit en :

• mettant en relief de la valeur touristique, artisanale et commerciale de Madagascar pour

attirer l'attention des opérateurs étrangères ;

• développant la coopération socio-économique avec les pays étrangers pour leur

sensibilisation ;

• libéralisant notre ligne aérienne pour que les grands aéroports mondiaux puissent s'y

accéder.

CONCLUSION GENERALE


________________________________________________________________________________________________

Conclusion générale

CONCLUSION GENERALE

La conception des infrastructures aéronautiques est très délicate car l'enjeu est un

gros matériel de valeur, coûtant plusieurs milliards et garantissant la vie de plusieurs passagers. Les

moindres défauts d'agencement peut entraîner de grands dégâts matériels et corporels et de là

découle un impact économique négatif d'envergure nationale. C'est pourquoi il est important de

comprendre les bases aériennes et de connaître d'abord et appliquer ensuite les normes

internationales sur l'aviation avant et pendant la conception des ouvrages d'aérodrome.

A Madagascar, l'aéroport international d'Ivato est pour le moment le premier aéroport

malgache parmi les 57 existants. Toutefois, sa résistance et ses dimensions empêchent l'accueil des

avions gros porteurs comme le B747-400 en pleine charge qui est l'avion de référence dans notre

projet. La chaussée de l'aérodrome d'Ivato mérite alors une étude de renforcement et une étude de

prolongement pour assurer la possibilité de décollage et d'atterrissage de ces avions.

Les B747-400 sont exploités par plusieurs pays en tant qu'avion de ligne et avion-

cargo. D'autre part, les aéronefs des différentes compagnies aériennes exploitant l'aéroport

n'arriveront plus à écouler les trafics aériens locaux qui ne cessent d'augmenter d'après les études

statistiques. Conséquemment, l'un de ces gros avions pourrait atterrir à Ivato vu nos besoins de

communiquer avec le monde de par notre insularité.

L'avantage de l'insertion du Boeing 747-400 dans notre circuit aérien est aussi un

facteur principal de développement de notre économie nationale sachant que l'aéroport est un

"grand portail" des étrangers d'autant plus que la mondialisation est inévitable.

D'après les calculs de dimensionnement et de longueur de piste, nous concluons que

la piste d'envol existante a besoin d'un renforcement de 5 cm d'épaisseur en béton bitumineux et

d'une longueur supplémentaire de 1 140 m dans le lac afin que le Boeing 747-400 puisse l'utiliser.

Le lac du coté Est de la piste sera remblayé par des enrochements qui deviennent ensuite l'assise de

la chaussée souple ou de la chaussée rigide à concevoir. En respectant les normes de l'aviation,

c'est-à-dire l'ajout d'une bande et d'une aire de sécurité de bout de piste, la longueur totale de la piste


________________________________________________________________________________________________

Conclusion générale

d'Ivato totalisera 4 390 m. Ainsi, la piste pourra recevoir de gros porteurs de même catégorie que le

Boeing 747-400 pouvant utiliser au maximum ses capacités commerciales.

D'après les études économiques et financières, nous estimons que le coût des travaux

de renforcement de la chaussée existante s'élève à 18 757 227 600 FMG TTC et le délai

d'exécution des travaux est estimé à 3 ans pour le renforcement et le prolongement.

Si on prend la variante "chaussée souple" comme nouvelle chaussée prolongée, le

coût du projet est de 144 370 444 800 FMG TTC. Dans le cas "chaussée rigide" qui est plus chère,

il vaut 153 104 692 800 FMG TTC. Le montant total du projet de renforcement et de prolongement

de la piste d'envol d'Ivato vaut enfin, selon la structure de chaussée prolongée :

- chaussée souple : 163 127 672 400 FMG TTC

- chaussée rigide : 171 861 920 400 FMG TTC

L'investissement est considérable pour réaliser un tel projet. Par contre, grâce aux

recettes apportées par les aéronefs exploitant la piste, dont les gros porteurs, l'amortissement est

rapide et la rentabilité du projet est plus qu'intéressante. Les taux de rentabilité du projet sont

évalués, après calcul, à 18,34 % pour la chaussée souple et 18,68 % pour la chaussée rigide. Ainsi,

ils dépassent largement le seuil de rentabilité qui vaut actuellement 12 % à Madagascar et le capital

sera récupéré respectivement pour les deux structures après 5 ans et demi et 5 ans et 3 mois.

Pour terminer, Madagascar est classé parmi les pays en voie de développement sinon

même peu développé, mais ayant osé lancer le défi d'un développement économique rapide et

durable. Un levier primordial pour atteindre cet objectif est l'amplification de nos relations avec

l'extérieur d’où la priorité du développement du transport aérien malgache.

BIBLIOGRAPHIE

01 – OACI, Manuel de conception d'aérodrome 1ère Partie PISTES, deuxième édition 1984 ;

02 – OACI, Normes et pratiques recommandées Internationales. AERODROME. Annexe 14 à la convention relative à l'aviation Civile Internationale – 8è édition – mars 1983 ;

03 – STBA, aménagements pour Boeing 747 : recommandation pour l'aménagement des aérodromes devant recevoir le Boeing 747, 1986 ;

04 – STBA, Instruction sur le dimensionnement des chaussées d'aérodromes et la détermination des charges admissibles Volume 1 , 1983 ;

05 – STBA, Instruction sur le dimensionnement des chaussées d'aérodromes et la détermination des charges admissibles Volume 2 , 1983 ;

06 – STBA : Bases Aériennes Tome 2 ;

07 – ENAC, Mastère Management Aéroportuaire, Module MA05/Tome 1. Plan Directeur et Infrastructures Aéroportuaires, décembre 2002 ;

08 – MINISTERE DU TOURISME : Rapport final, Enquête tourisme 2000, Septembre 2000 ;

09 – INSTAT : Recensement général de la population et de l'habitat, Vol2, Janvier 1997 ;

10 – LOUIS DURET - Estimation des débits de crue à Madagascar, 1996 ;

11 – NGUYEN VAN TUU : Hydraulique routière, BCEOM, 1979.

12 – LNTPB : Ivato aérodrome – Etude géotechnique du site pour la réfection de la bande anti-souffle, Septembre 1999.

13 – LNTPB : Aéroport d'Ivato - Etude géotechnique - Remblais pour clôture et voies de contrôle, Novembre 1995.

ANNEXES

ANNEXES I - TABLEAUX

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - i -

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Annexe I : Tableaux Mémoire présenté par RABEARIVELO Andry A.

Tableau 1 : Dimensions de Base et Caractéristiques Physiques de Piste

Caractéristiques physiques de la piste

Catégorie A

Catégorie B

Catégorie C

Catégorie D

Piste de classe A

Piste de classe B1

Piste de classe B2

Piste de classe C1

Piste de classe C2

Piste de classe C3

Piste de classe D1

Piste de classe D2

Piste de classe D3

Longueur de base - Longueur minimale 2 500 2 300 2 100 1 200 1 500 1 900 500 1 000 1 000 - Longueur maximale 3 800 2 500 2 500 1 500 2 100 2 300 1 000 1 500 1 200

Largeur 45 45 45 30 30 à 45 45 Profil en long

- Pente moyenne maximale

1 % 1 % 1,5 % 1,5 % 1,5 % 1 % 2 %

- Pente maximale en chaque point

1,25 % 1,25 % 1,5 % 1,5 % (2 %)

1,5 % (2 %)

1,25 % 2 %

- Changement de pentes maximales

1,5 % 1,5 % 1,5 % 1,5 % 1,5 % 1,5 % 2 %

- Rayon de courbure minimal

20 000 15 000 15 000 5 000 10 000 15 000 5 000

- Rayon de courbure conseillé

30 000 30 000 15 000 15 000 15 000 30 000 7 500

- Rayon de courbure optimal

50 000 50 000 30 000 30 000 30 000 50 000 10 000

Profil en travers

- Pente normale 1,5 % 1,5 % 1,5 % 1,5 % 1,5 % 1,5 % Piste revêtue Piste non revêtue

- Pente minimale admissible

* pour un revêtement bétonné

1 % 1 % 1 % 1 % 1 % 1 %

* pour une piste non revêtue

2,5 %

- Pente maximale admissible

* piste revêtue 2 % 2 % 2 % * piste non revêtue 3 %

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - ii -

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Tableau 2 : Caractéristiques Physiques des Bandes de Pistes

Caractéristiques physiques des bandes de piste

Catégorie A

Catégorie B

Catégorie C

Catégorie D

Piste de classe A

Piste de classe B1

Piste de classe B2

Piste de classe C1

Piste de classe C2

Piste de classe C3

Piste de classe D1

Piste de classe D2

Piste de classe D3

Longueur (m) - minimale 2 620 2 420 2 220 1 320 1 620 2 020 560 1 060 1 060 - maximale 3 920 2 620 2 620 1 620 2 220 2 420 1060 1 560 1 260

Largeur (m) Piste aux instruments : 300

Piste à vue : 150 150 à 100

300 à 150

- Largeur bande aménagée

150 150 150 150 150 150 Avions : 150 à 50 Planeurs : 150 à 80

150

Profil en long des abords Identique aux pistes

Profil en travers des abords

2,5 % 2,5 % 2,5 % 3 % 2,5 % 2,5 % piste revêtue 4 %

Partie dégagée Pente ascendante P1

inférieure à +5% Pente descendante

comprise entre 0 et 20% Source : ICAAC

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - iii -

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Tableau 3 : Structures de la Nouvelle Chaussée Prolongée

CHAUSSEE SOUPLE CHAUSSEE RIGIDE

Chaussée

Prolongement sur le terrain de 200 m de longueur

Prolongement dans le lac de 940 m de longueur


Prolongement dans le lac de 940 m de longueur

Couche de roulement en Béton bitumineux Couche de roulement en Béton de ciment

Couche de base en grave bitume Couche de fondation en GCNT 0/315 Couche de fondation en grave ciment Couche de sable anti-capillaire et anti-contaminante 20 cm

Couche de sable anti-capillaire et anti-contaminante 20 cm

Plate-forme

Couche drainante en Macadam 40/70 de 20 cm Plate-forme

Couche drainante en Macadam 40/70 de 20 cm

Enrochement ø 35 cm

Enrochement ø 35 cm

Accotements

Couche de roulement en EDC Couche de base en GCNT 0/315 Couche de Sable anti-capillaire et anti-contaminante 20 cm

Plate-forme

Couche drainante en Macadam 40/70 de 20 cm Plate-forme

Couche drainante en Macadam 40/70 de 20 cm

Enrochement ø 35 cm Enrochement ø 35 cm

Bandes


Prolongement dans le lac de 1 090 m de longueur


Prolongement dans le lac de 1 090 m de longueur

Couche de roulement en terre gazonnée Couche de base en GCNT 0/315

Couche de Sable anti-capillaire et anti-contaminante 20 cm Plate-forme Enrochement ø 35 cm Plate-forme Enrochement ø 35 cm

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - iv -

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Tableau 4 : Coefficient de Déflexion f

r z

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.5 2 3 4 5 6 7 8 10 12 14

0.0 1.500 1.485 1.438 1.354 1.219 0.955 0.703 0.534 0.388 0.254 0.189 0.150 0.125 0.107 0.094 0.074 0.063 0.053

0.1 1.493 1.477 1.430 1.344 1.204 0.950 0.709 0.536 0.384 0.254 0.189 0.151 0.125 0.107 0.094 0.074 0.063 0.053

0.2 1.471 1.455 1.405 1.315 1.169 0.940 0.722 0.541 0.390 0.254 0.189 0.151 0.125 0.107 0.094 0.074 0.063 0.053

0.3 1.437 1.420 1.365 1.275 1.128 0.925 0.731 0.549 0.393 0.255 0.190 0.151 0.125 0.107 0.094 0.074 0.063 0.053

0.4 1.393 1.376 1.323 1.229 1.088 0.908 0.735 0.556 0.397 0.256 0.190 0.151 0.125 0.107 0.094 0.074 0.063 0.053

0.5 1.342 1.324 1.271 1.180 1.048 0.888 0.734 0.562 0.401 0.257 0.191 0.151 0.126 0.108 0.094 0.075 0.062 0.053

0.6 1.286 1.269 1.218 1.130 1.009 0.867 0.729 0.566 0.404 0.259 0.191 0.151 0.126 0.108 0.094 0.075 0.062 0.053

0.7 1.229 1.212 1.163 1.055 0.971 0.828 0.721 0.568 0.408 0.261 0.192 0.151 0.126 0.108 0.094 0.075 0.062 0.053

0.8 1.171 1.156 1.110 1.034 0.935 0.822 0.711 0.568 0.412 0.262 0.192 0.152 0.126 0.108 0.094 0.075 0.062 0.053

0.9 1.115 1.101 1.058 0.994 0.906 0.799 0.698 0.566 0.414 0.263 0.193 0.152 0.126 0.108 0.094 0.075 0.062 0.053

1.0 1.061 1.069 1.009 0.947 0.866 0.776 0.685 0.563 0.416 0.265 0.194 0.153 0.127 0.109 0.094 0.075 0.063 0.054

1.2 0.960 0.949 0.918 0.868 0.803 0.731 0.656 0.552 0.417 0.269 0.196 0.155 0.128 0.109 0.095 0.075 0.063 0.054

1.5 0.832 0.824 0.787 0.765 0.719 0.666 0.610 0.529 0.414 0.273 0.199 0.155 0.129 0.110 0.095 0.076 0.063 0.054

2.0 0.671 0.666 0.635 0.632 0.604 0.572 0.537 0.483 0.398 0.275 0.203 0.159 0.131 0.111 0.096 0.076 0.063 0.054

2.5 0.557 0.554 0.546 0.533 0.516 0.495 0.473 0.436 0.374 0.272 0.205 0.162 0.133 0.113 0.097 0.077 0.063 0.054

3.0 0.474 0.473 0.467 0.459 0.448 0.434 0.419 0.393 0.348 0.265 0.205 0.163 0.135 0.114 0.099 0.078 0.064 0.054

4.0 0.364 0.363 0.361 0.357 0.351 0.344 0.337 0.323 0.298 0.245 0.199 0.163 0.136 0.116 0.101 0.079 0.065 0.055

5.0 0.294 0.294 0.292 0.290 0.287 0.284 0.279 0.271 0.256 0.222 0.188 0.159 0.135 0.117 0.102 0.080 0.066 0.056

6.0 0.247 0.217 0.246 0.245 0.243 0.240 0.237 0.232 0.223 0.200 0.175 0.152 0.133 0.116 0.102 0.081 0.067 0.056

7.0 0.212 0.212 0.212 0.211 0.210 0.208 0.206 0.204 0.197 0.181 0.162 0.145 0.128 0.114 0.101 0.082 0.063 0.057

8.0 0.186 0.185 0.185 0.184 0.184 0.183 0.181 0.179 0.175 0.164 0.150 0.136 0.123 0.110 0.099 0.081 0.068 0.053

9.0 0.166 0.166 0.165 0.165 0.164 0.163 0.162 0.160 0.158 0.149 0.139 0.128 0.117 0.107 0.097 0.080 0.068 0.053

10.0 0.150 0.150 0.149 0.148 0.148 0.148 0.147 0.146 0.143 0.137 0.129 0.120 0.111 0.102 0.094 0.080 0.068 0.058

N.B. : z et r exprimés en multiples du rayon

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - v -

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Tableau 5 : Calcul du Coefficient de déboursé K1

Origine des frais Composition à l'intérieur de

chaque catégorie de frais

Indice de composition

ai Ai

Frais généraux proportionnels aux déboursés

Frais d'agence et patente a1 = 5,00

A1= a1+a2+a3+a4

29 Frais de chantier a2 = 14,00 Frais d'études et de laboratoire a3 = 7,00 Assurance a4 = 3,00

Bénéfice brut et frais financiers proportionnels aux prix de revient

Bénéfice net et impôt sur le bénéfice

a5 = 13,00

A2 = a5+a6+a7+a8

39 Aléas techniques a6 = 8,00 Aléas de révision des prix a7 = 13,00 Frais financiers a8 = 5,00

Frais proportionnels aux prix de règlement avec TVA

Frais de siège a9 = 0 A3 = a9 0

T = 20 % (Taxe sur la valeur ajoutée pour les marchés des travaux)

K1 = 1,5

+

−

+

+=

100

T1

100

A1

100

A1

100

A1

K3

21

1

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - vi -

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Tableau 6 : Caractéristiques des matériaux

MATERIAUX ROCHEUX MATERIAUX SELECTIONNES

- Enrochement pour plate-forme de la

chaussée et de la bande

• LA ≤ 45

• MDE ≤ 35

• CBR ≥ 20

• Diamètre ≥ 35 cm

- Agrégats

• Granulométrie étalée (Cu>4) et bien

graduée (1<Cc<3)

• LA ≤ 30

• MDE ≤ 20

• Coefficient d'aplatissement A < 20

- Couche anti-capillaire

• ES > 85

• Coefficient de perméabilité

K > 5.10-4 m.s-1

- Granulométrie : 0 à 40 mm

- % fines : 5 à 15 %

- Ip < 20

- Gonflement relatif < 2%

- WL = 20 à 35

Tableau 7 : Carrières et gîtes

CARRIERES GITES

- 1 à Ambohidratrimo à 7 Km

- Volume exploitable : 2.585.275 m3

- Nature : granit, densité 2,7 à 2,8

- Rendement :1 000 T/j

- LA =20 à 70

- MDE = 10 à 35

- à Ivato à 1 Km

- Nature : Quartzite, Latérite rouge

- 2 à Ivato à 2 Km et à 3 Km

- Nature : granit, densité 2,7 à 2,8

ANNEXES II - TABLES DE JONES

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - vii -

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Annexe II : Table de Jones Mémoire présenté par RABEARIVELO Andry A.

NOTES

Nous avons consulter plusieurs bibliothèques et centres de documentation pour la recherche des

originales des tables de JONES pendant la réalisation de ce mémoire, mais malheureusement, nous ne les

avons plus trouvé. C'est pour cette raison et pour aider vous, collègues, que nous avons édité les tables 1 à 8

de JONES dans cette annexe après avoir effectué des différentes confrontations sur les valeurs des

photocopies existantes.

Rappelons que les paramètres de calculs des contraintes sont les suivantes :

2

11E

Ek = ;

3

22

E

Ek = ;

2

1h

aA = ;

2

1

h

hH =

dans lesquels :

E1 : module élastique du revêtement [Mpa]

E2 : module élastique de la couche intermédiaire [Mpa]

E3 : module élastique de la plate-forme [Mpa]

a : rayon du cercle de charge [cm]

h1 et h2 : épaisseurs respectives du revêtement et de la couche intermédiaire [cm].

et les contraintes calculables en [Mpa] sont :

σr1 : contrainte horizontale de compression ou de traction à la base du revêtement

σz1 : contrainte verticale de compression au niveau supérieur de la couche intermédiaire

σz1 : contrainte radiale de compression au niveau supérieur de la couche intermédiaire

σr2, σ'r2 : contrainte horizontale de compression ou de traction à la base de la couche intermédiaire

σz2 : contrainte verticale de compression au niveau supérieur de la plate-forme.

La valeur de ces contraintes est donnée en proportion de la pression de contact q.

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - viii -

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Annexe II : Table de Jones 1 et 2 Mémoire présenté par RABEARIVELO Andry A.

Table 1 h = 0,125

k1 = 2,0 a1 σz1 σz1-σr1 σz1-σr2 σz2 σz2-σr2 σz2-σr3

k2 = 0,2 0,1 0,43055 0,71614 0,35807 0,01682 0,00350 0,01750 0,2 0,78688 1,01561 0,50780 0,06511 0,01348 0,06741 0,4 0,98760 0,83024 0,41962 0,23005 0,04669 0,23346 0,8 1,01028 0,63961 0,31981 0,60886 0,11484 0,57418 1,6 1,00647 0,65723 0,32862 0,90959 0,13726 0,68630 3,2 0,99822 0,38165 0,10093 0,94322 0,09467 0,47335

k2 = 2,0 0,1 0,42950 0,70622 0,35303 0,00896 0,01716 0,00858 0,2 0,78424 0,97956 0,48989 0,03493 0,06647 0,03324 0,4 0,98044 0,70970 0,35488 0,12667 0,23531 0,11766 0,8 0,99434 0,22319 0,11164 0,36932 0,63003 0,31501 1,6 0,99364 -0,19982 -0,09995 0,72113 0,97707 0,48853 3,2 0,99922 -0,28916 -0,14461 0,96148 0,84030 0,42015

k2 = 20,0 0,1 0,43022 0,69332 0,34662 0,00228 0,03467 0,00173 0,2 0,78414 0,92086 0,46048 0,00899 0,13541 0,00677 0,4 0,97493 0,46583 0,23297 0,03392 0,49523 0,02476 0,8 0,97806 -0,66535 -0,33270 0,11350 1,49612 0,07481 1,6 0,96921 -2,82859 -1,41430 0,31263 3,28512 0,16426 3,2 0,98591 -5,27906 -2,63954 0,68433 5,05952 0,25298

k2 = 200,0 0,1 0,42025 0,67488 0,33744 0,00046 0,04848 0,00024 0,2 0,78267 0,85397 0,42698 0,00183 0,19043 0,00095 0,4 0,97360 0,21165 0,10582 0,00711 0,71221 0,00356 0,8 0,97295 -1,65954 -0,82977 0,02597 2,32652 0,01163 1,6 0,95546 -6,47707 -3,23855 0,08700 6,26638 0,03133 3,2 0,96377 -16,67376 -8,33691 0,26292 14,25621 0,07128

Table 2 H = 0,125 k1 = 20,0

a1 σz1 σz1-σr1 σz1-σr2 σz2 σz2-σr2 σz2-σr3 k2 = 0,2

0,1 0,14648 1,80805 0,09040 0,01645 0,00322 0,01611 0,2 0,39260 3,75440 0,18772 0,06407 0,01249 0,06244 0,4 0,80302 5,11847 0,25592 0,23135 0,04421 0,22105 0,8 1,06594 3,38600 0,16930 0,64741 0,11468 0,57342 1,6 1,02942 1,81603 0,09080 1,00911 0,13687 0,68436 3,2 0,99817 1,75101 0,08756 0,97317 0,07578 0,37890

k2 = 2,0 0,1 0,14529 1,81178 0,09059 0,00810 0,01542 0,00771 0,2 0,38799 3,76886 1,88440 0,03170 0,06003 0,03002 0,4 0,78651 5,16717 0,25836 0,11650 0,21646 0,10820 0,8 1,02218 3,43631 0,17182 0,34941 0,60493 0,30247 1,6 0,99060 1,15211 0,05761 0,60014 0,97146 0,48573 3,2 0,99893 -0,06894 -0,00345 0,03487 0,88358 0,44179

k2 = 20,0 0,1 0,14447 1,80664 0,09033 0,00182 0,02985 0,00149 0,2 0,38469 3,74573 0,18729 0,00716 0,11697 0,00585 0,4 0,77394 5,05400 0,25274 0,02710 0,43263 0,02163 0,8 0,98610 2,92533 0,14627 0,09061 1,33736 0,06687 1,6 0,93712 -1,27093 -0,06355 0,24528 2,99215 0,14961 3,2 0,96330 -7,35384 -0,36761 0,55490 5,06489 0,25324

k2 = 200,0 0,1 0,14422 1,78941 0,08947 0,00033 0,04010 0,00020 0,2 0,38388 3,68097 0,18405 0,00131 0,15781 0,00079 0,4 0,77131 4,80711 0,24036 0,00505 0,59391 0,00297 0,8 0,97701 1,90825 0,09541 0,01830 1,05709 0,00979 1,6 0,91645 -5,28803 -0,26440 0,06007 5,25110 0,02626 3,2 0,92662 -21,52546 -1,07627 0,18395 12,45058 0,06225

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - ix -

_______________________________________________________________________________________________


Table 3 H = 0,25 k1 = 2,0


0,1 0,15577 0,28658 0,14329 0,01348 0,00277 0,01384 0,2 0,43310 0,72176 0,36088 0,05259 0,01075 0,05377 0,4 0,79551 1,03476 0,51738 0,19094 0,03842 0,19211 0,8 1,00871 0,88833 0,44416 0,54570 0,10337 0,51687 1,6 1,02425 0,66438 0,33219 0,90563 0,14102 0,70510 3,2 0,99617 0,41539 0,20773 0,93918 0,09804 0,49020

k2 = 2,0 0,1 0,15524 0,28362 0,14181 0,00710 0,01353 0,00677 0,2 0,42809 0,70225 0,35112 0,02783 0,05278 0,02639 0,4 0,77939 0,96634 0,48317 0,10306 0,19178 0,09589 0,8 0,96703 0,66885 0,33442 0,31771 0,55211 0,27605 1,6 0,98156 0,17331 0,08665 0,66753 0,95080 0,47540 3,2 0,99840 -0,05691 -0,02846 0,93798 0,89390 0,44695

k2 = 20,0 0,1 0,15436 0,27580 0,13790 0,00179 0,02728 0,00136 0,2 0,42462 0,67115 0,33557 0,00706 0,10710 0,00536 0,4 0,76647 0,84462 0,42231 0,02697 0,39919 0,01996 0,8 0,92757 0,21951 0,10976 0,09285 1,26565 0,06328 1,6 0,91393 -1,22411 -0,61205 0,26454 2,04860 0,14743 3,2 0,95243 -3,04320 -1,52160 0,60754 4,89878 0,24494

k2 = 200,0 0,1 0,15414 0,26776 0,13388 0,00036 0,03814 0,00019 0,2 0,42365 0,63873 0,31937 0,00143 0,15040 0,00075 0,4 0,76296 0,71620 0,35810 0,00557 0,57046 0,00285 0,8 0,91600 -0,28250 -0,14125 0,02064 1,92636 0,00963 1,6 0,88406 -3,09856 -1,54028 0,07014 5,35036 0,02680 3,2 0,89712 -9,18214 -4,59107 0,21692 12,64318 0,06322

Table 4 H = 0,25 k1 = 20,0


0,1 0,04596 0,61450 0,03072 0,01107 0,00202 0,01011 0,2 0,15126 1,76675 0,08834 0,04357 0,00793 0,03964 0,4 0,41030 3,59650 0,17983 0,16337 0,02931 0,14653 0,8 0,85464 4,58845 0,22942 0,51644 0,08771 0,43854 1,6 1,12013 2,31165 0,11558 1,01061 0,14039 0,70194 3,2 0,99676 1,24415 0,06221 0,99168 0,07587 0,37934

k2 = 2,0 0,1 0,04381 0,63215 0,03162 0,00530 0,00962 0,00481 0,2 0,14282 1,83766 0,09188 0,02091 0,03781 0,01891 0,4 0,37882 3,86779 0,19339 0,07933 0,14159 0,07079 0,8 0,75904 5,50796 0,27540 0,26278 0,44710 0,22355 1,6 0,98743 4,24281 0,21213 0,61673 0,90115 0,45058 3,2 1,00064 1,97494 0,09876 0,91258 0,93254 0,46627

k2 = 20,0 0,1 0,04236 0,65003 0,03250 0,00123 0,01930 0,00096 0,2 0,13708 1,90693 0,09535 0,00488 0,07623 0,00381 0,4 0,35716 4,13976 0,20699 0,01888 0,29072 0,01454 0,8 0,68947 6,48948 0,32447 0,06741 0,98565 0,04928 1,6 0,85490 6,95639 0,34782 0,20115 2,55231 0,12762 3,2 0,90325 6,05854 0,30293 0,48647 4,76234 0,23812

k2 = 200,0 0,1 0,04204 0,65732 0,03287 0,00024 0,02711 0,00014 0,2 0,13584 1,93764 0,09688 0,00095 0,10741 0,00054 0,4 0,35237 4,26004 0,21300 0,00372 0,41459 0,00207 0,8 0,67286 6,94871 0,34743 0,01399 1,46947 0,00735 1,6 0,81223 8,55770 0,42789 0,04830 4,36521 0,02183 3,2 0,82390 10,63614 0,53181 0,15278 10,93570 0,05468

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - x -

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Table 5 H = 0,5 k1 = 2,0


0,1 0,04496 0,08398 0,04199 0,00903 0,00181 0,00906 0,2 0,15978 0,28904 0,14452 0,03551 0,00711 0,03554 0,4 0,44523 0,72313 0,36156 0,13314 0,02634 0,13172 0,8 0,83298 1,03603 0,51802 0,42199 0,07992 0,39962 1,6 1,05462 0,83475 0,41737 0,85520 0,13073 0,69363 3,2 0,99967 0,45119 0,22560 0,94506 0,10667 0,53336

k2 = 2,0 0,1 0,04330 0,08250 0,04125 0,00465 0,00878 0,00439 0,2 0,15325 0,28318 0,14159 0,01836 0,03454 0,01727 0,4 0,42077 0,70119 0,35060 0,06074 0,12954 0,06477 0,8 0,75683 0,06681 0,46341 0,23256 0,41187 0,20594 1,6 0,93447 0,70726 0,35363 0,56298 0,85930 0,42065 3,2 0,98801 0,33878 0,16939 0,88655 0,06353 0,48176

k2 = 20,0 0,1 0,04193 0,08044 0,04022 0,00117 0,01778 0,00089 0,2 0,14808 0,27574 0,13787 0,00464 0,07027 0,00351 0,4 0,40086 0,67174 0,33587 0,01799 0,26817 0,01341 0,8 0,69098 0,36191 0,43095 0,06476 0,01168 0,04558 1,6 0,79338 0,39588 0,10794 0,19803 2,38377 0,11919 3,2 0,85940 -0,41078 -0,20539 0,49238 4,47022 0,22351

k2 = 200,0 0,1 0,04160 0,07864 0,03932 0,00024 0,02515 0,00013 0,2 0,14676 0,26853 0,13426 0,00005 0,09968 0,00050 0,4 0,39570 0,64303 0,32152 0,00374 0,38497 0,00192 0,8 0,67257 0,74947 0,37474 0,01416 1,36766 0,00684 1,6 0,74106 -0,02761 -0,01381 0,04972 4,08937 0,02045 3,2 0,75176 -1,38545 -0,94273 0,15960 10,25631 0,05128

Table 6 H = 0,5 k1 = 20,0


0,1 0,03510 0,16526 0,00826 0,00596 0,00098 0,00488 0,2 0,05079 0,58918 0,02946 0,02361 0,00386 0,01929 0,4 0,16972 1,66749 0,08337 0,09110 0,01474 0,07369 0,8 0,47191 3,23121 0,16156 0,31904 0,04067 0,24834 1,6 0,97452 3,54853 0,17743 0,82609 0,11279 0,56395 3,2 1,09911 1,27334 0,06367 1,08304 0,09527 0,47637

k2 = 2,0 0,1 0,01122 0,17997 0,00900 0,00259 0,00440 0,00220 0,2 0,04172 0,64779 0,03239 0,01028 0,01744 0,00872 0,4 0,13480 1,89817 0,09491 0,03908 0,06722 0,03361 0,8 0,35175 4,09592 0,20480 0,14419 0,23478 0,11738 1,6 0,70221 6,22002 0,31100 0,42106 0,62046 0,31023 3,2 0,97420 5,41828 0,27091 0,82256 0,93831 0,46916

k2 = 20,0 0,1 0,00990 0,19872 0,00994 0,00063 0,00911 0,00046 0,2 0,03648 0,72264 0,03613 0,00251 0,03620 0,00181 0,4 0,11448 2,19520 0,10976 0,00988 0,14116 0,00706 0,8 0,27934 5,24726 0,26236 0,03731 0,51585 0,02579 1,6 0,50790 10,30212 0,51511 0,12654 1,59341 0,07967 3,2 0,70903 16,38520 0,81926 0,35807 3,60109 0,18455

k2 = 200,0 0,1 0,00960 0,21440 0,01072 0,00013 0,01355 0,00007 0,2 0,03526 0,78493 0,03925 0,00054 0,05395 0,00027 0,4 0,10070 2,44430 0,12221 0,00214 0,21195 0,00106 0,8 0,26149 6,23424 0,31172 0,00831 0,79588 0,00398 1,6 0,45078 14,11490 0,70574 0,03070 2,67578 0,01338 3,2 0,57074 29,95815 1,49791 0,10470 7,61457 0,03607

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xi -

_______________________________________________________________________________________________


Table 7 H = 1,0 k1 = 2,0


0,1 0,01241 0,02186 0,01093 0,00490 0,00096 0,00478 0,2 0,04816 0,08396 0,04198 0,01943 0,00378 0,01890 0,4 0,17203 0,28866 0,14433 0,07496 0,01448 0,07241 0,8 0,48612 0,71684 0,35842 0,26193 0,04924 0,24620 1,6 0,91312 0,97206 0,48603 0,67611 0,11558 0,57790 3,2 1,04671 0,60091 0,30046 0,95985 0,12527 0,62637

k2 = 2,0 0,1 0,01083 0,02179 0,01090 0,00241 0,00453 0,00227 0,2 0,04176 0,08337 0,04160 0,00958 0,01797 0,00899 0,4 0,14665 0,28491 0,14246 0,03724 0,06934 0,03467 0,8 0,39942 0,71341 0,35670 0,13401 0,24250 0,12125 1,6 0,71032 1,03680 0,51340 0,38690 0,63631 0,31815 3,2 0,92112 0,90482 0,45241 0,75805 0,97509 0,48754

k2 = 20,0 0,1 0,00063 0,02240 0,01124 0,00061 0,00920 0,00046 0,2 0,03697 0,08618 0,04309 0,00241 0,03654 0,00183 0,4 0,12805 0,29640 0,14820 0,00950 0,14241 0,00712 0,8 0,33263 0,76292 0,38146 0,03578 0,51815 0,02591 1,6 0,52721 1,25168 0,62584 0,12007 1,56503 0,07825 3,2 0,65530 1,70723 0,85361 0,33669 3,51128 0,17556

k2 = 200,0 0,1 0,00925 0,02339 0,01170 0,00013 0,01319 0,00007 0,2 0,03561 0,09018 0,04509 0,00051 0,05252 0,00026 0,4 0,12348 0,31470 0,15735 0,00202 0,20600 0,00103 0,8 0,31422 0,83274 0,41637 0,00783 0,76955 0,00385 1,6 0,46897 1,53521 0,76760 0,02874 2,53100 0,01265 3,2 0,51161 2,76420 1,38210 0,09751 6,99283 0,03496

Table 8 H = 1,0 k1 = 20,0


0,1 0,00417 0,04050 0,00202 0,00271 0,00039 0,00195 0,2 0,01641 0,15675 0,00784 0,01080 0,00155 0,00777 0,4 0,06210 0,55548 0,02777 0,04241 0,00606 0,03028 0,8 0,21057 1,53667 0,07683 0,15808 0,02198 0,10991 1,6 0,58218 2,77359 0,13868 0,49705 0,06327 0,31635 3,2 1,06296 2,55195 0,12760 1,00217 0,09906 0,49525

k2 = 2,0 0,1 0,00263 0,04751 0,00238 0,00100 0,00160 0,00080 0,2 0,01029 0,18481 0,00924 0,00397 0,00637 0,00319 0,4 0,03810 0,66727 0,03336 0,01565 0,02498 0,01249 0,8 0,12173 1,97428 0,09871 0,05938 0,09268 0,04634 1,6 0,31575 4,37407 0,21870 0,20098 0,29253 0,14626 3,2 0,66041 6,97695 0,34885 0,53398 0,65446 0,32723

k2 = 20,0 0,1 0,00193 0,05737 0,00287 0,00024 0,00322 0,00016 0,2 0,00751 0,22418 0,01121 0,00098 0,01283 0,00064 0,4 0,02713 0,82430 0,04121 0,00387 0,05063 0,00253 0,8 0,08027 2,59672 0,12984 0,01507 0,19267 0,00963 1,6 0,17961 6,77014 0,33851 0,05549 0,66326 0,03316 3,2 0,34355 15,23252 0,76163 0,18344 1,88634 0,09432

k2 = 200,0 0,1 0,00176 0,06733 0,00337 0,00006 0,00478 0,00002 0,2 0,00683 0,26401 0,01320 0,00022 0,01908 0,00010 0,4 0,00244 0,98346 0,04917 0,00088 0,07557 0,00038 0,8 0,06983 3,23164 0,16158 0,00348 0,29194 0,00146 1,6 0,14191 9,28148 0,46407 0,01339 1,05385 0,00527 3,2 0,22655 24,85236 1,24262 0,04911 3,37605 0,01688

ANNEXES III - ABAQUES

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xii -

________________________________________________________________________________________________

Annexe III : Abaque Mémoire présenté par RABEARIVELO Andry A.

Abaque 1 : Correction de Module de Réaction K

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xiii -

________________________________________________________________________________________________


Abaque 2 : Dimensionnement des Chaussées Selon le Type d'Avion

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xiv -

________________________________________________________________________________________________


Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xv -

________________________________________________________________________________________________


Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xvi -

________________________________________________________________________________________________


ANNEXES IV - FIGURES

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xvii -

_______________________________________________________________________________________________

Annexe IV : Figures Mémoire présenté par RABEARIVELO Andry A.

Figure 1 : Description Géométriques de Raquette d'Extrémité

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xviii -

_______________________________________________________________________________________________


Figure 2 : Différents Types de Joints et leurs Dispositions Constructives

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xix -

_______________________________________________________________________________________________


Figure 3 : Structure d'Accotement pour B747 par le STBA

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xx -

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ANNEXES V

CARACTERISTIQUES DES AVIONS

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxi -

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Annexe V : Caractéristiques des avions Mémoire présenté par RABEARIVELO Andry A.

BOEING 747-400

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxii -

_______________________________________________________________________________________________


AIRBUS 340-300

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxiii -

_______________________________________________________________________________________________


BOEING 767-300ER

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxiv -

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BOEING 737-300

ANNEXES VI - MODELISATION

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxv -

_______________________________________________________________________________________________

Annexe VI : Modélisation Mémoire présenté par RABEARIVELO Andry A.

Modélisation 1 : Extrait de Code de Programmation en DELPHI

(* Extraction des données dans le fichier et calcul d'épaisseur de renforcement *) procedure TFrmDim.CalculEpTroncon; var

fch:textfile; i,j,k,n,p,q:integer; ligne,Res,txt: string ; tab1:Tableau1; tab0:Tableau0; NbC:NombreCouche; //Nb de couche pour chaque tronçon

begin if not FileExists(FichierCouche) then begin ShowMessage('Fichier '+FichierCouche+' non trou vé'); exit; end ; assignFile(fch,FichierCouche); reset(fch); i:=0; readln(fch,ligne); while not eof(fch) do begin if ligne[1]='c' then begin inc(i); p:=pos('=',ligne); q:=p; repeat inc(q); until ligne[q]=';'; Tab0[i,1]:=copy(ligne,p+1,q-p-1); if ComboStruct.ItemIndex=0 then begin {souple} p:=pos('V',ligne); q:=p; repeat inc(q); until ligne[q]=';'; Tab0[i,2]:=copy(ligne,p+2,q-p-2); p:=pos('H',ligne); Tab0[i,3]:=copy(ligne,p+2,length(lign e)-p-2); end else begin {rigide} p:=pos('D',ligne); q:=p; repeat inc(q); until ligne[q]=';'; Tab0[i,2]:=copy(ligne,p+2,q-p-2); p:=pos('Q',ligne); Tab0[i,3]:=copy(ligne,p+2,length(lign e)-p-2); end ; readln(fch,ligne); n:=0;

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxvi -

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Modélisation 1 : Extrait de Code de Programmation en DELPHI (SUITE)

repeat inc(n); k:=0; for j:=1 to 5 do begin ligne:=copy(ligne,k+1,length(lign e)-k); k:=pos(';',ligne); Tab1[i,j,n]:=copy(ligne,1,k-1); end ; if eof(fch) then begin CloseFile(fch); NbC[i]:=n; {Début de traitement des données} {i contient le nombre de tronçon} if comboStruct.ItemIndex=0 then

CalculerResultatsRenfChSouple(Tab0,Tab1,NbC,i) else

CalculerResultatsRenfChRigide(Tab0,Tab1,NbC,i); {fin de traitement des données} exit; {à ne pas déplacer} end ; readln(fch,ligne); until (ligne[1]='c'); NbC[i]:=n; end ; end ; CloseFile(fch);

end ;

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxvii -

_______________________________________________________________________________________________


Modélisation 2 : Comparaisons des Résultats du Programme AERODROME 1 par Rapport à d'Autres Programmes

Exemple d'application 1 : Détermination du modèle adéquat et prévision du trafic pour fret national

de l'aéroport d'Ivato

* Résultats fournis par l'Outil calculs statistique s - Données :

X 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001

Y 1359 1718 1769 1753 1938 1822 1748 1812 1851

- Résultats :

Modèle adéquat : Linéaire

Modèle linéaire

X Y

Minimale 1992.000 1186.000

Maximale 2001.000 1938.000

Moyenne 1996.500 1695.600

Somme 19965.000 16956.000

Somme des carrées 39860205.000 29247948.00

Ecart-TypeP 2.872 223.014

Ecart-type 3.028 235.078

VarianceP 8.250 49735.440

Variance 9.167 55261.600

Somme de X*Y 33857479.000

Covariance de XY 482.500

CorrélationP XY 1.775

Corrélation XY 0.753

Première droite Y|X y=58.485x-115069.400

Deuxième droite X|Y x=103.079y-14745271639.500

Rapport de Student T 3.239

Modèle exponentiel

X log(Y)

Moyenne 1996.500 7.426

CorrélationP X,logY 1.734

Corrélation X,logY 0.748

Prédictor Ln(y)=0.038x-68.749

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxviii -

_______________________________________________________________________________________________


Modélisation 2 : Comparaisons des Résultats du Programme AERODROME 1 par Rapport à d'Autres Programmes (suite)

* Résultats fournis par MICROSOFT EXCEL 2002 (Utilisation du

type de graphique Nuage des points puis ajout d'une courbe de tendance,

puis affichage de l'équation sur le graphique et en fin Affichage du

coefficient de détermination R 2 sur le graphique)

Courbe de tendance linéaire :

y = 58,485x - 115069

R2 = 0,5674 soit la corrélation R = 0,7532

Courbe de tendance exponentielle :

y = 1e-30e 0,0382x soit Log(y)=69-0,0382x

R2 = 0,559 soit la corrélation R = 0,7475

Les résultats fournis par les deux applications son t identiques.

Exemple d'application 2 : Dimensionnement d'un renforcement de chaussée

* Données :

Hypothèses

chaussée souple

Aire à dimensionner : piste d'envol

méthode forfaitaire

Structure de la chaussée :

11 Béton Bitumineux + 41 GCNT + Plate-Forme (CBR=11 )

Paramètre de l'avion

Type : Boeing 747-200C

Masse (Kg] : 186000

Mvt/j/10 ans : 8

% atterrisseur principal : 46,1

Pression q (Mpa) = 1,4

Nb de roues par atterrisseur : 4

S (cm) : 93

Sd (cm): 168,1

a (cm) : 20,08

d (cm) : 90

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxix -

_______________________________________________________________________________________________


* Résultats fournis par le mini-logiciel AERODROME I

Z

(cm)

d/2

(cm)

2Sd

(cm) Condition

Charge

sur un

atter-

risseur

(Kg)

Charge

sur une

roue (Kg)

α RSE

(Kg)

Epr

néces-

saire

(cm)

Ep

exis-

tante

(cm)

Ep. de

renfor-

cement

(cm)

Ep du

béton

bitu-

mineux

(cm)

150,82 45,00 336,20 (d/2)<z<2Sd 85746,00 21436,50 0,9769 69864,15 97,89 63,00 34,89 17,4

* Résultats obtenus manuellement :

Z = 150,82 cm

Charge sur un atterrisseur Pat = 84,115 T

Charge sur une roue p = 21,028 T

α = 0,9769

RSE = 68,54 T

Epaisseur nécessaire = 102,44 cm

Epaisseur existante = 63 cm

Epaisseur de renforcement = 39,44 cm

Epaisseur du béton bitumineux = 20 cm

Remarque :

La légère différence entre les résultats de calcul manuel et de calcul sur ordinateur est

expliquée comme suit :

- le calcul manuel arrondit les valeurs à chaque résultat à 10-3 à 10-2 près d'où une erreur

cumulée commise pour le calcul suivant.

- l'ordinateur fait chaque calcul avec une grande précision d'où le résultat correspondant.

Ainsi, les résultats renvoyés par l'ordinateur sont plus exacts.

ANNEXES VII - SOUS-DETAIL DE PRIX

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxx -

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Annexe VII : Sous-détail de prix Mémoire présenté par RABEARIVELO Andry A.

SDP 01 : Désherbage et Débroussaillage

Désignation : désherbage et débroussaillage Rendement : R = 1500 m2/j Coefficient de déboursé : K1 = 1,5

Prix n°201 Unitaire Dépenses

Récapitulation des dépenses Unité Qté U Qté PU Matériels Main

d'œuvres Matériaux

1. Matériels

3 600 000 Camion à bennes U 2 H 8 x 2 125 000 2 000 000 Bull U 1 H 8 x 1 200 000 1 600 000 2. Main d'œuvre

91 000

Chauffeurs U 2 H 8 x 2 2 750 44 000

Conducteurs d'engins U 1 H 8 x 1 2 750 22 000 Chef d'équipe U 1 H 8 x 1 3 125 25 000 Déboursé D 3 691 000

PU = K1*D/R 3 691

SDP 02 : Finition du Fond de Forme

Désignation : Finition du fond de forme Rendement : R = 1600 m2/j Coefficient de déboursé : K1 = 1,5

Prix n°203

Unitaire Dépenses Récapitu-

lation des

dépenses Unité Qté U Qté PU Matériels

Main


1. Matériels

5 000 000 Citerne arroseur U 1 H 8 x 1 125 000 1 000 000 Niveleuse U 1 H 8 x 1 375 000 3 000 000 Compacteur U 1 H 8 x 1 125 000 1 000 000 2. Main d'œuvre

66 000 Chauffeurs U 1 H 8 x 1 2 750 22 000 Conducteur d'engin U 2 H 8 x 2 2 750 44 000 3. Matériaux

100 000 Eaux m3 m3 20 5 000 100 000 Déboursé D 5 166 000

PU = K1*D/R 4 843

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxxi -

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SDP 03 : Balisage diurne

Désignation : Balisage diurne Rendement : R = 180 Kg/j Coefficient de déboursé : K1 = 1,5


Récapitulation des dépenses Unité Qté U Qté PU Matériels

Main d'œuvres

Matériaux

1. Matériels

306 000 Pinceaux U 12 H 8 8 000 96 000 Rouleaux U 12 H 8 15 000 180 000 Bande collante U 6 H 8 5 000 30 000 2. Main d'œuvre

500 048

Chef d'équipe U 2 H 8 x 2 3 125 50 000 Ouvriers spécialisés U 12 H 8 x 12 2 813 270 048 Manœuvres U 12 H 8 x 12 1 875 180 000 3. Matériaux

6 840 000 Peinture kg kg 60 41 000 2 460 000 Déboursé D 7 646 048

PU = K1*D/R 63 717

SDP 04 : Couche de GCNT 0/315

Désignation : Couche de GCNT 0/315 Rendement : R = 650 m3/j Coefficient de déboursé : K1 = 1,5

Prix n° 409 Unitaire Dépenses Récapitu-

lation des dépenses Unité Qté U Qté PU Matériels

Main d'œuvres

Matériaux

1. Matériels

18 200 000

Citerne arroseur U 1 H 8 x 1 125 000 1 000 000 Niveleuses U 2 H 8 x 2 375 000 6 000 000 Camion à bennes U 6 H 8 x 6 125 000 6 000 000 Bull U 2 H 8 x 2 200 000 3 200 000 Compacteur U 2 H 8 x 2 125 000 2 000 000 2. Main d'œuvre

426 000

Chauffeurs U 7 H 8 x 7 2 750 154 000 Conducteurs d'engin U 6 H 8 x 6 2 750 132 000 Chef d'équipe U 2 H 8 x 2 3 125 50 000 Manœuvres U 6 H 8 x 6 1 875 90 000 3. Matériaux

78 150 000 Eau m3 m3 30 5 000 150 000

GCNT 0/315 m3 m3 650 120 000 78 000 000 Déboursé D 96 776 000

PU = K1*D/R 223 329

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxxii -

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SDP 05 : Couche d'Imprégnation Cut-back 0/1

Désignation : Couche d'imprégnation Cut-back 0/1 Rendement : R = 3,5 T/j Coefficient de déboursé : K1 = 1,5


lation des dépenses Unité Qté U Qté PU Matériels Main


1. Matériels 3 000 000

Epandeur U 1 H 8 x 1 375 000 3 000 000 2. Main d'œuvre

52 000 Conducteur d'engin U 1 H 8 x 1 2 750 22 000 Manœuvres U 2 H 8 x 2 1 875 30 000 3. Matériaux

10 468 889 Bitume (65%) T T 2,1 3 000 000 6 300 000 Pétrole (35%) l l 1 556 2 680 4 168 889 Déboursé D 13 520 889

PU = K1*D/R 5 794 667

SDP 06 : Couche d'Accrochage Cut-back 400/600

Désignation : Couche d'accrochage Cut-back 400/600 Rendement : R = 3,5 T/j Coefficient de déboursé : K1 = 1,5


Récapitulation des dépenses

Unité Qté U Qté PU Matériels Main


1. Matériels 3 000 000

Epandeur U 1 H 8 x 1 375 000 3 000 000 2. Main d'œuvre

52 000

Conducteur d'engin U 1 H 8 x 1 2 750 22 000 Manœuvres U 2 H 8 x 2 1 875 30 000 3. Matériaux

10 476 667 Bitume (70%) T T 2,45 3 000 000 7 350 000 Pétrole (30%) l l 1167 2 680 3 126 667 Déboursé D 13 528 667

PU = K1*D/R 5 798 000

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxxiii -

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SDP 07 : Matériau Sélectionné

Désignation : Matériau sélectionné Rendement : R = 240 m3/j Coefficient de déboursé : K1 = 1,5

Prix n° 406

Unitaire Dépenses Récapitulation des dépenses

Unité Qté U Qté PU Matériels Main


1. Matériels

8 750 000

Citerne arroseur U 1 H 8 x 1 125 000 1 000 000 Camions à benne U 3 H 8 x 3 125 000 3 000 000 Pelle hydraulique U 1 H 5 x 1 375 000 1 875 000 Compacteur U 1 H 5 x 1 125 000 625 000 Niveleuse U 1 H 6 x 1 375 000 2 250 000 2. Main d'œuvre

269 008

Chauffeurs U 4 H 8 x 4 2 750 88 000 Conducteur d'engin U 3 H 8 x 3 2 750 66 000 Chef d'équipe U 1 H 8 x 1 3 125 25 000

Ouvriers spécialisés U 2 H 8 x 2 2 813 45 008 Manœuvres U 3 H 8 x 3 1 875 45 000 Déboursé D 9 019 008

PU = K1*D/R 56 369

SDP 08 : Béton Bitumineux 0/14

Désignation : Béton bitumineux 0/14 Rendement : R = 150 T/j Coefficient de déboursé : K1 = 1,5



Main d'œuvres

Matériaux

1. Matériels

22 000 000

Camion à bennes U 6 H 8 x 6 125 000 6 000 000 Finisseur U 1 H 8 x 1 375 000 3 000 000 Compacteur pneumatique U 2 H 8 x 2 125 000 2 000 000 Compacteur à jante lisse U 1 H 8 x 1 125 000 1 000 000 Centrale d'enrobé fft fft 1 10 000 000 10 000 000 2. Main d'œuvre

630 048

Chauffeurs U 6 H 8 x 6 2 750 132 000 Conducteur d'engin U 4 H 8 x 4 2 750 88 000 Chef d'équipe U 2 H 8 x 2 3 125 50 000 Ouvriers spécialisés U 12 H 8 x 12 2 813 270 048 Manœuvres U 6 H 8 x 6 1 875 90 000 3. Matériaux

32 980 000 Bitume 60/70 T T 9 3 000 000 27 000 000 Agrégat 0/14 m3 m3 52 115 000 5 980 000 Déboursé D 55 610 048

PU = K1*D/R 556 100

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxxiv -

_______________________________________________________________________________________________


SDP 09 : Enrochement de ø 35 cm

Désignation : Enrochement de ø35 cm Rendement : R = 2 000 m3/j Coefficient de déboursé : K1 = 1,5



Main d'œuvres Matériaux

1.Matériels

34 200 000 Camion à bennes U 25 H 8 x 25 125 000 25 000 000 Pelles hydrauliques U 2 H 8 x 2 375 000 6 000 000 Chargeur U 2 H 8 x 2 200 000 3 200 000 2.Main d'œuvre

842 375

Chauffeurs U 25 H 8 x 25 2 750 550 000 Conducteur d'engin U 4 H 8 x 4 2 750 88 000 Chef d'équipe U 2 H 8 x 2 3 125 50 000 Chef de chantier U 1 H 1 x 1 4 375 4 375 Manœuvre U 10 H 8 x 10 1 875 150 000 3.Matériaux

85 000 000 Enrochement ø35 cm m3 m3 2 000 42 500 85 000 000 Déboursé D 120 042 375

PU = K1*D/R 90 032

SDP 10 : Enrobé Dense à Chaud (EDC)

Désignation : EDC Rendement : R = 150 T/j Coefficient de déboursé : K1 = 1,5



Main d'œuvres

Matériaux

1. Matériels

22 000 000

Camion à bennes U 6 H 8 x 6 125 000 6 000 000 Finisseur U 1 H 8 x 1 375 000 3 000 000 Compacteur pneumatique U 2 H 8 x 2 125 000 2 000 000 Compacteur à jante lisse U 1 H 8 x 1 125 000 1 000 000 Centrale d'enrobé fft fft 1 10 000 000 10 000 000 2. Main d'œuvre

630 048

Chauffeurs U 6 H 8 x 6 2 750 132 000 Conducteur d'engin U 4 H 8 x 4 2 750 88 000 Chef d'équipe U 2 H 8 x 2 3 125 50 000 Ouvriers spécialisés U 12 H 8 x 12 2 813 270 048 Manœuvres U 6 H 8 x 6 1 875 90 000 3. Matériaux

29 720 000 Bitume 80/100 T T 7,80 3 000 000 23 400 000

Agrégat 0/125 m3 m3 52,67 120 000 6 320 000 Déboursé D 57 350 048

PU = K1*D/R 523 500

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxxv -

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SDP 11 : Béton de Ciment Q350 (3 Panneaux de 6 × 8 d'Epaisseur 32 cm)

Désignation : Couche de roulement en Béton de ciment Q350 (3 panneaux de 6×8 d'épaisseur 32 cm) Rendement : R = 50 m3/j Coefficient de déboursé : K1 = 1,5



Main d'œuvres

Matériaux

1. Matériels

9 800 000 Bétonnière U 6 H 8 x 6 150 000 7 200 000 Camion citerne U 2 H 8 x 2 125 000 2 000 000 Pervibrateur U 3 H 8 x 3 25 000 600 000 2. Main d'œuvre

905 415

Chauffeurs U 8 H 8 x 8 2 750 176 000 Ouvrier spécialisé U 10 H 8 x 10 2 813 225 040 Chef d'équipe U 2 H 8 x 2 3 125 50 000 Chef de chantier U 1 H 1 x 1 4 375 4 375 Manœuvre U 30 H 8 x 30 1 875 450 000 3. Matériaux

19 747 500

Gravillons 5/15 et 15/25 m3 m3 40 135 000 5 400 000 Ciment kg kg 17500 800 14 000 000 Sable m3 m3 20 15 000 300 000 Eau m3 m3 9,5 5 000 47 500 Néoprène m2 m2 4,48 12 375 55 440 Goujon en acier HA ø25mm de 45 cm kg kg 139 4 329 601 731 Planche 4x20 pour coffrage U U 30 5 000 150 000 Déboursé D 30 452 915

PU = K1*D/R 913 587

SDP 12 : Caniveau Couvert en Maçonnerie de Moellon

Désignation : Caniveau couvert en maçonnerie de moellon Rendement : R = 25 ml/j Coefficient de déboursé : K1 = 1,5

Prix n° 301 Unitaire Dépenses


Main d'œuvres

Matériaux

1. Main d'œuvre

550 040 Chef d'équipe U 1 H 8 x 1 3 125 25 000 Ouvrier spécialisé U 10 H 8 x 10 2 813 225 040 Manœuvres U 20 H 8 x 20 1 875 300 000 2. Matériaux

8 259 857

Armatures kg kg 739 4 329 3 199 997 Ciment kg kg 3143 800 2 514 000 Sable m3 m3 7,24 35 000 253 400 Gravillon m3 m3 5,076 135 000 685 260 Moellon U U 2280 700 1 596 000 Planche U U 2 5 000 10 000 Eau m3 m3 0,24 5 000 1 200 Déboursé D 8 809 897

PU = K1*D/R 528 594

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxxvi -

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SDP 13 : Grave Bitume

Désignation : Couche de base en grave bitume Rendement : R = 450 m3/j Coefficient de déboursé : K1 = 1,5



Main d'œuvres

Matériaux

1. Matériels

24 000 000

Camion à bennes U 6 H 8 x 6 125 000 6 000 000 Centrale d'enrobé fft fft 1 10 000 000 10 000 000 Niveleuse U 2 H 8 x 2 375 000 6 000 000 Compacteur U 2 H 8 x 2 125 000 2 000 000 2. Main d'œuvre

605 048

Chauffeurs U 6 H 8 x 6 2 750 132 000 Conducteur d'engin U 4 H 8 x 4 2 750 88 000 Chef d'équipe U 1 H 8 x 1 3 125 25 000 Ouvriers spécialisés U 12 H

8 x 12 2 813 270 048

Manœuvres U 6 H 8 x 6 1 875 90 000 3. Matériaux

76 860 000 Bitume 80/100 T T 8,52 3 000 000 25 560 000 Agrégat 0/315 m3 m3 427,5 120 000 51 300 000 Déboursé D 101465 048

PU = K1*D/R 338 217

SDP 14 : Couche Anti-Capillaire et Anti-Contaminante de Sable

Désignation : Couche de sable anti-capillaire et anti-contaminante Rendement : R = 250 m3/j Coefficient de déboursé : K1 = 1,5

Prix n° 410 Unitaire Dépenses


Main d'œuvres

Matériaux

1. Matériels Camions à benne U 5 H 8 x 5 125 000 5 000 000

8 600 000 Compacteur U 2 H 8 x 2 125 000 500 000 Niveleuse U 2 H 8 x 2 375 000 1 500 000 Chargeur U 1 H 8 x1 200 000 1 600 000 2. Main d'œuvre Chauffeurs U 5 H 8 x 5 2 750 110 000

275 000 Conducteur d'engin U 5 H 8 x 5 2 750 110 000 Chef d'équipe U 1 H 8 x 1 3 125 25 000 Manœuvre U 2 H 8 x 2 1 875 30 000 3. Matériaux Sable m3 m3 500 15 000 7 500 000 7 500 000 Déboursé D 16 375 000

PU = K1*D/R 49 125

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxxvii -

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SDP 15 : Macadam 40/70

Désignation : Couche drainante en Macadam 40/70 Rendement : R = 650 m3/j Coefficient de déboursé : K1 = 1,5

Prix n° 411 Unitaire Dépenses Récapitulation

des dépenses Unité Qté U Qté PU Matériels Main d'œuvres

Matériaux

1. Matériels

18 200 000

Citerne arroseur U 1 H 8 x 1 125 000 1 000 000 Niveleuses U 2 H 8 x 2 375 000 6 000 000 Camion à bennes U 6 H 8 x 6 125 000 6 000 000 Bulls U 2 H 8 x 2 200 000 3 200 000 Compacteur U 2 H 8 x 2 125 000 2 000 000 2. Main d'œuvre

371 000


78 000 000 Macadam 40/70 m3 m3 650 120 000 78 000 000 Déboursé D 96 571 000

PU = K1*D/R 222 856

SDP 16 : Grave Ciment

Désignation : Couche de fondation en grave ciment pour chaussée rigide Rendement : R = 650 m3/j Coefficient de déboursé : K1 = 1,5



Main d'œuvres

Matériaux

1. Matériels

19 200 000

Citerne arroseur U 1 H 8 x 1 125 000 1 000 000 Niveleuses U 2 H 8 x 2 375 000 6 000 000 Camion à bennes U 6 H 8 x 6 125 000 6 000 000 Bull U 2 H 8 x 2 200 000 3 200 000 Compacteur U 3 H 8 x 3 125 000 3 000 000 2. Main d'œuvre

428 000


128 850 000

Eau m3 m3 30 5 000 150 000

GCNT 0/315 m3 m3 617,5 120 000 74 100 000 Ciment (5%) kg kg 68250 800 54 600 000 Déboursé D 148 478 000

PU = K1*D/R 342 642

ANNEXES VIII - PLANS

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato - xxviii -

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Annexe VIII : Plans Mémoire présenté par RABEARIVELO Andry A

Plan 1 : Plan de Masse de la Piste Prolongée

Etude de renforcement et prolongement de la piste d'envol de l'Aéroport International d'Ivato

________________________________________________________________________________________________

Table des matières

TABLE DES MATIERES

INTRODUCTION .............................................................................................................................. 1

PARTIE I : GENERALITES

Chapitre I - Notions de Bases Aériennes ........................................................................................... 3

1.1. Définitions .................................................................................................................................... 3

1.1.1. Aérodrome ............................................................................................................................. 3

1.1.2. Aéroport ................................................................................................................................. 3

1.2. Eléments constitutifs d'un aérodrome ....................................................................................... 3

1.2.1. Aire de mouvement ............................................................................................................... 3

1.2.2. Zone d'installation ................................................................................................................. 4

1.3. Classification d'un aérodrome ................................................................................................... 4

1.3.1. Classification de l'OACI ........................................................................................................ 5

1.3.2. Classification du Code de l'Aviation Civile .......................................................................... 5

1.3.3. Classification de l'ITAC ........................................................................................................ 6

1.4. Aires de mouvements d'un aérodrome ...................................................................................... 7

1.4.1. Piste d'envol ........................................................................................................................... 7

a. Définition ................................................................................................................................ 7

b. Différents types de piste ......................................................................................................... 7

c. Nombre, orientation et implantation d'une piste ..................................................................... 8

d. Dimensions de base d'une piste ............................................................................................ 10

1.4.2. Accotements (ou bandes anti-souffles)................................................................................ 10

1.4.3. Bandes de piste .................................................................................................................... 11

1.4.4. Bretelles ............................................................................................................................... 11

1.4.5. Voies de circulation ............................................................................................................. 11

1.4.6. Aires de stationnement ........................................................................................................ 12

1.4.7. Raquettes ............................................................................................................................. 12

1.4.8. Aire de sécurité d'extrémité de piste .................................................................................... 12

1.5. Conclusion partielle .................................................................................................................. 13

Chapitre II - Environnement de l'aérodrome d'Ivato ...................................................................... 14

2.1. Historique .................................................................................................................................. 14

2.2. Aperçu géographique, géologique et climatique .................................................................... 15

2.3. Secteur tourisme et population ................................................................................................ 16


________________________________________________________________________________________________

Table des matières

2.3.1. Tourisme .............................................................................................................................. 16

2.3.2. Population ............................................................................................................................ 17

2.4. Différentes infrastructures de l'aérodrome et leurs caractéristiques .................................. 17

2.4.1. Piste d'Envol ........................................................................................................................ 17

a. Caractéristiques géographiques et météorologiques ............................................................. 17

b. Caractéristiques physiques ................................................................................................... 18

c. Caractéristiques techniques ................................................................................................... 18

2.4.2. Bretelles ............................................................................................................................... 19

2.4.3. Voie de circulation............................................................................................................... 19

2.4.4. Aires de stationnement ........................................................................................................ 19

a. Aire de stationnement principale .......................................................................................... 19

b. Aire de stationnement de frets .............................................................................................. 19

c. Aire de stationnement des avions légers ............................................................................... 19

d. Aire de stationnement militaire ............................................................................................ 20

2.5. Etude et prévision du trafic ...................................................................................................... 20

2.5.1. Trafic de mouvements des avions ....................................................................................... 20

2.5.2. Trafic passagers ................................................................................................................... 23

2.5.3. Trafic frets ........................................................................................................................... 24

2.5.4. Prévision des trafics ............................................................................................................. 25

a. Généralités ............................................................................................................................ 25

b. Le modèle linéaire ................................................................................................................ 26

c. Le modèle exponentiel .......................................................................................................... 27

d. Calculs de prévision proprement dits ................................................................................... 28

2.6. Récapitulation............................................................................................................................ 33


PARTIE II : ETUDES TECHNIQUES

Chapitre I - Théorie sur le Dimensionnement des chaussées aéronautiques ................................. 36

1.1. Généralités ................................................................................................................................. 36

1.1.1. Définition d'une chaussée aéronautique .............................................................................. 36

1.1.2. Structures des chaussées aéronautiques ............................................................................... 36

a. Chaussée souple .................................................................................................................... 37

b. Chaussée rigide ..................................................................................................................... 38

1.1.3. Différentes sortes et méthodes de dimensionnement .......................................................... 39


________________________________________________________________________________________________

Table des matières

1.2. Dimensionnement des chaussées aéronautiques neuves ........................................................ 40

1.2.1. Dimensionnement forfaitaire ............................................................................................... 40

a. Principe ................................................................................................................................. 40

b. Dimensionnement forfaitaire d'une chaussée souple ............................................................ 41

c. Dimensionnement forfaitaire d'une chaussée rigide ............................................................. 49

1.2.2. Dimensionnement optimisé ................................................................................................. 50

1.3. Renforcement des chaussées .................................................................................................... 52

1.3.1. Généralités ........................................................................................................................... 52

1.3.2. Renforcement des chaussées souples .................................................................................. 53

a. Renforcement souple ............................................................................................................ 53

b. Renforcement rigide ............................................................................................................. 53

1.3.3. Renforcement des chaussées rigides ................................................................................... 53

a. Renforcement souple ............................................................................................................ 53

b. Renforcement rigide ............................................................................................................. 54

1.4. Méthode de vérification des contraintes ................................................................................. 55

1.4.1. Modèle tricouche ................................................................................................................. 55

1.4.2. Conversion d'un système multicouche ................................................................................ 56

1.4.3. Hypothèses de calculs de solutions de Jones ....................................................................... 57

1.5. Calcul des charges admissibles d'une chaussée par la Méthode ACN/PCN ........................ 58

1.5.1. La méthode ACN/PCN ........................................................................................................ 58

1.5.2. Calcul de l'ACN ................................................................................................................... 59

a. Principe général .................................................................................................................... 59

b. Cas de chaussée souple ......................................................................................................... 59

c. Correction de l'ACN en fonction de la pression ................................................................... 60

1.5.3. Calcul de PCN ..................................................................................................................... 60


Chapitre II - Etude de renforcement de la piste............................................................................... 63

2.1. Etat des lieux.............................................................................................................................. 63

2.1.1. Dernières interventions sur la chaussée ............................................................................... 63

2.1.2. Sondages .............................................................................................................................. 63

2.1.3. Récapitulation ...................................................................................................................... 67

2.2. Détermination des paramètres de calcul ................................................................................. 68

2.2.1. Choix de l'avion critique ...................................................................................................... 68


________________________________________________________________________________________________

Table des matières

2.2.2. Caractéristiques des chaussées ............................................................................................ 69

a. Contraintes admissibles ........................................................................................................ 69

b. Calcul des épaisseurs équivalentes des chaussées ................................................................ 70

2.3. Dimensionnement des chaussées .............................................................................................. 70

2.3.1. Conduite de l'étude .............................................................................................................. 70

2.3.2. Calcul de ACN et PCN ........................................................................................................ 71

2.3.3. Dimensionnement forfaitaire ............................................................................................... 71

a. Correction de P ..................................................................................................................... 72

b. Correction du nombre de mouvement .................................................................................. 72

2.3.4. Récapitulation ...................................................................................................................... 72

2.4. Vérification des contraintes ...................................................................................................... 73


Chapitre III - Etude de prolongement de la piste ............................................................................ 76

3.1. Généralités ................................................................................................................................. 76

3.1.1. But de l'étude ....................................................................................................................... 76

3.1.2. Choix du côté à prolonger ................................................................................................... 77

3.1.3. Définitions des distances d'une piste ................................................................................... 78

a. Prolongement d'arrêt ............................................................................................................. 78

b. Prolongement dégagé ........................................................................................................... 78

c. Distances déclarées d'une piste ............................................................................................. 78

3.2. Calcul de la longueur de prolongement de la piste ................................................................ 80

3.2.1. Introduction ......................................................................................................................... 80

3.2.2. Calcul de la longueur de piste.............................................................................................. 81

a. Méthode approchée ou analytique ........................................................................................ 81

b. Autre méthode ...................................................................................................................... 83

c. Calcul de la longueur de prolongement de la piste ............................................................... 83

3.3. Caractéristiques géométriques de la chaussée à prolonger ................................................... 86

3.3.1. Piste ..................................................................................................................................... 86

a. Longueur réelle ..................................................................................................................... 86

b. Largeur .................................................................................................................................. 86

c. Pente...................................................................................................................................... 87

3.3.2. Accotements ........................................................................................................................ 87

a. Largeur .................................................................................................................................. 87


________________________________________________________________________________________________

Table des matières

b. Pente ..................................................................................................................................... 88

c. Résistance ............................................................................................................................. 88

3.3.3. Bandes ................................................................................................................................. 88

3.3.4. Raquette d'extrémité ............................................................................................................ 88

3.3.5. Aire de sécurité d'extrémité de piste .................................................................................... 89

3.3.6. Récapitulation ...................................................................................................................... 89

3.4. Etude du Lac.............................................................................................................................. 90

3.4.1. Historique ............................................................................................................................ 90

3.4.2. Description du lac ................................................................................................................ 90

3.4.3. Caractéristiques hydrogéologiques ...................................................................................... 91

3.5. Etude de conception de la nouvelle chaussée .......................................................................... 91

3.5.1. Choix de la structure de la nouvelle chaussée ..................................................................... 91

3.5.2. Paramètres des avions .......................................................................................................... 92

3.5.3. Paramètres des chaussées .................................................................................................... 93

3.5.4. Calcul de la structure souple (Variante I) ............................................................................ 94

3.5.5. Calcul de la structure rigide (Variante II) ............................................................................ 98

3.5.6. Récapitulation des résultats de dimensionnement ............................................................... 99

3.5.7. Vérification des contraintes ................................................................................................. 99

3.5.8. Conception de la chaussée dans le lac ............................................................................... 101

a. Techniques à adopter .......................................................................................................... 101

b. Choix des matériaux pour assise ........................................................................................ 101

c. Calcul du diamètre d'enrochement ...................................................................................... 102

d. Vérification de l'affouillement au niveau de la contraction ................................................ 103

3.6. Assainissement ......................................................................................................................... 105

a. Calcul du débit à évacuer .................................................................................................... 106

b. Calcul du temps de concentration ....................................................................................... 106

c. Calcul du temps utile .......................................................................................................... 106

d. Calcul de i ........................................................................................................................... 107

e. Calcul de la section du caniveau ......................................................................................... 107

f. Vérification du non-ensablement et du non-affouillement ................................................. 108

3.7. Conclusion partielle ................................................................................................................ 109

Chapitre IV - Informatisation des calculs de dimensionnement des chaussées ........................... 110

4.1. Choix du langage et du logiciel de programmation ............................................................. 110


________________________________________________________________________________________________

Table des matières

4.2. Présentation du logiciel DELPHI .......................................................................................... 111

4.2.1. Introduction ....................................................................................................................... 111

4.2.2. Environnement .................................................................................................................. 111

4.3. Présentation du programme AERODROME I pour le dimensionnement des chaussées

sous DELPHI .................................................................................................................................. 112

4.3.1. Introduction ....................................................................................................................... 112

4.3.2. Environnement .................................................................................................................. 113

a. La fenêtre principale ........................................................................................................... 113

b. Les diverses fenêtres outils ................................................................................................. 115

c. La fenêtre dimensionnement ............................................................................................... 118

d. La fenêtre AIDE ................................................................................................................. 119

4.3.3. Résultats obtenus ............................................................................................................... 120


PARTIE III : ETUDES ECONOMIQUES ET FINANCIERES

Chapitre I - Evaluation des coûts des travaux ............................................................................... 122

1.1. Définitions des prix ................................................................................................................. 122

1.2. Devis estimatif ......................................................................................................................... 131

1.2.1. Chaussée souple ................................................................................................................. 131

a. Bordereau devis estimatif ................................................................................................... 131

b. Récapitulation pour chaussée souple .................................................................................. 133

1.2.2. Chaussée rigide .................................................................................................................. 134

a. Bordereau devis estimatif ................................................................................................... 134

b. Récapitulation pour chaussée rigide ................................................................................... 135


Chapitre II - Etude de rentabilité ................................................................................................... 137

2.1. Généralités ............................................................................................................................... 137

2.1.1. La Valeur Actualisée Nette................................................................................................ 137

2.1.2. Le Taux de Rentabilité Interne .......................................................................................... 137

2.1.3. Délai de récupération normale DRN ................................................................................. 137

2.2. Recettes et charges aéronautiques ......................................................................................... 138

2.2.1. Recettes .............................................................................................................................. 138

a. Redevances aéronautiques .................................................................................................. 138


________________________________________________________________________________________________

Table des matières

b. Redevances extra-aéronautiques ......................................................................................... 140

2.2.2. Les dépenses ...................................................................................................................... 140

a. Frais d'entretien et de fonctionnement ................................................................................ 140

b. Les dépenses du personnel ................................................................................................. 141

2.3. Calcul de recettes et de charges ............................................................................................. 141

a. Calcul des recettes .............................................................................................................. 142

b. Calcul des charges .............................................................................................................. 145

c. Récapitulation ..................................................................................................................... 146

2.4. Calcul de rentabilité ................................................................................................................ 146

2.4.1. Chaussée souple ................................................................................................................. 146

- Calcul de VAN ..................................................................................................................... 147

- Calcul de TRI ....................................................................................................................... 147

- Calcul de DRN ..................................................................................................................... 147

2.4.2. Chaussée rigide .................................................................................................................. 147

- Calcul de VAN ..................................................................................................................... 149

- Calcul de DRN ..................................................................................................................... 149


CONCLUSION GENERALE ....................................................................................................... 151

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