Remblayage de tranchées en matériau auto … · 2 Association des Directeurs de Services...

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Centre d'Études Techniques de l'Équipement Méditerranée

Crédit photo : Arnaud Bouissou/MEDDE

Au 1er Janvier 2014, les 8 CETE, le Certu, le Cetmef et le Sétra fusionnent pour donner naissance au Cerema

Association des Directeurs de Services Techniques Départementaux Remblayage de tranchées en

matériau auto-compactant recyclé (MAC R)Laure HUGUES

CoTITA MéditerranéeJournée du 14 novembre 2013Nouvelles solutions économiques et performantes

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Association des Directeurs de Services Techniques Départementaux

Les difficultés d'évacuation, de mise en décharge des déblais extraits et de préservation de la ressource granulaire, sont des enjeux majeurs, en particulier dans le département des Alpes-Maritimes.

Aussi, plusieurs entreprises se sont équipées pour fabriquer un matériau auto-compactant recyclé (MAC R).

Il s'agit de valoriser les matériaux extraits des tranchées et qui ne peuvent être réutilisés en l'état, en les mélangeant avec un liant hydraulique, de l'eau et un adjuvant.

Contexte

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La présentation comprendra:

Une présentation technique

Un retour d’expérience du laboratoire de Nice du CETE Méditerranée sur l’assistance technique apportée auprès des entreprises et des maîtres d’ouvrage, depuis plusieurs années.

Une présentation du dernier chantier important: 5 km de réhabilitation d’un réseau d’assainissement, sur la RD 6007 à Eze (06)

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Présentation technique

Qu'est-ce qu'un MAC ...

Un matériau auto-compactant (MAC), utilisé pour leremblayage des tranchées, est un mélange dematériaux divers (sables, gravillons…), de ciment oud'un liant hydraulique en faible quantité (< 100 kg parm3), d'eau et éventuellement d'un ou plusieursadjuvants.

Ils sont appelés auto-compactants car ils se mettent enplace naturellement dans la tranchée par déversement,sans compactage ni vibration.

Ils sont généralement fabriqués dans des centrales à béton, à partir de granulats (sables, gravillons...) de carrière.

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Ces matériaux ne sont pas des produits normés.

Il existe essentiellement deux guides qui apportent des spécifications :

« Remblayage des tranchées –Utilisation des matériaux autocompactants » - CERTU – Avril 1998

« Les tranchées de faibles dimensions – Réalisation et remblayage » - CERTU –Novembre 2009


Qu'est-ce qu'un MAC ...

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Un matériau auto-compactant recyclé (MAC_R) est donc unmatériau autocompactant (MAC) dans lequel les granulats(sable, gravillons …) ont été remplacés par des déblais deterrassement (pas par des granulats recyclés).

Avantages : Pas (ou peu) d'évacuation de

déblais et de mise en décharge

Préservation de la ressourcegranulaire locale


Qu'est-ce qu'un MAC_R ...

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Inconvénients : Nécessité d'une plate-

forme de stockage etd'élaboration à proximitédu chantier


Qu'est-ce qu'un MAC_R ...

Exigences techniques équivalentes à un MAC maisavec une qualité de grave beaucoup plus aléatoire,pouvant varier au fur et à mesure de l'avancementdu chantier

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L'entreprise doit proposer une procédure de fabrication,de suivi et de contrôle du matériau, adapté au chantier.

En période préparatoire :valider une procédure de fabrication

Faire des reconnaissances géotechniques (sondages)avec identification des matériaux en place(analyse granulométrique, teneur en eau, valeur au bleu, classement GTR)

Objectif : avoir une vision, globale et relativement précise, de l'ensemble des matériaux rencontrés

Mettre en place une procédure de stockage,éventuellement concassage et homogénéisation desdéblais

Présentation techniqueMéthodologie proposée pour la formulation et l’exécution du chantier

Présentateur

Commentaires de présentation

Je ne vais pas rentrer dans le détail, mais mettre en avant quelques étapes clefs à ne pas négliger. 1- les sondages sont faits systématiquement par l'entreprise pour vérifier le tracé du futur réseau … il suffit donc d'y associer des prélèvements de matériaux 2- Insister sur l'importance de l'homogénéisation des déblais, gage de régularité dans le MAC

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Réaliser plusieurs planches d'essais en faisant varierles dosages et/ou qualité de ciment, les quantités d'eau… et les soumettre à différents essais

Objectif : valider « une formulation » qui réponde auxspécifications préconisées pour les MAC

En période de travaux : S'assurer, de façon régulière, de l'homogénéité de la

grave, par des identifications en laboratoire

Soumettre, le produit fini, a une batterie d'essais afinde vérifier, tout au long du chantier, qu'il répondtoujours aux exigences techniques

Présentation techniqueMéthodologie … (suite)

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Essai au pénétromètre

dynamique pour tester la

restitution au trafic

Résistance en compression pour tester la réexcavabilité


Critères d’acceptabilité des MAC_R

(Source: extrait des deux guides CERTU présentés précédemment)

Objectifs Essais Caractéristiquesrequises

Chaussée ancienne à faible trafic

Réexcavabilité Résistance à la compression (Rc) à 28 jours

0.7 MPa ≤ Rc 28 j ≤ 2 MPa

Restitution au trafic

Pénétromètre dynamique ou Panda

Rp ≥ 2 MPa

Chaussée moderne à trafic faible, moyen ou fort

Réexcavabilité Résistance à la compression (Rc) à 28 jours

1.5 MPa ≤ Rc 28 j ≤ 4 MPa

Restitution au trafic

Pénétromètre dynamique ou Panda

Rp ≥ 8 MPa

Présentateur


Il peut être précisé oralement que dans le cas de MAC, il n'est pas exigé d'objectif de densification et que l'utilisation de pénétromètre concerne uniquement l'appréciation du durcissement du matériau en vue de la restitution de la tranchée au trafic et en aucun cas un contrôle de compactage

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La mise en œuvre par temps de pluie ou par température inférieure à 5°C est interdite.

Les MAC_R ne répondant pas à des critères normatifs et étant soumis à d'énormes variabilités, leur mise en œuvre ne doit être acceptée que sous réserve d'un suivi rigoureux et du respect des critères précédents.

Dans le cas de chaussées modernes, bitumineuses épaisses, à moyen ou fort trafic, le remblayage en MAC_R concernera uniquement la partie remblai (PSR et PIR). L'assise de chaussée sera composée d'enrobés bitumineux.


Critères de refus et limites d’utilisation

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2003 RD 15 – Commune de Bendejun (06)

MO: SILCENVoirie: CG06Ent: SirolaiseAT / C externe: CETE

Chantier: eau usée Ø 250 - L= 2 km – H = 1.50 à 2 m

Terrain rencontré : grès d'Annot (période oligocène), bancs de grès tendres, épais, alternés de petits bancs de marneMatériau R42 évoluant en B3 après extraction à la trancheuse

Technique « artisanale » : traitement dans une auto-bétonnière

+: technique intéressante car présence de cavités de part et d'autre de la tranchée

- : remise en circulation non urgente (7 jours)

Retour d’expérience du laboratoire de Nice

MO: Maître d’ouvrage; Ent: entreprise; AT: Assistance technique; C: Contrôle (externe ou extérieur)

Présentateur


CG 06 pour RD 6098 : voir comptage CE: Ctle extérieur et externe

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2008 - 2009 Raccordement des communes de l’Est du département à la station d’épuration Haliotis à Nice

MO: NCAVoiries: CG06 + NCAEnt: SADE / SirolaiseC externe /extérieur: CETE

Chantier: eau usée– L=plusieurs km –Durée: 6 mois

Terrains rencontrés : très hétérogènesMatériaux généralement assimilés à du B5 au sens du GTR

Technique : centrale mobile sur chantier

+: phase exp puis suivi rigoureux

-: difficultés liées à l’hétérogénéité des déblais



Présentateur


Ciment utilisé: CEM II CPJ 32.5 R Dosage env 70 à 80 kg de ciment par m3 de MAC

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2010 - 2011 Restructuration du réseau d’assainissement sur la commune de Roquebrune Cap Martin (06)

MO: NCAVoiries: CG06Ent: SADECexterne: CETE

Chantier: eau usée - L= plusieurs km – Durée: 6 mois

Terrains rencontrés : très hétérogènesMatériaux généralement assimilés à du B5 au sens du GTR

Technique : centrale mobile sur chantier+ : Méthodologie

respectée – suivi rigoureux

- : Manque d’homogénéisation du stock de déblais



Présentateur


1 m3 de MAC_R: 1780 kg / m3 de grave 0/40 Ciment Lafarge 42.5 R : 90 kg/m3 Eau env 200 l/m3 Adjuvant: 1l/m3 Ciment utilisé 42.5 R Lafarge

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Présentation du chantier: RD 6007 - Eze

Chantier: Réhabilitation du réseau d’assainissement sur 5 kmVoirie CG 06: RD 6007 entre Villefranche / mer et Eze

MO et Moe: Communauté urbaine NCA – Direction de l’assainissement

Gpt d’entreprises: SOGEA – SADE - EMGC

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Centrale de production du MAC_R

Goulotte de sortie du

MAC_R par une vis sans

fin

Tapis d’alimentation de la toupie

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Phase préparatoire: 35 sondages réalisés qui ont conduit à 9 identifications géotechniques

Matériaux B5 mais aussi B3 et assimilé D2

Planches d’essais:5 formulations testées:

4 dosages en ciment: 50, 60, 70, 80 kg/m3 pour 190 l d’eau puis 80 kg/m3 avec 210 l d’eau

identification des déblais disponibles: B3 / B5 (sur 3 échantillons)

Pour chaque formule: 9 éprouvettes (Rc à 7 jours, 28 j et 90 j) 5 fosses d’1 m de profondeur (une par formule) testées au pénétromètre

dynamique

Conclusions:Dans tous les cas, quel que soit le dosage:

•les résistances sont faibles (0.5 à 0.8 MPa à 28 j)•les pénétromètres satisfont aux critères requis

On convient d’opter pour une « faible » quantité de ciment et on propose de diminuer la quantité d’eau.On retient: 60 kg de ciment / m3 et env. 150 l d’eau


Présentateur


35 sondages ont été réalisés sur l’ensemble du linéaire, après regroupement des matériaux proches, nous avons réalisés 9 identif. Il en ressort des matériaux B5 (graves plutôt sensibles à l’eau) et des matériaux B3 voire même assimilés à du D2 (moins de fines et + propres). Planches d’essais: Réalisées avec les déblais disponibles sur les 1ers mètres (3 échantillons B3 / B5 (fines variant entre 10 et 18%, VBS env 0.2) Conclusion: le comportement est semblable pour les 5 formules testées Pénétro: À 24h les enfoncements mesurés sur les 5 formulations ne présentent pas de différences significatives et ne permettent pas de rouvrir à la circulation A 4 jours, on constate qu’effectivement + de ciment = + de résistance, cpdt qqs la formule les enfoncements sont satisfaisants pour une remise en circulation A 8 jours, peu d’évolution ce qui est satisfaisant. Pour l’étude on a appliqué les dtres de ref des gnt et on constate des enfoncements similaires donc dosage à 50 kg pourrait suffire mais les difficultés de maîtrise de la grave conduit à opter pour formule à 60 kg et on propose de diminuer la quantité d’eau en espérant augmenter la résistance

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Phase travaux: Durée: env. 5 mois

Suivi rigoureux: Rc (1 fois/ semaine, valeurs comprises entre 1 et 3 MPa) couplé à des identifications de la grave et des pénétromètres

Conclusions générales:

Globalement, il n’y a pas de différence majeure entre un dosage à 60 kg de ciment et 80 kg.

A 28 jours, les résistances mesurées sont un peu faibles pour une chaussée bitumineuse épaisse (obj: 1.5 Mpa < Rc 28j < 4 Mpa). Cependant, le matériau continue à évoluer au-delà de 28 jours.

Pas de différence majeure de résistance entre le MAC de centrale et le MAC_R

Les pénétromètres ont toujours été homogènes sur toute la hauteur contrôlée. Généralement, autour de 4 à 5 jours, les enfoncements mesurés étaient conformes aux spécifications attendues.

Pistes d’amélioration: le malaxage et l’homogénéisation du matériau


Présentateur


Piste d’amélioration car on a souvent noté des différences importantes de résistances entre éprouvettes d’un même lot de fabrication

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FIN

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