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EHTP & DIRECTION DES ROUTES

Projet de fin d’études 2011 : Etude d’un OA sur oued Wizert Page 1

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Dédicaces

A Dieu Tout Puissant, créateur du ciel et de la terre pour son amour

sans cesse renouvelé dans notre vie, Gloire et Louange lui soientrendues.

A Mes Parents :Aucune expression ne saurait exprimer toute l’affection et tout

l’amour que je vous porte. Que ce travail soit l’exaucement de vosvœux tant formulés, de vos prières et le fruit de vos innombrables

sacrifices.

A mes sœurs : Radia et Lamia, à mes frères : Ayoub et Rayane, pourvous exprimer toute mon affection et vous exhorter à plus de persévérance dans le travail.

A mes oncles : pour vos encouragements et votre soutien, à toutes les familles HMADOUCH et MOUZOUN

A mes honorables enseignants pour le savoir que vous m’avez inculqué

A tous mes amis, qu'ils trouvent ici l'expression de mon respect et demon grand attachement.

A mon binôme cher copain Issam AALIL

A tous les collègues de la 37ème promotion pour l'esprit d'entraide etsurtout de convivialité qui a régné tout au long de notre cursus.

Mohamed HMADOUCH

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Dédicaces

A Dieu Tout Puissant, créateur du ciel et de la terre pour son amour

sans cesse renouvelé dans notre vie, Gloire et Louange lui soientrendues.

A Mes ParentsAucune expression ne saurait exprimer toute l’affection et tout

l’amour que je vous porte. Que ce travail soit l’exaucement de vosvœux tant formulés, de vos prières et le fruit de vos innombrables

sacrifices.

A mes sœurs, à mon frère Adnane, pour vous exprimer toute monaffection et vous exhorter à plus de persévérance dans le travail.

A mes oncles, à mes tantes: pour vos encouragements et votre soutien,à toutes les familles AALIL et FISSAA.

A mes honorables enseignants pour le savoir que vous m’avez inculqué

A tous mes amis, qu'ils trouvent ici l'expression de mon respect et de

mon grand attachement.

A mon frère et cher binôme HMADOUCH Mohamed

A tous les collègues de la 37ème promotion pour l'esprit d'entraide etsurtout de convivialité qui a régné tout au long de notre formation.

AALIL Issam

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Remerciements

Nous tenons à exprimer, au terme de ce travail, nos sincères

remerciements à toutes les personnes dont l’intervention, de

près ou de loin, a favorisé son aboutissement.

Ainsi, nous remercions notre encadrant interne M. Ali

AZIZI, nous le remercions pour nous avoir encadré de très

près et pour tous les efforts qu’il a consentis et ses conseils

précieux.

Nos vifs remerciements s’adressent également à notre

encadrant externe M. Abdelfatah MOBARAA, de la

Direction des Routes, d’avoir accepté de nous confier ce

projet, pour son aide et pour son soutien.

Nous tenons à remercier les membres du jury pour leur

bienveillance à vouloir évaluer notre travail.

A ces remerciements nous souhaitons associer tous lesenseignants de l’Ecole Hassania des Travaux Publics q ui

n’ont pas hésité à nous aider pendant la réalisation de notre

projet.

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Résumé

Dans le cadre de suppression des points de coupure sur le réseau routier,la Direction Régionale de l’Equipement de l’oriental projette de construire un

nouveau ouvrage d’art sur la RN19 au PK 153+200 pour le franchissement deoued Wizert, ce pont projeté remplacera le radier submersible qui assurait lefranchissement de l’oued.

Dans la première partie intitulée « Etude de définition », on s’estintéressé à la reconnaissance du site et aux études hydrologique et hydraulique.Cette partie a visé à caler l’ouvrage, à sélectionner deux variantes

envisageables, et à proposer une déviation provisoire.

La deuxième partie a présenté l’étude technico-économique des deuxvariantes potentielles issues de l’étude de définition, voire un PSI-BA et un VI-PP. Cette dernière variante a été retenue en prenant en compte des donnéestechniques et des considérations économiques.

La dernière partie «Projet d’exécution» a présenté une étude détaillée dela variante finale , un pont à poutres en béton précontraint , et le calcul des

différents éléments constituant l’ouvrage à savoir le tablier, les appareilsd’appuis, les appuis et les fondations.

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Table des matièresTable des matières ................................................................................................................................... 6

LISTE DES FIGURES ..................................................................................................................................12

Liste des tableaux ...................................................................................................................................15

INTRODUCTION : ....................................................................................................................................18

CHAPITRE 1 : ETUDE DE DEFINITION ................................................................................................20

1.1. Données de bases : ....................................................................................................................20

1.2. Données générales sur le franchissement : ..............................................................................20

1.2.1. Situation du projet : ............................................................................................................20

1.2.2. Description de l’ouvrage existant : .....................................................................................21

1.2.3. Données naturelles : ...........................................................................................................21

1.2.4. Données fonctionnelles : ....................................................................................................21

1.3. Etude hydrologique : .................................................................................................................21

1.3.1. Débit du projet : .................................................................................................................21

1.4. Etude hydraulique : ...................................................................................................................22

1.4.1. Détermination des PHE : ....................................................................................................22

1.4.2. Effet de l’ouvrage sur l’écoulement (remous) : ..................................................................23

1.4.3. Calage de l’ouvrage : ..........................................................................................................23

1.5. Etude géotechnique : .................................................................................................................24

1.5.1. Reconnaissance du sol : ......................................................................................................24

1.5.2. Résultats des essais réalisés ...............................................................................................25

1.6. Présentation sur le choix des variantes adéquates : ................................................................26

1.6.1. Les différents types d’ouvrages: .........................................................................................27

1.6.2. Variantes proposées : .........................................................................................................31

1.7. La route de déviation provisoire : .............................................................................................32

1.7.1. Tracé en plan : ....................................................................................................................32

1.7.2. Le profil en long : ................................................................................................................33

CHAPITRE 2 : ETUDE D’AVANT PROJET............................................................................................35

2.1. Prédimensionnement du tablier : ..................................................................................................35

2.1.1. Variante 1 : Pont à poutres en béton précontraint VI-PP : ......................................................35

2.1.2. Variante 2 : Pont à poutres en béton armé PSI-BA : ................................................................42

2.2. Prédimensionnement des piles : ....................................................................................................45

2.2.1. Choix du type des piles : ...........................................................................................................45

2.2.2. Prédimensionnement des éléments des piles : .......................................................................45

2.3. Prédimensionnement des culées : .................................................................................................47

2.3.1. La fonction de la culée : ............................................................................................................47

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2.3.2. Les différents types de culées : ..........................................................................................48

2.3.3. Les éléments de prédimensionnement : ............................................................................49

2.4. Calcul de l’affouillement : ..........................................................................................................53

2.4.1. L’affouillement général : ....................................................................................................53

2.4.2. L’affouillement local autour d’une pile : ............................................................................55

2.4.3. L’affouillement dû au rétrécissement de la section : .........................................................55

2.4.4. Récapitulatif et conclusion : ...............................................................................................56

2.5. Prédimensionnement des fondations : .....................................................................................56

2.5.1. Choix du type de fondation : ..............................................................................................56

2.5.2. Pré dimensionnement des fondations sur pieux : .............................................................57

2.6. Calcul des enrochements de protection des fondations : ..........................................................59

2.7. Calcul de portance des fondations profondes par la méthode pressiométrique : ....................60

2.7.1. Définitions : ........................................................................................................................60

2.7.2. Prévision de la charge limite et la charge de fluage Q c :...............................................612.8. Réactions d’appui maximales : ..................................................................................................66

2.9. Estimation des coûts des deux variantes :................................................................................68

CHAPITRE 3 : ETUDE DES POUTRES PRINCIPALES..........................................................................70

3.1. Définition des charges : ..................................................................................................................70

3.1.1. Poids propre d’une travée : ......................................................................................................70

3.1.2. Superstructures : ......................................................................................................................70

3.1.3. Charges routières réglementaires : ..........................................................................................71

3.2. Répartition transversale des charges : ..........................................................................................77

3.2.1. Aperçu théorique sur la méthode de Guyon-Massonnet : ......................................................78

3.2.2. Calcul des paramètres fondamentaux : ...................................................................................80

3.2.3. Les Coefficients de Répartition Transversale (CRT) : ................................................................83

3.3. Détermination des sollicitations moyennes : ................................................................................87

3.3.1. Rappel sur les lignes d’influences d’une poutre sur appui simple : .......................................87

3.3.2. Détermination des sollicitations dans les poutres principales : ...............................................88

CHAPITRE 4 : ETUDE DE LA PRECONTRAINTE .................................................................................97

4.1. Données de calcul : .........................................................................................................................97

4.1.1. Géométrie de la poutre : ..........................................................................................................97

4.1.2. Matériaux : ..............................................................................................................................97

4.1.3. Contraintes admissibles du béton : ..........................................................................................98

4.1.4. Mode de construction: .............................................................................................................99

4.1.5. Contraintes initiales des câbles : ..............................................................................................99

4.1.6. Excentricité des câbles : ...........................................................................................................99

4.2. Détermination de la précontrainte : ............................................................................................100

4.2.1. Actions et moments maximaux à l’ELS (mi- travée) : .............................................................100

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4.2.2. Précontrainte de la première famille : ...................................................................................101

4.2.3. Précontrainte de la deuxième famille : ..................................................................................103

4.2.4. Armatures de peau : ...............................................................................................................104

4.2.5. Ferraillage minimal de non fragilité : .....................................................................................104

4.4. Pertes de précontrainte : .........................................................................................................105

4.4.1. Pertes instantanées : ..............................................................................................................105

4.4.2. Pertes différées : ....................................................................................................................107

4.5. Vérifications à l’ELU : ....................................................................................................................108

4.5.1. Position de l’axe neutre : ........................................................................................................108

4.5.2. Allongement Δε3 : ...................................................................................................................109

4.5.3. Allongement ε1dû à la précontrainte : ...................................................................................109

4.5.4. Allongement ε2 dû à la décompression du béton : ................................................................109

4.6. Tracé des câbles : ..........................................................................................................................109

4.6.1. Relevage des câbles de la première famille : .........................................................................109

4.6.2. Fuseaux de passage de la première famille : .........................................................................113

4.6.3. Relevage des câbles de la deuxième famille : ........................................................................113

4.6.4. Fuseaux de passage pour la deuxième précontrainte :..........................................................114

4.7. Vérification de la résistance à la rupture par effort tranchant : .................................................114

4.7.1. Vérification de la rupture vis-à-vis du cisaillement : ..............................................................114

4.7.2. Armatures transversales : ......................................................................................................116

4.8. Calcul des abouts de poutre : .......................................................................................................117

4.8.1. Dispositions constructives : ....................................................................................................117

4.8.2. Effet d’un effort concentré au centre de la poutre : ..............................................................118

4.8.3. Equilibre général de diffusion pure : ......................................................................................121

4.8.4. Justification de la bielle d’about : ...........................................................................................123

4.8.3. Equilibre du coin inférieur : ....................................................................................................125

CHAPITRE 5 : ETUDE DE L’HOURDIS ...............................................................................................127

5.1. Les données de calculs : ...............................................................................................................127

5.1.1. Matériaux : .............................................................................................................................127

5.2. Calcul des sollicitations : ..............................................................................................................127

5.2.1. Section à mi- portée transversale : ........................................................................................127

5.2.2. Section à l’encastrement : .....................................................................................................131

5.2.3. Récapitulatif des sollicitations ...............................................................................................133

5.3. Calcul du ferraillage : ....................................................................................................................134

5.4. VERIFICATION DES CONTRAINTES A L’ELS : .................................................................................134

5.5. Vérification au poinçonnement de la dalle: ................................................................................134

CHAPITRE 6 : ETUDE DES ENTRETOISES D’ABOUT .......................................................................136

6.1. Caractéristiques géométriques : ..................................................................................................136

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7.5.5. Condition sur l’épaisseur des frettes : ....................................................................................154

7.5.6. Conclusion : ............................................................................................................................154

CHAPITRE 8 : ETUDE DES CULEES ...................................................................................................156

8.1. Inventaire des charges : ................................................................................................................156

8.1.1. Charge permanente : ..............................................................................................................156

8.1.2. Actions de surcharges : ..........................................................................................................157

8.1.3. Actions naturelles & freinage : ...............................................................................................157

8.2. Descente de charges : ...................................................................................................................158

8.2.1. Différents cas de charges: ......................................................................................................158

8.2.2. Combinaison des charges .......................................................................................................158

8.2.3. Résultats des combinaisons : .................................................................................................158

8.3. Ferraillage des culées : .................................................................................................................159

8.3.1. Hypothèses de calcul : ............................................................................................................159

8.3.2. Mur garde-grève : ...................................................................................................................159

8.3.3. Corbeau d’appui de la dalle de transition : ............................................................................160

8.3.4. Dalle de transition : ................................................................................................................160

8.3.5. Mur en retour : .......................................................................................................................161

8.3.6. Chevêtre : ...............................................................................................................................162

8.3.7. Ferraillage des fûts : ...............................................................................................................166

CHAPITRE 9 : ETUDE DES PILES .......................................................................................................168

9.1. Inventaire des charges : ................................................................................................................168

9.1.1. Charges permanentes : ..........................................................................................................168

9.1.2. Charges variables : ..................................................................................................................169

9.1.3. Les différentes combinaisons : ..............................................................................................172

9.2 Ferraillage des piles : .....................................................................................................................172

9.2.1. Ferraillage du chevêtre : .........................................................................................................172

9.2.2. Ferraillage des fûts : ...............................................................................................................174

CHAPITRE 10 : ETUDE DES FONDATIONS ......................................................................................176

10.1. Calcul des semelles de liaison par la méthode des bielles : ......................................................176

10.1.1 Les hypothèses du calcul : .....................................................................................................176

10.1.2. Condition d’application de la méthode des bielles : ............................................................176

10.1.3. Charges appliquées sous semelle : .......................................................................................177

10.1.4. La transmission des efforts :.................................................................................................177

10.1.5. Vérification des contraintes: ................................................................................................178

10.1.6. Calcul de la section d’armatures : ........................................................................................180

10.2. Dimensionnement des pieux : ...................................................................................................181

10.2.1. Les hypothèses du calcul : ....................................................................................................181

10.2.2. Sollicitations au niveau des pieux : ......................................................................................182

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10.2.3. Ferraillage des pieux : ...........................................................................................................186

CHAPITRE 11 : DISPOSITIONS SISMIQUES .....................................................................................188

11.1. Aperçu sur la méthode d’analyse sismique : .............................................................................188

11.2. Dispositions constructives parasismiques: ................................................................................188

11.2.1. Fûts : .....................................................................................................................................189

11.2.2. Les fondations : ....................................................................................................................189

11.2.3. Chevêtre : .............................................................................................................................190

11.2.4. Appuis : .................................................................................................................................190

Conclusion ............................................................................................................................................191

Références bibliographiques ...............................................................................................................192

ANNEXES ..............................................................................................................................................193

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LISTE DES FIGURESFigure 1 : le site du projet.......................................................................................................................20

Figure 2 : Courbe de tarage d’oued Wizert au niveau de franchissement ............................................23

Figure 3 : Calage de l’ouvrage ................................................................................................................24

Figure 4 : Reconnaissance des sols au niveau du site du pont ...............................................................24

Figure 5 : gamme de portées des principaux types d’ouvrages .............................................................31

Figure 6 : tracé en plan de la déviation choisie ......................................................................................33

Figure 7 : Profil en long de la déviation choisie ......................................................................................33

Figure 8: Croquis de la variante VI-PP ....................................................................................................35

Figure 9: Coupe transversale du tablier .................................................................................................36

Figure 10 : Section longitudinale d’une travée, variante 1 ....................................................................36

Figure 11: Variation de l’épaisseur de l’âme, variante 1 ........................................................................37

Figure 12: Talon d’une poutre précontrainte .........................................................................................37

Figure 13: Section de la poutre de la variante 1 sur appui ....................................................................39

Figure 14 : section de la poutre de la variante 1 en travée ...................................................................39

Figure 15: Hourdis intermédiaire ...........................................................................................................40

Figure 16: Hourdis général .....................................................................................................................40

Figure 17: Coupe transversale de tablier de la variante 1 .....................................................................41

Figure 18: Croquis de la variante PSI-BA ................................................................................................42

Figure 19: Section longitudinale d’une travée, variante 2 .....................................................................42

Figure 20: Variation de l’épaisseur de l’âme, variante 2 ........................................................................43

Figure 21: Talon d’une poutre de PSI-BA ...............................................................................................43

Figure 22 : Coupe transversale de tablier de la variante 1.....................................................................44

Figure 23: dimensions du chevêtre ........................................................................................................45Figure 24: Coupe transversale des piles des deux variantes ..................................................................47

Figure 25 : Schéma illustratif d’une culée enterrée ...............................................................................49

Figure 26 : Calcul de la largeur du chevêtre ...........................................................................................50

Figure 27 : Mur en retour .......................................................................................................................52

Figure 28 : Coupe transversale de la culée des deux variantes .............................................................52

Figure 29 : Coupe longitudinale de la culée des deux variantes ............................................................53

Figure 30 : Semelle de liaison des culées des deux variantes ................................................................58

Figure 31 : Semelle de liaison des piles des deux variantes ...................................................................58

Figure 32 : Protection des fondations des culées et des remblais d’accès ............................................60

Figure 33 : Définition de l'encastrement équivalent .............................................................................60Figure 34 : Définition de pour une fondation profonde ...............................................................61Figure 35 : Frottement latéral unitaire limite le long du fût du pieu .....................................................64

Figure 36 : Courbe de chargement axial d'un pieu ................................................................................65

Figure 37 : Le système de charge .....................................................................................................74Figure 38 : Système ...........................................................................................................................75Figure 39 : Système ..........................................................................................................................76Figure 40 : Le système ..............................................................................................................76Figure 41 : Charge sinusoïdale sur le tablier ..........................................................................................78

Figure 42 : Modèle du tablier d'après Guyon-Massonnet .....................................................................79

Figure 43 : Découpage de la section pour le calcul du moment d’inertie de flexion des poutres .........80

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Figure 44 : Découpage de la section pour le calcul du moment d’inertie de torsion des poutres ........82

Figure 45 : Ligne d'influence de K de la poutre intermédiaire ...............................................................85

Figure 46 : Ligne d'influence de K de la poutre de rive ..........................................................................85

Figure 47 : Disposition des charges la plus défavorable pour la poutre intermédiaire .........................86

Figure 48 : Disposition des charges la plus défavorable pour la poutre intermédiaire .........................86

Figure 49 : Lignes d'influence pour une poutre sur appui simple ..........................................................87

Figure 50 : Diagramme des moments fléchissants sous l’effet de la charge permanente ....................88

Figure 51 : Diagramme des efforts tranchants sous l'effet de la charge permanente ..........................89

Figure 52 : Effort tranchant dans la section x sous l'effet de la charge AL ............................................90

Figure 53 : Détermination des moments fléchissants sous l’effet de la charge ...............................91Figure 54 : Effort tranchant dans la section x sous l'effet de ...........................................................92Figure 55 : Détermination des moments fléchissants sous l’effet de la charge ...............................92Figure 56 : Effort tranchant dans la section x sous l'effet de ...........................................................93Figure 57 : Détermination des moments fléchissants sous l’effet de la charge ...............................93Figure 58 : Effort tranchant dans la section x sous l'effet de ...........................................................94Figure 59 : Détermination des moments fléchissants sous l’effet de la charge .......................94Figure 60 : Effort tranchant dans la section x sous l’effet de la charge ...................................95Figure 61 : Géométrie de la poutre ........................................................................................................97

Figure 62 : Diagrammes des contraintes admissibles ..........................................................................99

Figure 63 : Câblage d'une poutre précontrainte ....................................................................................99

Figure 64 : Contraintes admissibles à vide en construction .................................................................101

Figure 65 : Contraintes admissibles en charge en construction ..........................................................102

Figure 66 : Diagramme des contraintes en phase 4- ............................................................................103

Figure 67 : Etat de contrainte en phase finale ...................................................................................103

Figure 68 : Contraintes finales dans le béton en service......................................................................104Figure 69 : Disposition des câbles de précontrainte dans le talon à mi- portée ..................................105

Figure 70 : Modèle de calcul des pertes par glissement d’ancrage .....................................................106

Figure 711 : Disposition des câbles de précontrainte en about ...........................................................111

Figure 72: Allure du tracé d’un câble de première famille...................................................................112

Figure 73 : Allure du tracé des câbles de deuxième famille .................................................................113

Figure 74 : Reprise de l'effort tranchant par les étriers .......................................................................116

Figure 75 : Ancrage des câbles à l'about ..............................................................................................117

Figure 76 : Zone de béton tendu sous l'action d'un effort concentré centré ....................................118

Figure 77 : Zones de régularisation des 5 ancrages .............................................................................119

Figure 78 : Disposition des armatures d’éclatement ...........................................................................120

Figure 79 : Equilibre avec câbles inclinés multiples .............................................................................121

Figure 80 : Equilibre de la bielle d'appui avec un câble .......................................................................123

Figure 81 : Equilibre du coin inférieur ..................................................................................................125

Figure 82 : calcul de coefficient k .........................................................................................................126

Figure 83 : Section de l’hourdis entre poutres.....................................................................................128

Figure 84 : Les moments longitudinaux et transversaux d’une dalle appuyée sur ses quatre cotés ..130

Figure 85 : Moments de continuité d’une dalle appuyée sur ses quatre cotés ...................................131

Figure 86 : Détails de l’hourdis à l’encastrement sur poutre ...............................................................132

Figure 87 : Caractéristiques géométriques de l’entretoise d’about ....................................................136Figure 88 : Portion de l’hourdis et des superstructures supportée par l’entretoise ...........................137

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Figure 89 : Disposition la plus défavorable pour Bc .............................................................................138

Figure 90 : Disposition la plus défavorable pour Bt .............................................................................138

Figure 91 : Disposition la plus défavorable pour Br ...........................................................................139

Figure 92 : Disposition la plus défavorable pour Mc120 ......................................................................139

Figure 93 : Emplacement des vérins ....................................................................................................140

Figure 94 : Schéma de calcul des sollicitations dans l’entretoise lors du vérinage ..............................141

Figure 95 : Diagramme des moments fléchissants lors de vérinage ....................................................141

Figure 96 : Diagramme des efforts tranchants lors du vérinage ..........................................................142

Figure 97 : Disposition des appareils d’appui .......................................................................................145

Figure 98 : Déplacement de l’appui. ....................................................................................................150

Figure 99 : Répartition des charges linéaires ......................................................................................152

Figure 100 : Appareils d’appuis sur chevêtre de pile ...........................................................................154

Figure 101 : Appareils d’appuis sur chevêtre de culée........................................................................155

Figure 102 : Dessin de ferraillage du corbeau ......................................................................................160

Figure 103 : La force hydrodynamique sur une pile .............................................................................170Figure 104 : Illustration de la méthode des bielles ..............................................................................176

Figure 105 : Calcul de la semelle de liaison par la méthode des bielles ..............................................177

Figure 106 : Efforts de traction à la base de la semelle .......................................................................180

Figure 107 : Disposition des armatures dans les semelles de liaison...................................................181

Figure 108 : Les coefficients croisés .....................................................................................................183

Figure 109 : Les sollicitations surgies sur la tête des pieux ..................................................................184

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Tableau 44 : Calendriers des opérations ..............................................................................................101

Tableau 45 : Position des ancrages et angles de sortie des câbles de première famille .....................112

Tableau 46 : Equations analytiques des câbles de première famille ...................................................112

Tableau 47 : Fuseaux de passage pour la première précontrainte ......................................................113

Tableau 48 : Equations analytiques des câbles de deuxième famille ..................................................114

Tableau 49 : Fuseaux de passage pour la deuxième famille ................................................................114

Tableau 50 : Dimensions du prisme – zone de1ère régularisation ......................................................119

Tableau 51 : Contraintes dans le béton des zones de 1ère régularisation de chaque enrage ............119

Tableau 52 : Frettage d’éclatement .....................................................................................................120

Tableau 53 : Contraintes dans les fibres - équilibre de diffusion pure ................................................122

Tableau 54 : Armatures transversales ..................................................................................................123

Tableau 55 : Rang nécessaire pour reprendre la bielle d'about ..........................................................124

Tableau 56 : Coefficients de majoration dynamique pour l’hourdis ....................................................129

Tableau 57 : Moments dans l’hourdis en mi- travée sous les charges routières avant majoration ....130

Tableau 58 : Moments dans l’hourdis à mi- travée sous les charges routières après majoration ......130Tableau 59 : Moment de continuité des charges permanentes ..........................................................132

Tableau 60 : Moment de continuité sur poutre dû aux surcharges routières .....................................132

Tableau 61 : Moment de continuité sur poutre dû aux surcharges routières .....................................133

Tableau 62 : Sollicitations dans l’hourdis à différents états limites .....................................................133

Tableau 63 : Ferraillage de l’hourdis ....................................................................................................134

Tableau 64 : Contraintes dans l’hourdis à l’état limite de service .......................................................134

Tableau 65 : Vérification au poinçonnement de la dalle de couverture ..............................................135

Tableau 66 : Sollicitations dans l’entretoise dues aux charges permanentes et routières..................140

Tableau 67 : Moments fléchissants dans l’entretoise à l’état limite ultime ........................................142

Tableau 68 : Efforts tranchants dans l’entretoise à l’ELU ....................................................................142

Tableau 69 : Armatures longitudinale des entretoises ........................................................................143

Tableau 70 : Contraintes de cisaillement dans les entretoises ............................................................143

Tableau 71 : Ferraillage transversal des entretoises ............................................................................144

Tableau 72 : Charges permanentes sur appui ......................................................................................146

Tableau 73 : Réactions d’appui dus aux différentes charges ...............................................................148

Tableau 74 : Déplacements d’appuis ...................................................................................................151

Tableau 75 : Rigidités des appuis .........................................................................................................151

Tableau 76 : Distribution des efforts de freinage ................................................................................151

Tableau 77 : Efforts dus aux variations linéaires ..................................................................................152

Tableau 78 : contraintes de cisaillement sous effort normal ...............................................................153

Tableau 79 : Contraintes de cisaillement sous la rotation ...................................................................153

Tableau 80 : Contraintes de cisaillement sous effort horizontal .........................................................154

Tableau 81 : Vérification de non soulèvement ....................................................................................154

Tableau 82 : Vérification de l’épaisseur des frettes .............................................................................154

Tableau 83 : charges permanentes verticales appliquées aux culées .................................................156

Tableau 84 : Poussées des terres appliquées aux culées .....................................................................156

Tableau 85 : Cas de charge pour la culée .............................................................................................158

Tableau 86 : Les sollicitations à l’ELS à base de chaque fût de la culée ...............................................158

Tableau 87 : Les sollicitations à l’ELU à base de chaque fût de la culée ..............................................159Tableau 88 : Sollicitations maximales dues à la flexion dans le chevêtre de la culée ..........................164

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Tableau 89 : Sollicitations dues à la torsion dans le chevêtre de la culée. ..........................................165

Tableau 90 : Sollicitations à la base des fûts des culées à l’ELS ...........................................................166

Tableau 91 : Sollicitations à la base des fûts des culées à l’ELU...........................................................166

Tableau 92 : Sollicitations dimensionnantes pour les fûts des culées .................................................166

Tableau 93 : charges permanentes sollicitant la pile ...........................................................................168

Tableau 94 : les forces dynamiques sollicitant les piles .......................................................................171

Tableau 95 : Les différentes charges sollicitant les piles ......................................................................171

Tableau 96 : Sollicitations à la base des fûts des piles à l’ELS et l’ELU .................................................172

Tableau 97 : Sollicitations maximales dues à la flexion dans le chevêtre de la pile ............................173

Tableau 98 : Sollicitations à la base d’un fût de pile à l’ELS et l’ELU ...................................................174

Tableau 99 : Sollicitations maximales à la base d’un fût de piles .......................................................174

Tableau 100 : Charges appliquées sous semelles des culées ...............................................................177

Tableau 101 : Charges appliquées sous semelles des piles ..................................................................177

Tableau 102 : Les efforts de traction maximaux ..................................................................................178

Tableau 103 : Ferraillage inférieur parallèle à (Ox) pour les semelles ................................................180Tableau 104 : Ferraillage inférieur parallèle à (Oy) pour les semelles ................................................180

Tableau 105 : Ferraillage supérieur pour les semelles .......................................................................181

Tableau 106 : La longueur de transfert ................................................................................................185

Tableau 107 : Coefficients croisés au niveau de la section de séparation ..........................................185

Tableau 108 : Coefficients croisés en têtes des pieux ..........................................................................185

Tableau 109 : Efforts en tête des pieux des piles .................................................................................185

Tableau 110 : Efforts en tête des pieux des culées ..............................................................................185

Tableau 111 : Déformations en têtes des pieux des piles ....................................................................186

Tableau 112 : Déformations en têtes des pieux des culées .................................................................186

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PARTIE 1 : ETUDE DE

DEFINITION

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CHAPITRE 1 : ETUDE DE DEFINITIONCette partie a pour objectif la sélection d’un ensemble des variantes qui semblent les

mieux adaptées aux contraintes naturelles, fonctionnelles et financières pour le site.

Elle portera essentiellement sur l’étude hydrologique et hydraulique afin de calerl’ouvrage (indice très important pour le choix des variantes à adopter et pour ladétermination des paramètres de dimensionnement de l’ouvrage : emplacement des culées,

l’intrados, nombre et type de piles …). Enfin, une estimation sommaire des variantes nous permettra de choisir deux solutions envisageables, qui feront l'objet d'une étude technico-économique dans l'avant-projet pour sélectionner la variante finale de notre projet.

1.1. Données de bases :

Les données de base ayant servi à l’établissement de la présente étude sont recueillieslors de la reconnaissance détaillée de l’ouvrage d’art ainsi que des travaux topographiques

entrepris sur le terrain.

Plan de situation au 1/100.000é Carte géologique de Taourirt au 1/100.000é. Profil en long. Tracé en plan. Débits centennaux relatifs aux ouvrages d’art situés sur la RN19 . Rapport géotechnique.

1.2. Données générales sur le franchissement :

1.2.1. Situation du projet :

L’ouvrage assure le franchissement de oued Wizert affluent de l’oued Moulouya et qui

se situe au PK 153+200 de la RN19 dans la province de Taourirt, l’ouvrage est situé à 16km de

Debdou aux coordonnées Lambert X=724,800 ; Y=392,400. (Figure 1)

Figure 1 : le site du projet (image Google Earth)

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1.2.2. Description de l’ouvrage existant :

L’ouvrage existant assure le franchissement de l’oued par l’intermédiaire d’un radier

submersible bétonné en bon état de conservation de 61 m de longueur et d’une plateforme de

8m.

En tracé en plan, l’ouvrage est situé sur un alignement droit, en profil en long, l’ouvrageest situé dans une cuvette entre pentes de 2,5% du côté Taourirt et 3.5% du côté Debdou, en

profil en travers, les accès actuels sont formés d’une chaussée de 6m et des accotements de1×1,00m.

1.2.3. Données naturelles :

1.2.3.1. Géologie :

Le site fait partie de la plaine du Tafrata qui appartient à l’unité géologique du bassin de

Guercif. Le quaternaire est représenté par des limons, des argiles, des cailloutis, des

conglomérats et des croûtes calcaires lamellaires.

Le Plio-villafranchien contient quelques niveaux de calcaires lacustres ou de conglomérats dontla puissance totale dépasse rarement 50m.

Le Moi-pliocène est constitué de grès, des conglomérats et des marnes.

La géologie de la zone du projet est illustrée par la carte dans l’annexe.

1.2.3.2. Topographie :

Le niveau de la zone se situe à la côte moyenne de 798 à 801. Le lit de l’oued est peu

encaissé et se situe à la côte moyenne de 795 NGM environ, sa largeur totale est de l’ordre de90m.

1.2.3.3. Climat :

Le climat de la région est de type semi-aride-méditerranéen avec une pluviométriemoyenne faible allant de 200 à 300mm/an, avec un différentiel de température qui peutatteindre les 40 ° entre l’été et l’hiver.

1.2.4. Données fonctionnelles :

Le recueil des données de trafic de la DRCR relatif à l’année 2007 a donné pour la

section étudiée un trafic TMJA de 1153 VEH/J.Le trafic estimé à l’année de mise en service soit :

N2010 = 1373 VEH/J.Le trafic qui servira au dimensionnement de la chaussée est équivalent à (T2), soit TPL4.

1.3. Etude hydrologique :

1.3.1. Débit du projet :

Selon un document fourni par la direction régionale de l’équipement de OUJDA, le

débit centennal au niveau de OUED WIZERT est Q100=750 m3/s ; la surface du bassin versantest S=247 km2.

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1.4. Etude hydraulique :

L’étude hydraulique de l’ouvrage de franchissement est réalisée dans le but de conférer

à la structure une ouverture et un gabarit suffisants pour faire évacuer la crue de projet, elles’occupe d’analyser l’écoulement à l’intérieur de l’ouvrage et son effet sur toute la structure en

tenant compte des conditions d’entrée et de sortie et du lit de l’oued à l’amont et à l’aval de lasection de franchissement.

Elle se fait en deux phases principales :

- Détermination du niveau des plus hautes eaux (PHE) sans la présence de l’ouvrage afind’estimer l’influence directe de cette côte sur la côte à donner à l’intrados de l’ouvrage ;

- Estimation de l’effet de l’ouvrage sur l’écoulement (remous) dans le cas de

rétrécissement de la section de l’oued.

1.4.1. Détermination des PHE :

Pour le calcul du PHE, on détermine le débit correspondant à chaque valeur de lahauteur de la crue par le biais de la formule de Manning-Strickler :

Avec :

Q p : Débit calculé en m3/s.

Sm : Surface mouillé en (m²).

R H : Rayon hydraulique en (m) = (surface mouillé / périmètre mouillé).I : Pente moyenne du lit de l’Oued au droit de l’ouvrage. Dans notre cas I = 1,51 %.

K : le coefficient de Strickler représentant la rugosité globale du lit. Dans notre cas, K=30(rivière de plaine, large, végétation peu dense).

Les résultats obtenus sont présenté ci-dessous :

Z H L Pm Sm Q

798.03 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000798.23 0.20 36.621 33.384 4.029 3.627798.43 0.40 54.235 51.041 13.078 19.449

798.63 0.60 68.326 69.115 27.300 54.179798.83 0.80 80.016 80.504 42.901 103.955799.03 1.00 90.424 90.348 60.163 169.126799.23 1.20 100.669 100.473 79.364 250.008799.43 1.40 111.870 111.877 100.787 346.567799.63 1.60 125.148 125.372 124.709 458.116799.83 1.80 141.622 141.855 151.413 582.980800.03 2.00 162.411 162.521 181.179 718.094800.08 2.05 168.7047 170.153 189.6248 751.406961

Tableau 1 : Courbe de tarage

× × ×

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Ces résultats nous permettent de tracer la courbe de tarage au niveau de franchissement,à travers laquelle on pourra calculer la cote des plus hautes eaux PHE connaissant le débit du

projet :

Figure 2 : Courbe de tarage d’oued Wizert au niveau de franchissement

En faisant une interpolation polynomiale sur les valeurs de débits en fonction de lahauteur, on peut calculer la hauteur correspondante à notre débit de projet, ainsi on trouve lacote des plus hautes eaux PHE =800.08 NGM (la lame d’eau est de 2,05 m), avec une vitessemoyenne d’écoulement de 3,97m/s.

1.4.2. Effet de l’ouvrage sur l’écoulement (remous) :

Vu que la section d’oued Wizert est très large alors l’effet du remous n’aura aucune incidence. Débit de Projet ( ) 750PHE () 2,05Débouché linéaire () 168,45Débouché superficiel () 189,28Vitesse moyenne de l’écoulement

( 3,97Tableau 2 : Récapitulatif de l’étude hydraulique

1.4.3. Calage de l’ouvrage :

Le calage de l’ouvrage se fait au niveau du PHE plus une revanche variant de 1 à 2mètres, pour les raisons suivantes :

Eviter d’avoir des dégradations de l’ouvrage dues à des chocs entre d’éventuels

corps flottants (tronc d’arbre,...) et l’intrados du tablier en cas de crue. Permettre d’installer les appareils d’appuis (surtout ceux en élastomère fretté) en

dehors des eaux.Compte tenu des différentes hauteurs qui composent le gabarit, le calage de l’ouvrage secalcule par la formule ci-dessous :

Côte LR = Côte PHE +Tirant d’air+20cm (Appareils d’appui & bossages) + Hauteur de tablier+ 7cm (Revêtement)

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Dans notre cas, on a choisi 1m comme revanche et on a PHE = 2,05m donc l’intrados de notreouvrage sera calé à 3,25m au-dessus de lit de oued, et pour ce qui concerne la ligne rouge, celava dépendre de la variante à adopter et de sa hauteur.

Figure 3 : Calage de l’ouvrage

1.5. Etude géotechnique :

1.5.1. Reconnaissance du sol :

Une compagne de reconnaissance géotechnique a été réalisée par le LABORATOIREPUBLIC D’ESSAIS ET D’ETUDES. Elle a consisté en l’exécution de :

5 sondages carottés d’une profondeur de 25ml chacun.

5 sondages pressiométriques de 25 ml chacun

2 tranchées sur une profondeur de 4m.

Les coupes lithologiques établies aux droits de ces points d’investigation sont illustrées sur le

dessin ci-après :

Figure 4 : Reconnaissance des sols au niveau du site du pont

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La reconnaissance géotechnique montre que la formation de couverture au niveau du litde l’oued est formée principalement d’une couche de graves alluvionnaires sableuses, dont

l’épaisseur varie de 1.5 à 14 m. En plus d’une couche de limon beige argileux localisé au

niveau de la berge de rive gauche sur une épaisseur de 3m environ.

La formation sous-jacente se compose de graves limono-sableuses moyennement àassez compactes, comportant des passages et des intercalations de couches d’argile marronlimoneuse dont l’épaisseur varie entre 1m au niveau du lit de l’oued et 4m au niveau des deux

berges à partir d’une profondeur de 7 m. Son épaisseur totale n’a pas été limitée par les

sondages.

En outre, aucune nappe d’eau n’a été repérée par les sondages réalisés.

1.5.2. Résultats des essais réalisés

1.5.2.1. Caractéristiques géotechniques: Graves alluvionnaires sableuses :

Selon le fascicule 65 titre V, il s’agit de graves moyennement serrées de catégorie B.

Ses caractéristiques sont comme suit : Un pourcentage de fines (2mm) comprise entre 62 et 77.2%. Un coefficient d’uniformité Cu > 50. 10

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1.5.2.2. Caractéristiques pressiométriques:

Le tableau ci-dessous regroupe les caractéristiques des sols au niveau du site du projet :

Tableau 3 : Caractéristiques pressiométriques des sols au niveau de franchissement

1.6. Présentation sur le choix des variantes adéquates :

Le choix du type de l’ouvrage qui s’adapte le mieux possible au contexte de chaque

projet stipule la connaissance à la fois de l’ensemble des contraintes à respecter et l’ensembledes types d’ouvrages qui peuvent être envisagés.

La comparaison de ces deux ensembles permet de retenir la solution, ou les solutions,qui apparaissent à première vue comme les meilleures, et qui feront ensuite l’objet d’études

plus approfondies. C’est une opération de synthèse dans laquelle interviennent de nombreux

paramètres et qui fait essentiellement appel au jugement et à l’expérience de l’ingénieur.

Cette opération reste alors délicate et ne peut en aucune manière être automatisée, nonseulement à cause de la variété et de la complexité des problèmes à résoudre, non seulement

parce qu’elle comporte des éléments non chiffrables (par exemple l’adaptation architecturale ausite), mais aussi à cause de l’évolution incessante des types d’ouvrages. Il est donc nécessairede se tenir continuellement au courant des variations des prix des différentes sortes de ponts,des changements dans la réglementation technique, des nouvelles méthodes d’exécution et des

nouvelles formes d’ouvrages, éventuellement des nouveaux matériaux utilisables, etc.…

Au Maroc Le choix d’une solution est conditionné par les contraintes techniques,économiques et esthétiques. Les contraintes techniques se présentent dans les contraintes dusite et de l'environnement où l’ouvrage va être implanté, les contraintes de la voie dont il est

support, et enfin des dispositions constructives, généralement on s’oriente vers la solution qui

offre les meilleures conditions d'exécution, à savoir, la disponibilité du matériel et de la maind’œuvre destiné à réaliser les travaux en respectant le délai de construction. Les contrain tes

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économiques résident dans le fait de choisir une variante qui présente un coût raisonnable.Quant au côté esthétique, il faut juste signaler que la variante choisie doit être compatible avecle paysage du site tout en respectant sa faisabilité économique et technique.

1.6.1. Les différents types d’ouvrages:

On présente ci-dessous les différents types d’ouvrages avec pour chacun ses principauxavantages et inconvénients.

1.6.1.1. Les Ponts en béton armé :

Le béton armé présente les inconvénients suivants :

- Le béton tendu est négligé dans les calculs, alors les structures en B.A deviennent trèslourdes.

- Existence des fissures dus à la traction du béton.- Structures hétérogènes.

- L'échafaudage et le coffrage pour le B.A ne peuvent être supprimés que lorsque le béton atteint sa résistance de calcul.

On cite ci-après les différents types de pont en béton armé qui peuvent être utilisés:

Pont à poutres en BA:

Les ponts à poutre en BA économisent beaucoup de la matière et ils présententl’avantage de comporter des éléments préfabriqués, ce qui permet de réduire le nombre

d’échafaudages et d’augmenter le rendement des ouvriers. Mais ils sont très coûteux en maind’œuvre, en plus, de point de vue architectural, ils sont esthétiquement moins appréciés

(épaisseur du tablier plus importante). Leur domaine d’emploi se situe dans la gamme de portéeallant de 10 à 28 m.

On distingue les ponts à poutres en BA armé à travées indépendantes et ceux à travéescontinues, le premier type est le plus employé grâce à ses avantages, comme la possibilité de

préfabrication des poutres et la sensibilité minime aux tassements différentiels.

Pont dalle en BA:

Les ponts dalle en BA consomme plus de béton, (20 à 30% en plus que les ponts à poutres en BA) et ils sont plus sensibles aux tassements différentiels, mais ils économisentconsidérablement en coffrage, en plus leur exécution est encore aisée ce qui réduit les frais dela main d’œuvre. Il est à noter également que le tablier mince, leur accorde un avantage sur le

plan esthétique. Les ponts dalles en BA peuvent être utilisés pour des portées allant jusqu’à 15

m, et ils peuvent être aussi compétitifs jusqu’à 20 m avec une section transversal àencorbellement latéraux.

Pont en Arc et Pont à Béquilles Obliques :

Ces deux types ne peuvent pas être utilisés que si on dispose d’un sol de fondation de bonne

qualité.

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1.6.1.2. Les Ponts en béton précontraint :

Un des principaux avantages qu'offre la précontrainte aux constructeurs est le largeéventail et la souplesse du mode de construction. Les divers types de pont en béton précontraintqui peuvent être utilisés sont les suivantes:

- Pont à poutres préfabriquées en BP.- Pont dalle en béton précontraint- Pont à poutres caissons construit par poussage ou par encorbellements successifs. Pont à poutres en BP :

Généralement pour ce type, les poutres sous chaussée sont préfabriquées et tendus par poste tension. Leur domaine d’utilisation s’étend entre 25 à 45 m (exceptionnellement de 20 à50 m) et leur portée économique est généralement aux alentours de 35 m.

Comme pour les ponts à poutres en BA, on distingue les ponts à poutres en BP à travées

indépendantes et ceux à travées continues.

Les premiers présentent les avantages suivants :

- La réduction du temps de construction grâce à la possibilité de la préfabrication des poutresavec la réalisation des fondations et des appuis de l'ouvrage (il permet de gagner environ 20 %du délai nécessaire à la réalisation du même ouvrage par le procédé de construction sur cintre).- Une faible sensibilité aux tassements d'appuis.- L'économie qui est due à la préfabrication des poutres et de l'exécution du hourdis coulé surdes pré-dalles préfabriquées.

Cependant, il a des inconvénients qui sont :

- Présence des joints de dilatation de chaussée.- Le domaine d'emploi des ponts à poutres préfabriquées s'étend de 25m à 50m. La portéeéconomique étant généralement comprise entre 30m et 40m pour les ouvrages dont lesfondations sont faciles et les piles de faible hauteur.- Au-delà de 50 m, l'augmentation rapide du poids des poutres exige des moyens demanutention et de pose exceptionnels qui rendent leur mise en place coûteuse.- Incertitude des déformations différées des poutres par fluage du béton et relaxation desarmatures de précontrainte.

- Nécessité d’un matériel de mise en place des poutres très coûteux qui peut être utilisé defaçon économique pour un nombre suffisant de poutres (minimum 12).Le deuxième type est utilisé pour couvrir les grandes travées puisqu’il permet de diminuer le

moment en travée (donc le ferraillage et l’épaisseur), de transmettre les charges verticales auxappuis sans excentrement et de réduire le nombre des joints de chaussée.

Pont dalles en BP:

Lorsque la portée dépasse 15 m et jusqu’à 23 m, le tablier en dalle en BP prend la relève decelui en BA. Il est aussi possible d’envisager ce type de ponts lorsque la portée passe au-delà de

23 m soit en élégissant le tablier soit en lui donnant une épaisseur variable.

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De point de vue capacité, les ponts dalle possèdent une très grande résistance au cisaillement età la torsion, c’est pourquoi on les utilise souvent en ouvrages biais et en ouvrages courbes.

Dans ce type de ponts, on distingue :

- Les dalles pleines à encorbellement latéraux : par l’allègement qu’apportent lesencorbellements à la structure, ce type de tablier permet d’atteindre des portéesdéterminantes de l’ordre de 30 m. cependant le recours à des encorbellements latéraux est

souvent dicté par des considérations d’ordre esthétiques. - Dalles élégies : ce sont des dalles dont on réduit les efforts du poids propre, sans grande

modification de l’inertie, en disposant à l’intérieur du coffrage des buses longitudinales

réalisées en matériaux divers (carton, fibrociment, béton comprimé, bois, polystyrèneexpansé, feuillard métallique). On peut donc franchir, par des dalles élégies, des portéesallant du 25 à 35 m.

- Dalles nervurées : ce type couvre une gamme de portée de 20 à 50 m. l’un des principauxobjectifs est de diminuer le poids propre par rapport au pont dalle cla ssique, au prix d’uneaugmentation de l’épaisseur au droit des nervures.

Pont à poutres caissons construit par poussage :

Le principe de la construction par poussage résulte de l'idée de réaliser le tablier à proximité dela brèche, puis de le déplacer à son emplacement définitif par poussage.

Le domaine d'emploi de poussage est limité aux ouvrages dont le tablier est de hauteurconstante et pour lequel la gamme des portées est comprise entre 35 à 70m. En fait, il convientde distinguer les ponts poussée d'un seul côté où les travées courantes sont comprises entre 35 à

45m, des ponts poussées des deux coté, où les travées déterminantes, correspondant à la jonction des deux demi-tabliers, atteint des longueurs de 50 à 70m.

Ainsi, le principal avantage de ce procédé réside dans la suppression des centres, particulièrement onéreux, des équipages mobiles ou de poutres de lancements, alors que cesinconvénients sont énumérés ci-dessous :

- Nécessite de disposer, en arrière des culées, d'une zone de longueur suffisante pour permettre la construction des différents éléments. La réalisation de cette aire de constructionnécessite des travaux de terrassements d'où une dépense supplémentaire.

- La mise en œuvre d'une précontrainte provisoire importante pénalise le procédé sur le planéconomique.

Par ailleurs, pour que cette technique soit envisageable, la géométrie de l'ouvrage doitrespecter certaines contraintes pour être superposable par déplacement, faute de quoi le tablieréchapperait à ces appuis lors du poussage. Cela impose que le tablier soit de hauteur constanteet que son profil soit à courbure constante, tant en alignement qu'en élévation.

Pont à poutres caissons construit par encorbellement successif :

La construction par encorbellement successif consiste à construire le tablier d'un pont à

l'avancement par tranches successives, en faisant supporter à la partie déjà construite le poids

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Figure 5 : gamme de portées des principaux types d’ouvrages

1.6.2. Variantes proposées :

1.6.2.1. Matériau utilisé :

Le recours aux ponts en acier a été écarté dès le départ, vu le coût relativementélevé par rapport à un simple pont en béton. En plus, les frais d'entretien et de lamaintenance représentent dans la plupart des cas une entrave pour le choix de ce type deconstruction. On signale aussi la non disponibilité des entreprises spécialisées dans ce type de

pont au Maroc.Donc, la solution de franchissement sera en béton (armé ou précontraint).

1.6.2.2. Variantes retenues :

On adopte les trois variantes suivantes : Variante I : Pont à poutres en béton armé :

C’est un pont en béton armé, constitué de 5 travées isostatiques de 28m, chaque travée

comporte 4 poutres, en béton armé, solidarisées transversalement par le hourdis en sectioncourante et entretoisées au niveau des appuis.

Variante II : Pont à poutres en béton précontraint :

C’est un pont à poutres précontraintes constitué de 4 travées isostatiques de 35m,

chacune comporte 4 poutres en béton précontraint solidarisées transversalement par le hourdisen section courante et entretoisées au niveau des appuis.

Variante III : Pont dalle en béton précontraint :

C’est un pont dalle en béton précontraint composé de 7 travées hyperstatiques répartiescomme suit : 18-5× .-18 en respectant la condition de non soulèvement suivante :

On donne ci-après le détail des estimations sommaires des coûts du tablier desdifférentes variantes :

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Variante I : 10000DH/m²

Variante II : 11000DH/m²

Variante III : 9000DH/m²

Variantes Travées Nombre

d'appuis

Surface du

tablier (m2)

Coût global/

tablier

Nombre Longueur (MDH)

Variante I 5 28 6 1400 14,00

Variante II 4 35 5 1400 15,4

Variante II 7 21 8 1410 12,69

Tableau 4 : Estimation sommaire des trois variantes

A partir de cette estimation des coûts des tabliers des trois variantes, il s’avère que la

structure pont à poutre est la mieux adaptée pour notre cas même si la variante pont dalle en béton précontraint est la moins chère par rapport aux deux autres, et ce pour les raisonssuivantes :

- La variante PDBP nécessite une grande quantité d’échafaudages.- Aussi cette variante présente un nombre élevé de piles, ce qui peut donc perturber

l’écoulement en amont et en aval- De plus, le sur coût d’appuis supplémentaires et des fondations (probablement de type

profonde vu les caractéristiques géotechniques) est supérieur au gain relatif de tablier.

- La faible hauteur du gabarit (moins de 4m) ne posera pas de grands problèmes pour lamanutention des poutres.

Ainsi, nous procèderons au chapitre suivant, à l’étude technico-économique des deuxvariantes I et II, pour retenir la meilleure variante qui fera l’objet d’une étude détaillée par la

suite.

1.7. La route de déviation provisoire :

Pour assurer la circulation du trafic durant les travaux de construction de pont, on a

choisi de dévier la route existante en amont de l’ouvrage, en effet vu la nature du profil deterrain de chacune des deux déviations et puisque on doit assurer la continuité avec la routeexistante, on a trouvé que la déviation en aval est hors catégorie alors que celle de l’amont est

de troisième catégorie.

1.7.1. Tracé en plan :

Le tracé en plan a été dressé en respectant les conditions de troisième catégorie suivantes del’ICGRRC :

Une vitesse de base V b = 60 km/h

Un rayon minimal normal R mn = 125m Un rayon minimal absolu R ma = 75m

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Figure 6 : tracé en plan de la déviation choisie

1.7.2. Le profil en long :

Le profil en long a été dressé en respectant les conditions de troisième catégorie

suivantes de l’ICGRRC : Déclivité maximale : 6% Rayon minimal unique en angle entrant : 1000m Rayon minimal normal en angle saillant : 2000m Rayon minimal absolu en angle saillant : 1500m

Figure 7 : Profil en long de la déviation choisie

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PARTIE 2 : ETUDED’AVANT PROJET

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CHAPITRE 2 : ETUDE D’AVANT PROJET Après avoir retenu deux variantes à l’issue de l’étude de définition, on va procéder

maintenant à une étude technico-économique de ces deux variantes, Afin de pouvoir

trancher sur la solution à retenir pour notre ouvrage, en commençant par la conceptionet le prédimensionnement des éléments de chaque variante (tablier, appuis, fondations..)en se référant aux dispositions les plus courantes et aux guides de conception,notamment au dossier pilote de la DRCR PA78 et le PP73 du SETRA.

Par la suite, on va faire une estimation comparative des coûts des deuxvariantes qui s'ajoute à une comparaison technique pour ressortir une seule variante qui feral’objet d’une étude détaillée dans ce qui suit.

2.1. Prédimensionnement du tablier :

2.1.1. Variante 1 : Pont à poutres en béton précontraint VI-PP :

2.1.1.1. Prédimensionnement du tablier de la variante 1 :

2.1.1.1.1. Conception générale :

Le béton précontraint permet de franchir des portées importantes, le domaine d'emploicorrespond à une gamme de portées comprise entre 30 et 50m avec un optimum économiqueà 35m.

Ainsi, notre ouvrage sera composé de quarte travées isostatiques de 35m chacune. De son

tour, chaque travée sera constituée de quatre poutres précontraintes préfabriquées

équidistantes transversalement.

L’entretoisement transversal des poutres sera assuré par l’hourdis en section courante et par

des entretoises d’about au niveau des appuis.

Figure 8: Croquis de la variante VI-PP

Le profil en travers de la plateforme est de 10 m de largeur comprenant une chaussée

de 8 m et deux trottoirs de 1m chacun. La chaussée présentera une pente transversale en

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toit égale à 2,5% permettant l’assainissement de l’ouvrage et les trottoirs présenteront une pente de 2%, vers l’intérieur de la chaussée, pour le même but.

Figure 9: Coupe transversale du tablier

2.1.1.1.2. Eléments de pré dimensionnement :

2.1.1.1.2.1. Poutres principales :

Forme

La forme des poutres est en double Té, section de caractéristiques mécaniques bienadaptées à la gamme de portées de ce type d'ouvrage. La matière est concentrée dans les deuxfibres extrêmes que constituent la table de compression supérieure, d'une part, et le taloninférieur d'autre part.

La table de compression et le talon sont reliés par une âme verticale plus épaisse auvoisinage des appuis en fonction de l'importance des cisaillements.

La jonction de l'âme avec la table de compression et avec le talon s'effectue parl'intermédiaire d'un gousset.

Hauteur

La hauteur de la poutre est obtenue en utilisant un élancement économique comprisentre 1/18 et 1/16, ainsi :

E1 : ≤ ≤

Avec un élancement moyen de 1/17 et Lc=34m (en adoptant des abouts de 0,5m) On obtient :

ht =2,00m

Figure 10 : Section longitudinale d’une travée, variante 1

Largeur de table bt :

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Pour alléger les poutres, dans le but d'en faciliter la manutention, on serait tenté deréduire le plus possible la largeur des tables de compression. Toutefois, pour prévenir toutrisque de déversement pendant les opérations de manutention, on ne descendra pas en dessousd'une largeur voisine de 60% de la hauteur, On prend bt=1,50m

L’épaisseur de l’âme :

L’épaisseur de l’âme dépend en général de deux facteurs :

La résistance à l’effort tranchant

Les conditions d’enrobage des câbles.

En béton précontraint, c’est souvent cette deuxième condition qui prédomine. Ainsi l’épaisseur de l’âme sera plus importante au niveau des appuis qu’en section courante.

L’épaisseur de l’âme dans la section courante sera prise égale à : ba = 0,25m. Puis, elleaugmentera progressivement pour atteindre la valeur : ba = 0,40m au niveau des appuis

Figure 11: Variation de l’épaisseur de l’âme, variante 1

Dimension du talon :

Le talon doit être massif pour deux raisons

Loger tous les câbles en section médiane. Limiter la contrainte de compression de la fibre inférieure lors de la construction

(phase critique où les câbles sont tendus alors que les superstructures ne sont pas encore en place et les pertes non effectuées).

Le schéma ci-dessous illustre les dimensions couramment admises pour le talon :

Figure 12: Talon d’une poutre précontrainte

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Pour la détermination de bta, on utilise la formule empirique suivante (élaborée par SETRA) :

K ph

p N

l T

L

tab

.2.

2.

Avec :

N p : nombre de poutres par travées.

LT : la largeur totale du pont.

h p : la hauteur de la poutre.

l : la portée de la poutre.

K : est un coefficient qui varie de 950 à 1300.

D’où bta varie de 0,72 m à 0,99 m, on prend bta=0,80 m.

La partie verticale du talon ou pied de talon est généralement comprise entre 0.10 m et0.25 m. Pour des largeurs de talons variant de 0,60 m à 0,90 m.Donc, on prend : h2=0.20 m

L’âme se raccorde à la membrure inférieure, en s’élargissant, par un gousset qui

facilite, par sa forme d’ «entonnoir », la descente du béton .Il doit permettre également unrelevage aisé des câbles latéraux du talon dans l’âme.

h1 est telle que tgα =1 à 1,5. On prend tg=1,25Ainsi on aura les dimensions de talon suivantes :

A ce stade, on obtient toutes les dimensions de la section de la poutre sur appui et en travée :

- Sur appui : bta = 0.80 m

h2 = 0.20 m

h1 = 0.25 m

- En travée : bta = 0.80 m

h2 = 0.20 m

h1 = 0.35 m.

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Hourdis interméd

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