Soutenance mémoire
Evaluation de la quantité de sable extractible
Pour pouvoir estimer la quantité de sable extractible, il faut d’abord comprendre le mécanisme qui régit le transport de ce matériau dans les cours d’eau. Cela fait intervenir deux notions à savoir, l’érosion fluviatile et le transport solide. En effet, du fait du phénomène d’érosion, les cours d’eau transportent par charriage et en suspension des matières solides (gravier, sable, limons) en quantité plus ou moins importantes et quelque fois considérables. La distinction entre le charriage et le transport en suspension n’est pas absolue, car un même matériau peut être aussi bien en suspension si la turbulence est forte qu’en charriage si elle est faible. La répartition dépend étroitement des caractéristiques de l’écoulement qui le supporte. Il faut cependant noter que pour beaucoup de nos fleuves et rivières, le transport solide s’effectue surtout sous forme de charriage Il existe un certain nombre de formules qui permettent de calculer le débit solide des transports d’agrégats par charriage et par saltation dans un écoulement rectiligne et uniforme. Mais il y en a très peu que l’on peut utiliser dans le cas particulier des fleuves et des rivières.
Proposition de modèle d’aménagement des sites de dépôt
La normalisation des conditions d’exploitation, la réglementation de la production ainsi que l’amélioration de processus de commercialisations sont autant de facteurs qui méritent d’être pris en compte pour aboutir à la professionnalisation du métier d’extraction. Or, cela ne peut s’obtenir qu’en se référant à des principes et de démarches appropriés. D’après l’analyse que nous avons effectué et confirmé d’ailleurs par l’évolution de la demande,nous estimons que la construction des nouvelles plates-formes adaptées aux conditions de production et aux exigences de marché devient une nécessité absolue.
Le choix de l’implantation des sites est justifié par les paramètres suivants :
❖ accessibilité ;
❖ proximité des axes routiers ;
❖ capacité ;
❖ norme sécuritaire ;
❖ possibilité et facilité de transport de sable vers le site de dépôt.
Dimensionnement de l’embarcadère
L’embarcadère sera installé entre les cotes 1248,04NGM et 1250,54NGM. Sa longueur mesure 25m, sa hauteur est de 2m, tandis que sa largeur est de 2,4m. Le pied de l’embarcadère sera renforcé à l’aide de pieux de mêmes dimensions que ceux des sites N° 1 et N° 2. Il sera pourvu également d’une chaînette d’épaulement, qui aura pour rôle de bien ancrer la plate-forme et de lui fournir un minimum butée afin de contenir les glissements éventuels de la berge. Les talus amont et aval seront protégés à l’aide de perrés maçonnés et de murs de soutènement de 0,8m de hauteur. Enfin, des gabions semelles seront implantés pour éviter les risques d’affouillement et en particulier, au talus aval, il faudra ainsi prévoir une double rangée de gabions semelles pour dissiper les effets de la lame d’eau déversante en cas d’inondation. Dans les calculs, on négligera la différentielle hydrostatique.
Etude de la stabilité de la chaînette d’épaulement
Stabilité au poinçonnement
Profondeur d’encastrement 😀 =0.80 m ;
Largeur de la semelle de fondation : Bs=1.2 m ;
Largeur de la chaînette d’épaulement : l=.2m ;
Longueur de la chaînette d’épaulement : Ls= 25m.
Les possibilités de creusement d’un cours d’eau dépendent de la dénivelée entre le point d’origine et le point final et surtout de la géométrie transversale du chenal. Cette forme conditionne la répartition des vitesses dans un endroit de rétrécissement de la section transversale, la vitesse de l’écoulement augmente. La poussée de l’eau sur les particules s’accentue ainsi alors que la pression diminue. Et cette dépression peut créer la formation de bulle d’air ou de gaz qui se dégage brutalement des parois en leur arrachant des fragments solides. Il y donc exagération du creusement jusqu’à ce que la forme de la section transversale s’adapte au conditions hydrauliques.
Pour que l’eau puisse éroder les berges d’un cours d’eau ou son lit, il faut une vitesse limite d’érosion Vo à la paroi et une force tractrice τ₀ au dessus desquelles il n’y a pas d’érosion. Aussi, la vitesse à la paroi d’un cours d’eau et ses actions érosives et de transport varie suivant le régime d’écoulement de ce cours d’eau. Dans un écoulement laminaire, la vitesse à la paroi est nulle. Si la vitesse du courant augmente, nous passons à un certain moment de régime laminaire au régime turbulent. Il y a donc formation des tourbillons au sein desquels, il existe une composante transversale de la vitesse qui peut produire une énergie disponible à arracher les particules aux berges ou au fond. Il faudrait limiter au maximum les effets de ces forces d’arrachement. On doit veiller à ce qu’il n’y ait ablation de la digue et creusement du lit de la rivière, ce qui constitue une étape vers la rupture en période d’inondation. Aussi, il faut installer des dispositifs de protection au niveau des digues opposées au plan des ouvrages. Pour la protection des fonds, il faut envisager l’installation des tapis parafouilles d’enrochement, tandis qu’aux parois, des clayonnages suffisent.
Différentes propriétés physico-chimiques des ciments
Hydratation
D’après la théorie de la Chatelier, le système chimique des composés anhydres du ciment est instable en présence de l’eau. Il se produit alors une cristallisation qui aboutit à un nouveau système de constituants hydratés stables. Cette réaction est exothermique. (M. VENUAT § II P 95) .
♦ Dès que l’eau est ajoutée au ciment portland, le gypse, les alcalis, une partie de la chaux des silicates passent rapidement en solution (le pH est voisin de 13). Une partie de l’aluminate tricalcique C3A réagit avec la chaux des silicates pour donner un aluminate de chaux hydraté. Mais la réaction est freinée puis stoppée par la présence des ions SO₄²⁻ du gypse qui se combinent à une autre partie de l’aluminate pour former de l’ettringite .
L’ettringite ainsi formée enrobe les grains d’aluminate et d’alumino-ferrite d’une membrane semi-perméable qui bloque pendant un certain temps l’hydratation. Après, 2 ou 3 h, cette enveloppe se déchire du fait d’une forte pression osmotique.
|
Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I – GENERALITES
CHAPITRE I – PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
1.1. Localisation de la zone d’étude
1.2. L’Ikopa dans le contexte hydrologique
1.3. Morphologie de la rivière Ikopa
1.4. Estimation des apports
1.4.1. Débits moyens mensuels et annuels
1.4.2. Débit de crue de différente fréquence obtenue à partir de la loi de Gumbel
1.5. Pluviométrie
1.5.1 Pluviométries moyennes mensuelles et annuelles
1.5.2 Pluviométrie annuelle des différentes fréquences
1.5.3 Pluviométrie maximale journalière des différentes fréquences
1.6. Morphologie du bassin versant
1.7. Géologie du bassin supérieur de l’Ikopa
CHAPITRE II- APERCU GENERAL DE L’EXPLOITATION DU SABLE DE LA ZONE D’ETUDE
2.1 Analyse de la situation actuelle
2.1.1 Introduction
2.1.2 Localisation de sites actuels
2.1.3 Etat des sites
2.1.4 Nombre des exploitants
2.1.5 Moyens utilisés
2.1.6 Production
2.1.7 Commercialisation et prix
2.1.8 Problèmes permanents
2.2. Perspective
2.2.1 Evolution de marché
2.2.2 Evaluation de la quantité de sable extractible
2.2.3 Proposition de modèle d’aménagement des sites de dépôt
PARTIE II – AMENAGEMENT DES SITES DE DEPOT DE SABLE
CHAPITRE I : CAS DU SITE DE SAROPODY
1.1. Introduction
1.2. Etudes de stabilité
1 .2.1 Stabilité au poinçonnement
1.2.2. Stabilité au glissement
1.3. Calcul du tassement
1.4 Assainissement
1.4.1 Dimensionnement du fossé latéral et du fossé de pied
1.4.2 Clayonnage
1.5 Etude de stabilité des murs de soutènement
1.5.1Calcul de la poussée de terre
1.5.2 Evaluation de la surcharge totale
1.5.3 Calcul de la poussée totale
1.5.4 Détermination du centre de la poussée de terre
1.5.5 Determination des efforts
1.5.6 Calcul du coefficient de sécurité au renversement et au glissement
1.6. Calcul des résistance des pieux et étude de stabilité
1.6.1 Calculs des résistances des pieux
1.6.2 Etude de stabilité
1.7 Dimensionnement de la plate-forme de la voie d’accès
1.7.1 Epaisseur équivalente de la chaussée
1.7.2 Epaisseur totale de la chaussée
CHAPITRE II : CAS DU SITE D’ANOSIMAHAVELONA
2.1. Introduction
2.2. Résultats de calculs
2.2.1 Vérification de la stabilité
2.2.2 Tassement
2.2.3 Dimensionnement des fossés
2.2.4 Epaisseur de la voie d’accès
CHAPITRE III : CAS DU SITE D’ANOSIZATO
3.1. Introduction
3.2. Dimensionnement de l’embarcadère
3.3. Etude de la stabilité de la chaînette d’épaulement
3.3.1 Stabilité au poinçonnement
3.3.2. Coefficient de sécurité à la flottaison
3.3.3. Coefficient de sécurité au renversement et au glissement
3.4. Calcul de la revanche
3.5. Vérification de la stabilité des talus
3.5.1. Coefficient de sécurité au poinçonnement
3.5.2. Coefficient de sécurité au glissement
3.6. Epaisseur de la voie d’accès
CHAPITRE IV: COUTS DES TRAVAUX ET IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
4.1. Introduction
4.2 Devis quantitatif
4.3 Bordereaux de prix et détail estimatif
4.3.1 Site de Saropody
4.3.2 Site d’Anosimahavelona
4.3.3 Site d’Anosizato
4.4. Impact sur l’environnement
PARTIE III: VALORISATION DES SABLES DE L’IKOPA
CHAPITREI : GENERALITES SUR LES CIMENTS – LES ADJUVANTS
1.1 Les ciments
1.1.1Définition
1.1.2 Composition minéralogique
1.1.3 Constituants de base
1.1.4 Classification des ciments
1.1.5 Caractéristiques des ciments
1.1.6 Différents types de ciments
1.1.7 Différentes propriétés physico-chimiques des ciments
1.2 Les adjuvants
1.2.1 Définition
1.2.2 Différents types d’adjuvants
1.2.3 Caractéristiques d’emploi des adjuvants
1.2.4 Etudes des principaux adjuvants
1.3 Les sables
1.3.1 Introduction
1.3.2 Définition des granulats
CHAPITRE II : DETERMINTATION DES CARACTERISTIQUES DES SABLES
DE LA ZONE D’ETUDE
2.1 Présentation des méthodes d’essai
2.1.1Analyse granulométrique
2.1.2 Module de finesse
2.1.3 Equivalent de sable
2.1.4 Organigramme de déroulement de l’essai sur l’équivalent de sable
2.1.5 La teneur en eau
2.1.6 La perméabilité
2.2 Présentation des résultats
2.2.1 Méthode de prélèvement des échantillons
2.2.3 Interprétation
CHAPITRE III- APPLICATION DANS LE BETON DE SABLE
3.1. Définition
3.2. Spécificité du béton de sable
3.3. Matériaux constitutifs du béton de sable
3.3.1 Les sables
3.3.2 Les fines d’ajout (ou d’addition)
3.3.3 Les ciments
3.3.4 L’eau
3.3.5 Les adjuvants
3.3.6 Autres ajouts
3.4 Propriétés essentielles
3.4.1 Dosage en eau efficace
3.4.2 Module d’élasticité
3.4.3 Résistance aux chocs
3.4.4 Résistance au délavage
3.4.5 Adhérence aux armatures
3.4.6 Retrait et fluage
3.4.7 Ouvrabilité et qualité d’aspect
3.5Méthode théorique de formulation du béton de sable
3.5.1 Introduction
3.5.2 Principe de la méthode
3.5.3 Estimation des différents constituants du béton de sable et de la résistance en compression
3.6 Application de la formule théorique du béton de sable dans le cadre de la zone d’étude
3.6.1 Béton de sable avec un ciment CPA 45 ; avec utilisation de défloculant (D=2mm)
3.6.2 Béton de sable avec du ciment CPA 45, sans utilisation de défloculant (D=2mm)
3.6.3 Béton de sable avec du ciment CPJ 35, et utilisation de défloculant (D=2mm)
3.6.4 Béton de sable avec du ciment CPA 45, et utilisation de défloculant (D=3.15 mm)
3.6.5 Conclusion
3.7. Méthode expérimentale de formulation des bétons de sable
3.7.1 Détermination d’une formule de base sans fines d’addition
3.7.2 Détermination du dosage en fines d’addition
3.7.3 Adaptation de la maniabilité à la mise en œuvre
3.7.4 Contrôle des résistances
3.7.5 Calcul de MVAT pour différents dosages en ciment
3.8 Facteurs d’études sur le béton de sable
3.8.1 Mesure de la porosité et de la compacité
3.8.2 Mesure de la perméabilité
3.8.3 Mesure de l’absorption capillaire
3.8.4 Essais sur le béton frais
3.8.5 Essais sur le béton durci
3.8.6 Rupture
3.8.7 Essai de durabilité
3.8.8 Essai d’adhérence aux armatures
3.9 Domaine d’utilisation du béton de sable
3.9.1 Fondations
3.9.2 Bâtiments
3.9.3 Construction routière
3.10 Limites du champ d’application
CONCLUSION
