Matériel de Travaux Publics

8/16/2019 Matériel de Travaux Publics

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I.U.T de BordeauxDépartement Génie Civil Construction Durable

DUT GCCD S3Etude de cas Partie TP

Matériel de Terrassement,de transport et

de réalisation de chaussée


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Un chantier de terrassement routier consiste à modeler le paysage sur une emprise donnée. Ce

modelage se fera par l’extraction des matériaux dans les zones de déblai et par la mise en oeuvre de tout ou

partie de ces matériaux dans les zones de remblai.

Les problèmes auxquels est confronté le terrassier sont toujours les mêmes :

- terminer les travaux dans le délai contractuel.

- obtenir un coût minimum au m

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terrassé.

Pour satisfaire ces deux critères, l’entrepreneur va devoir optimiser la production. Pour cela, il

dispose d’une gamme étendue de matériels aux coûts et rendements variables. Son choix sera guidé par la

nature du sol à exploiter et les distances de transport des matériaux.

! Différents types de sols rencontrés :

On peut retenir une classification simplifiée comme suit :

! Sols meubles : terre végétale ...

! Sols compacts: arènes granitiques ...! Sols rocheux : massifs nécessitant un minage avant extraction.

! Distance de transport :

Une distance de transport n’est dans la réalité jamais un constante. C’est une distance moyenne

entre une zone de remblai et une zone de déblai. On détermine cette distance de transport en établissant le

mouvement des terres. A chaque matériel de transport correspond une distance de transport optimum.


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Les matériels de terrassement :

1. Les matériels d’extraction :

1.1) Le bouteur ( Bull ) :

Masse en ordre de marche de 5 à 100 tonnesPuissance de 50 à 1000 chevaux

Capacité de la lame de 1 à 35 m3

Nature du sol meuble ou compact

Pour des sols meubles, le bouteur “charge“ sa lame puis pousse le matériau jusqu’à la zone de dépôt

( ex: décapage de terre végétale ). Pour des sols compacts, il devra tout d’abord ameublir le sol à l’aide de

son ripper avant de charger sa lame et pousser les matériaux.

1.2) Le chargeur :

On distinguera deux types de chargeurs :

! le chargeur sur pneus :

Masse en ordre de marche de 5 à 100 tonnes

Puissance de 70 à 800 chevaux

Capacité du godet de 1 à 12 m3

Nature du sol meuble

Le chargeur sur pneus ne peut être utilisé qu’au chargement de matériaux meubles (terre végétale, granulats )

sur des plates-formes entretenues et ne cédant pas sous son poids.


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! le chargeur sur chenilles (tracks) :



Capacité du godet de 1 à 5 m

Nature du sol meuble à faiblement compact

De par sa meilleure adhérence que le chargeur sur pneus, il pourra être affecté à l’excavation de

matériaux meubles voire faiblement compacts et il pourra évoluer sur des plates-formes de capacité portante

plus faible.

1.3) La décapeuse ( scraper) :



Capacité de la benne de 15 à 35 m

Nature du sol meuble ou compact mais ripé

Les différents types de décapeuse sont :

! décapeuse automotrice à un essieu moteur.

! décapeuse autochargeuse à un essieu moteur.

! décapeuse automotrice à deux essieux moteur.

La décapeuse est composée d’une benne effectuant à la fois le chargement et le transport des

matériaux. Le chargement s’effectue par le fond de la benne qui s’abaisse hydrauliquement et arase le sol.

Lorsque la benne est pleine, elle se relève et un obturateur la referme. Le déchargement s’effectue soit par

vidage par la fond soit par poussage des matériaux vers l’avant à l’aide d’une lame placée à l’arrière de la

benne après avoir relevé l’obturateur. Malgré leur puissance élevée, ces machines nécessitent l’aide d’unautre engin pour le chargement. Cette aide est apportée par un bouteur qui pousse la décapeuse.


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1.4) La pelle hydraulique :

Masse en ordre de marche de 0,5 à 350 tonnes


Capacité du godet de 0,1 à 25 m

Nature du sol tous sols sauf rocher non miné

Il existe deux configurations de travail :

Equipement rétro Equipement Butte

L’équipement rétro est l’équipement traditionnel des pelles utilisées en terrassement routier. Dans

cette configuration, la plate-forme de travail de la pelle est surélevée par rapport à la plate-forme de

chargement des camions ou tombereaux. Elle est située à peu près au niveau de la benne de l’engin de

transport dans le but de diminuer la durée du cycle de chargement. La dénivelée entre les deux plates-formes

est de l’ordre de 2 à 4 mètres, selon la taille de la machine.

L’équipement butte est réservé presque exclusivement aux pelles travaillant en carrières où la

hauteur des fronts de taille est supérieure à 4 mètres et empêche donc l’utilisation de l’équipement rétro. Le

godet peut être à vidage frontal ou à vidage par le fond (tri des matériaux).


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Equipements optionnels:

! Bras de grande longueur (dressement de talus, démolition).

! Brise Roche Hydraulique.

! Godet trapèze pour la réalisation de fossés.

! Godet de curage.

2 Matériel de transport :

2.1) Le bouteur :

Caractéristiques voir paragraphe 2.1.1.

Distance de transport


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2.3) Les tombereaux :

On distinguera :

Les tombereaux articulés ( 4"4 , 6"6 ) Les tombereaux rigides (4"2)

! Les tombereaux articulés :

Ces véhicules sont des véhicules par définition tout terrain qui peuvent circuler sur des pistes provisoires non

entretenues. Leur rendement sera bien sûr meilleur s’ils circulent sur des pistes à sol dur et entretenues.

! Les tombereaux rigides :

Sur chantier, ces véhicules ne peuvent circuler que sur des pistes dures et parfaitement entretenues. On aura

tout intérêt à utiliser comme piste de chantier les déblais et remblais déjà réalisés, d’où une certaine

cohérence à entretenir au niveau de l’organisation du chantier et du mouvement des terres.

Pour tous les tombereaux, la détermination de la vitesse moyenne de déplacement est fonction de la

nature de la piste. On peut déterminer cette vitesse à l’aide d’abaques fournis par les constructeurs.



Capacité de la benne de 15 à 25 m3

Charge utile de 20 à 40 tonnes

Distance de transport


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! Les camions routiers :

On distinguera :

Les camions benne ( 6"4 , 8"4 ) Les semis-benne

Les camions routiers sont retenus pour les transports de matériaux sur des distances > à 4000 mètres

et tous les transports devant emprunter les routes du domaine public.

3) Les matériels de mise en remblai :

3.1) Le bouteur :

Caractéristiques : voir paragraphe 2.1.1.

Le bouteur devra égaliser grossièrement les matériaux apporter apportés par les camions ou

tombereaux avant le nivellement par la niveleuse. Dans ce cas là, on retiendra un bouteur de puissance

moyenne ( de 150 à 250 chevaux ) .

3.2) La niveleuse :

La niveleuse est un engin de finition. Sa lame, placée entre les essieux avant et arrière est orientabledans toutes les directions. Le guidage de la lame peut être assisté par un guidage GPS. La niveleuse peut

également, grâce à son déport de lame et à la marche en crabe être affectée au réglage des talus.

Elle peut être dotée de deux équipements supplémentaires :

! le scarificateur (petit ripper)

! la lame avant



Largeur de la lame de 3,5 à 5 mètres


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3.3) Le rotograde :

Le ROTOGRADE, a été conçu pour les réglages fins de couche de forme et les arases de terrassements.

Ensemble de réglage fin : Rotor 6 mètres, diamètre 950 mm, 125 dents. Ensemble de chargement en

continu : Rotor 4 mètres, diamètre 1400 mm, 157 dents.

Ensemble rotor réglable en hauteur par roues de jauge asservies à un système de guidage GPS ou laser. Tapis

central pour tapis orientable à 180° pour chargement des matériaux en continu dans les bennes de camions

3.4) L’autograde :

Engin porté par quatre chenilles destiné à la construction de chaussées en béton, en mélanges bitumineux, en

graves traitées ou non, ou au reprofilage d'un matériau préalablement étalé.

Le réglage des profils en long et en travers est assuré par un rotor fixé à un châssis, lui-même réglé en niveau

par rapport au sol par l'intermédiaire de vérins hydrauliques asservis à un système laser ou GPS (le guidage

par fil est aujourd’hui abandonné)

3.5)Matériel de traitement de sol :

On appelle traitement de sol l’adjonction au matériau du site de la chaux ou du ciment routier (de 1 à

3 % en masse). Le but de ce traitement est à court terme de faire chuter la teneur en eau du matériau et donc

de permettre sa mise en œuvre rapidement et à long terme d’améliorer ses caractéristiques mécaniques. Cette

opération fait appel à deux matériels :

! l’épandeur de liant

! le malaxeur

! L’épandeur de liant :

Capacité de la trémie de 5 à 15 tonnes


C’est un engin tout terrain équipé d’une trémie de stockage et d’un système de dosage du liant (tapis à

bande).


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! Le malaxeur :

Il existe deux types de malaxeurs :

Les malaxeurs à arbre horizontal

Puissance : de 250 à 600 chevaux

Profondeur de malaxage : jusqu'à 60 cm

Les malaxeurs de type charrue

Puissance : de 250 à 600 chevaux

Profondeur de malaxage : jusqu'à 50 cm

Le malaxeur à arbre horizontal permettra d’obtenir une homogénéité satisfaisante en une seule passe,

alors qu’avec une charrue (à disques ou à socs) il faudra 2 à 4 passes pour obtenir un résultat correct.


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3.6) Les compacteurs :

Selon les règles en vigueurs éditées par le SETRA et le LCPC, les compacteurs sont classés en 5

catégories :

Les compacteurs à pneus

(classe P)

Les compacteurs vibrant à cylindre

lisse

(classe V)

Les compacteurs vibrants à pieds

dameurs

(classe VP)

Les compacteurs statiques à pieds

dameurs

(classe SP)

Les plaques vibrantes

(classe PQ)

Paramètres définissant les règles de compactage :

A chaque type de matériau (classifié selon la réglementation GTR) correspond une énergie de

compactage optimum. On peut vérifier sur le terrain l’énergie de compactage apportée au matériau par la

méthode du Q/S (Q représente le volume de matériaux mis en œuvre, et S la surface de remblai compactée).


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Exemple de tableau de compactage :


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3.7) Les arroseuses :

Le rôle de l’arroseuse sur chantier peut être double :

! arrosage des pistes dans le but de réduire l’émission de poussières au passage des engins circulant

sur le chantier.

! arrosage du matériau à mettre en œuvre si ce dernier est trop sec pour sa mise en place.

4) Autres matériels :

4.1) Les perforatrices :

Ces machines réalisent les trous pour les tirs d’explosifs. Les diamètres de forage courants sont 89 et 115

mm.

Le rendement horaire est de l’ordre de 50 et le rendement journalier de 3000 à 4000 m3 (il sera fonction du

maillage du tir et de la dureté de la roche.

4.2 Les concasseurs mobiles :


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Ces matériels permettent de concasser les matériaux rocheux extraits sur le chantier pour ensuite réaliser les

couches de forme de la future chaussée. Le rendement moyen (fonction de la granulométrie des matériaux,

de la dureté de la roche) peut atteindre 1500 à 2000 tonnes par jour.

4.3) Les fraiseuses :

Elles servent à raboter la chaussée avant travaux. Les matériaux sont rabotés par un rotor équipé de dents et

les matériaux évacués par l’intermédiaire d’un tapis roulant permettant de charger des camions.

4.4) Les finisseurs :

Ils permettent la mise en œuvre des bétons bitumineux. Ils sont composés d’une trémie de réception du

matériau, d’un convoyeur qui achemine le matériau au niveau de la table lisseuse qui assure en partie le

compactage du béton bitumineux.


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4.5) Les répandeuses :

Elles permettent le répandage des bitumes et émulsions de bitume lors de gravillonnages.

4.6) Le gravillonneur :

Il permet le répandage des gravillons lors des opérations de gravillonnage.

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