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Remblais renforcés avec blocs cellulaires en parement pour l’échangeur nord à Ouagadougou Actualité du
Dans le cadre de la SCADD (Stratégie de Croissance Accélérée et de Développement Durable) de l'Etat burkinabé, la création d'un échangeur a été décidé pour assurer une bonne structuration du réseau routier et la fluidité du trafic urbain dans les zones situées au nord de la ville de Ouagadougou. Les routes d'accès à l'échangeur ont été construites sur des remblais dont la hauteur varie entre 2,4 m et 9,1 m. Un renforcement par géosynthétique combiné à un parement de blocs modulaires a été choisi pour assurer la stabilité des talus et offrir une solution esthétique adaptée à l'environnement.
1. Contexte du projet
Permettre la fluidité du trafic urbain autour des grandes villes est un défi dans le monde entier qui rend nécessaire le développement de grands projets d'infrastructures. Dans l’agglomération de la ville de Ouagadougou au Burkina Faso, l'échangeur nord, situé entre l'intersection de la RN02 avec la RN22 et celui de la RN02 avec le « "Boulevard des Tansoba » vise à restructurer le réseau routier et à soulager sa congestion.
Cet ouvrage doit permettre d'améliorer le trafic à Ouagadougou grâce à l'extension du boulevard circulaire à travers le district de Tanghin et en direction de l'aéroport. L’ouvrage va permettre un gain de temps significatif pour les usagers et améliorera la sécurité routière. Il va faciliter l’activité économique et contribuer au bien-être des habitants de la capitale et des communes voisines de Signoghin, Baskuy, Nongremassom et Kamboisin, qui comptent plus de 800 000 habitants. Les travaux de terrassement, réalisés entre 2015 et 2018, ont été soutenus par l'Etat Burkinabé dans sa stratégie pour la croissance accélérée et le développement durable.
L'échangeur nord est constitué d'un réseau de voies d'accès (Figure 1) qui a nécessité la construction de remblais, dont la hauteur varie entre 2,4 m et 9,1 m, avec des travaux qui se sont heurtés aux difficultés inhérentes à la zone urbaine telles que l'espace disponible limité pour l’accès mais aussi au fait que l’échangeur est situé entre deux barrages et dans l’emprise d’un déversoir. Ces contraintes ont apporté plus de complexité dans le phasage de la construction. La réalisation de l’échangeur devait donc se faire sans perturber l’état de fonctionnement du barrage amont. Par conséquence, le déplacement et la reconstruction de son déversoir s’imposaient avec la nécessité de maintenir la cote du déversoir existant et la configuration envisagée des différentes voies.
2. Talus et murs renforcés par géosynthétiques
Pour limiter l'emprise au sol et l'achat de remblais qui aurait augmenté significativement le coût des terrassements, le raidissement des talus des remblais était une nécessité tout en conservant une grande souplesse géométrique pour assurer les raccordements avec les ouvrages d’art et réaliser les courbes et changements de pente nécessaires. La solution choisie par le maître d’ouvrage a consisté à construire des murs de soutènement renforcés par géosynthétiques et constitués de blocs modulaires en béton au parement. Ce système est compatible avec une grande variété de matériaux de remblais et permet de s’adapter au contexte technico-économique local.
2.1. Sols et matériaux de remblai
L’étude de sol et les essais en laboratoire ont été effectués par le Laboratoire national des travaux publics (LNBTP) sous la supervision du consultant. La campagne de reconnaissance s'est concentrée sur une section de 6,2 km en réalisant des sondages manuels tous les 250 m environ avec échantillonnage pour identifier les sols de plateforme. Elle a donné lieu à une recherche de matériaux adaptés pour les structures de chaussée, la prospection et l’étude de dépôts d'agrégats et de roches massives pour les bétons hydrauliques et enduits.
Le matériau utilisé pour les remblais est constitué de graviers latéritiques disponibles dans la région de Ouagadougou, matériau que l’on retrouve lors de sondages dans les couches de base et de fondation. Pour le dimensionnement, les caractéristiques figurant dans le tableau 1 ont été retenues.
Un essai de cisaillement sur le matériau consolidé drainé a fourni une valeur de 43 degrés pour l’angle de frottement. Avec une valeur de 35 degrés, le dimensionnement va donc dans le sens de la sécurité.
2.2. Dimensionnement du renforcement géosynthétique
2.2.1. Approche de la sécurité de l’ouvrage
Pour la majorité des remblais du site de l’échangeur faisant l’objet de cette technique, l’inclinaison du parement est inférieure ou égale à 75 degrés. Les calculs de dimensionnement du renforcement géosynthétique ont été réalisés suivant la norme française de justification NF G 38-064 qui applique l'approche de sécurité de l'Eurocode 7 et son annexe nationale NF EN 1997-1/NA: ELU type "GEO" et "STR", approche "3", en utilisant une analyse de cercle de glissement pour la vérification de la stabilité mixte.
Pour les ouvrages dont l’inclinaison est supérieure à 76 degrés, la norme NF P 94-270 s’applique avec la vérification de la stabilité interne.
2.2.2. Surcharge
La circulation est prise en compte par une charge temporaire de 20 kPa répartie uniformément sur 10 m de large en tête de plateforme et à partir de 3 m de la crête.
2.2.3. Renforcement géosynthétique
Le remblai est renforcé par des nappes de géosynthétiques dont le nombre et la longueur varient en fonction de la section considérée. Pour chaque section transversale, le renforcement géosynthétique a été conçu pour assurer la stabilité pour un ou les deux côtés du remblai.
2.2.4. Analyse de la stabilité
L'analyse de la stabilité mixte vise à étudier les ruptures dans le remblai renforcé par géosynthétiques et dans le sol à l’arrière. Les calculs sont effectués avec le logiciel ReSSA 3.0, selon la méthode de Bishop en utilisant des surfaces de glissement circulaires
2.3. Les éléments de parement
Les blocs de béton cellulaires sont les éléments brevetés Atalus de 120 kg © AMPI 204118 de forme arrondie et dont la largeur est de 70 cm et la profondeur 60 cm. Pour faciliter la mise en oeuvre, l'espacement vertical entre les couches de renforcement géosynthétiques doit être un multiple de 24 cm, la hauteur des éléments en béton.
3. Conclusion
L'utilisation de parements de blocs modulaires en combinaison avec des géosynthétiques pour renforcer un mur en terre est l'une des techniques les plus courantes. Il résout les problèmes de stabilité du remblai et offre des solutions élégantes dans l'architecture complexe de cet échangeur. La flexibilité du système permet de suivre les courbes et facilite le raccordement aux ouvrages d’art. Cette technique est entièrement adaptée au contexte technique et économique local en permettant l’utilisation d’une grande variété de matériau de remblai.
À Ouagadougou, ce système a été choisi pour son intégration environnementale, la facilité d'installation et son coût. Les travaux de terrassement pour l'échangeur nord ont été achevés en 2018 et l’ouverture des nouvelles voies à la circulation est prévue pour la fin de cette même année.
1. Contexte du projet
Permettre la fluidité du trafic urbain autour des grandes villes est un défi dans le monde entier qui rend nécessaire le développement de grands projets d'infrastructures. Dans l’agglomération de la ville de Ouagadougou au Burkina Faso, l'échangeur nord, situé entre l'intersection de la RN02 avec la RN22 et celui de la RN02 avec le « "Boulevard des Tansoba » vise à restructurer le réseau routier et à soulager sa congestion.
Cet ouvrage doit permettre d'améliorer le trafic à Ouagadougou grâce à l'extension du boulevard circulaire à travers le district de Tanghin et en direction de l'aéroport. L’ouvrage va permettre un gain de temps significatif pour les usagers et améliorera la sécurité routière. Il va faciliter l’activité économique et contribuer au bien-être des habitants de la capitale et des communes voisines de Signoghin, Baskuy, Nongremassom et Kamboisin, qui comptent plus de 800 000 habitants. Les travaux de terrassement, réalisés entre 2015 et 2018, ont été soutenus par l'Etat Burkinabé dans sa stratégie pour la croissance accélérée et le développement durable.
L'échangeur nord est constitué d'un réseau de voies d'accès (Figure 1) qui a nécessité la construction de remblais, dont la hauteur varie entre 2,4 m et 9,1 m, avec des travaux qui se sont heurtés aux difficultés inhérentes à la zone urbaine telles que l'espace disponible limité pour l’accès mais aussi au fait que l’échangeur est situé entre deux barrages et dans l’emprise d’un déversoir. Ces contraintes ont apporté plus de complexité dans le phasage de la construction. La réalisation de l’échangeur devait donc se faire sans perturber l’état de fonctionnement du barrage amont. Par conséquence, le déplacement et la reconstruction de son déversoir s’imposaient avec la nécessité de maintenir la cote du déversoir existant et la configuration envisagée des différentes voies.
2. Talus et murs renforcés par géosynthétiques
Pour limiter l'emprise au sol et l'achat de remblais qui aurait augmenté significativement le coût des terrassements, le raidissement des talus des remblais était une nécessité tout en conservant une grande souplesse géométrique pour assurer les raccordements avec les ouvrages d’art et réaliser les courbes et changements de pente nécessaires. La solution choisie par le maître d’ouvrage a consisté à construire des murs de soutènement renforcés par géosynthétiques et constitués de blocs modulaires en béton au parement. Ce système est compatible avec une grande variété de matériaux de remblais et permet de s’adapter au contexte technico-économique local.
2.1. Sols et matériaux de remblai
L’étude de sol et les essais en laboratoire ont été effectués par le Laboratoire national des travaux publics (LNBTP) sous la supervision du consultant. La campagne de reconnaissance s'est concentrée sur une section de 6,2 km en réalisant des sondages manuels tous les 250 m environ avec échantillonnage pour identifier les sols de plateforme. Elle a donné lieu à une recherche de matériaux adaptés pour les structures de chaussée, la prospection et l’étude de dépôts d'agrégats et de roches massives pour les bétons hydrauliques et enduits.
Le matériau utilisé pour les remblais est constitué de graviers latéritiques disponibles dans la région de Ouagadougou, matériau que l’on retrouve lors de sondages dans les couches de base et de fondation. Pour le dimensionnement, les caractéristiques figurant dans le tableau 1 ont été retenues.
Un essai de cisaillement sur le matériau consolidé drainé a fourni une valeur de 43 degrés pour l’angle de frottement. Avec une valeur de 35 degrés, le dimensionnement va donc dans le sens de la sécurité.
2.2. Dimensionnement du renforcement géosynthétique
2.2.1. Approche de la sécurité de l’ouvrage
Pour la majorité des remblais du site de l’échangeur faisant l’objet de cette technique, l’inclinaison du parement est inférieure ou égale à 75 degrés. Les calculs de dimensionnement du renforcement géosynthétique ont été réalisés suivant la norme française de justification NF G 38-064 qui applique l'approche de sécurité de l'Eurocode 7 et son annexe nationale NF EN 1997-1/NA: ELU type "GEO" et "STR", approche "3", en utilisant une analyse de cercle de glissement pour la vérification de la stabilité mixte.
Pour les ouvrages dont l’inclinaison est supérieure à 76 degrés, la norme NF P 94-270 s’applique avec la vérification de la stabilité interne.
2.2.2. Surcharge
La circulation est prise en compte par une charge temporaire de 20 kPa répartie uniformément sur 10 m de large en tête de plateforme et à partir de 3 m de la crête.
2.2.3. Renforcement géosynthétique
Le remblai est renforcé par des nappes de géosynthétiques dont le nombre et la longueur varient en fonction de la section considérée. Pour chaque section transversale, le renforcement géosynthétique a été conçu pour assurer la stabilité pour un ou les deux côtés du remblai.
2.2.4. Analyse de la stabilité
L'analyse de la stabilité mixte vise à étudier les ruptures dans le remblai renforcé par géosynthétiques et dans le sol à l’arrière. Les calculs sont effectués avec le logiciel ReSSA 3.0, selon la méthode de Bishop en utilisant des surfaces de glissement circulaires
2.3. Les éléments de parement
Les blocs de béton cellulaires sont les éléments brevetés Atalus de 120 kg © AMPI 204118 de forme arrondie et dont la largeur est de 70 cm et la profondeur 60 cm. Pour faciliter la mise en oeuvre, l'espacement vertical entre les couches de renforcement géosynthétiques doit être un multiple de 24 cm, la hauteur des éléments en béton.
3. Conclusion
L'utilisation de parements de blocs modulaires en combinaison avec des géosynthétiques pour renforcer un mur en terre est l'une des techniques les plus courantes. Il résout les problèmes de stabilité du remblai et offre des solutions élégantes dans l'architecture complexe de cet échangeur. La flexibilité du système permet de suivre les courbes et facilite le raccordement aux ouvrages d’art. Cette technique est entièrement adaptée au contexte technique et économique local en permettant l’utilisation d’une grande variété de matériau de remblai.
À Ouagadougou, ce système a été choisi pour son intégration environnementale, la facilité d'installation et son coût. Les travaux de terrassement pour l'échangeur nord ont été achevés en 2018 et l’ouverture des nouvelles voies à la circulation est prévue pour la fin de cette même année.
