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MEMOIRE DE FIN DE CYCLE « Etudes technique détaillée d un Ouvrage de franchissement sur le tronçon DJOUGOU-BANIKOARA au Pk36 (République du Bénin)». DEDICACES Nous dédions ce présent rapport: A DIEU, Toi le magnifique ; A mes parents Mr et Mme ZANGO, pour tous ces sacrifices consentis pour notre for...

Description

MEMOIRE DE FIN DE CYCLE « Etudes technique détaillée d’un Ouvrage de franchissement sur le tronçon DJOUGOU-BANIKOARA au Pk36 (République du Bénin)».

DEDICACES

Nous dédions ce présent rapport: A DIEU, Toi le magnifique ; A mes parents Mr et Mme ZANGO, pour tous ces sacrifices consentis pour notre formation ; A tous mes FRERES et SOEURS pour leurs encouragements et leur soutien ; A tout le personnel de AGEIM-IC ; A tous ceux qui nous ont soutenus d’une manière ou d’une autre lors de notre formation.

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REMERCIEMENTS

Nous ne saurons débuter la présentation de notre travail sans préalablement adresser nos sincères remerciements à :

LANKOUANDE Adrien ; Directeur Général de l’Ecole de Formation et de Perfectionnement des Travaux Publics KOTE Hamadou, Enseignant à l’EFP-TP, qui nous a accompagné et soutenu tout au long de notre mémoire et de ma formation ; Monsieur le Directeur General de AGEIM Ingénieurs Conseils, M. Tiraogo Hervé OUEDRAOGO, pour nous avoir acceptés en tant que stagiaire dans son entreprise ; A mes encadreurs M. Sama BAWA Responsable du département des infrastructures de transport à AGEIM-Ingénieurs conseils et M. Gilles GUIGMA, notre

maître

de

stage

responsable

du

département

structures

et

recherches(DSR), qui malgré leurs multiples occupations ont été à notre entière disponibilité, nous a prodigué leurs conseils et leurs éclaircissements qui nous ont tant servi ; A ma famille, qui a toujours cru en moi, qui m’a encouragé et m’a épaulé durant mon parcours ; A vous, amis et camarades, qui avez été pour moi une source d’inspiration et m’avez soutenu durant mes moments difficiles ; Tous ceux qui ont contribué à la rédaction de ce présent rapport.

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LISTE DES ABREVIATIONS et SIGLES

AGEIM : Agence d’Etude d’Ingénierie et de Maîtrise d’œuvre ; ARP : Aménagement des Routes Principales Béton Armé CRT : Coefficient de Répartition Transversal b : Coefficient de sécurité sur la résistance du béton; s : Coefficient de sécurité sur la résistance de l’acier; n : Coefficient d’équivalence acier/béton: n = Es/Eb ; u : Contrainte admissible de cisaillement ; u : Contrainte de cisaillement ; i: Distance de l’axe neutre par rapport à la fibre la plus tendue ; s : Distance de l’axe neutre par rapport à la fibre la plus comprimée ; d’ : Distance du centre de gravité des armatures comprimées As’ à la fibre la plus comprimée; ELS : Etat limite de service ; ELU : Etat limite ultime ; St : Espacement des armatures transversales; d : hauteur utile (distance du centre de gravité des armatures tendues As à la fibre la plus comprimée); h : hauteur totale de la section; h0 : hauteur de la table de compression ; HT : Hors Taxes ; b : Largeur de la section droite des poutres; bo : Largeur de l’âme de la section en T; fe : Limite d’élasticité garantie de l’acier; l0 : longueur libre du poteau ; lf : longueur de flambement ; Eb : module de déformation du béton ; Es : module d’élasticité des aciers ; I : moment d’inertie ; Mser : moment de flexion dû aux charges de service (moment fléchissant de service); Mu : moment de flexion dû aux charges ultimes (moment fléchissant ultime); Rédigé par ZANGO Parfait

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i : Rayon de giration ; fbu : Résistance de calcul du béton; fc28 : Résistance caractéristique du béton à l’âge de 28 jours; PP : Pile et Palées fcj : Résistance caractéristique du béton à j jours; fsu : Résistance de calcul de l’acier; ftj : Résistance à la traction du béton à j jours As : Section d’armature tendue ; As’ : Section d’armature comprimée ; At : Section (aire) droite d’un cours d’armatures transversales; Br : Section réduite ; SETRA: Service d'Études Techniques des Routes et de leurs Aménagements, et autrefois Service d'Études Techniques des Routes et Autoroutes TTC : Toutes Taxes Comprises ;

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RESUME

La réalisation d’un ouvrage d’art plus particulièrement d’un pont demande un gros investissement. Pour leur étude, les contraintes, hydrauliques, environnementales, financières et structurales doivent être prises en considération. Dans ce présent mémoire il a été effectué les études techniques relatives à la construction d’un pont au pk36 sur le tronçon DJOUGOU-BANIKOARA dans la république du bénin. Nous avions adopté un pont à poutre en béton armé comme option après une analyse multicritère ou celle-ci s’est avéré le plus approprier aussi bien économiquement que structuralement. L’ouvrage sera donc à deux travées indépendantes de 15 m chacune compte tenu du fait que la brèche à franchir est de 30 m. Le tablier sera sans entretoise intermédiaires ; avec une largeur de 10 m il comprend un hourdis de 20 cm d’épaisseur sous cinq poutres. Les propriétés mécaniques du sol ont permis d’opter pour des fondations superficielles à 2 m de profondeur. Toutes les études ont été effectuées en tenant compte des éventuels impacts sur l’environnement.

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ABSTRACT The realization of a work of art especially of a bridge requires a huge investment. For their study, constraints, hydraulic, environmental, structural and financial must be taken into consideration. In the present specification was carried out technical studies for the construction of a bridge on the PK36 DJOUGOU BANIKOARA-section in the Republic of Benin. We had passed a beam reinforced concrete bridge as option after a multi-criteria analysis or it turned out the most appropriate both economically and structurally. The work will be two independent spans of 15 m each given the fact that the gap to cross is 30 m. The deck will be no intermediate spacer; with a width of 10 m it comprises a slab of 20 cm thick under five beams. Soil mechanical properties allowed to opt for shallow foundations to 2 m deep.

All studies were performed taking into account potential impacts on the environment.

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LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 comparaison du pont à poutre BA et du pont dalle BA.................................. 10 Tableau 2 Source : Aménagement des routes Principales (ARP).................................. 12 Tableau 3:Source : Aménagement des routes Principales(ARP)................................... 12 Tableau 4:Définition du nombre de poutre par rapport la largeur du tablier ................... 14 Tableau 5:Epaisseur du hourdis par rapport à la largeur entre-axe des poutres ........... 15 Tableau 6:Définition du coefficient a1 ............................................................................ 24 Tableau 7:Récapitulatif des charges permanentes ........................................................ 30 Tableau 8:coefficient k, en fonction de b/a ..................................................................... 38 Tableau 9:armature longitudinale des entretoises.......................................................... 50 Tableau 10:moment en travée et sur appuis du hourdis ................................................ 53 Tableau 11:Armatures longitudinales du hourdis ........................................................... 57 Tableau 12:Charges permanentes................................................................................. 61 Tableau 13:Charges d’exploitations ............................................................................... 62 Tableau 14:Vérification Poinçonnement......................................................................... 63 Tableau 15:Vérification de la Stabilité au renversement ................................................ 64 Tableau 16:Vérification de la Stabilité au glissement ..................................................... 65 Tableau 17:Sollicitations agissants sur le mur de front .................................................. 65 Tableau 18:Sollicitations agissants sur le Patin ............................................................. 68 Tableau 19:Sollicitations Agissants sur le Talon ............................................................ 69 Tableau 20:Armatures de la dalle de transition .............................................................. 72 Tableau 21:Armature longitudinales du chevêtre ........................................................... 76

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LISTE DES FIGURES Figure 1 situation géographique du projet ........................................................................ 6 Figure 2 Schéma de la brèche à franchir ......................................................................... 7 Figure 3:Profil en travers type des voies d’accès ........................................................... 13 Figure 4:Schéma de la culée ......................................................................................... 16 Figure 5:Schéma de la pile ............................................................................................ 17 Figure 6:Coupe transversale du tablier .......................................................................... 20 Figure 7:Définition de la largeur roulable et chargeable................................................. 23 Figure 8:définition de la largeur roulable et chargeable ......... Erreur ! Signet non défini. Figure 9:caractéristiques du convoi Bc .................................. Erreur ! Signet non défini. Figure 10:caractéristiques du convoi Bc-Niger............................................................... 26 Figure 11:caractéristiques du convoi Bt ......................................................................... 27 Figure 12: caractéristiques du convoi Br ........................................................................ 28 Figure 13: caractéristiques du convoi Mc120 ................................................................. 28 Figure 14:: surcharge maximale pour la détermination du CRT du système B sur le hourdis ........................................................................................................................... 31 Figure 15:surcharge maximale pour la détermination du CRT du système B sur les poutres ........................................................................................................................... 32 Figure 16:caractéristiques géométriques des poutres.................................................... 37 Figure 17:Ligne d’influence de K pour y=4..................................................................... 40 Figure 18:Ligne d’influence de K pour y=2..................................................................... 41 Figure 19:Ligne d’influence de K pour y=0..................................................................... 41 Figure 20:Disposition donnant le moment maximal pour la surcharge Bc-Niger ............ 43 Figure 21:Disposition donnant l’effort tranchant maximal pour la surcharge Bc-Niger ... 43 Figure 22:Disposition donnant le moment maximal pour la surcharge Bt ...................... 44 Figure 23:Disposition donnant l’effort tranchant maximum pour la surcharge Bt ........... 44 Figure 24:Disposition donnant le moment maximum pour la surcharge Br .................... 44 Figure 25:Disposition donnant l’effort tranchant maximum pour la surcharge Br ........... 44 Figure 26:Disposition donnant le moment maximum pour la surcharge Mc120 ............. 45 Figure 27:Disposition donnant l’effort tranchant maximum pour la surcharge Mc120 .... 45 Figure 28:schéma de principe de calcul des entretoises : cas 1 .................................... 49 Rédigé par ZANGO Parfait

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Figure 29:schéma de principe de calcul des entretoises : cas 2 .................................... 50 Figure 30:schéma de principe pour le calcul du hourdis ................................................ 51 Figure 31:Distribution des contraintes sous la semelle .................................................. 67 Figure 32:schéma de principe de calcul de la dalle de transition ................................... 71 Figure 33:Mur en Retour ................................................................................................ 74 Figure 34:schéma de principe pour le calcul du chevêtre .............................................. 76

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LISTE DES ANNEXES

ANNEXE I : Données géotechniques 1. Tableau de Contrainte admissible du sol en fonction de la profondeur 2. Résultat du Sondage à la tarière 3. Résultat de l’analyse granulométrique et Limites d’Atterberg ANNEXE II Tableau 1 – Domaine d’emploi des principaux types d’ouvrages courants Tableau 2 – Ponts en béton armé ou précontraint Tableau 3- Ponts métalliques ANNEXE III 1 : tableaux d’interpolation du coefficient K de Massonnet. 2. Tableaux de calcul du coefficient de répartition transversale ANNEXE IV 1. Tableau de calcul du moment fléchissant et de l’effort tranchant des poutres. 2. Tableau de calcul du mur en retour ANNEXE V Devis quantitatif et estimatif du pont. ANNEXE VI Plans d’architectures et de ferraillages des différentes parties du pont

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TABLE DES MATIERES DEDICACES.......................................................................................................................................................i REMERCIEMENTS............................................................................................................................................ii LISTE DES ABREVIATIONS et SIGLES ..............................................................................................................iii RESUME ..........................................................................................................................................................v ABSTRACT ......................................................................................................................................................vi LISTE DES TABLEAUX.....................................................................................................................................vii LISTE DES FIGURES.......................................................................................................................................viii LISTE DES ANNEXES ........................................................................................................................................x TABLE DES MATIERES ....................................................................................................................................xi INTRODUCTION GENERALE ........................................................................................................................... 1 PRÉSENTATION DE LA STRUCTURES D’ACCUEIL............................................................................................ 2 I. GENERALITES .............................................................................................................................................. 4 I.1. Contexte et justification du projet ...................................................................................................... 4 I.2. Situation de la zone du Projet ............................................................................................................. 5 II. ETAT DES LIEUX.......................................................................................................................................... 6 III. ETUDES TECHNIQUES DE BASE................................................................................................................. 7 III.1. Etude topographiques ...................................................................................................................... 7 III.2. Etudes hydrologiques et hydrauliques .............................................................................................. 7 III.3. Etude géotechniques......................................................................................................................... 7 IV. ANALYSE ET CHOIX DU TYPE D’OUVRAGE................................................................................................ 8 IV.1 Les différents types de pont dans la gamme de portée..................................................................... 8 IV.2. Solutions possibles en béton armé et choix..................................................................................... 9 IV.3 Analyse multicritère et choix ........................................................................................................... 10 V. CONCEPTION GEOMETRIQUE DU TRACE ROUTIER AU DROIT DU PONT ................................................ 11 V.1. Tracé en plan.................................................................................................................................... 11 V.2. Profil en long .................................................................................................................................... 12 V.3.Profil en travers type......................................................................................................................... 13 VI. PREDIMENSIONNEMENT GEOMETRIQUE DU PONT .............................................................................. 13 VI.1. Predimensionnement géométrique du tablier ............................................................................... 13 Rédigé par ZANGO Parfait

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MEMOIRE DE FIN DE CYCLE « Etudes technique détaillée d’un Ouvrage de franchissement sur le tronçon DJOUGOU-BANIKOARA au Pk36 (République du Bénin)». VI.2. Predimensionnement géométrique des appuis.............................................................................. 15 VI.2.1. Conception des culées.............................................................................................................. 15 VI.2.2. Conception des piles ........................................................................................................... 16 VI.2.3. Fondation ................................................................................................................................. 16 VII. EQUIPEMENTS, PROTECTION................................................................................................................ 17 VII.1. Etanchéité .................................................................................