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ROUT
Ciments
S
Revue trimestrielle Cimbéton
Septembre 2007 - n°101
Liants hydrauliques routiers
Bétons
Travaux et équipements routiers - Terrassements - Aménagements urbains - Aéroports
CHANTIER
LE POINT SUR
Lycée Caraminot à Egletons
(Corrèze) : un chantier-école
pour la reconstruction d’un
ouvrage hydraulique en béton
À Marseille, le nouveau
tramway roule sur
100 000 m3 de béton
DOCUMENTATION
TECHNIQUE
Analyse du cycle de vie
de structures routières
Sommaire
2 ÉDITORIAL
Éditorial
Avec ce numéro 101,
découvrez le nouveau ROUTES !
3-5 LE POINT SUR
Tramway Marseille
À Marseille, le nouveau
tramway roule sur
100 000 m3 de béton
6-13 DOCUMENTATION
TECHNIQUE
Béton et développement
durable : analyse du cycle
de vie de structures
routières
14-15 CHANTIER
Alsace
À Duppigheim, une piste
d’essais en béton armé
continu (BAC)
le plaisir de vous présenter la nouvelle formule de la revue ROUTES,
J’aiéditée
par CIMBÉTON.
Pourquoi une nouvelle maquette ? Deux raisons à cela :
- La première : il est de coutume de faire une refonte de la maquette tous
les 5 ans en moyenne. Le précédent “relookage” remontant à mars 2002
(ROUTES N°79), une nouvelle maquette s’imposait tout naturellement en
2007,
- La seconde : nous commençons un nouveau cycle qui fait suite à celui
qui vient de s’achever au mois de juin 2007, avec le 25e anniversaire de la
revue et ses 100 numéros.
Ce nouveau ROUTES ne marque cependant pas de rupture avec le passé,
mais reste, au contraire, dans la continuité logique de l’édition précédente.
En ce qui concerne la couverture, le rouge et le blanc demeurent les
couleurs dominantes. Seuls le graphisme du titre ROUTES et la
typographie ont été changés.
Quant aux pages intérieures, nous avons souhaité améliorer la lisibilité en
plaçant le titre de chaque article dans un bandeau de couleur, en intégrant
les visuels et leurs légendes dans des encadrés et en séparant les
colonnes de textes par des filets de couleur.
16-17 CHANTIER
Corrèze
Un chantier-école pour
la reconstruction d’un
ouvrage hydraulique
en béton
J’espère que cette nouvelle formule répondra encore mieux à vos attentes.
Merci pour votre fidélité.
Joseph ABDO
Cimbéton
18-19 RÉFÉRENCE
Haut-Rhin
Au Bioscope d’Ungersheim,
le béton participe aussi
à l’animation
Pour tous renseignements concernant les
articles de la revue, contacter Cimbéton.
20 LE SAVIEZ-VOUS ?
7, Place de la Défense
92974 Paris-la-Défense cedex
En couverture : à Marseille, le revêtement
de la voie du tramway a été réalisé
en béton désactivé (sur la photo, le tram
à la station St Pierre).
© Service communication Bec Frères
Photo Jean-Luc Girod
2
Routes N°101 - Septembre 2007
Tél. : 01 55 23 01 00
Fax : 01 55 23 01 10
Email : centrinfo@cimbeton.net
Site Internet : www.infociments.fr
Directeur de la publication : Anne Bernard-Gély
Directeur de la rédaction, coordinateur des
reportages et rédacteur de la rubrique Remueméninges : Joseph Abdo - Reportages, rédaction
et photos : Marc Deléage, Romualda Holak, Yann
Kerveno, Michel Levron, Jacques Mandorla Réalisation : Ilot Trésor, 83 rue Chardon Lagache,
75016 Paris - Email : mandorla@club-internet.fr Direction artistique : Arnaud Gautelier - Maquette :
Dorothée Picard - Dépôt légal : 3e trimestre 2007 ISSN 1161 - 2053 1994
LE POINT SUR
© CUMPM, photo Thierry Mougenot
Tramway Marseille
Marseille : le premier lot du
tramway a été mis en service et
inauguré officiellement le 3 juillet
2007 par le Président de la
République (sur la photo, la
Station Bel Air, avec gabions et
béton désactivé).
À Marseille, le nouveau tramway
roule sur 100 000 m de béton
3
Sur les 11 km de la voie du tramway moderne, le béton a trouvé, en plate-forme de fondation
et en surface, une large place sur les trois lots réalisés et mis en service lors de l’été 2007.
arseille n’est pas la ville
éternelle, mais elle peut se
prévaloir déjà de 2 600 ans
d’existence. Cadenassée entre les
collines arides souvent la proie du feu
et sa baie scintillante, la ville est un
mélange complexe de villages anciens,
autrefois isolés, mais rattrapés avec le
XXe siècle par l’urbanisation galopante.
Son centre-ville est une trame
complexe d’avenues surgissant sur les
plans, de ruelles et de quartiers
anciens tortueux et pentus.
Déjà bénéficiaire de deux lignes de
métro, Marseille est en train de se
doter, depuis deux ans, d’un réseau de
trois lignes de tramway, transport de
surface en site propre, devant
répondre aux impératifs de la vie
moderne.
“L’objectif principal, qui préside au
développement de cette infrastructure en
plein cœur de la cité, est de rendre
pleinement la ville à sa population.
Au-delà de la simple construction d’un
M
mode de transport en surface, nous en
profitons pour requalifier et recalibrer
toutes les voies empruntées par le
tramway, y compris les rues adjacentes,
pour conserver une certaine homogénéité
de traitement. Et parfois assez
profondément dans les quartiers” détaille
Jean-Michel Kuntzer, chef de la mission
“Grands projets Métro-Tramway”.
PRINCIPAUX INTERVENANTS
Maîtrise d’ouvrage : Marseille
Provence Métropole, représentée
par la Mission Grands Projets
Métro-Tramway
Maîtrise d’œuvre : Groupement
SMM/Semaly, Beterem Infra,
Ingerop, Stoa, Alfred Peter, Corinne
Vezzoni et associés, CCD architecture
Entreprises :
Lot 1 : Groupement Bec Frères, Razel,
Appia 13, Gagneraud construction
Lot 2 : Eurovia Méditerranée
(mandataire)
Lot 3 : Groupement Colas, Sacer
Sud-Est, Screg Sud-Est, Guintoli,
Guigues TP canalisations, EHTP
Sous-traitant béton décoratif :
Provence Impressions
Les coffrages sont mis en place
directement entre les rails, afin de
délimiter la portion de dalle à couler.
Fournisseurs béton : Groupement
Bronzo Perasso et Béton Chantier
Provence (Lafarge)
Routes N°101 - Septembre 2007
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LE POINT SUR
Les rails posés et fixés, les ferraillages
sont alors mis en place.
La Communauté Urbaine de Marseille
et l’exploitant ont pensé le parcours du
tramway et la réorganisation du
maillage des bus en même temps, de
façon à ce que 90 % des usagers soient
situés à moins de 250 mètres d’un
arrêt de n’importe lequel des
transports en commun : tramway, bus
ou métro.
Et qu’il n’y ait pas plus d’un
changement de mode de transport
entre les quartiers les plus éloignés et
l’hyper centre de la ville.
Tramway Marseille
individuel pour les transports en
commun, augmente de 20 à 30 %”
précise Jean-Michel Kuntzer.
Découpé en trois lots distincts, le
chantier du tramway a largement fait
appel au béton en général et au béton
désactivé en particulier.
“Nous avons travaillé très en amont du
chantier” explique Armand Joly, gérant
de l’entreprise Provence Impressions
qui a traité les 16 000 m2 de
revêtement en béton désactivé sur
deux des trois lots du chantier. Seul
l’hyper centre-ville a été traité en
pierres.
Le profil de la chaussée comporte trois
couches de bétons distincts posées les
unes sur les autres, sans ancrage : un
béton BC3, d’épaisseur 19 cm ou
29 cm selon la portance du sol, pour la
couche de fondation, puis un béton
BC5, d’épaisseur 24 cm ou 28 cm, et
un béton BC6, d’épaisseur 6 à 8 cm.
Deux formulations
différentes de bétons en
surface : un BC5 et un BC6
Entamés débuts 2005, les travaux ont
perturbé la vie quotidienne dans la
métropole phocéenne, comme tous les
travaux menés dans les hyper centres,
mais le calvaire prend fin, peu à peu.
Et l’espoir renaît : “Nous tablons sur
une fréquentation consolidée de 60 000
personnes par jour pour fin 2008, en
souhaitant que le transfert modal, c’està-dire le changement du véhicule
Le béton prêt à l'emploi a été livré
directement par les toupies
jusqu'au cœur des voies.
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Routes N°101 - Septembre 2007
Le désactivant est appliqué sur la dalle
dès qu’elle a été tirée.
“Le BC5 est un béton spécial, type
C30/37, dosé à 350 kilos. Par contre, le
BC6 est plus spécial dans la mesure où
il a été retenu pour les endroits où la
circulation automobile coupe des voies,
mais aussi parce qu’était réclamée une
mise en service au bout de quatre jours
seulement. Le BC6 a donc été dosé
entre 400 et 410 kilos de ciment. Par
ailleurs, les granulats employés varient
selon le tracé. Ainsi, en centre-ville, un
désactivé très rustique a été mis en
œuvre avec un gros granulat 20-40
de couleur pierre, provenant de la
carrière de l’Escargot à Aubagne,
auquel a été ajouté un sable de la
carrière Sainte-Marthe de Marseille”
ajoute Armand Joly.
Une grande facilité
de mise en œuvre
Dans les zones où le patrimoine est
moins sensible, c’est une combinaison
de granulats roulés concassés 6/10 de
la Durance, qui a été retenue avec un
sable de la carrière de Saint-Tronc à
Marseille.
Pour Thierry Ciccione, de l’Agence Stoa
Architecture : “Nous avons porté notre
choix sur le béton désactivé car c’est le
matériau qui répond le mieux aux
sollicitations liées au trafic des
tramways, mais aussi à celui des
véhicules pouvant être amenés à rouler
sur la plateforme. Il est, en effet, plus
pérenne qu’un matériau souple, qui
risquerait de se déformer dans le
temps”.
L’architecte poursuit en expliquant le
parti pris de faire réaliser différents
bétons selon le parcours : “Sur le
boulevard Longchamp, en plein cœur de
la ville, nous avons voulu retrouver une
continuité avec le Palais et Jardin
Longchamp, c’est-à-dire une avenue
cavalière en terre battue, comme dans le
parc. C’est pour cette raison que notre
choix s’est porté sur un béton désactivé
à base de gros granulats”.
Quant au reste, nous l’avons vu, le
traitement fut plus traditionnel.
“L’important, dans ce genre de
réalisation, ne réside pas seulement
dans le produit : il convient de trouver
aussi les entreprises qui savent le
mettre en œuvre à la perfection” ajoute
l’architecte, qui a travaillé de longues
semaines en amont avec les
Une fois la prise réalisée, le béton
est lavé au jet à haute pression
pour faire apparaître les granulats.
LE POINT SUR
Tramway Marseille
entreprises, pour déterminer la
composition exacte du béton désactivé
à utiliser selon les emplacements.
Difficultés d’accès
Apporter les bétons à désactiver
jusqu’au cœur du chantier ne fut pas
toujours une mince affaire, de l’aveu
même d’Armand Joly qui, devant
l’impossibilité, en certains endroits,
de pomper avec des granulats aussi
importants, dut se résoudre à utiliser
deux mini-dumpers pour faire la
navette entre les camions-malaxeurs
et le chantier proprement dit.
Pour Bertrand Jamot, directeur des
travaux du troisième lot chez Colas :
“Le boulevard Longchamp est
emblématique des difficultés que nous
avons pu rencontrer : en effet, il mesure
20 mètres de large, compte une rangée
d’arbres de part et d’autre de la
plateforme et il fallait y faire passer non
seulement le tramway, mais aussi de
larges trottoirs et bandes cyclables“.
Pour Éliane Pelletier, qui a dirigé les
travaux du premier lot pour l’entreprise
Bec Frères (Groupe Fayat) : “La
configuration était toute différente
puisque située dans un tissu urbain plus
relâché, qui faisait ressembler le
chantier à une infrastructure ferroviaire,
plus qu’à une ligne de tramway”.
Le recours au gazon et au revêtement
ballasté fut notamment plus important.
Moins urbain, ce lot a posé moins de
difficultés d’accès aux entreprises que
ceux du centre-ville, pour la plateforme
et les huit stations proprement dites.
Les granulats utilisés dans le béton
désactivé sont tous originaires des
carrières de Marseille.
La journée d'essai du tronçon Cinq Avenue - Blancarde a eu lieu le 23 janvier 2007 :
au premier plan, l’équipe de maîtres d'œuvre (Semaly, Stoa-Architecture, Beterem Infra).
Par contre, le béton s’est révélé
indispensable pour réaliser les voies
projetées selon les profils en long
définis et les emprises disponibles.
“Ainsi, il avait été prévu que la ligne se
glisse dans une tranchée comptant
jusqu’à sept mètres de profondeur,
soutenues par des murs type “gabion”. Si
nous avions dû réaliser ces murs
uniquement en gabions, leur base eut été
bien restreinte pour trouver place dans
l’espace assigné. Nous avons donc
construit un mur-poids en béton, habillé
par des gabions, un peu comme on le
ferait avec des “legos”, en posant des
poutres préfabriquées habillées de
gabions, puis en coulant le béton à
l’arrière des murs. Au final, le résultat est
excellent puisque le mur est beaucoup
plus régulier. Et, en plus c’est très joli !”
commente Éliane Pelletier.
Marseille se trouve donc aujourd’hui
équipée d’un tramway moderne dont
le rôle principal sera de créer une vie
nouvelle dans ses abords, mais aussi
de drainer différemment les flots de
circulation à l’intérieur même de la
ville. C’est donc aux habitudes des
Marseillais que les rames vont
s’attaquer, tâche ardue qui s’inscrira
nécessairement dans le temps.
La robustesse des bétons désactivés et
leur pérennité sur le long terme en
font donc le partenaire idéal du
tramway de Marseille.
FORMULATION DU BÉTON
(POUR UN M3)
BC5
Béton spécial revêtement
type C30/37 avec flexions
à 28 jours > 4,5 Mpa et fendage
à 28 jours > 2,7 Mpa
Ciment CEM 2PM : 350 kg
Granulats Durance 6/10 silico :
1 300 kg
Sable SSP St Tronc 0/4 : 660 kg
Eau : 180 litres
Plastifiant + entraîneur d’air +
fibres : 900 g
BC6
Béton spécial carrefour,
armé haute résistance type C40/45
pour remise en service rapide,
avec compressions > 25 Mpa
à 7 jours et 40 Mpa à 28 jours,
puis fendage > 1,8 Mpa à 7 jours
et 3,3 Mpa à 28 jours
Ciment CEM 52,5PM : 410 kg
Granulats La Mole 6/14 : 1 300 kg
Sable SSP St Tronc 0/4 : 650 kg
Eau : 180 litres
Superplastifiant Glénium 27 Pieri :
0,50 %
Micro air : 0,10 %
Fibres synthétiques : 900 g
Routes N°101 - Septembre 2007
5
DOCUMENTATION TECHNIQUE
Septembre 2007
Béton et développement durable :
analyse du cycle de vie
de structures routières
L’application des principes du développement durable a tendance à se généraliser dans
les différents secteurs économiques et, en particulier, dans la construction routière. En effet :
• des acteurs industriels importants mettent en œuvre des systèmes de management
environnemental, conformément à la série de normes ISO 14 000 ;
• les décideurs expriment une demande croissante en matière de qualité environnementale
des produits ;
• un processus d’information sur la qualité environnementale des produits de construction est
proposé par l’AFNOR dans la norme NF P01-010 “Qualité environnementale des produits de
construction – Déclaration environnementale et sanitaire des produits de construction”.
a route est un moyen de communication nécessaire au
développement. Sa construction nécessite beaucoup de
matériaux :
• des matériaux non liés comme la grave non traitée GNT,
• des matériaux traités avec un liant qui peut être, soit du
bitume pour faire des graves-bitume, soit du ciment pour
faire des graves-ciment ou du béton.
L
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Routes N°101 - Septembre 2007
Aussi, construire une route suppose de mobiliser sur des
kilomètres, et sur une épaisseur pouvant atteindre un mètre,
un volume considérable de granulats. Ainsi, en France, pour
entretenir et étendre le réseau routier, 200 millions de tonnes
de granulats sont puisées annuellement dans les ressources
naturelles, soit un volume de 100 millions de mètres cubes par
an. Ceci se traduit par des impacts importants sur le milieu
DOCUMENTATION TECHNIQUE
Septembre 2007
naturel : perturbation ou disparition des écosystèmes des
rivières dans lesquelles sont dragués les matériaux
(ballastières), extension des carrières à ciel ouvert, etc. Qui
plus est, beaucoup de maîtres d’œuvre et d’entreprises sont
confrontés à des pénuries de granulats consécutives à la
surexploitation des ressources.
En outre, extraire et fabriquer les constituants élémentaires
(granulats et liants), transporter ces constituants élémentaires
jusqu’au lieu de fabrication, fabriquer les matériaux élaborés
ou les mélanges et les transporter de la centrale de fabrication
au chantier, et enfin mettre en œuvre ces matériaux pour la
construction de la route, sont des opérations qui engendrent
des impacts non négligeables sur l’environnement. Il en est de
même pour les opérations d’entretien et de réhabilitation des
chaussées en fin de vie.
Enfin, dans sa phase d’utilisation, la route qui traverse des
paysages exerce une pression énorme sur la faune et la flore,
de par la barrière parfois infranchissable qu’elle constitue,
mais aussi par des rejets de métaux lourds, des débris en tout
genre (pneus, plastique, etc.) et autres polluants engendrés
par le trafic des automobiles et des poids lourds, sans parler
de l’énorme quantité d’énergie consommée par les véhicules.
animales…. Moyennant des adaptations très coûteuses,
comme les filtres disposés sur les cheminées retenant les
poussières et les polluants résiduels qui n’auraient pas été
éliminés par la chaleur du four. L’efficacité énergétique des
installations a également été améliorée (dispositif d’injection
des combustibles plus performants, systèmes de régulation
améliorant le rendement de la cuisson, préchauffage des
matières premières avec les gaz de combustion).
Une autre contribution à un développement durable, et en
particulier son volet social, est la mise en place au niveau des
cimenteries de commissions de concertation avec les
riverains, les élus, les associations, pour répondre aux
interrogations, recueillir les requêtes et trouver des solutions
pour y remédier. Ces structures de concertation sont devenues
indispensables pour accompagner, le mieux possible et dans
la transparence vis-à-vis des populations, les projets
d’extension ainsi que de réhabilitation paysagère d’anciennes
carrières.
Ces dossiers gagnent en pertinence avec l’intervention
d’associations spécialistes de la faune et de la flore.
L’information du public et la concertation avec les riverains sur
les choix industriels illustrent la politique de transparence de
l’industrie cimentière.
L’Industrie cimentière et ses partenaires, conscients de
l’enjeu stratégique et universel du développement durable,
veulent contribuer à leur niveau et avec leur compétence à cet
effort collectif, bien qu’un nombre élevé de mesures ait été
déjà prises au cours des deux dernières décennies.
Cimenterie : des impacts minimisés
Produit industriellement à partir de ressources naturelles
abondantes, l’argile (20 %) et le calcaire (80 %) cuits dans un
four à très haute température (1 450°C), le ciment nécessite
beaucoup d’énergie pour sa fabrication. Pour minimiser les
émissions de gaz à effet de serre, l’industrie cimentière a été
parmi les premières à mettre en œuvre, au niveau national, un
engagement volontaire de réduction des émissions, et
poursuit son action à travers l’AERES (Association
d’Entreprises pour la Réduction de l’Effet de Serre) fondée en
octobre 2002.
Les sociétés cimentières mettent tout en œuvre pour limiter
les nuisances liées à l’extraction des matières premières…
Pour la période 1990-2000, l’industrie cimentière s’est
engagée à réduire de 10 % les émissions de CO2 à la tonne de
ciment et de 25 % les émissions totales de CO2 liées à la
consommation de combustibles fossiles. Cet objectif a été
largement dépassé : plus de 20 % pour le premier objectif et
environ 40 % pour le second.
Pour y parvenir, les gestionnaires de sites recourent de plus en
plus massivement à des combustibles de substitution,
déchets d’autres industries qui auraient été éliminés de toute
façon sans être valorisés : pneus, huiles usagées, solvants,
matières plastiques, cartons, boues d’épuration, farines
… et aussi lors de la fabrication du ciment
et des liants hydrauliques routiers.
Routes N°101 - Septembre 2007
7
DOCUMENTATION TECHNIQUE
Mettre à profit les matériaux en place
pour construire ou entretenir des routes
Au lieu d’exploiter des matériaux, au prix de nombreux
impacts environnementaux et des nuisances générées par
leur transport (pollutions, bruit, risque d’accidents,
dégradation du réseau routier, etc.), l’approche proposée est
d’exploiter le gisement constitué par les matériaux présents
naturellement sur le site.
Grâce à la technique du traitement des sols aux liants
hydrauliques routiers ou au ciment, il est possible de
stabiliser argiles, limons, sables, marnes, chailles... Cette
technique est de plus en plus utilisée pour les
terrassements routiers, mais aussi pour la réalisation des
assises de chaussées dont l’étanchéité est assurée par une
couche de surface en béton bitumineux.
La technique du traitement des sols à la chaux, au ciment et aux
liants hydrauliques routiers est de plus en plus utilisée pour les
terrassements, mais aussi pour la réalisation des couches
d’assises de chaussées.
L’approche du développement durable peut aussi s’appliquer à
l’entretien de chaussées existantes. Plutôt que de fraiser et
d’évacuer les matériaux en décharge, pour introduire des
matériaux neufs, mieux vaut mettre à profit le gisement
Le retraitement des chaussées en place au ciment ou
aux liants hydrauliques routiers épargne les ressources
en granulats et supprime les nuisances dues à leur transport.
8
Routes N°101 - Septembre 2007
propre de la route. Là aussi, la technique du retraitement au
ciment et aux liants hydrauliques routiers est parfaitement
adaptée. Généralement, le seul matériau apporté est le liant,
d’où un impact bien moindre sur l’environnement.
Des centrales à béton au diapason
Moins étendues que les cimenteries, les centrales de Béton
Prêt à l’Emploi n’en sont pas moins soumises aux mêmes
contraintes. Ces installations sont de plus en plus souvent
installées dans des bâtiments de type industriel, afin de limiter
les nuisances sonores pour le voisinage et améliorer
l’insertion dans le paysage, objectif qui motive parfois la
plantation d’arbres.
Insonorisation, traitement paysager, maîtrise des rejets
et recyclage des matériaux sont une réalité pour les centrales
de Béton Prêt à l’Emploi.
Sur le plan de la maîtrise des rejets, les centrales de béton
s’inscrivent pleinement dans une logique “zéro déchet”. Les
excédents de béton frais sont récupérés pour en extraire les
granulats qui, après lavage, pourront resservir ultérieurement, de
même que les eaux chargées en laitance, recueillies et
réinjectées dans le circuit de fabrication comme apport de fines.
Sur le plan énergétique, l’atout du béton est son mode de
fabrication à froid, par simple mélange des constituants de
base. Cela se traduit par une consommation électrique limitée
et l’absence d’émissions directes de gaz à effet de serre ou de
tout autre composé portant potentiellement atteinte à la santé
et à l’environnement.
Ce tableau serait incomplet si l’on omettait de souligner
l’excellente couverture du territoire français par les centrales
à béton. Grâce à la densité de ce maillage, l’impact du
transport est limité. Le ciment est acheminé en priorité par
voie fluviale ou ferroviaire, et le béton prêt à l’emploi est
disponible en tout point à moins d’une heure de route. Cette
présence au plus près des besoins se double d’un recours
privilégié à une main d’œuvre locale et constitue l’une des
composantes de la contribution sociale de l’industrie du béton
DOCUMENTATION TECHNIQUE
Septembre 2007
Dans ce contexte, CIMBÉTON et le SNBPE (Syndicat National
du Béton Prêt à l’Emploi) dans le but de mettre, à la disposition
des décideurs, des éléments d’aide au choix des structures
routières respectueuses des principes du développement
durable, ont confié au Centre d’Énergétique de l’École des
Mines de Paris une étude d’analyse du cycle de vie d’un
kilomètre de route.
Ces analyses, menées conformément à la méthode EQUER,
ont évalué les impacts environnementaux de plusieurs
structures routières en béton et en bitume les plus
couramment utilisés sur le réseau routier français.
Le béton peut aussi être formulé à partir du sable
présent localement, comme sur cette route expérimentale
en béton de sable, à la dune du Pyla (Landes).
Le béton pour répondre aux exigences
de la loi sur l’eau
Grâce aux ouvrages hydrauliques en béton, les concepteurs
peuvent protéger l’environnement en canalisant les eaux de
ruissellement polluées (caniveaux, cunettes, tuyau…), puis en
les filtrant (bassins de décantation) avant de les rejeter dans la
nature, en accord avec les exigences de la loi sur l’eau.
Pourquoi cette étude ?
Cette étude a été motivée par un certain nombre d’éléments :
• Les données environnementales constitueront, dans un proche
avenir, un outil d’aide au choix des structures routières, à
l’instar des critères techniques et économiques. Les résultats
de l’analyse de cycle de vie d’un kilomètre de route
constitueront une base de données au service des décideurs,
• La route impacte l’environnement dans sa phase de
construction mais aussi dans sa phase d’utilisation.
Connaître les contributions relatives des phases de
construction, d’entretien, de fin de vie et d’utilisation permet
de mieux cibler les actions destinées à diminuer les impacts
environnementaux,
• Les études américaines, canadiennes, indiennes et
suédoises, établies à partir d’essais en vraie grandeur,
concluent toutes que la consommation en carburant des
véhicules est moindre sur une chaussée béton que sur une
chaussée bitumineuse, l’écart variant entre 8 et 15 % selon
les cas. Sachant que la consommation d’énergie
engendrée par l’utilisation de la route est
considérablement supérieure à celles des phases de
construction et d’entretien, une réduction de la
consommation des véhicules peut se traduire par une
réduction importante des impacts sur l’environnement, en
particulier une réduction de la consommation d’énergie et
une diminution de l’émission des gaz à effet de serre.
Pourquoi le Centre d’Energétique
de l’Ecole des Mines de Paris ?
Les ouvrages hydrauliques en béton permettent de respecter la
loi sur l’eau et son obligation de recueillir, puis de filtrer les eaux
de ruissellement avant de les rejeter dans l’environnement.
Par souci d’objectivité, l’analyse du cycle de vie d’un kilomètre
de route a été confiée au Centre d’Énergétique de l’École des
Mines de Paris. Ce choix offre un bon nombre d’avantages :
Ce rapide tour d’horizon des enjeux du développement
durable, des contributions de l’industrie cimentière et de ses
partenaires à sa mise en œuvre ne saurait être exhaustif. Mais,
beaucoup de choses restent encore à accomplir et le travail est
loin d’être achevé.
• c’est un centre spécialisé disposant d’une méthodologie de
calcul EQUER éprouvée ;
• il utilise une base de données suisse (OEKOINVENTARE,
École Polytechnique Fédérale de Zurich) et Allemande
Routes N°101 - Septembre 2007
9
DOCUMENTATION TECHNIQUE
(Université de Karlsruhe, OEKOINSTITUT de WEIMAR) qui
assurent une cohérence globale quant à la manière de
définir et de quantifier les données des inventaires. En outre
cette base de données va au-delà de la norme NF P01-010
quant à la manière d’agréger les flux élémentaires ;
• la méthodologie EQUER permet d’évaluer d’une façon assez
complète les impacts d’un ouvrage sous forme de douze
indicateurs environnementaux.
Le contenu de l’étude
Après un rappel des transformations opérées par l’industrie
cimentière et ses partenaires sur les outils industriels et la
mise au point de produits respectueux des principes du
développement durable, l’étude décrit et compare douze
impacts environnementaux de six structures routières
équivalentes (quatre structures en béton, une structure
composite BBTM/BAC/GB3 et une structure totalement
bitumineuse BB/GB3/GB3) et de deux types de dispositifs de
sécurité (séparateur en béton et glissière en métal).
Ces indicateurs sont évalués pour les différentes phases du cycle
de vie d’une route (construction, entretien, fin de vie et utilisation).
Les structures de chaussées réalisées par traitement des sols
(ou matériaux) en place aux ciments ou aux liants hydrauliques
routiers, connues et reconnues comme étant (et de loin) les
meilleures structures en matière d’impact sur l’environnement,
ne sont pas concernées par cette étude.
L’étude complète (brochure T 89)
Cette documentation technique est
une synthèse de l’étude complète de
50 pages publiée par Cimbéton sous la
référence T 89.
Ce
document
est
disponible
gratuitement auprès de Cimbéton, soit
par fax au 01 55 23 01 10, soit par
email : centrinfo@cimbeton.net
d’une route à grande circulation en France. La méthodologie
employée consiste à quantifier les matériaux et
composants, puis les substances puisées et émises dans
l’environnement, en considérant des inventaires issus d’une
base de données suisse (Oekoinventare, École
polytechnique fédérale de Zürich), et enfin des indicateurs
environnementaux parmi ceux les plus couramment
employés en analyse de cycle de vie.
Les résultats de ce bilan sont présentés sous forme d’un
diagramme constitué de douze axes correspondant aux
douze indicateurs environnementaux sélectionnés pour
cette étude. Chaque axe porte une unité de mesure
spécifique à l’indicateur étudié, permettant ainsi de
comparer visuellement les écarts relatifs entre les
différentes techniques.
Ainsi, plus le point visualisant l’indicateur étudié est proche
de 0, plus l’impact environnemental de la structure est
faible. Les principales conclusions sont exposées dans les
pages qui suivent.
Conclusion n°1
Les armatures en acier handicapent l’ACV
des bétons routiers
• Comparaison des structures routières en béton sur les
phases de construction, d’entretien et de fin de vie
La structure 1 “dalle goujonnée” et la structure 4 “dalle
épaisse” sont visiblement plus favorables que les
structures 2 et 3 en béton armé continu pour les
indicateurs Énergie, Eau, Ressources, Déchets radioactifs,
Eutrophisation et Toxicité humaine.
Elles sont légèrement moins favorables pour les indicateurs
Déchets, Écotoxicité, Smog et Odeurs (voir la figure 1).
Déchets (104 t eq)
Déchets
radioactifs
(dm3)
GWP100
Gaz à effet de serre
(106 kg CO2)
Eau (107 kg)
Acidification
(104 kg SO2)
LES CONCLUSIONS
DE L’ÉTUDE
Ressources (10-9)
Énergie (Tj)
0
Eutrophisation
(103 kg PO43-)
Odeurs
(10+8 m3)
Structure 1 : BC5g/Bm
Écotoxicité
(10+7 m3)
Toxicité
humaine
(10+4 kg)
O3 - Smog
(10+3 kg)
Structure 2 : BAC/Bm
Structure 3 : BAC/BBSG
Structure 4 : BC5/géotextile
Présentation comparative des résultats
Un bilan par analyse de cycle de vie a été effectué sur une
portion de route d’un kilomètre de longueur, représentative
10
Routes N°101 - Septembre 2007
Figure 1 : diagramme synthétique de comparaison des impacts
environnementaux des quatre structures routières
en béton – phase de construction, d’entretien et de fin de vie.
DOCUMENTATION TECHNIQUE
Septembre 2007
Conclusion n°2
Des structures optimisées par l’association des
matériaux : béton-bitume-acier
• Comparaison des structures routières en béton et de la
structure composite sur les phases de construction,
d’entretien et de fin de vie
La structure 5 “structure composite” est plus favorable que les
structures en béton 1 à 4 pour les indicateurs Eau, Déchets,
Gaz à effet de serre, Écotoxicité et Odeurs.
Elle est moins favorable pour les indicateurs Ressources,
Eutrophisation et Smog (voir la figure 2).
La structure bitumineuse (Eurobitume) est plus
favorable, que les structures béton 1 à 4 et la structure
composite, pour les indicateurs Déchets, Gaz à effet de
serre et Toxicité humaine. En revanche, les structures
béton sont plus favorables sur les indicateurs Eau,
Ressources, Acidification, Eutrophisation, Écotoxicité,
Smog et Odeurs (voir la figure 3).
4 t eq)
D chets (10
D chets
radioactifs
(dm3)
Gaz
-9)
Ressources (10
GWP100
effet de serre
(106 kg CO2)
7 kg)
Eau (10
Déchets (104 t eq)
Déchets
radioactifs
(dm3)
Ressources (10-9)
Acidification
(104 kg SO
2)
GWP100
Gaz à effet de serre
(106 kg CO2)
nergie (Tj)
0
Eau (107 kg)
Eutrophisation
3(103 kg PO
4 )
Odeurs
(10+8 m3)
Énergie (Tj)
Acidification
(104 kg SO2)
cotoxicit
(10+7 m3)
Toxicit
humaine
(10+4 kg)
Odeurs
(10+8 m3)
Eutrophisation
(103 kg PO43-)
O 3 - Smog
(10+3 kg)
Moyenne des valeurs
des structures b ton
Structure 5 :
BBTM/BAC/GB 3
Structure bitumineus
(Oekoinventare)
Structure bitumineus
(Eurobitume)
Structure 1 : BC5g/Bm
Écotoxicité
(10+7 m3)
Toxicité
humaine
(10+4 kg)
O3 - Smog
(10+3 kg)
Structure 2 : BAC/Bm
Structure 3 : BAC/BBSG
Structure 4 : BC5/géotextile
Figure 3 : diagramme synthétique de comparaison des impacts
environnementaux des structures en béton et de la structure
bitumineuse – phase de construction, d’entretien et de fin de vie.
Structure 5 :
BBTM/BAC/GB3
Figure 2 : diagramme synthétique de comparaison des impacts
environnementaux des quatre structures routières
en béton et de la structure composite – phase de construction,
d’entretien et de fin de vie.
Conclusions n°3 et 4
Oekoinventare ou eurobitume : les structures
en béton sont globalement plus favorables
• Comparaison des structures béton et de la structure
bitumineuse (source Oekoinventare) sur les phases
de construction, d’entretien et de fin de vie
La structure bitumineuse (Oekoinventare) est plus
favorable, que les structures béton 1 à 4, pour les
indicateurs Déchets solides, Gaz à effet de serre,
Eutrophisation et Toxicité humaine.
En revanche, les structures béton sont plus favorables
sur les indicateurs Énergie, Eau, Ressources, Déchets
radioactifs, Acidification, Écotoxicité, Smog et Odeurs
(voir la figure 3).
• Comparaison des structures béton et de la structure
bitumineuse (source Eurobitume) sur les phases
de construction, d’entretien et de fin de vie
Conclusion n°5
Les revêtements en béton, source d’économie
durant la phase d’utilisation
• Comparaison des structures sur le cycle de vie complet
Les impacts liés à la circulation des véhicules sont très
importants par rapport aux impacts liés à la construction,
l’entretien et fin de vie de la chaussée (voir la figure 4).
De ce fait, toute économie durant la phase d’utilisation prend
toute sa signification. La prise en compte de l’influence du
revêtement routier sur la consommation des véhicules se
trouve donc pleinement justifiée dans cette analyse.
Si une consommation égale est considérée pour les
véhicules quel que soit le revêtement, les solutions
bitumineuses sont un peu plus favorables par rapport aux
déchets solides inertes (la quantité de matériau utilisée
est moindre et le recyclage est possible en fin de vie) et les
variantes béton sont mieux placées sur les indicateurs
Énergie primaire, consommation d’Eau, épuisement des
Ressources, Eutrophisation, Écotoxicité, Smog et Odeurs.
Si une réduction de 10 % de la consommation des
véhicules est considérée pour les revêtements béton, sur
les 10 premières années, et de 5 %, les années suivantes,
les impacts sont réduits pour les variantes béton.
Routes N°101 - Septembre 2007
11
DOCUMENTATION TECHNIQUE
La réduction est encore plus élevée si la réduction de 10 %
est appliquée sur les 30 ans de durée de vie de l’ouvrage.
Dans ce dernier cas tous les indicateurs environnementaux,
à l’exception de l’indicateur Déchets, deviennent favorables
aux structures béton (voir la figure 4).
Déchets (104 t eq)
Déchets
radioactifs
(dm3)
Ressources (10-9)
GWP100
Gaz à effet de serre
(106 kg CO2)
Eau (107 kg)
Acidification
(104 kg SO2)
Eutrophisation
(103 kg PO43-)
Odeurs
(10+8 m3)
Écotoxicité
(10+7 m3)
Toxicité
humaine
(10+4 kg)
Moyenne des valeurs
des structures béton 1 à 4
Structure 5 :
BBTM/BAC/GB3
Structure bitumineuse 6
(Oekoinventare)
Structure bitumineuse 6
(Eurobitume)
O3 - Smog
(10+3 kg)
Figure 4 : diagramme synthétique de comparaison
des impacts environnementaux de différentes structures
routières – cycle de vie complet.
Conclusion n°6
Les séparateurs en béton : tous les avantages
en matière d’ACV
Dans le domaine des dispositifs de sécurité, le séparateur
béton présente, pour tous les indicateurs environnementaux,
un avantage sur la glissière métal, sauf pour l’indicateur
Déchets (voir la figure 5).
4 t eq)
D chets (10
D chets
radioactifs
(dm3)
Gaz
-9)
Ressources (10
GWP100
effet de serre
(106 kg CO2)
Acidification
(104 kg SO
2)
7 kg)
Eau (10
nergie (Tj)
0
Eutrophisation
3(103 kg PO
4 )
Odeurs
(10+8 m3)
cotoxicit
(10+7 m3)
Toxicit
humaine
(10+4 kg)
O 3 - Smog
(10+3 kg)
S parateur B t
Glissi re Acie
Figure 5 : diagramme synthétique de comparaison des impacts
environnementaux de deux dispositifs de sécurité – phase de
construction, d’entretien et fin de vie.
12
Un bilan par analyse de cycle de vie a été effectué sur une
portion de route d’un km de longueur, représentative d’une
route à grande circulation en France. La méthodologie
employée consiste à quantifier les matériaux et composants,
puis les substances puisées et émises dans l’environnement,
en considérant des inventaires issus d’une base de données
suisse (Oekoinventare, École polytechnique fédérale de Zürich),
et enfin des indicateurs environnementaux parmi ceux les plus
couramment employés en analyse de cycle de vie.
Énergie (Tj)
0
Zone représentant les
indicateurs de la phase
construction, entretien
et fin de vie.
CE QU’IL FAUT RETENIR
Routes N°101 - Septembre 2007
• Pour tous les indicateurs, excepté l’indicateur Déchets, la
contribution de la phase de construction est faible par
rapport à l’utilisation de la route (circulation des camions et
des voitures). Tous les efforts à consentir pour réduire les
impacts doivent être portés sur la phase d’utilisation de la
route, la phase de construction n’ayant qu’un impact
minime, de l’ordre de 1 à 7 %.
• Sur les phases de construction, d’entretien et de fin de vie, la
structure bitumineuse génère légèrement moins de déchets
solides et d’émission de gaz à effet de serre que les
structures béton. En revanche, les structures béton sont
plus favorables sur les indicateurs Énergie primaire,
consommation d’Eau, épuisement des Ressources,
Eutrophisation, Écotoxicité, Smog et Odeurs. En outre, si l’on
restreint la comparaison aux quatre structures béton, la
structure 1 “dalle goujonnée” présente le meilleur bilan en
matière d’analyse de cycle de vie.
• Sur le cycle de vie complet, incluant la phase d’utilisation, les
impacts liés à la circulation des véhicules sont très
importants et les hypothèses en matière de consommation
de carburant pour les véhicules peuvent influencer les
résultats.
- Si une consommation égale est considérée pour les
véhicules quel que soit le revêtement, les solutions
bitumineuses sont un peu plus favorables par rapport aux
Déchets solides inertes (la quantité de matériau utilisée est
moindre et le recyclage est possible en fin de vie), les Gaz à
effet de serre et les variantes béton sont mieux placés sur les
indicateurs Énergie primaire, consommation d’Eau,
épuisement des Ressources, Eutrophisation, Écotoxicité,
Smog et Odeurs.
- Si une réduction de 10 % de la consommation des véhicules
est considérée pour les revêtements béton, sur les
10 premières années, et de 5 %, les années suivantes, les
impacts sont réduits pour les variantes béton. La réduction
est encore plus élevée si la réduction de 10 % est appliquée
sur les 30 ans de durée de vie de l’ouvrage.
La prise en compte d’une réduction de la consommation des
véhicules quand ils roulent sur un revêtement en béton se
traduit par une réduction très importante des impacts
DOCUMENTATION TECHNIQUE
Septembre 2007
environnementaux compensant ainsi largement les impacts
engendrés lors de la phase de construction, entretien et fin de
vie. Pour l’ensemble des indicateurs présentés dans ce
document, une hypothèse de réduction de la consommation
des véhicules circulant sur une chaussée en béton d’environ
3% aurait suffit à compenser les impacts générés durant la
phase construction, entretien et fin de vie.
Compte tenu de cet avantage, il serait judicieux qu’une
campagne d’essais soit réalisée en France pour confirmer les
conclusions des études internationales.
• Dans le domaine des dispositifs de sécurité, le séparateur
béton présente un avantage sur la glissière métal, pour tous
les indicateurs environnementaux .
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energy and environment), rapport final du projet ALTENER
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Symposium Cembureau à Istanbul, avril 2004.
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de Vie de structures routières. Collection Technique
CIMBETON, février 2005.
7, Place de la Défense 92974 Paris-la-Défense cedex - Tél. : 01 55 23 01 00 - Fax : 01 55 23 01 10
Email : centrinfo@cimbeton.net - Site Internet : www.infociments.fr
Routes N°101 - Septembre 2007
13
CHANTIER
Alsace
Duppigheim (Bas-Rhin) : pour finaliser
le développement du transport
modulaire sur pneumatiques Neoval,
la société Lohr Industrie a fait
construire une piste d’essais en béton
armé continu (BAC).
À Duppigheim, une piste d’essais en
béton armé continu (BAC)
Destiné aux navettes d’aéroport et aux réseaux de métro automatiques, le transport
modulaire sur pneumatiques Neoval est conçu pour circuler sur son infrastructure spécifique.
Pour finaliser son développement, Lohr Industrie associé à Siemens Transportation Systems
a fait construire une piste d’essais en béton armé continu à Duppigheim (Bas-Rhin).
es deux sociétés Siemens
Transportation Systems (STS) et
Lohr Industrie se sont associées
pour développer un nouveau système
de transport de passagers modulaire
sur pneumatiques et automatique
sans conducteur, appelé Neoval. Ce
programme bénéficie des aides de
l'Agence pour l'Innovation Industrielle
(A.I.I). Le véhicule se caractérise par
son système roulant et de freinage issu
du monde routier, complété par un
guidage par rail central.
L
“L’approche d'un système complet et
intégré, développée par Siemens
Transportation Systems sur le VAL, a été
poursuivie ici, et le programme Neoval
inclut le développement d'une chaussée
spécifique en site propre pour optimiser
leur circulation. L’idée fondamentale est
de proposer à nos clients une solution
complète, associant véhicules et
infrastructure : d’où la nécessité de
PRINCIPAUX INTERVENANTS
Maîtrise d’ouvrage et maîtrise
d’œuvre : : Lohr Industrie / Siemens
Transportation Systems (STS)
Entreprises : Appia Grands Travaux
et Transroutes
Fourniture du ciment : Holcim Ciments
Fourniture du béton : Holcim Bétons
14
Routes N°101 - Septembre 2007
Alimentation en béton, par tapis,
à l’avant de la machine à coffrage glissant.
construire une piste d’essais pour
finaliser le développement de ce Neoval”
explique Martin Klotz, responsable
méthodes de Lohr Industrie.
Différentes hypothèses
de chargement
Lohr Industrie a confié à Transroutes
la réalisation de ce chantier et
l’entreprise Appia Grands Travaux s'est
chargée de la construction de la piste
en béton du NeoVal.
“Différentes hypothèses de chargements
de chaussée et d’intensités de trafic ont
été envisagées pour le dimensionnement.
Le logiciel Alizé du LCPC nous a permis
de calculer les épaisseurs de la couche de
fondation (18 cm) et de la couche de
roulement en BAC (24 cm). Quant au
ferraillage, il varie selon les zones de la
couche de roulement : 8 fers HA14
espacés de 15 cm pour la partie centrale
CHANTIER
Alsace
en creux et 9 fers HA 14 espacés de
9,22 cm dans chacune des deux parties
bordant la zone centrale” explique Luc
Riottot, conducteur de travaux d’Appia
Grands Travaux.
Une fois la couche de fondation réalisée,
les fers continus sont disposés sur le BAC
selon un espacement régulier.
La société Transroutes s’est chargée de
l’implantation du chantier, du pilotage
du projet et du choix de la forme de
chaussée. Elle joue ainsi le rôle d’un
bureau d’études dans cette opération
assez particulière. Après le décapage
du sol naturel, elle a procédé à la mise
en œuvre de 30 cm de grave du Rhin
non traitée (granulométrie 0 - 31,5)
compactée pour créer une plate-forme
de portance PF2 (50 MPa).
Utilisation de deux
machines à coffrage glissant
Comme les deux couches de béton ont
des caractéristiques géométriques
différentes, Appia a employé deux
machines à coffrage glissant sur ce
chantier. “La Gunter Zimmermann
MSP 50 nous a permis de réaliser la
couche de béton maigre de 3,25 m de
large sur une épaisseur de 15 cm. La
Gomaco Commander III a servi pour la
couche de béton de roulement en BAC,
large de 2,86 m et épaisse de 24 cm.
Auparavant, nous avons soudé en atelier
une fourrure en tôle sous la table de la
machine afin de réaliser la forme en U de
la chaussée. Elle dessine ainsi dans le
béton un large sillon de 120 cm de large
et 10 cm de profondeur, entouré de part et
d’autre d’une sorte de trottoir de 80 cm de
large” précise Luc Riottot.
Positionnés avant le passage de cette
machine, les aciers continus s’insèrent
dans la fibre neutre du béton pour
reprendre sa fissuration naturelle, ce
qui évite la mise en place de joints de
retrait, améliorant ainsi grandement le
confort de roulement de ce véhicule
sur pneumatiques.
La couche de roulement était censée
être d’un seul tenant, mais il fallait
assurer les reprises de bétonnage d’un
jour sur l’autre. “D’où un arrêt droit en
fin de journée avec la mise en place de
bastaings, sous et sur les aciers, pour
coffrer le béton. Un rail de polystyrène
de 2 cm d’épaisseur, planté dans les
aciers, sert à créer un joint net. Après le
bétonnage de la parcelle suivante, nous
procédons au dégarnissage du joint, de
part et d’autre, avant la mise en place
d’un mastic étanche” commente Luc
Riottot. Signalons également qu’un des
atouts du béton est sa facilité à
résoudre certaines difficultés comme la
réalisation d’un virage avec un profil en
travers avec un dévers de 12% : pour
cela, il suffit d’employer un béton
suffisamment ferme qui restera
parfaitement en place après le passage
de la machine.
Deux zones distinctes
d’expérimentation
La surface du BAC est ensuite unifiée
et rendue légèrement rugueuse par le
passage d’une toile de jute, avant
l’application d’un produit de cure en
phase aqueuse Antisol TP 42 (Sika)
qui laisse, après séchage, une
pellicule protégeant le béton de la
dessiccation et évitant ainsi des
fissurations de peau.
Sur la piste d’essais longue de 650 m,
deux zones expérimentales ont été
créées : l’une de 50 m, sur laquelle le
passage de la toile de jute est remplacé
par un balayage fin au balai en fibres
naturelles. L’objectif étant de tester un
autre type de rugosité de surface, en
termes de résistance à l’abrasion et
Pulvérisation sur le béton armé continu
d’un produit de cure anti-dessication.
FORMULATION DU BAC
(POUR 1 M3)
Béton Routroc C30/37 - CEM II/A
42,5 N CE CP2 NF : 350 kg
Sable Lingolsheim roulé 0/4 : 710 kg
Grave Lingolsheim roulée : 4/8 (210
kg), 8/16 (300 kg) et 16/22 (635 kg)
Eau naturelle : 126 litres
Entraîneur d’air Resi Air 200 : 0,18 %
Plastifiant / réducteur d’eau
Resi Reducto : 0,50 %
d’adhérence des pneumatiques en cas
de pluie. L’autre de 90 m en fin de piste,
où les aciers longitudinaux sont
remplacés par un mélange de fibres,
afin d’essayer une technique de mise en
œuvre plus rapide.
“Pour réaliser cette partie en béton
fibré, nous avons utilisé un complexe de
trois fibres : deux fibres en acier fraisé
Mac Mc1 pour renforcer le béton et une
fibre polypropylène multifilamentaire
Fibromac 12 pour maîtriser le retrait.
Pour leur dosage, nous avons suivi la note
de calcul transmise par Maccaferri, leur
fabricant. Le mélange s’effectue à sec en
centrale avec les autres composants du
béton pour une homogénéité optimale”
explique Luc Riottot.
Des contrôles qualité
très rigoureux
Le planning du chantier était clair : une
semaine pour réaliser la couche de
structure en béton maigre, une semaine
pour mettre en place les aciers continus
et une semaine pour la couche de
roulement. “Le planning prévisionnel de
coulage indiquant les quantités et qualités
souhaitées, validé au fur et à mesure par
télécopie, a été parfaitement respecté”
commente Jean-Philippe Dann, chef de
secteur de Holcim Bétons.
Pour ce type de chantier expérimental,
les contrôles qualité sont nombreux,
notamment en ce qui concerne le béton
fibré : contrôles en sortie de malaxeur
et contrôles sur site au moment du
coulage
(plasticité,
éprouvettes,
affaissement au cône d’Abrams…). “La
plupart ont été réalisés par le laboratoire
du groupe Holcim” conclut JeanPhilippe Dann.
Routes N°101 - Septembre 2007
15
CHANTIER
Corrèze
Egletons : c’est le 7 novembre
2006 que la mise en eau du
nouvel ouvrage hydraulique
en béton a été effectuée par les
étudiants et leurs enseignants.
Un chantier-école pour la reconstruction
d’un ouvrage hydraulique en béton
Pour les jeunes qui se préparent aux métiers du génie civil, rien n’est plus formateur que
l’expérience d’un chantier-école. Les enseignants du lycée Caraminot d’Egletons l’ont compris
depuis longtemps. Exemple récent : la reconstruction, par une Section Techniciens Supérieurs
Travaux Publics (STS TP), d’un ouvrage hydraulique en béton à Champagnac-la-Noaille.
in 2005, la Communauté de
communes de Ventadour décide
de confier un chantier-école aux
étudiants de STS TP du lycée Pierre
Caraminot d’Egletons. Objectif :
reconstruire un ouvrage hydraulique sur
la “Femme morte”, un ruisseau situé sur
la commune de Champagnac-laNoaille, à 20 km d’Egletons. Pour Jean
Boinet, président de la Communauté de
communes de Ventadour et maître
d’ouvrage du projet : “Il était urgent
d’intervenir. C’est pourquoi, il fallait
d’abord reconstruire le pont qui supporte
la voie communale, puis l’aval de l’ouvrage,
très endommagé par les crues, ce qui
créait des difficultés pour la migration des
poissons, alors que le ruisseau est classé
reproducteur de la truite sauvage. Enfin, le
dimensionnement de l’ouvrage existant
était insuffisant, les crues annuelles
provoquant de fréquentes inondations des
prairies situées en amont”.
F
16
Routes N°101 - Septembre 2007
Le cahier des charges était le suivant :
dimensionner l’ouvrage, élaborer les
relevés et les plans, rédiger les pièces
pour l’appel d’offres, organiser les
travaux, réaliser l’ouvrage et les travaux
connexes.
Un dossier entièrement
monté par les étudiants
Après étude du dossier, 30 étudiants,
pilotés par leurs enseignants Claude
Genier et Alain Meilhac, ont proposé :
• Le redimensionnement de l’ouvrage
en béton avec un pont-cadre (radier,
piédroits et traverse) de 1,80 m de
haut, 1,50 m de large et 22,5 m de
long. Objectif : assurer une crue de
fréquence centennale (7 m3/s).
• La création de deux pré-bassins en
aval (4,80 m de long chacun) pour
réduire les chutes d’eau.
• L’aménagement de l’intérieur de
l’ouvrage pour permettre la remontée
des poissons en période d’étiage.
• L’enrochement pour réduire l’érosion
des berges amont et aval.
L’ensemble du projet a été divisé en trois
lots : démolitions, terrassements, prébassins (lot 1) ; construction de l’ouvrage
(lot 2) ; réfection de la chaussée de la
voie communale (lot 3). Pour des raisons
de responsabilité (volet délicat pour un
chantier-école), les travaux des lots 1 et
3 ont fait l’objet d’appels d’offres, le
lycée montant le dossier.
PRINCIPAUX INTERVENANTS
Maître d’ouvrage : Communauté
de communes de Ventadour
Entreprise : Jean Marut
Fournisseur du béton :
Etablissements Bredèche
Fournisseur du ciment : VICAT
Usine de Créchy (Allier)
CHANTIER
Corrèze
Montage à blanc du coffrage du radier.
Pose des éléments préfabriqués en béton,
à l’aide d’un engin de levage loué.
La réalisation du Lot 2
opérée en trois phases
Des techniques aux
prolongements pédagogiques
Pour Alain Meilhac, “ce chantier s’est
déroulé sur les deux ans de formation. De
janvier à juin, puis de septembre à
novembre 2006, les étudiants ont travaillé
en trois phases qui correspondent aux
moments clés d’un chantier : la
conception, les méthodes, la réalisation ”.
“Outre l’intérêt de passer de la théorie à la
pratique, ce qui est essentiel pour les
jeunes d’aujourd’hui, ce type de chantierécole permet une validation grandeur
nature de notre enseignement théorique”,
se félicite Claude Genier. De fait, les
techniques constructives retenues pour
le radier, les piédroits et la traverse
supérieure ont été choisies pour leurs
prolongements pédagogiques.
• Radier. Après conception en salle,
des coffrages en bois ont été
fabriqués dans l’atelier et le
ferraillage a été assemblé, par
tronçons, sur l’aire du chantier.
• Piédroits. L’utilisation de banches
manuportables a permis une mise en
place
manuelle.
En
partie
supérieure, le piédroit est terminé
par un becquet d’une épaisseur
maximale de 7 cm pour assurer la
mise en place des pré-dalles.
• Traversée supérieure. Elle a été
réalisée avec des pré-dalles et
acrotères préfabriqués dans l’atelier
du lycée, ce qui a permis aux élèves
une étude de conception de moule en
bois et sa réalisation.
Puis les étudiants ont choisi l’engin
permettant de soulever les pré-dalles
• Phase 1 “Conception” (janvier - mars).
Les étudiants ont effectué les relevés
de l’ouvrage existant, le dimensionnement hydraulique du nouvel
ouvrage, la rédaction des pièces
techniques et l’élaboration des plans.
En mars, ils ont présenté le projet aux
partenaires (représentants du Conseil
Supérieur de la Pêche, maître
d’ouvrage,…) et, après intégration des
modifications, il a été adopté.
• Phase 2 “Méthodes” (avril - mai). Les
étudiants ont élaboré les méthodes
de réalisation de l’ouvrage : plan des
coffrages, choix des fournisseurs,
location des matériels… Ils ont
également rédigé les documents
servant au chantier (contrôle, suivi…).
En juin, les lots 1 et 3 ont été attribués
à l’entreprise Marut qui a garanti
l’ensemble du projet.
• Phase 3 “Réalisation” (septembre novembre). Pendant six semaines, les
30 étudiants ont travaillé sur le
chantier par demi-classes (pendant
que l’autre demi-classe était en
cours). Les 15 étudiants sur chantier
étaient organisés en quatre équipes,
chacune ayant à tour de rôle un chef
d’équipe. Le ciment, fourni par l’usine
VICAT de Créchy (Allier), a permis à la
centrale BPE des Etablissements
Bredèche de réaliser 45 m3 de béton
de classe C30/37, avec un ciment
CEM II / A - LL 42,5 R CE NF.
Bétonnage de la traverse supérieure.
(700 kg), prévu sa position, coordonné
la livraison des éléments préfabriqués
avec le chargement pour réexpédier
les banches chez le fournisseur.
Pour Alain Meilhac, “ce moment d’un
chantier-école est particulièrement utile
aux étudiants. Très souvent ils ont du
mal à se projeter dans la vie du chantier
et de ses contraintes : profil du terrain,
encombrement des engins, position
pendant la manutention… En vivant ces
difficultés, ils en tirent des leçons”.
Prévention des risques
et environnement
Pour respecter les normes, la
conception et la préparation du
chantier ont intégré la prévention des
risques et la protection de
l’environnement.
Concernant la prévention, outre les
mesures obligatoires (port du casque,
gants, garde-corps…), les accès aux
postes de travail ont été étudiés pour
prévenir les chutes (escaliers,
plateformes de circulation en bois…).
En matière d’environnement, la
préoccupation majeure a été d’éviter la
pollution du ruisseau. Les étudiants ont
proposé de revêtir la dérivation d’un
géotextile. Ils ont utilisé un ancien bras
mort du ruisseau comme fosse de
décantation. Et Alain Meilhac de
conclure : “Les entreprises attendent de
nous des jeunes motivés et solides.
L’expérience d’un chantier-école va dans
ce sens. Nous tenons donc à en organiser
un pour chaque promotion de STS TP”.
Un effort reconnu par la Profession :
l’ouvrage de la “Femme morte” a reçu
le 4 mai 2007 un prix dans le cadre des
Trophées du Bâtiment, décernés par
Sogea Sud-Ouest (Groupe Vinci).
Aménagement intérieur de l’ouvrage
hydraulique avec des galets.
Routes N°101 - Septembre 2007
17
RÉFÉRENCE
Haut-Rhin
Ungersheim (Haut-Rhin) : le Bioscope
propose une série d’animations autour du
thème de l’environnement. Le béton coloré,
préfabriqué et prêt à l’emploi, y a donc
trouvé tout naturellement sa place.
Ici, l’anneau central du parc en désactivé,
point de départ de la visite.
Au Bioscope d’Ungersheim, le
béton
participe aussi à l’animation
Au cœur du Bioscope, parc de loisirs consacré à la défense de l’environnement, le béton
s’impose comme le matériau de valorisation esthétique du projet : en dalles polygonales
préfabriquées ou en béton prêt à l’emploi désactivé, il met sa couleur au service du site.
e Bioscope est un parc de loisirs
peu banal, tant dans sa forme que
dans son contenu. Situé dans la
plaine d’Alsace, sur la commune
d’Ungersheim, célèbre pour abriter un
des premiers écomusées de France, il a
ouvert ses portes il y a deux ans et
propose une série d’animations autour
de l’environnement, pour sensibiliser le
public à ces questions brûlantes
d’actualité.
Plus fascinants encore sont les
revêtements en béton, choisis pour
réaliser l’ensemble des cheminements
et du parvis du parc. Le ton est donné
L
PRINCIPAUX INTERVENANTS
Maître d’ouvrage : Bioscope
Maître d’œuvre : U. Kurz/pasoDoble
Entreprise : Eurovia
Fournisseur du béton : Entreprise
Michel (Kingersheim)
Fournisseurs du ciment : HOLCIM
et VICAT
18
Routes N°101 - Septembre 2007
dès le parking, dont le bitume est
rythmé de béton désactivé. Puis, le vaste
parvis qui conduit à la billetterie et
l’entrée du parc proprement dite sont
faits de dalles en béton aux formes
polygonales, de couleur grès rouge
sombre. Une fois à l’intérieur du parc,
béton désactivé et pavés bétons
autobloquants prennent le relais sur
l’ensemble des surfaces piétonnes, dont
le total représente 20 000 m2.
Ursula Kurz, architecte-paysagiste qui a
dessiné et conçu l’ensemble du
programme paysager, est une fervente
partisane du béton employé en voirie :
“J’ai eu l’occasion d’utiliser ce type de
matériau depuis longtemps, notamment
sur le chantier du parc de la Villette à
Paris, lorsque je travaillais chez Bernard
Tschumi. Sur le Bioscope, le béton nous
offre une grande souplesse de dessin et
reste compétitif, budgétairement parlant.
De plus, le désactivé nous permet de jouer
sur les granulats, la texture et la couleur :
c’est pourquoi, compte tenu du budget
global de la construction du parc, il était
tout indiqué”.
Une fois passée la billetterie, le visiteur
accède à l’espace central, un cratère
légèrement fumant, symbole de la chute
d’une météorite survenue dans une
commune voisine en 1492. L’histoire du
plan du parc mérite d’être contée par
Ursula Kurz, à l’aide d’une anecdote
savoureuse : “J’avais eu l’idée d’un cratère
de météorite pour encaisser légèrement le
parc de loisirs dans la plaine d’Alsace, en
Malgré la difficulté technique due au tracé
des différentes courbes, le béton a su se
jouer de tous les pièges.
RÉFÉRENCE
Haut-Rhin
AU SERVICE DE L’HOMME ET
DE SON ENVIRONNEMENT
Les cheminements intérieurs en béton
participent à la création d’un paysage aux
atours naturels et féeriques.
20 000 m2 de béton prêt à l’emploi
désactivé et de béton préfabriqué ont été
mis en œuvre sur l’ensemble du parc.
dessinant un plan basé sur les ondes
qu’aurait pu produire un tel projectile. Or,
ce n’est qu’après avoir commencé à
travailler que j’ai appris qu’une météorite
était réellement tombée dans la région !”
affranchir par un phasage extrêmement
précis des opérations”.
Certaines zones ont même nécessité la
mise en œuvre de moyens lourds,
comme pour l’anneau central du parc,
qui sert de point de départ aux
explorations des visiteurs : “À cause des
bassins qui s’insèrent un peu partout sur
la zone, nous avons dû couler cet anneau
avec une pompe à béton. Tout le phasage
a ensuite été réalisé concentriquement, à
partir de cet anneau, véritable cœur du
parc, un peu à la manière d’un cercle
qu’on aurait agrandi à mesure” précise
Thibault Alex.
Un chantier complexe
agrémenté de courbes
La structure retenue par l’architectepaysagiste a imposé de mettre au point
des cheminements tout en rondeurs qui
n’ont pas été sans poser de grandes
questions lors de la mise en œuvre.
Thibault Alex, alors directeur de
l’agence Eurovia de Mulhouse,
entreprise qui a réalisé toutes les
voiries, se souvient : “Le travail de
coffrage des allées a été rendu très
complexe par le fait que les courbes
n’avaient pas un rayon constant, comme
c’est fait d’habitude pour les trottoirs.
Nous avons donc été contraints de réaliser
plusieurs essais avant de trouver la
solution, qui a consisté à coffrer avec une
double rangée de voliges, au lieu d’une
seule, pour nous permettre d’obtenir une
courbe correcte, sans ruptures”.
Et Thibault Alex d’ajouter : “Les délais
impartis pour réaliser ce chantier important,
la nature même du plan fonctionnant de
manière concentrique, la météo et le gel ont
été des éléments dont nous avons dû nous
FORMULATION DU BÉTON
(POUR 1 M3)
Béton XF2, environnement extérieur,
gel et dégel
Ciment : 350 kg
Sables 0/2 : 600 kg
Granulats 6,3/10 ou 10/14 : 1 200 kg
Eau : 165 litres
Fibres polypropylènes : 900 g/m3
Plastifiant et entraîneur d’air
Directeur du parc, conçu et géré en
délégation de service public par la
Compagnie des Alpes, Christian
Douchement insiste sur l’intégration
du béton dans les espaces naturels
recréés dans l’enceinte du complexe
de loisirs : “La végétation, qui a
énormément poussé depuis
l’ouverture du parc, donne un
contraste intéressant. Et les voiries
sont bien intégrées dans le paysage,
ce qui nous permet de rester dans la
thématique choisie : l’homme et son
environnement. En effet, 350 000
plantes vivaces et 600 arbres ont été
plantés, qui vont prendre plus
d’ampleur dans le futur, et réaliser un
écrin pour les voiries en béton et les
300 à 400 000 visiteurs attendus”.
Des dalles polygonales
en béton préfabriqué
Les granulats multicolores retenus pour
la réalisation des désactivés ont une
provenance locale puisqu’ils ont été
extraits du Rhin tout proche.
Les dalles en béton ont été fabriquées
sur la base d’un dessin d’Ursula Kurz.
De grande taille et relativement
lourdes, elles ont nécessité des trésors
d’ingéniosité pour leur mise en œuvre,
comme le recours à des minipelles et à
des pompes à vide. Le défi était de
parvenir à calepiner correctement.
“Ursula Kurz a dessiné deux dalles, une
droite et une gauche, qu’il nous a fallu
assembler en tenant compte des
contraintes de raccordement” raconte
encore Thibault Alex.
Détails intéressants : certaines dalles
ont été surélevées de 40 centimètres
pour faire office de protection antibélier et surtout pour composer des
bancs très originaux, permettant aux
visiteurs de prendre un peu de repos.
Et à l’intérieur du site, des pavés
viennent, de temps à autre, rythmer
les cheminements pour les piétons.
Le parvis de dalles en béton, dessinées
par Ursula Kurz et dont certaines ont été
surélevées pour faire office de bancs.
La justesse des choix
techniques liés au béton
Depuis l’ouverture du parc, on a pu
vérifier la justesse des choix techniques
liés au béton, comme le révèle Thibault
Alex : “Certaines voies en béton désactivé
ont été réalisées pour supporter un trafic
de véhicules légers, mais il est arrivé que
des poids lourds soient parfois obligés
d’emprunter ces voies : cela fut fait sans
dommages”.
Ouvert au public depuis deux ans, le
parc semble être posé dans la plaine
d’Alsace depuis toujours. La végétation
bien installée répond à la modernité du
béton qui structure l’ensemble des
voies, jusqu’à devenir plus qu’un simple
support des déplacements : un véritable
acteur du paysage.
Routes N°101 - Septembre 2007
19
LE SAVIEZ-VOUS ?
Remue-méninges
Vient de paraître
Voici, pour vous détendre… ou pour vous irriter, une énigme à
résoudre. Réponse dans le prochain numéro de Routes.
À vos montres !
Question : Est-il possible, en intervertissant les positions
des aiguilles d'une montre en parfait état de marche,
d'obtenir une indication exacte de la montre ?
Si oui, quel est le nombre de solutions où l'interversion des
aiguilles est possible?
Solution du Remue-méninges
de Routes n°100 : Cunette en béton
de section maximale
Soit S la surface de la section de la cunette.
Rappel du problème posé : avec un
volume donné de béton, il est demandé de
réaliser une cunette (longueur donnée,
épaisseur des parois donnée) dont la
section a la forme d’un trapèze isocèle.
Quels doivent être la largeur des parois
inclinées et l’angle qu’elles forment avec
la petite base du trapèze pour que la
section de la cunette soit maximale ?
Or : h = kl
x2l–l
z2
l
z
C
I
H
a
Voiries et aménagements urbains
en béton - Revêtements et structures
réservoirs
S = [a + (a + 2z)] h/2
z
D
S = (2a + 2z) h/2 = (a + z) h
D’où : S = (a + z) kl
x2l–l
z2
Donc : S2 = (a + z)2 (x2 – z2)
S2 = (a + z) (a + z) (x - z) (x + z)
ou encore : 3S2 = (a + z) (a + z) (3x - 3z) (x + z)
S est maximal si S2 ou 3 S2 est maximal.
Or la somme des 4 facteurs de 3S2 est :
(a + z) + (a + z) + (3x - 3z) + (x + z)
= 2a + 4x = 2 (2x + a) = 2K, d’après (1).
3S2 est un produit de 4 facteurs dont la
somme et constante. 3S2 est maximal
quand les 4 facteurs sont égaux (voir le
Remue-méninges paru dans le N°99 de la
revue ROUTES), donc quand :
Cette nouvelle édition de 180 pages traite
des rubriques suivantes : Les spécificités
des voiries urbaines - Le cycle de l’eau
dans les infrastructures urbaines - Les
concepts et atouts des revêtements et
structures réservoirs - Les constituants Les dimensionnements hydraulique,
mécanique et géométrique - La mise en
œuvre - La qualité, les contrôles et la
maintenance - Le développement
prospectif : les chaussées de demain.
Édition 2007 - Référence : T 57
Ce document est disponible
gratuitement auprès de CIMBÉTON,
soit par fax au 01 55 23 01 10,
soit par email : centrinfo@cimbeton.net
(a + z) = (a + z) = (3x - 3z) = (x + z)
h
h
x
donc a = x
α
B
a
D’autre part, (a + z) = (3x - 3z) et a = x
A
Solution : Considérons les paramètres
essentiels de la cunette : “a” la petite base
du trapèze, “a + 2 z” sa grande base, “l” sa
longueur supposée constante, “e”
l’épaisseur supposée constante des parois
de la cunette, “h” sa hauteur, “x” la largeur
des parois et “α” l’angle formé entre les
parois inclinées et la petite base du
trapèze.
Soit V le volume donné du béton
(V = constante).
V = (2 x + a) e . l = constante
D’où : 2 x + a = V/(e . l) = constante.
Donc : 2 x + a = K
Agenda
D’une part, (a + z) = (x + z)
x
(1)
donc x + z = 3x – 3z
soit 4z - 2x = 0
z = x/2 = a/2
Dans le triangle rectangle AHD, on a :
z = x/2 B HD = AD/2
Donc l’angle HAD
+ = 30° c l’angle DAB
+=
120°.
20, 21 et 22 novembre 2007
Salon des Maires et des Collectivités
Locales (Paris)
CIMBÉTON sera présent (Hall 3 - Stand
E60) au prochain Salon des Maires et des
Collectivités Locales qui se tiendra Porte
de Versailles à Paris. Ce stand est animé
en partenariat avec le Syndicat National
du Béton Prêt à l’Emploi (SNBPE)
et le Syndicat national du pompage
à béton (SNPB).
Thème exposé : “Les ciments et les
bétons au coeur de l'environnement”.
La section de la cunette est donc
maximale quand x = a (les parois inclinées
sont de même largeur que le fond de la
cunette) et quand α = 120°.
7, Place de la Défense
92974 Paris-la-Défense cedex
Tél. : 01 55 23 01 00 - Fax : 01 55 23 01 10
Email : centrinfo cimbeton.net
Site Internet : www.infociments.fr
@
20
Routes N°101 - Septembre 2007
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