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Nicolas

Description

Niveau: Supérieures
Janvier/juin 2010 Page 1 Projet de Fin d'Etudes Développement et Intégration d'une méthode de prédiction de soulèvement de structure de chaussées en contexte nordique dans le cadre d'une nouvelle approche rationnelles de conception des chaussées municipales. Auteur : FARCETTE Nicolas INSA Strasbourg, Spécialité génie civil : GC5 Tuteur Entreprise : DORE Guy, Professeur de la Faculté des Sciences et de Génie de l?université Laval Tuteur INSA : NOWAMOOZ Hossein, Professeur de l?Institut National des Sciences Appliquées de Strasbourg

• contexte géologique


• chaussée


• conception de chaussées municipales


• élévation hiver-élévation


• l?action du gel


• methode de dimensionnement structural des chaussees en condition de gel


• methode de prediction du soulevement admissible des structures de chaussees

Sujets

• Finland
• Université Laval
• Hossein
• Bilodeau
• Québec
• Chaussée

Informations

• Publié par: profil-fouv-2012
• Publié le: 01 juin 2010
• Nombre de lectures: 43
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

Projet de Fin d’Etudes
Développement et Intégration d'une méthode de prédiction
de soulèvement de structure de chaussées en contexte
nordique dans le cadre d'une nouvelle approche
rationnelles de conception des chaussées municipales.









Auteur : FARCETTE Nicolas
INSA Strasbourg, Spécialité génie civil : GC5

Tuteur Entreprise : DORE Guy,
Professeur de la Faculté des Sciences et de Génie de l‟université Laval

Tuteur INSA : NOWAMOOZ Hossein,
Professeur de l‟Institut National des Sciences Appliquées de Strasbourg
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Au sein du laboratoire de Géotechnique routière - Université Laval


Remerciements



La réalisation de ce projet a été pour moi une expérience enrichissante et bénéfique. Je tiens à
remercier tout le personnel de groupe de recherche. La disponibilité et l‟ouverture de chacun ont
facilité mon intégration. Je remercie également l‟ensemble des étudiants pour avoir répondu à mes
nombreuses sollicitations

Je souhaite remercier plus particulièrement :

 M. Guy Doré, professeur de Génie Civil à l‟université Laval pour m‟avoir proposé ce
sujet de fin d‟études, pour la confiance qu‟il m‟a accordée, pour son recul et son
expérience en matière de conception routière en contexte nordique.

 M. Jean Pascal Bilodeau et Jérôme Fachon, professionnels de recherche, pour m‟avoir
suivi et guidé au long de ses vingt semaines de stage.

 M.Hossein Nowamooz, professeur à l‟INSA de Strasbourg, pour son suivi et ses
conseils pendant le déroulement de l‟étude.













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Résumé



Aujourd‟hui, les méthodes de conception des chaussées ont été développées en fonction des besoins
des grandes administrations routières. Dans la plupart des cas, les approches sont fondées sur des
situations de routes à fort débit en milieu rural. Ces méthodes sont donc mal adaptées aux situations de
routes municipales à faible vitesse et/ou à faible débit de circulation. De plus, la présence de
nombreuses contraintes, comme les bordures, les regards et les tranchées de service, qui ont un fort
impact sur le comportement des chaussées municipales, sont très rarement considérées lors du
dimensionnement structural.

Le présent projet s‟inscrit dans cette problématique et vise à intégrer et à adapter une méthode de
prédiction du soulèvement admissible des structures de chaussées dans le but de compléter une
nouvelle méthode de dimensionnement des structures de chaussées municipales. Il consiste à prendre
en compte la variabilité des sols d‟infrastructures dans la conception des chaussées municipales afin
d‟étudier celle-ci en termes de comportement de structure face aux sollicitations imposées par le gel.

La première étape du projet consiste à établir une revue littéraire sur la géotechnique des régions
froides afin de définir et d‟expliquer les problèmes liés aux soulèvements différentiels.

La deuxième étape vise à intégrer les techniques de prédictions au gel dans les chaussées et d‟intégrer
des techniques d‟analyse en fonction de la variabilité des sols et des contextes de conception.

L‟objectif principale est de quantifier une valeur de soulèvement admissible au gel à partir de laquelle
il sera envisageable de dimensionner une chaussée.





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SOMMAIRE

1) INTRODUCTION ........................................................................... 7
2) PRESENTATION GENERALE DU SUJET. .............................. 8
2.1) LA MAITRISE DE LA PERFORMANCE DES CHAUSSEES .................................................... 8
2.2) PROJET: APPLICATION DE METHODES ET D‟OUTILS MECANISTES-EMPIRIQUES POUR LA CONCEPTION ET LA
REHABILITATION DES CHAUSSEES. ....................................................................................... 8
3) GEOTECHNIQUE DES REGIONS FROIDES. ......................... 9
3.1) LE CONTEXTE QUEBECOIS. ........................................................................................................................... 9
3.1.1) Contexte géologique .......................................................................... 9
3.1.2) Contexte climatique ......... 11
3.1.3) Problématique autour des chaussées ................................................ 12
3.2) L‟ACTION DU GEL ET SOULEVEMENT DIFFERENTIEL ................................................... 14
3.2.1) Action du gel sur la route................................................................................................. 14
3.2.2) Soulèvement différentiel .. 18
3.2.3) Dégradations causées par l‟action du gel. ........................................ 21
3.3) METHODE DE DIMENSIONNEMENT STRUCTURAL DES CHAUSSEES EN CONDITION DE GEL. .......................... 24
3.3.1) Les choix stratégiques ..................................................................................................... 24
3.3.2) les méthodes en usages. ................................... 25
3.3.3) Les techniques de mitigation. .......................... 27
4) METHODE DE PREDICTION DE SOULEVEMENT
DIFFERENTIEL DES STRUCTURES DE CHAUSSEES ........... 29
4.1) L‟UNI DES CHAUSSEES ................................................................................................................................ 30
4.2) DETERMINATION DU SOULEVEMENT DIFFERENTIEL LONGITUDINAL. .......................... 31
4.2.1) Analyse de la variabilité spatiale du comportement de la chaussée. 32
4.2.2) Base de données d‟études. .............................................................................................................................. 35
4.3) METHODE DE PREDICTION DU SOULEVEMENT ADMISSIBLE DES STRUCTURES DE CHAUSSEES. .................... 38
4.3.1) Modèle de prédiction de détérioration de l‟uni. ............................... 39
4.3.2) Etablissement de l‟abaque de conception. ....................................................................................................... 41
4.3.3) Détermination des coefficients de variation de gélivité en contexte municipal. .............. 46
4.3.4) Schéma récapitulatif de la méthode de prédiction du soulèvement admissible ................ 52
4.3.5) Détermination du soulèvement différentiel admissible .................................................................................... 54
5) DISCUSSION ET CONCLUSION .............. 56
5.1) LIMITE DE LA METHODE DE DETERIORATION DE L‟UNI. .............................................................................. 56
5.2) LIMITE DE LA METHODE DE PREDICTION DE SOULEVEMENT ADMISSIBLE AU GEL ....... 56
5.3) CONCLUSION .............................................................................. 56
6) BIBLIOGRAPHIE ........................................ 57
7) ANNEXES ...................................................... 58


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LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Carte du contexte géologique du Québec ............................................................................. 10
Figure 2 : Coupe de chaussée pouvant convenir aux deux types de structures ..... 12
Figure 3 : Histogramme des longueurs des travaux réalisés et des investissements annuels ................ 13
Figure 4 : Mécanisme du gel de ségrégation ......................................................................................... 16
Figure 5 : Mécanisme du soulèvement différentiel transversal ............................. 18
Figure 6 : Schéma montrant l‟affaissement de la chaussée au dégel ..................... 19
Figure 7 : Profils de soulèvements différentiels (élévation hiver-élévation été) pour trois sites routiers
caractérisés par des contextes géologiques différents ........................................................................... 20
Figure 8 : Evolution de la méthode de vérification au gel utilisée par le Ministère des Transport du
Québec ................................................................................... 26
Figure 9 : Schém