CoTITA Méditerranée Journée du 14 novembre 2013 Nouvelles solutions économiques et performantes Remblayage de tranchées en matériau auto-compactant recyclé (MAC R) Laure HUGUES Crédit photo : Arnaud Bouissou/MEDDE Centre d'études de l'équipement Méditerranée Au 1 er Janvier 2014, les 8 CETE, le Certu, le Cetmef et le Sétra fusionnent pour donner naissance au Cerema www.cete-mediterranee.fr
Contexte Les difficultés d'évacuation, de mise en décharge des déblais extraits et de préservation de la ressource granulaire, sont des enjeux majeurs, en particulier dans le département des Alpes-Maritimes. Aussi, plusieurs entreprises se sont équipées pour fabriquer un matériau auto-compactant recyclé (MAC R). Il s'agit de valoriser les matériaux extraits des tranchées et qui ne peuvent être réutilisés en l'état, en les mélangeant avec un liant hydraulique, de l'eau et un adjuvant. 2
La présentation comprendra: Une présentation technique Un retour d expérience du laboratoire de Nice du CETE Méditerranée sur l assistance technique apportée auprès des entreprises et des maîtres d ouvrage, depuis plusieurs années. Une présentation du dernier chantier important: 5 km de réhabilitation d un réseau d assainissement, sur la RD 6007 à Eze (06) 3
Présentation technique Qu'est-ce qu'un MAC... Un matériau auto-compactant (MAC), utilisé pour le remblayage des tranchées, est un mélange de matériaux divers (sables, gravillons ), de ciment ou d'un liant hydraulique en faible quantité (< 100 kg par m 3 ), d'eau et éventuellement d'un ou plusieurs adjuvants. Ils sont appelés auto-compactants car ils se mettent en place naturellement dans la tranchée par déversement, sans compactage ni vibration. Ils sont généralement fabriqués dans des centrales à béton, à partir de granulats (sables, gravillons...) de carrière. 4
Présentation technique Qu'est-ce qu'un MAC... Ces matériaux ne sont pas des produits normés. Il existe essentiellement deux guides qui apportent des spécifications : «Remblayage des tranchées Utilisation des matériaux autocompactants» - CERTU Avril 1998 «Les tranchées de faibles dimensions Réalisation et remblayage» - CERTU Novembre 2009 5
Présentation technique Qu'est-ce qu'un MAC_R... Un matériau auto-compactant recyclé (MAC_R) est donc un matériau autocompactant (MAC) dans lequel les granulats (sable, gravillons ) ont été remplacés par des déblais de terrassement (pas par des granulats recyclés). Avantages : Pas (ou peu) d'évacuation de déblais et de mise en décharge Préservation de la ressource granulaire locale 6
Présentation technique Qu'est-ce qu'un MAC_R... Inconvénients : Nécessité d'une plateforme de stockage et d'élaboration à proximité du chantier Exigences techniques équivalentes à un MAC mais avec une qualité de grave beaucoup plus aléatoire, pouvant varier au fur et à mesure de l'avancement du chantier 7
Présentation technique Méthodologie proposée pour la formulation et l exécution du chantier L'entreprise doit proposer une procédure de fabrication, de suivi et de contrôle du matériau, adapté au chantier. En période préparatoire : valider une procédure de fabrication Faire des reconnaissances géotechniques (sondages) avec identification des matériaux en place (analyse granulométrique, teneur en eau, valeur au bleu, classement GTR) Objectif : avoir une vision, globale et relativement précise, de l'ensemble des matériaux rencontrés Mettre en place une procédure de stockage, éventuellement concassage et homogénéisation des déblais 8
Présentation technique Méthodologie (suite) Réaliser plusieurs planches d'essais en faisant varier les dosages et/ou qualité de ciment, les quantités d'eau et les soumettre à différents essais Objectif : valider «une formulation» qui réponde aux spécifications préconisées pour les MAC En période de travaux : S'assurer, de façon régulière, de l'homogénéité de la grave, par des identifications en laboratoire Soumettre, le produit fini, a une batterie d'essais afin de vérifier, tout au long du chantier, qu'il répond toujours aux exigences techniques 9
Présentation technique Critères d acceptabilité des MAC_R Chaussée ancienne à faible trafic Chaussée moderne à trafic faible, moyen ou fort Objectifs Essais Caractéristiques requises Réexcavabilité Restitution au trafic Réexcavabilité Restitution au trafic Résistance à la compression (Rc) à 28 jours Pénétromètre dynamique ou Panda Résistance à la compression (Rc) à 28 jours Pénétromètre dynamique ou Panda (Source: extrait des deux guides CERTU présentés précédemment) 0.7 MPa Rc 28 j 2 MPa Rp 2 MPa 1.5 MPa Rc 28 j 4 MPa Rp 8 MPa Essai au pénétromètre dynamique pour tester la restitution au trafic Résistance en compression pour tester la réexcavabilité 10
Présentation technique Critères de refus et limites d utilisation La mise en œuvre par temps de pluie ou par température inférieure à 5 C est interdite. Les MAC_R ne répondant pas à des critères normatifs et étant soumis à d'énormes variabilités, leur mise en œuvre ne doit être acceptée que sous réserve d'un suivi rigoureux et du respect des critères précédents. Dans le cas de chaussées modernes, bitumineuses épaisses, à moyen ou fort trafic, le remblayage en MAC_R concernera uniquement la partie remblai (PSR et PIR). L'assise de chaussée sera composée d'enrobés bitumineux. 11
Retour d expérience du laboratoire de Nice 2003 RD 15 Commune de Bendejun (06) MO: SILCEN Voirie: CG06 Ent: Sirolaise AT / C externe: CETE +: technique intéressante car présence de cavités de part et d'autre de la tranchée - : remise en circulation non urgente (7 jours) Chantier: eau usée Ø 250 - L= 2 km H = 1.50 à 2 m Terrain rencontré : grès d'annot (période oligocène), bancs de grès tendres, épais, alternés de petits bancs de marne Matériau R42 évoluant en B3 après extraction à la trancheuse Technique «artisanale» : traitement dans une auto-bétonnière MO: Maître d ouvrage; Ent: entreprise; AT: Assistance technique; C: Contrôle (externe ou extérieur) 12
Retour d expérience du laboratoire de Nice 2008-2009 Raccordement des communes de l Est du département à la station d épuration Haliotis à Nice MO: NCA Voiries: CG06 + NCA Ent: SADE / Sirolaise C externe /extérieur: CETE +: phase exp puis suivi rigoureux -: difficultés liées à l hétérogénéité des déblais Chantier: eau usée L=plusieurs km Durée: 6 mois Terrains rencontrés : très hétérogènes Matériaux généralement assimilés à du B5 au sens du GTR Technique : centrale mobile sur chantier MO: Maître d ouvrage; Ent: entreprise; AT: Assistance technique; C: Contrôle (externe ou extérieur) 13
Retour d expérience du laboratoire de Nice 2010-2011 Restructuration du réseau d assainissement sur la commune de Roquebrune Cap Martin (06) MO: NCA Voiries: CG06 Ent: SADE Cexterne: CETE + : Méthodologie respectée suivi rigoureux Chantier: eau usée - L= plusieurs km Durée: 6 mois Terrains rencontrés : très hétérogènes Matériaux généralement assimilés à du B5 au sens du GTR Technique : centrale mobile sur chantier - : Manque d homogénéisation du stock de déblais MO: Maître d ouvrage; Ent: entreprise; AT: Assistance technique; C: Contrôle (externe ou extérieur) 14
Présentation du chantier: RD 6007 - Eze Chantier: Voirie CG 06: MO et Moe: Gpt d entreprises: Réhabilitation du réseau d assainissement sur 5 km RD 6007 entre Villefranche / mer et Eze Communauté urbaine NCA Direction de l assainissement SOGEA SADE - EMGC 15
Présentation du chantier: RD 6007 - Eze Goulotte de sortie du MAC_R par une vis sans fin Centrale de production du MAC_R Tapis d alimentation de la toupie 16
Présentation du chantier: RD 6007 - Eze Phase préparatoire: 35 sondages réalisés qui ont conduit à 9 identifications géotechniques Matériaux B5 mais aussi B3 et assimilé D2 Planches d essais: 5 formulations testées: 4 dosages en ciment: 50, 60, 70, 80 kg/m3 pour 190 l d eau puis 80 kg/m3 avec 210 l d eau identification des déblais disponibles: B3 / B5 (sur 3 échantillons) Pour chaque formule: 9 éprouvettes (Rc à 7 jours, 28 j et 90 j) 5 fosses d 1 m de profondeur (une par formule) testées au pénétromètre dynamique Conclusions: Dans tous les cas, quel que soit le dosage: les résistances sont faibles (0.5 à 0.8 MPa à 28 j) les pénétromètres satisfont aux critères requis On convient d opter pour une «faible» quantité de ciment et on propose de diminuer la quantité d eau. On retient: 60 kg de ciment / m3 et env. 150 l d eau 17
Présentation du chantier: RD 6007 - Eze Phase travaux: Durée: env. 5 mois Suivi rigoureux: Rc (1 fois/ semaine, valeurs comprises entre 1 et 3 MPa) couplé à des identifications de la grave et des pénétromètres Conclusions générales: Globalement, il n y a pas de différence majeure entre un dosage à 60 kg de ciment et 80 kg. A 28 jours, les résistances mesurées sont un peu faibles pour une chaussée bitumineuse épaisse (obj: 1.5 Mpa < Rc 28j < 4 Mpa). Cependant, le matériau continue à évoluer au-delà de 28 jours. Pas de différence majeure de résistance entre le MAC de centrale et le MAC_R Les pénétromètres ont toujours été homogènes sur toute la hauteur contrôlée. Généralement, autour de 4 à 5 jours, les enfoncements mesurés étaient conformes aux spécifications attendues. Pistes d amélioration: le malaxage et l homogénéisation du matériau 18
FIN Centre d'études de l'équipement Méditerranée www.cete-mediterranee.fr