Chaussées non-revêtues

Encore appelées «routes en terre», ce sont des chaussées à structure simple. On distingue deux types de dessertes, à savoir: les chaussées sans rechargement au-dessus du sol support

et le chaussées rechargées. Dans le premier cas, la chaussée est ouverte à la circulation dès la fin du terrassement nivellement de l’horizon supérieur du sol; tandis que, pour les chaussées rechargées, la mise en service (circulation est effective) intervient à la fin du compactage de la couche granulaire placée au-dessus du sol. Le comportement structural et les différentes dégradations qui affectent la deuxième catégorie ont été fréquemment placés à l’ordre du jour des ateliers de l’AIPCR (Association Internationale Permanente des Congrès de La Route) notamment au Bénin (2007) et en Bolivie (2011) car ce type de route constitue 60% du réseau des pays en développement et de nombreux investissements réalisés pour leur construction ont été mobilisés par plusieurs bailleurs de fonds comme: la Banque Mondial, l’Union Européenne, et d’autres institutions de financements des projets de développement (Pinard, 2006). Les méthodes de dimensionnement et de construction sont soutenues par plusieurs recherches mais sont majoritairement de type empirique. La principale méthode est celle de l’essai CBR dont les données de terrain (in-situ) sont obtenues avec le pénétromètre.

L’essai CBR est l’une des principales méthodes courantes pour évaluer la capacité portante des couches et des matériaux constitutifs (Assaf, 2011). Il s’agit d’une mesure de la valeur de cisaillement des matériaux sous l’effet d’un poinçonnement provoqué soit in-situ ou soit au laboratoire. Les expériences australiennes et sud-africaines sont généralement appliquées à travers le monde (Assaf, 2010). Le dimensionnement aboutit soit à une structure monocouche soit à une structure bicouche. La méthode se base sur la théorie de distribution des contraintes pour calculer la pression verticale exercée (ou poinçonnement) sur le sol support par la charge des roues sur la chaussée (hypothèse de base de Peltier, équation 3.1).

L’analyse de la défaillance dans la capacité portante du sol, qui représente l'état-limite ultime, permet de calculer l’épaisseur de la couche granulaire requise pour diminuer la pression verticale exercée sur le sol support à une valeur équivalente à sa capacité portante estimée. Les travaux de base sont l’œuvre de Peltier et ont connu des récents développements à travers les travaux de Giroud et Han (2001) du Tensar corporation (1986). L’hypothèse de base considère que la zone de contact circulaire sous le pneu correspond à une section de pression circulaire sur le sol support. Ainsi, l’aire de distribution des contraintes montre la forme d’un cône plutôt que qu’un profil trapézoïdal défini selon les résultats primaires de Giroud et Noiray.

Toutes ces hypothèses simples à mettre en œuvre ont été validées de façon empirique et facilement reproduites dans plusieurs laboratoires; d’où la grande utilisation des méthodes CBR dans les Pays en développement (Assaf, 2010). Les étapes suivantes sont utilisées pour le dimensionnement de la chaussée :

• déterminer la valeur du CBR du sol;

• déduire le rapport des modules de Young de la fondation granulaire (couche rigidifiée par compactage) sur le sol (support mou) à partir des courbes de poinçonnement contrainte / déformation et les épaisseurs à partir des abaques et des équations(3.1 ou le 3.2)

h =100 + 150P 5 +CBR

(3.1)

h =100 + [75 + 50xlog(N/10))x√P 5 + CBR

(3.2)

Pour les deux équations, P : charge par roue (en tonne), h : épaisseur (centimètre), CBR : valeur du sol (%), N : débit journalier moyen de camions dont le poids total à vide supérieur à 1500Kg.

Ce modèle structural de chaussées s’adapte mieux aux routes à trafic faible (inférieur à 5.10⁴ essieux standard de référence) et aux voies d’accès vers les sites d’exploitation industrielle (agricole, forestière et minière). En ASS, ce type de chaussées représente près de 80% de la longueur totale du réseau existant. Les routes sont obtenues après terrassement/ reprofilage (si requis), suivi de nivellement, rechargement et compactage de la mince couche (20 à 50mm) de grave latéritique ou de sable argilo-limoneux (localement nommé terre jaune).

Cette couche compactée est quelquefois recouverte d’un enduit bitumineux (seal) ou autres sous-produits industriels (mélasse). Elle joue plusieurs rôles : plateforme de roulement, protection du sol contre les effets climatiques, amortissement et répartition des charges. Ce sont des infrastructures qui servent souvent pour une bonne part à des voiries urbaines

(ruelle, avenue, boulevard), des pistes d’aérodromes, des routes rurales principales et les voies d’accès des zones d’exploitation des ressources naturelles.

La conception est faite au moyen des outils suivants :

• les catalogues et des méthodes du CEBTP et du TRL qui sont des améliorations de la formule de Peltier à laquelle on adjoint le trafic;

• le catalogue SATCC élaboré pour les routes dites de faible trafic;

• les résultats des travaux des chercheurs [Autret (1984), Bagarre (1990), Tockol (1993), Mbodji (2004), Pinard (2006), Bohi (2008), etc].

Analyse des limitations de la méthode du CBR

Les limites de cette méthode de conception sont de deux ordres :

• l’absence de détermination du ratio de corrélation acceptable entre les valeurs de CBR in-situ et les valeurs de CBR au laboratoire aboutit souvent à des écarts importants parfois de l’ordre de 30% [Tockol (1993), Béré (2007)].

• la non-évaluation des contraintes et des déformations admissibles constitue également une autre limitation à ce type de dimensionnement qui conduit des investissements importants pour des structures peu performantes.

Il est ainsi suggéré d’utiliser des facteurs de correction locale pour améliorer les performances de la structure finale proposée autrement on aboutit à un dimensionnement peu conservateur avec des chaussées surdimensionnées (Thiaw, 2006) ou soit sous-dimensionnées (Gribble et al. 2008). Les pertes d’argent et plusieurs dommages collatéraux sont en bout de ligne.