étude pathologique et géotechnique portant sur la rn31 tronçon punia - ulindi dans le maniema.

REPUBLIQUE DEMOCRATIQUE DU CONGO

MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET UNIVERSITAIRE
INSTITUT NATIONAL DU BATIMENT ET DES TRAVAUX PUBLICS

I.N.B.T.B/NGALIEMA

B.P: 4731
KINSHASA/NGALIEMA
SECTION: Bâtiment et Travaux Publics
OPTION : Bâtiment et Travaux Publics

MAKANDA MOTOKOMO Christophe

JVlérna.ice

Présenté et défendu en vue de l'obtention du titre d'ingénieur en Bâtivvent et Travaux Publics

Directeur: Prof. Doc. Ir. PHANZU DIDIANE Evariste

Année Académique 2016-2017

Christophe MAKANDA MOTOKOMO

+243	81	56	12	385
+243	85	28	30	887

Skype : christophe .makanda

E-mail : [e-mail]

« Pour connaître la route devant toi, demande à ceux qui en reviennent. »

Monique Moreau

« L'herbe ne pousse jamais sur la route o ù tout le monde passe. »

Proverbe Chinois

République démocratique du Congo

Par

Mémoire

Présenté et défendu en vue de l'obtention du titre d'ingénieur en Bâtiment et Travaux Publics

Directeur : Prof. Dr. Evariste PHANZU

DIDIANA

Mars 2018

MARS

2018

Mémoire présenté et défendu en vue de l'obtention du titre d'Ingénieur BTP

Institut National du Bâtiment et des Travaux Publics

ETUDE PATHOLOGIQUE ET
GEOTECHNIQUE PORTANT SUR LA RN31
TRONÇON PUNIA - ULINDI DANS LA
PROVINCE DE MANIEMA

ETUDE PATHOLOGIQUE ET GEOTECHNIQUE
PORTANT SUR LA RN31 TRONÇON
PUNIA - ULINDI DANS
LA PROVINCE DE MANIEMA

TRAVAIL DE FIN D'ETUDES PRESENTE PAR l'Ingénieur Technicien en Bâtiment et Travaux

Publics

MAKANDA MOTOKOMO Christophe

Pour le titre d'Ingénieur en Bâtiment et Travaux Publics

DIRIGE PAR LE PROF. Dr. Evariste PHANZU DIDIANA

Page vierge laissée intentionnellement

TFE - Page | i

EPIGRAPHE

« L'herbe ne pousse jamais sur la route où tout le monde passe. »

Proverbe Chinois

« Pour connaître la route devant toi, demande à ceux qui en reviennent. »

Monique Moreau

TFE - Page | ii

A notre grand-mère TUANGALIYE Apauline, pour son amour indéfectible et sa prière
sans relâche qui nous fait vivifier le jour au jour jusqu'à la réalisation de ce travail. Ainsi
qu'à notre frère KITOKO Guylain pour son accompagnement matériel à l'achèvement
de notre projet d'étude universitaire.

Nous dédions ce travail.

TFE - Page | iii

REMERCIEMENTS

Au terme de nos études du second cycle à l'Institut National du Bâtiment et des Travaux publics (INBTP), nos vifs remerciements vont premièrement à notre Dieu, Maître de l'univers et Parole créatrice, source de toute sagesse et intelligence, pour nous avoir soutenu et accompagné jusqu'au terme de ce travail.

Nous remercions le professeur Evariste PHANZU DIDIANA, non seulement pour avoir accepté la direction de notre travail, mais aussi pour toutes ses orientations et conseils nécessaires à l'achèvement intégral de ce travail.

Nous sommes reconnaissants à tous nos enseignants qui durant notre formation ont fait preuve de disponibilité et dévouement dans l'accomplissement de leurs tâches.

A mes parents, papa KITOKO Claude et maman ASIMANI Mamie, pour leur affection, conseil et soutien jusqu'au terme de ce travail surtout pour la naissance qu'ils nous ont donné, qui est l'origine de tous nos parcours sur terre, qu'ils trouvent ici notre profonde reconnaissance. Notre gratitude s'adresse à nos frères et soeurs KITOKO Guylain, LOFANGA Fiston et TUANGALIYA Apauline, KITOKO Bellevue, pour leurs encouragement, amour fraternel, aide matériel et prière que nous avons toujours été bénéficiaire.

A notre très chère tante chérie KITOKO Lucie pour son accueil et surtout pour nous avoir toujours donné ce qu'elle a, preuve de la plus belle femme du monde, qu'elle trouve ici dans ce travail, notre reconnaissance suprême. Nous pensons d'une part, spécialement à notre cousine ILONGA Déborah, pour non seulement sa politesse envers nous mais également son amour qui ne cesse de manifester envers nous, qu'elle trouve ici l'expression de notre gratitude.

Puissent tous les camarades et compagnons de lutte de la Deuxième Epreuve d'Ingénieur en générale et ceux du département Bâtiment et Travaux Publics en particulier dont le destin a bien voulu que nous puissions être ensemble par le biais des études ainsi que tous les amis intimes, qu'ils trouvent ici, notre expression de reconnaissance pour leur amour, attachement et bon sens de collaboration. Nous citons à titre illustratif : NDOMATEZO Renick, BOKWALA Gérard, KUNDENGA Jules, BOSUANDOLE Servais, SANA Valeur, KASONGO Victor, KITAPINDU Odon, SEKALAYA LIMENGO, Olivier GALE, MBUYI Junior, YAFUNGA Matthieu, BALEKELAYI Patcheli Yebela, etc.

TFE - Page | iv

Enfin, que tous ceux qui ont contribué à la réussite de parcours de nos études au sein de l'INBTP se réjouissent en voyant ce travail car c'est grâce à leur soutien que nous sommes arrivé à ce niveau. Aussi, nous tenons à rassurer tous ceux qui ne sont pas cités nommément ici suite à certaines contingences de ne pas se sentir complètement oubliés. Leurs bienfaits sont jalousement gardés au fond de notre coeur et cela pour toujours.

MAKANDA MOTOKOMO Christophe

TFE - Page | v

SIGLES, ABREVIATIONS ET SYMBOLE UTILISES

AFNOR : Association Française de la Normalisation

AMECO : América Construction

CBR : Californian Bearing Ratio

D : Diamètre de grains

DVDA : Direction des Voies de Desserte Agricole

e : Epaisseur minimale de la chaussée

ech : Epaisseur totale de la chaussée

EIE : Etude d'Impact Environnementale

ff : Forfaitaire

GLA : Perte annuelle moyenne de gravier en mm

HIMO : Haute Intensité des Mains d'OEuvre

IP : Indice de Plasticité

INBTP : Institut National du Bâtiment et des Travaux Publics

kg : Kilogramme

km : Kilomètre

km² : Kilomètre carré

km/h : Kilomètre par heure

Log : Logarithme

m2 : Mètre carré

ml : Mètre linéaire

mm : Millimètre

n : Nombre d'années avant premier rechargement

N : Nombre de poids lourds de plus de 3 T par jour

OR : Office des Routes

OVD : Office des Voirie et Drainage

OPM : Optimum Proctor Modifié

ONG : Organisation Non Gouvernementale

P : Poids de la roue

PST : Partie Supérieure de Terrassement

PGEP : Plan de Gestion Environnemental du Projet

PGES : Plan de Gestion Environnemental, social

RDC : République Démocratique du Congo

RE : Pluviométrie annuelle

RN31 : Route National n°31

: Trafic annuel dans les deux sens de direction en milieu de

TA véhicules

TFE - Page | vi

TVA : Taxe sur la Valeur Ajoutée

T/m³ : Tonne par mètre cube

TRRL : Transportation Road Research Laboratory

Vc : Pente

VRU : Voie Rapide Urbaine

W : Teneur en eau naturelle

WHH/AAA : Welthungerhilfe / Agro Action Allemande

WL : Limites de Liquidité

Wopt : Teneur en eau optimale

WP : Limites de Plasticité

Ø : Diamètre des aciers

f : 0,94 pour graveleux latéritique

°C : Degré Celsius

ãd : Densité sèche

ãdmax : Densité sèche maximale

: Micro mètre

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LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1-1 : Répartition du réseau en charge de l'Office des routes par

Province

Tableau 1-2 : Répartition du réseau en charge de l'Office des Routes par types

Tableau 1-3 : Répartition du réseau des voiries par Province

Tableau 1-4 : Répartition du réseau des voiries par type

Tableau 2-1 : degré de dégradation et nature des travaux

Tableau 2-2 : Définition des classes de dimensions selon la norme AFNOR

Tableau 3-1 : Usure sous le trafic

Tableau 4-1 : les composantes affectées selon la nature des travaux

Tableau 4-2 : Impacts probables sur l'environnement dudit projet

Tableau 4-3 : liste indicative des mesures d'atténuation des impacts négatifs

du projet

Tableau 5-1 : Synthèse du devis

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LISTES DES FIGURES

Figure 1-1 : schéma théorique de la structure du corps de chaussée

Figure 1-2 : Profil en travers

Photo 2-1 : bourbiers et envahissement de la route par des bambous

Photo 2-2 : Inondation de la route

Photo 2-3 : les ornières

Photo 2-4 : les flaches

Photo 2-5 : la tôle ondulée

Photo 2-6 : les déformations dans un virage

Photo 2-7 : le ravinement

Photo 2-8 : les nids de poule

Photo 2-9 : les bourbiers

Photo 2-10 : Tamis de l'analyse granulométrique

Figure 2-11 : Coupelle de Casagrande

Figure 2-12 : Etuve de 250 litres

Figure 2-13 : Presse CBR

Figure 2-14 : Appareillage de densitomètre à membrane

Figure 2-15 : Détermination de la densité sèche in situ par la méthode de cône

à sable

Figure 2-16 : Essai à la plaque

Figure 3-1 : Abaque du RRL

Figure 3-2 : Structure proposée

TFE - Page | ix

TABLE DES MATIERES

EPIGRAPHE i

REMERCIEMENTS iii

SIGLES, ABREVIATIONS ET SYMBOLE UTILISES v

LISTE DES TABLEAUX vii

LISTES DES FIGURES viii

TABLE DES MATIERES ix

INTRODUCTION 1

0.1. PROBLEMATIQUE 1

0.2. HYPOTHESES DE LA RECHERCHE 2

0.3. OBJECTIF DU TRAVAIL 2

0.4. DELIMITATION DU TRAVAIL 3

0.4.1. Délimitation du sujet 3

0.4.2. Délimitation topologique 3

0.4.3. Délimitation tempologique 3

0.5. CHOIX DU SUJET 3

0.6. INTERET DU SUJET 4

0.7. METHODES ET TECHNIQUES 4

0.7.1. Méthodes 4

0.7.2. Techniques 4

0.8. DIFFICULTES RENCONTREES 5

0.9. DIVISION DU TRAVAIL 5

Chapitre premier : GENERERALITES SUR LA ROUTE 6

1.1. INTRODUCTION 6

1.1.1. Etymologie et historique 6

1.1.2. Définitions de la route 6

1.2. IMPORTANCE ET AVANTAGE DE LA ROUTE 7

1.2.1. Sur le plan social 7

1.2.2. Sur le plan économique 7

TFE - Page | x

1.2.3. Sur le plan politico-administratif 7

1.2.4. Avantages de la route 7

1.3. EVOLUTION DE ROUTE EN TERRE 7

1.3.1. Piste saisonnière 7

1.3.2. Piste améliorée 8

1.3.3. Route en terre proprement dite 8

1.4. ROUTE REVETUE 8

1.5. AUTOROUTE 9

1.6. STRUCTURE DE LA CHAUSSEE 9

1.6.1. Chaussées revêtues 9

1.6.2. Chaussées en terre 9

1.7. REHABILITATION ET RECONSTRUCTION D'UNE ROUTE 10

1.7.1. Réhabilitation 10

1.7.2. Reconstruction 10

1.8. AMELIORATION DES CARACTERISTIQUES TECHNIQUES 10

1.9. TRAVAUX D'ENTRETIEN D'UNE ROUTE 10

1.9.1. Entretien courant 11

1.9.2. Entretien d'urgence 11

1.9.3. Entretien périodique 11

1.9.4. Types d'entretien 11

1.9.5. Entretien préventif 11

1.9.6. Entretien curatif 11

1.10. MAINTENANCE ROUTIERE 12

1.11. TERMINOLOGIE ROUTIERE 12

1.12. GENERALITES SUR LE RESEAU ROUTIER CONGOLAIS 13

1.12.1. Office des Route (OR) 13

1.12.2. Office des voirie et Drainage (O.V.D.) 14

1.12.3. Direction des Voies de Dessertes Agricole (DVDA) 14

1.13. GESTION DU RESEAU ROUTIER CONGOLAIS 14

1.13.1. Réseau en charge de l'Office des Routes 14

1.13.1.1. Linéaire global 14

1.13.1.2. Linéaire Prioritaire (Ring National) 15

1.13.1.3. Répartition du réseau routier par Province 15

TFE - Page | xi

1.13.1.4. Répartition du réseau routier congolais 15

1.13.2. Réseau en charge de l'Office des Voiries et Drainage 16

1.13.2.1. Linéaire Global 16

1.13.2.2. Répartition du réseau des voiries par Province 16

1.13.2.3. Répartition du réseau des voiries par type 16

1.13.3. Réseau en charge de la Direction des voies de Desserte

Agricole .16

1.14. NOTION DE CLASSIFICATION DES ROUTES CONGOLAISES 17

1.14.1. Critère technique 17

1.14.2. Critère administratif et juridique 17

1.14.3. Critère fonctionnelle 17

1.15. CARACTERISTIQUES DU RESEAU ROUTIER CONGOLAIS 18

1.16. CONTRAINTES RELATIVES AU RESEAU ROUTIER CONGOLAIS 18

1.16.1. Contraintes Techniques 18

1.16.2. Contraintes financières 18

1.16.3. Contraintes Sociales 19

1.16.4. Contrainte Politique 19

1.17. CONCLUSION 19

Chapitre deuxième : PRESENTATION DU SITE, IDENTIFICATION DES DEGRADATIONS OBSERVEES ET PRISE EN COMPTE DES

CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES 20

2.1 PRESENTATION DU SITE D'ETUDE 20

2.1.1 Situation géographique 20

2.1.2 Coordonnées géographiques 20

2.1.3 Climat 20

2.1.4 Hydrographie 21

2.1.5 Végétation 21

2.1.6 Sol 21

2.2 DESCRIPTION DU MILIEU D'ETUDE 21

2.3 SITUATION ACTUELLE 22

2.4 IDENTIFICATION DES DEGRADATIONS OBSERVEES 23

2.4.1 Types des dégradations 23

TFE - Page | xii

2.4.1.1 Ornières 23

2.4.1.2 Flaches 24

2.4.1.3 Tôle ondulée 25

2.4.1.4 Déformation dans les virages 26

2.4.1.5 Arrachement avec frayée en « W » 27

2.4.1.6 Ravinement 27

2.4.1.7 Nids de poule 28

2.4.1.8 Usure de la couche de roulement 29

2.4.1.9 Bourbiers 30

2.4.2 Regroupement des dégradations 31

2.4.2.1 Déformations 31

2.4.2.2 Arrachements 31

2.4.2.3 Usures superficielles 31

2.4.3 Lien entre degré de gravité et nature des travaux 31

2.5 CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES RETENUES 32

2.5.1 Géotechnique 32

2.5.1.1 Généralités 32

2.5.2 Etudes géotechniques routières 33

2.5.3 Sols d'emprunts et les gites de matériaux 33

2.5.4 Essais géotechniques routières 33

2.5.5 Essais d'identification 34

2.5.5.1 Analyse granulométrique par tamisage 34

2.5.5.2 Limites d'Atterberg 36

2.5.5.3 Teneur en eau 37

2.5.6 Essai de compactage 38

2.5.6.1 Essai Proctor 40

2.5.7 Essai de portance 41

2.5.7.1 Essai CBR (Californian Bearing Ratio) 41

2.5.8 Essais de compacité 43

2.5.8.1 Densitomètre à membrane 43

2.5.8.2 Densitomètre à sable 44

2.5.8.3 Essai à la plaque 45

2.6 CONCLUSION 45

TFE - Page | xiii

Chapitre troisième : DIMENSIONNEMENT DE LA STRUCTURE DE

CHAUSSEE EN TERRE 47

3.1 CHOIX DE MATERIAUX 47

3.2 DIMENSIONNEMENT DES STRUCTURES DES CHAUSSEE EN TERRE 47

3.2.1 Généralité 47

3.2.2 Paramètres de base 48

3.2.2.1 Portance 48

3.2.2.2 Trafic 48

3.2.3 Dimensionnement d`Assise 49

3.2.4 Méthode de dimensionnement 49

3.2.4.1 Méthode CBR 49

3.2.4.2 Calcul de l'usure sous le trafic 50

3.2.4.3 Epaisseur totale de la chaussée 51

3.2.4.4 Illustration par rapport à notre travail 51

3.2.4.5 Méthode des abaques TRRL (Transportation Road Research

Laboratory).... 51