Les travaux de terrassement constituent généralement la première phase d'un projet et sont l'une des plus importantes. Un choix adéquat de machines est essentiel pour obtenir une exécution efficace. Le mouvement de la terre est presque toujours la première des phases auxquelles nous sommes confrontés dans tout travail de construction, qu'il s'agisse de bâtiment ou de travaux publics. Cette phase commence par l'enlèvement du matériel et se termine lorsque ce matériel est déposé dans un endroit approprié et doit remplir une série de conditions stipulées.
Les engins de terrassement
Les engins utilisés pour le terrassement doivent être choisis en tenant compte des caractéristiques de notre projet : la production nécessaire pour respecter les délais, l'excavation des matériaux à manipuler, l'exécution des chenilles pour les véhicules et les machines, etc. En outre, une partie de ces équipements est généralement utilisée plus tard, pendant le reste des travaux, ce qui conditionnera également le choix final. Mais sans aucun doute, l'un des facteurs fondamentaux dans le choix des machines est le coût d'exécution, qui dans les travaux de terrassement peut être classé comme le coût de mise en route, de chargement et de transport.
Les phases de terrassement
Les principales phases ou opérations en lesquelles se divise le mouvement de la terre sont : l'excavation ou l'enlèvement, le chargement, le transport ou le halage, le déchargement, l'extension, le mouillage ou le séchage, le compactage, et le raffinage et l'assainissement. Pendant la phase d'excavation, les conditions de travail peuvent varier selon le type d'exécution : s'il s'agit d'une excavation à l'air libre, souterraine ou sous-marine, par exemple. Pour cette phase, on utilise souvent des pelles, des pelles à benne traînante, des tracteurs à chenilles ou des décapeuses, entre autres machines. Lorsqu'il s'agit de sélectionner le matériel d'excavation en fonction de la capacité d'excavation du terrain, il existe diverses méthodes, telles que la méthode romaine qui établit une classification simplifiée des massifs rocheux, la méthode de la vitesse sismique qui étudie la correspondance entre la difficulté de l'excavation et la vitesse sismique de compression et des ondes secondaires, la méthode qui, en fonction de sept facteurs, dont l'espacement des joints et la vitesse sismique, détermine le degré de maturité d'un massif ou la méthode qui définit la vitesse d'excavation en fonction de quatre paramètres : altération par la météorisation, simple résistance à la compression, séparation entre diaclases et puissance des couches.
L'excavation
Lors de l'excavation et du chargement, il y a également une série de facteurs dont nous devrons tenir compte pour choisir le type de machines à utiliser, tels que : les caractéristiques du matériau et la difficulté d'excavation, de chargement ou de manutention qu'il présente ; le type de terrain sur lequel nous allons effectuer le travail ; la production nécessaire ; le trajet à suivre ; ou le placement et la coordination des équipements. Pour le chargement, nous pouvons utiliser des pelles, des chargeuses et des chargeurs sur roues, entre autres machines. Lors du dimensionnement du matériel de transport, nous devons également tenir compte du fait que, pendant la phase d'excavation, les conditions dans lesquelles le matériel est trouvé sont modifiées, notamment en termes d'ajustement et d'humidité. En raison de ce changement d'ajustement, le matériau devient spongieux, ce qui augmente son volume et diminue sa densité. Afin d'obtenir l'humidité idéale pour effectuer l'extension du matériau, nous effectuerons des traitements de mouillage ou de séchage qui consistent essentiellement à fournir ou à éliminer l'eau du sol respectivement. La contribution peut être apportée par la fourniture d'eau par l'irrigation au moyen de camions-citernes ou de réservoirs, et le séchage par exposition solaire. Dans la phase d'extension, les niveleuses, les remorques à moteur et les tracteurs à chaîne seront également impliqués. Après le pavage, le sol est soumis à une série de contraintes pendant la phase de compactage afin d'obtenir un comportement mécanique adéquat en réduisant le taux de vides. Pour ce faire, on utilise des rouleaux dont le type, la taille et la force de compactage dépendent du matériau et des caractéristiques finales à obtenir. Dans ce cas, un autre facteur qui doit être pris en compte est le facteur de consolidation du matériau, c'est-à-dire la relation entre le volume de matériau sur le banc et le volume occupé par le matériau compacté.
L'étape d'affinage
Pour la phase d'affinage et de nettoyage, nous pouvons utiliser une niveleuse qui, grâce à l'action de sa lame centrale, permettra d'obtenir la finition géométrique souhaitée. Dans toutes les phases décrites, un autre facteur fondamental qui a un impact direct sur les temps d'exécution est la durée des cycles de travail des machines. Le temps de cycle est le temps investi dans la réalisation d'une série d'opérations, jusqu'à ce que la machine revienne à sa position initiale. Ce temps peut être divisé en temps fixe et temps variable, et pour les déterminer, il est pratique de considérer séparément l'aller et le retour de la machine pour déterminer, par exemple, l'influence des pentes, des poids. Avec ces temps, les périodes d'exécution, les caractéristiques du terrain et la géométrie et les conditions finales du matériel étendu, nous définirons le type et le nombre d'unités de chaque machine utilisée.
Le terrassement en zone difficile d’accès
Lorsque le terrain faisant l’objet de travaux de terrassement est difficile d’accès, le terrassement requiert des travaux préalables et spécifiques. Cela consiste notamment à déboiser et à réaliser un accès au terrain pour les engins. En effet, dans le cadre de travaux de construction, il est indispensable d’avoir un accès au terrain assurant le bon déroulement des travaux. Parmi les zones qualifiées de difficiles d’accès, on peut citer les terrains à forte pente, ceux qui sont très étroits ou situés dans des zones de plantation dense. Dans ces cas-là, on doit prévoir divers aménagements pour faciliter le passage d’engins qui seront logiquement des engins lourds. En plus de la commodité de l’accès, le travail consiste à le renforcer pour qu’il puisse supporter le poids des engins. Ceci est nécessaire pour prévenir tout glissement de terrain. Il se pourrait même qu’on ait besoin de prévoir un contournement pour ouvrir la voie au chantier.
La création de l’accès pour les travaux
La création d’une voie d’accès constitue une étape très importante avant la réalisation de travaux de construction. Celle-ci peut même imposer d’importants frais qu’il ne faut point négliger lors de l’établissement du budget. Et particulièrement pour un terrain situé dans une zone difficile d’accès. La voie d’accès créée doit être à la fois large et haute, pour permettre un passage sans encombre aux camions et aux divers équipements de chantier. Le chemin doit être solide en tout temps, même en cas de fortes pluies. De ce fait, l’épaisseur doit être assez conséquente pour empêcher l’embourbement ou similaires. Ainsi, différentes opérations seront réalisées par l’entreprise à laquelle les travaux de terrassement sont confiés. Elle se charge de retirer toute la terre végétale pouvant aller jusqu’à une profondeur d’une trentaine de centimètres ou même plus. Ensuite, elle met en place un film géotextile pour éviter que la terre ne se mélange pas à la première couche de roche concassée qu’elle va mettre dessus. Les travaux s’enchaînent par la mise en place d’une première couche de roche dispersée sur une épaisseur d’une vingtaine de centimètres. À noter, au passage que la pente maximale permettant une bonne évacuation d’eau est de 10 % et tout au moins de 5 %. On doit en tenir compte lors des travaux précédant le commencement du terrassement proprement dit.
Le terrassement par aspiration
Le terrassement par aspiration consiste au déblaiement d’un terrain en profondeur par le fait d’aspirer les matériaux, du sol. Elle permet également d’intervenir sur une grande variété de terrains sans porter préjudice aux câbles, aux canalisations ou aux racines des arbres. Pour ce faire, le professionnel de terrassement utilise un engin spécial, en l’occurrence de l’excavatrice aspiratrice. Ce n’est autre qu’un gros aspirateur doté d’une benne prévu récupérer les déblais. De plus, elle est munie d’un système de déversement permettant d’éliminer facilement les matériaux.
- Les atouts du terrassement par aspiration
Le terrassement par aspiration présente de nombreux avantages qui sont entre autres, le fait :
- De réduire les coûts dans la mesure où elle propose une solution complète avec un véhicule unique pour éclater, aspirer et évacuer.
- D’être un mode de fonctionnement non agressif pour les réseaux enterrés qui sont entièrement préservés pour ne subir aucun endommagement.
- D’être un outil adéquat pour éviter au mieux les accidents.
- D’améliorer d’une façon conséquente les conditions de travail des ouvriers.
- De maintenir en permanence la propreté de l’environnement durant toute la durée de l’opération. En effet, les matériaux nuisibles à l’environnement s’aspirent et s’éliminent sans générer aucune pollution. En même temps, ils assurent la protection des arbres et de leurs racines.
- D’assurer l’exécution du chantier avec rapidité et discrétion. Cette méthode utilisant un engin spécial qu’est l’excavatrice est nettement plus rapide que le terrassement manuel. Celle-ci aspire les déblais et les garde dans la benne qui lui est intégrée,
- D’être une intervention aisée dans les petits espaces. L’excavatrice convient aux travaux en zone urbaine et pour les interventions dans les passages étroits.
- Les cas où l’utilisation du terrassement par aspiration est à privilégier
Le terrassement par aspiration est une méthode de terrassement moderne pour nettoyer le chantier, décaisser le terrain, préparer une allée, remplacer les graviers tout en entretenant les arbres au niveau des racines. Ses applications ciblent autant les particuliers que les professionnels. Elle trouve surtout son utilité pour :
- Le dégagement des canalisations pour des travaux de changement ou de réparation.
- Le déblaiement et l’enfouissement.
- L’assèchement des bases d’une construction.
- L’enlèvement de différents matériaux comme la pierre, le gravier, la boue, les déchets végétaux, le sable, la terre, l’eau…
- En un mot, la réalisation de terrassement.
Les différentes étapes de travaux de terrassement
Comme le terrassement permet à la construction finale d’être stable, aucune des étapes suivantes n’est pas à négliger. Il s’agit :
- Du piquetage. Cette étape sert à délimiter le terrain pour s’assurer que les travaux sont parfaitement conformes aux plans de l’architecte. Dans la pratique, il permet de ne pas endommager les canalisations, qui sont à répertorier lors de cette étape. Le piquetage donne une assurance supplémentaire au propriétaire que la construction finale ne gênera pas le voisinage, et qu’il n’y aura pas litige ultérieurement.
- De l’évacuation des eaux. Elle est réalisée pour maintenir la bonne stabilité du terrain, même en temps humide. Les travaux consistent à creuser un sillon pour assurer l’évacuation de l’eau de pluie, à poser des canalisations, voire des drains.
- Du décaissement. C’est la première étape de déblai. Elle est aussi connue sous le nom de décapage. À ce stade, la terre végétale est enlevée pour ne garder que les couches du sol les plus adaptées à la construction.
- De la mise en place d’un film géotextile. Ce film sert à protéger la construction de la remontée des racines des végétaux. Il permet aussi d’éviter que la terre naturelle présente sur le terrain ne se mélange pas au remblai.
- Du remblaiement. C’est la dernière étape du terrassement.
En d’autres termes, le terrassement désigne un ensemble de travaux ayant pour but la mise en forme du terrain avant la construction. Le processus appelé aussi modelage revient à lui conférer la forme finale souhaitée tant en aspect qu’en résistance mécanique. Le travail se résume au déplacement de différents matériaux se trouvant dans le sol. Il s’agit entre autres de la terre, l’argile, le sable, les roches, les cailloux, les détritus jusqu’à l’obtention du sol stable. C’est seulement ce dernier qui sera apte à recevoir les fondations de l’ouvrage à bâtir. En matière de terrassement, différentes techniques sont utilisées. Elles peuvent être manuelles avec utilisation de pelle et de pioche ou mécaniques.
- Le piquetage
Lors du piquetage, le géomètre commence par repérer avec précision les bornes et les limites de terrain. Pour cela, il peut consulter les propriétaires voisins et mesurer au décamètre toutes les dimensions pour bien vérifier la conformité du plan de bornage aux dimensions réelles. Les travaux de piquetage doivent être effectués en accord avec le terrassier. Ce dernier ne manquera pas de donner les consignes et la méthode à laquelle il est habitué. Le géomètre choisira un point de référence pour le nivellement, en tenant compte du niveau naturel du sol, des écoulements, de la visibilité par rapport au chantier et de tout autres paramètres utiles. Cette référence se situera en un endroit non concerné par les travaux et pouvant être situé rapidement avec certitude. On peut en profiter pour tracer au sol le pourtour et la disposition des ouvertures, en usant du plâtre en poudre ou en tendant des ficelles entre des piquets.
- Les travaux de déblaiement
Les travaux de déblaiement constituant la première partie des opérations de terrassement proprement dit ont pour but de préparer le terrain à recevoir la construction. Le déblaiement impose une étude préalable du sol pour en vérifier la composition et correspond plus précisément à l’étape des fouilles. Au déblaiement sont associés certains travaux variant suivant la nature du terrain. Dans tous les cas, on doit procéder au décapage pour le triage de la composition du terrain. Il consiste à retirer de la terre végétale pour ne garder que les couches pouvant supporter la construction ainsi que des plantations. Pour un terrain en pente, le déblaiement se poursuit par une opération de remblaiement pour niveler le terrain. Si ce n’est pas le cas, il intervient après le piquetage dont l’objectif est de délimiter le terrain. La terre déblayée est stockée sous forme de remblais provisoires. Si la terre est de bonne qualité, elle peut servir à aménager un jardin ou un verger, sinon elle est évacuée.
- Le décaissement
Après les travaux de déblaiement, on procède au décaissement qui concerne directement la construction. Il consiste à creuser en profondeur l’emplacement de la maison pour y implanter les fondations et à déterminer la mise en place de la cave ou d’un garage en sous-sol. À cette étape, l’emplacement des canalisations ou de tous les conduits est également déterminé.
- La pose du film géotextile
Le film géotextile vise la stabilisation du terrain. C’est un tissu constitué principalement de fibres synthétiques, notamment du polypropylène. Il se caractérise par sa très forte résistance, mais pourtant son toucher doux. Il se présente sous la forme d’une trame, tissable ou non. À noter qu’à part son utilisation dans le domaine des fondations du bâtiment, il est également employé par les jardiniers et les paysagistes pour isoler des espèces végétales pendant les plantations. Quoi qu’il en soit, ce textile perméable présente la particularité de laisser passer l’eau, pour éviter la prolifération de moisissures et autres champignons. En revanche, il est très efficace pour empêcher les végétaux de repousser. Déposé directement sur le sol, il propose un nivellement irréprochable. Aussi, le film géotextile évite que la couche de terre ne se mélange avec le remblai. En effet, l’étape finale consiste à mettre dessus une couche de remblai.
- Le remblaiement du terrain
Comme les opérations successives composant le terrassement sont toutes prévues pour combiner leur effet dans le but de stabiliser l’assise de la fondation du futur ouvrage, le remblaiement est l’étape renforçant les actions ultérieures. De ce fait, il permet également d’instaurer des bases solides et stables à la future construction. Autrement dit, il permet de parfaire le modelage pour optimiser la stabilité du terrain. Le remblaiement est également utile pour la surélévation d’un sol, la recréation d’une pente, le comblement des vides ou des tranchées. En principe, la terre remuée occupera plus de volume qu’une terre tassée si l’épaisseur du remblai est majorée de 20 à 30 %, pour un tassement de 15 % en moyenne. Cette épaisseur de remblai diffère selon sa destination, et effectivement, il faut :
- 10 cm de remblai pour la réalisation d’une allée piétonne.
- 20 cm pour un passage de voitures.
- 30 cm pour une voie accessible aux camions.
En règle générale, une couche de remblai se compose d’une couche de grosses pierres, d’une couche de concassé et d’une finition en sable ou en gravillon. Le remblaiement s’effectue après qu’on ait réalisé le bornage du terrain.
