Terrassement - calcul de volume

Calcul des volumes de
terrassement à partir de modèles
de projet 3D
Avec Autocad civil 3D 2015
Travail inclus dans les activités du module de topographie
Réalisé par : ELASRI Abdessadek
Sous l’encadrement de : M. Abdelkarim ELARRIM
13/01/2015
Filière Géoinformation 2ème
année

1. Introduction
Les terrassements constituent les travaux de préparation de l’infrastructure des
ouvrages de génie civil. Ils permettent d’établir la plateforme des niveaux inférieurs
d’une construction ainsi que les accès à ces niveaux .D’une manière générale dans
une opération de construction ils constituent un lot très important et peuvent dans
quelques cas engager des moyens très importants même si la construction projetée
reste modeste.
2. Définitions et terminologie.
2.1. Définition d’un terrassement.
D’une façon générale, tout mouvement de terres (remblai ou déblai) constitue un
terrassement.
Creuser une fouille, une rigole ou plus généralement modifier le relief du sol
représente en soi des terrassements.
2.2. Opérations diverses.
- Un terrassement par déblai consiste à enlever des terres initialement en
place ;
- Un terrassement par remblai consiste à mettre en place, en générale par
apport ou dépôt, des terres préalablement prélevées.
- Les travaux de terrassement sont généralement précédés par des opérations
d’implantation et de piquetage destinés à matérialiser les mouvements de
terres en fonction des nivellements définitifs à obtenir.
2.3. Ouvrages connexes
Les opérations de terrassement visent également à l’exécution :
- de la préparation des fondations superficielles ou profondes.
- d’ouvrages annexes aux bâtiments tels que les ouvrages de voierie (routes
d’accès, aires de stationnement et aires diverses…)
- d’ouvrages d’infrastructure des réseaux enterrés (canalisations diverses,
galeries regards etc.).
2.4. Opérations élémentaires de terrassements.
1. la fouille : opération consistant en l’extraction de déblais.
2. la charge : Mise en charge des déblais dans des véhicules de transport.
3. Le transport.

4. la mise en décharge : sur un site de stockage (mise en dépôt) en vue d’une
utilisation future en vers la décharge publique (mise en remblai).
2.5. Sujétions et considérations diverses.
Les opérations de terrassement s’effectuent souvent dans des conditions difficiles
qui nécessitent des précautions particulières :
- Terrassement en mauvais terrains (peu consistants et instables…)
- Terrassement profonds nécessitant des opérations d’étaiement de
blindage…
- Terrassement en zone urbaine à proximité de constructions existantes
nécessitant également des précautions.
- Terrassement en présence d’eau (présence d’une nappe phréatique).
En conclusion, les travaux de terrassement nécessitent des études approfondies en
vue un contrôle du prix de revient de ces derniers ainsi que le choix du matériel et les
méthodes de réalisation appropriés à leur réalisation.
3. Méthodes de calcul des volumes de terrassement.
3.1 La méthode de quadrillage.
Cette méthode est la base de calcul des volumes pour la plupart des logiciels
modernes. Tout ce dont on a besoin sur le terrain est un niveau, une mire, une
chaîne et des piquets. Le levé sur le terrain se fait par la méthode de quadrillage et le
calcul par la méthode des prismes tronqués.
Principe :
À l’extérieur du site on place des piquets de façon à ce qu’ils forment un réseau de
petits carrés. On prend des altitudes aux coins des petits carrés avant et après
l’excavation et chaque changement en élévation est calculé. Pour chaque carré le
volume est approximativement égal à la moyenne des profondeurs fois l’aire du
carré. Pour les parties qui ne sont pas couvertes entièrement par un carré, le volume
peut être calculé en multipliant l’aire de la figure avec la moyenne des profondeurs.
La méthode de calcul des prismes tronqués.
À la base de cette méthode reste la formule du volume du prisme tronqué.
V=a*b*(h1+h2+h3+h4)/4

Ou autrement dit, la superficie de la base fois la moyenne des hauteurs. Cette
méthode consiste à établir un quadrillage et à déterminer l'altitude de chaque
sommet avant et après l'excavation. Si on considère l'ensemble des prismes
tronqués ainsi obtenus, la formule est la suivante:
V= A/4 x (Σh1+2Σh2+3Σh3+4Σh4)
Attention ! L'indice en rouge indique le nombre de quadrilatères contigus à un
même sommet.
Min 1, Max 4
Exemple : calcul de volumes par la méthode des prismes tronqués.
Quel est le volume d'excavation de l'emplacement si la superficie d'un quadrilatère
est de 100m² et si les altitudes mesurées avant et après l'excavation sont les
suivantes?

V= A/4 x (Σh1+2Σh2+3Σh3+4Σh4)
Σh1 =7.1+1.9+1.7+2.7+6.1+51=24.60
Σh2=5.9+5.0+3.6+6.8+6.6+4.0=31.90
Σh3=3.0+5.0=8.0
Σh4=5.8+6.2=12.0
V=100/4*(24.60+2*31.90+3*8.0+4*12.0)
V=4010 m³
3.2. La méthode des sections en travers
Méthode très pratique lorsqu’il s’agit des projets qui s’étendent sur un axe
longitudinal (routes, digues, barrages de terre ou roche etc.)
Lorsqu’on emploie cette méthode, on mesure des sections en travers
perpendiculaires à l'axe du projet. Plus l'intervalle est petit, plus l'estimation est
proche de la vraie valeur. Dans cette méthode le volume se calcule à l'aide de la
formule de la moyenne des bases ou de la formule du prismatoide.
FORMULE DE LA MOYENNE DES BASES V=h x (S1+S2)/2
Ou encore plus précis
FORMULE DU PRISMATOIDE V=h/6 x (S1+4Sm+S2)
Sm - surface de la section médiane

Si on regarde ça du point de vue mathématique, il est nécessaire de connaître la
surface de la section médiane. Dans les projets qui comprennent plusieurs sections
on prend comme bases les sections de rang impair, et comme sections médianes les
sections intermédiaires. S'il y a un nombre impair de sections, la formule devient
alors
V= h/3 x (S1+Sn+2ΣS impair+ 4ΣS pair)
S1 la surface de la première section
Sn la surface de la dernière section
4. Calcul des volumes de terrassement à partir de modèles de
projet 3D
Ce tutoriel explique comment calculer les volumes de terrassement de déblai et de
remblai entre deux surfaces.
Les volumes de terrassements et de matériaux sont calculés en comparant deux
surfaces l'une à l'autre. Il est possible de calculer les quantités entre les tabulations
dérivées de modèles de surfaces réguliers et de surfaces de projet 3D.
Les tables définissables par l'utilisateur indiquent les matériaux définis par telle ou
telle surface ainsi que les caractéristiques de ces matériaux. Enfin, l'analyse de l'aire
permet de mettre en tableau les quantités de matériaux le long du projet 3D.
4.1. Révision des critères de métré et des paramètres de rapport
Métré : Le métré consiste à quantifier tous les éléments d'un ouvrage réalisé et à
ne pas confondre avec avant métré qui lui servira à quantifier des parties d'ouvrages
en vue de la réalisation d'un projet.
L'avant métré se situe en amont du projet alors que le métré se situe en phase de
conception du projet. Il servira notamment à quantifier les quantités de matériaux
engagés par l'entreprise et servira à la rémunération de celle-ci.

Les paramètres de rapport de métré incluent les critères de métré par défaut utilisés
pour créer les listes de matériaux et les styles par défaut des tables. Les critères de
métré incluent une liste des matériaux indiquant les surfaces et les formes à partir
desquelles vous souhaitez générer les informations relatives au volume.
Révision des paramètres de métré
1. Ouvrez le fichier Earthworks-1.dwg. Le dessin s'ouvre avec trois fenêtres
affichées.
2. Dans l'onglet Paramètres de la fenêtre d'outils, développez Métré
Commandes.
3. Sous l'ensemble Commandes, cliquez deux fois
sur GenerateQuantitiesReport pour afficher la
boîte de dialogue Modifier les paramètres de commande.

4. Passez en revue les différents paramètres disponibles, mais n'effectuez aucune
modification. Lorsque vous avez terminé, cliquez sur Annuler.
Examen des critères de métré

1. Dans l'onglet Paramètres de la fenêtre d'outils, développez Métré Critères de
métré.
Trois styles sont définis dans l'ensemble.
2. Cliquez deux fois sur le style Earthworks pour ouvrir la boîte de
dialogue Critères de métré.
3. Cliquez sur l'onglet Liste des matériaux.
Cet onglet contient une table prédéfinie pour le calcul des volumes de terrassement
(déblai et remblai) en comparant le calque d'une surface de référentiel avec le
calque d'une surface de terrain naturel.
4. Développez l'élément Earthworks dans le tableau.Vous allez utiliser les critères
de terrassement dans l’étape suivante pour calculer le métré.
Notez que la Condition de la surface EG (TN) est réglée sur Base, tandis que la
surface Datum (Référentiel) est réglée sur Comparer. Cela indique que le matériau
estremblayé lorsque la surface Datum (Référentiel) est au-dessus de la surface EG
(TN) et déblayé lorsque la surface Datum (Référentiel) est en dessous de EG (TN).
Notez également les valeurs des trois coefficients dans la table :

 Le coefficient de foisonnement est généralement utilisé comme coefficient
d'expansion du déblai. Il est généralement supérieur ou égal à 1.0.
 Le coefficient de tassement est généralement utilisé comme coefficient de
compactage du remblai. Il est généralement supérieur ou égal à 1.0.
 Le coefficient de rendement indique le pourcentage de déblai qui peut servir de
remblai. Il devrait être inférieur ou égal à 1.0.
5. Cliquez sur Annuler.
4. 2. Création d'une liste des matériaux
Dans cette étape, vous créerez une liste de matériaux définissant les critères de
métré et les surfaces à comparer lors de l'analyse de terrassements.Une liste des
matériaux est nécessaire pour générer un rapport sur les volumes de terrassements ou un
diagramme d'équilibrage des déblais et remblais. Une liste des matériaux spécifie les
surfaces de terrain naturel et de référentiel à comparer et est enregistrée avec les propriétés
de tabulation.
Créer une liste de matériaux
1. cliquez sur l'onglet Analyse le groupe de fonctions Volumes et matériaux
Calculer les matériaux.

2. Dans la boîte de dialogue Sélectionner un groupe de tabulations, spécifiez les
paramètres
suivants :
-Sélectionner un axe : Centerline (1)
-Sélectionner un groupe de tabulations : SLG-1
3. Cliquez sur OK.
La boîte de dialogue Calculer les matériaux s'affiche ; elle contient la liste de tous
les éléments définis
d'après les critères sélectionnés.
4. Vérifiez que le champ Critères de métré est défini sur Earthworks.

5. Dans le tableau, développez l'élément Surfaces.
Les surfaces EG (TN) et Datum (Référentiel) sont affichées. Les noms des objets
réels définissant ces
surfaces sont alors affichés.
5. Dans la colonne Nom de l'objet, à la ligne EG (TN), cliquez sur <Cliquez
ici...>. Sélectionnez TN
(EG) dans la liste.
6. Dans la colonne Nom de l'objet, à la ligne Datum, cliquez sur <Cliquez
ici...>. Sélectionnez Corridor - (1) Datum dans la liste.

Dans les paramètres de terrassement, TN est définie comme la surface de
référence et Référentiel comme la surface de comparaison. Les champs Nom
de l'objet indiquent les objets invoquant une surface EG (TN) comme surface
de référence et une surface Datum (Référentiel) comme surface de
comparaison. Ces critères peuvent être utilisés avec plusieurs projets et
projets 3D.
Les champs Nom de l'objet de la boîte de dialogue Calculer les
matériaux définissent une surface et une surface de projet 3D spécifiques à
mettre en correspondance avec les noms des critères de terrassement.
7. Cliquez sur OK.
Le calcul est effectué et une liste de matériaux est stockée avec les propriétés du
groupe de tabulations. Dans le dessin, notez que les zones de déblai et de remblai
sont grisées. Passez le curseur sur les zones grisées pour examiner les informations
qui s'affichent.
4.3. Génération d'un rapport sur les volumes.
Dans cette étape, vous allez utiliser les critères de terrassement pour générer un rapport de
métré.
Générer un rapport sur les volumes.
1. Cliquez sur l'onglet Analyse le groupe de fonctions Volumes et matériaux
Rapport sur les volumes.

2. Dans la boîte de dialogue Générer un rapport des quantités, spécifiez les
paramètres suivants :
-Sélectionner un axe : Centerline (1)
-Sélectionner un groupe de tabulations : SLG-1
-Sélectionner une liste de matériaux : Material List - (1)
Il s'agit de la liste de matériaux que vous avez créée dans la partie 2 (création
d’une liste des matériaux), lorsque vous avez calculé les quantités de volume pour
le groupe de tabulations utilisant les critères de terrassement.
-Sélectionner une feuille de style : Earthwork.xsl
-Afficher un rapport XML : Sélectionné
3.cliquez sur OK.
4. le rapport est affiché.

Le volume de déblai correspond à la zone de matériaux déblayés multipliée par
le coefficient de foisonnement défini dans les critères de métré. Le volume de
remblai correspond à la zone de matériaux remblayés multipliée par le coefficient
de tassement.
La moyenne des zones de chaque matériau est calculée entre les abscisses
curvilignes et multipliée par la différence des abscisses curvilignes pour obtenir
les volumes incrémentiels. Ces volumes sont ajoutés d'une abscisse curviligne à
l'autre pour obtenir les volumes cumulés.
Enfin, le volume cumulé. La valeur Volume net à chaque abscisse curviligne
équivaut au volume cumulé réutilisable moins le volume de remblai cumulé.

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