OUTILLAGE DE CHANTIER

OPTION CONSTRUCTION – 4ÈME ANNÉE

Edition 2025 / Enseignement primaire, secondaire et technique en RDC.

Préliminaire

Objectifs du cours

Ce cours terminal a pour ambition de doter le futur technicien d’une connaissance approfondie des engins lourds et des équipements spécifiques au génie civil, notamment pour les travaux de terrassement et de construction routière. L’objectif n’est pas de former un mécanicien, mais un gestionnaire de matériel, capable de comprendre le fonctionnement de chaque engin, d’évaluer son rendement, d’en planifier l’utilisation rationnelle et d’en superviser la maintenance de premier niveau. Il s’agit d’une compétence stratégique pour tout cadre de chantier impliqué dans des projets d’infrastructure. 🚜

Approche Pédagogique

Privilégiant une approche technologique et fonctionnelle, l’enseignement s’appuiera sur une documentation riche (fiches techniques, vidéos, photos) pour chaque famille d’engins. L’analyse systématique de chaque équipement couvrira sa description, son principe de fonctionnement, ses caractéristiques clés, son domaine d’emploi, son rendement, les dangers spécifiques liés à son utilisation, les règles de sécurité à observer et les opérations de maintenance indispensables. Des études de cas concrets, comme l’organisation d’un atelier de terrassement pour la construction de la route nationale 1 ou le choix d’équipements pour une carrière près de Mbanza-Ngungu, ancreront les apprentissages dans la réalité économique et technique du pays.

Compétences Visées

Au terme de cette année, l’élève détiendra les compétences suivantes :

• Identifier : Reconnaître et classifier les principaux engins de terrassement, de production de granulats, de construction et d’entretien des routes.
• Analyser : Expliquer le principe de fonctionnement de chaque engin, ses avantages, ses inconvénients et son domaine d’application optimal.
• Estimer : Évaluer l’ordre de grandeur du rendement d’un engin en fonction des conditions de chantier et participer au choix d’un matériel adapté à une tâche.
• Gérer : Établir un plan de maintenance de premier niveau et appliquer les règles de sécurité fondamentales pour l’utilisation des engins lourds.

Modalités d’Évaluation

L’évaluation portera sur la capacité de l’élève à mobiliser ses connaissances pour résoudre des problèmes de gestion de matériel. Elle se composera d’épreuves d’identification et d’analyse technologique d’engins, d’études de cas demandant de composer un atelier d’engins pour un projet donné, et d’interrogations écrites sur les caractéristiques et les règles de sécurité. Un examen final de synthèse pourra porter sur l’élaboration d’un plan complet de gestion du matériel pour un chantier de terrassement. 📋

Partie I : La Production des Matériaux de Base

Avant de construire une route ou un grand ouvrage, il est souvent nécessaire de produire sur place les matériaux granulaires qui en constitueront le corps. Cette partie est consacrée aux équipements de carrière qui permettent de transformer la roche brute en granulats calibrés.

Chapitre 1 : Les Centrales de Concassage et de Criblage

Ce chapitre explore la chaîne de production des granulats, depuis le traitement des blocs de roche jusqu’à l’obtention de sables et de graviers conformes aux spécifications.

1.1. Les Concasseurs Primaires et Secondaires

Les différents types de concasseurs sont étudiés en fonction de leur rôle dans la chaîne de réduction : le concasseur à mâchoires pour les plus gros blocs, et les concasseurs giratoires ou à percussion pour les étapes suivantes.

1.2. Les Broyeurs et les Gravillonneurs

Pour obtenir les granulats les plus fins et leur donner une forme cubique, des équipements de broyage spécifiques (broyeurs à cônes, à marteaux) et des gravillonneurs sont utilisés en fin de chaîne.

1.3. Le Cribleur : La Clé de la Classification

Le crible vibrant est l’équipement qui permet de trier les granulats par taille, en les faisant passer à travers une série de tamis. Son bon réglage est essentiel pour produire des classes granulaires conformes.

1.4. L’Organisation d’une Chaîne de Production de Granulats

La disposition logique des différents équipements (concasseurs, broyeurs, cribles) et des convoyeurs à bande est analysée pour comprendre le fonctionnement d’une installation de production complète.

Chapitre 2 : L’Utilisation des Explosifs en Génie Civil

Pour extraire la roche massive en carrière ou pour des travaux de déroctage, l’utilisation d’explosifs est souvent la méthode la plus efficace. Sa mise en œuvre est cependant strictement encadrée.

2.1. Les Différents Types d’Explosifs et leurs Caractéristiques

Une présentation des principales familles d’explosifs utilisés en génie civil (dynamite, nitrate-fioul) est faite, en soulignant leurs caractéristiques de puissance et de vitesse de détonation.

2.2. Le Plan de Tir et les Techniques de Foration

L’abattage d’un front de roche exige la réalisation d’un plan de tir précis, qui définit la position, la profondeur et le chargement des trous de mine forés dans la roche.

2.3. Les Règles de Sécurité pour la Manipulation

Le stockage, le transport et la mise en œuvre des explosifs sont des opérations à très haut risque, qui obéissent à une réglementation extrêmement stricte et qui doivent être confiées à du personnel habilité. 💥

2.4. La Maintenance des Équipements de Carrière

Les équipements de carrière sont soumis à une usure très abrasive. La maintenance préventive, notamment le remplacement régulier des pièces d’usure (mâchoires, blindages) et la lubrification, est une condition de leur rentabilité.

Partie II : Les Engins de Terrassement

Cette partie constitue le cœur du cours. Elle est dédiée à l’étude détaillée de la large famille des engins de terrassement, ces machines puissantes qui permettent de creuser, de déplacer, de niveler et de compacter des millions de mètres cubes de terre pour la réalisation des grandes infrastructures.

Chapitre 3 : Les Pelles Mécaniques et Hydrauliques

La pelle hydraulique est l’engin de terrassement le plus polyvalent, capable de s’adapter à une multitude de tâches grâce à ses différents équipements.

3.1. La Technologie et le Fonctionnement de la Pelle Hydraulique

La structure de la pelle (châssis, tourelle, flèche, balancier) et son fonctionnement basé sur un circuit hydraulique de haute pression sont décrits pour en comprendre les capacités.

3.2. La Configuration en Rétro-excavatrice et en Butte

Les deux configurations de travail principales sont analysées : la pelle en « rétro » pour creuser en contrebas de la machine (tranchées, fouilles), et la pelle en « butte » pour charger des camions depuis un front d’attaque.

3.3. Les Équipements Spécifiques

La polyvalence de la pelle est due à ses nombreux équipements interchangeables : les différents types de godets, la benne preneuse pour la manutention, et le brise-roche hydraulique (BRH) pour la démolition.

3.4. Le Rendement et la Maintenance de la Pelle

Le rendement d’une pelle (en m³/heure) dépend du type de sol, de la configuration et de l’habileté du conducteur. Sa maintenance journalière (graissage des axes, contrôle des niveaux) est cruciale.

Chapitre 4 : Les Engins de Poussage et de Nivellement

Ce chapitre se concentre sur les engins équipés de lames, dont la fonction est de pousser, de répartir et de régler les matériaux pour créer des plates-formes parfaitement nivelées.

4.1. Le Bouteur (Bulldozer) : Poussage et Régalage

Le bouteur, ou bulldozer, est l’engin de poussage par excellence, utilisé pour le décapage de la terre végétale, le déplacement de matériaux sur de courtes distances et le régalage des remblais. Les différents types de lames (bull, tip, angle) sont présentés.

4.2. La Niveleuse (Grader) : Le Réglage Fin des Plates-formes

La niveleuse est l’engin de finition des terrassements. Sa grande lame centrale orientable lui permet de régler des couches de matériaux avec une très grande précision, ce qui est indispensable pour les chaussées de la ville de Kolwezi.

4.3. Les Engins de Scarification (Rippers)

Pour travailler dans des terrains durs ou rocheux, les bouteurs et les niveleuses peuvent être équipés d’un ripper (ou défonceuse), un outil à dents qui permet de décompacter le sol avant de le pousser.

4.4. La Sécurité et la Conduite de ces Engins

La conduite de ces engins puissants exige une grande maîtrise et le respect de règles de sécurité strictes, notamment en ce qui concerne la stabilité sur les terrains en pente et la visibilité autour de la machine.

Chapitre 5 : Les Engins de Décapage et de Compactage

Ce chapitre aborde deux autres familles d’engins essentielles aux grands travaux de terrassement : les scrapers pour le transport économique sur de moyennes distances, et les compacteurs pour la densification des sols.

5.1. Le Scraper (ou Décapeuse) : Principe et Utilisation

Le scraper est un engin unique qui assure à lui seul les trois phases du terrassement : le chargement par raclage, le transport et le déchargement par épandage en couches. Son domaine d’emploi est celui des grands déblais/remblais.

5.2. Le Compactage des Sols : Principe et Objectifs

Le compactage a pour but d’augmenter la densité des sols mis en remblai, afin d’améliorer leur portance et de réduire leur sensibilité à l’eau. Le principe de l’essai Proctor, qui détermine la densité optimale, est rappelé.

5.3. Les Différents Types de Compacteurs

Le choix du compacteur dépend de la nature du sol : les compacteurs à pieds dameurs (« pieds de mouton ») pour les sols argileux, et les compacteurs vibrants lisses pour les sols granulaires. Les compacteurs à pneus sont également étudiés.

5.4. Le Contrôle de la Qualité du Compactage

La qualité du compactage doit être contrôlée en permanence sur le chantier, par des mesures de densité qui permettent de s’assurer que les objectifs fixés par l’étude géotechnique sont atteints.

Partie III : Les Équipements de Construction et d’Entretien Routier

Cette dernière partie est consacrée aux équipements très spécifiques qui sont utilisés pour la mise en œuvre des différentes couches de la chaussée, ainsi que pour les opérations d’entretien qui visent à préserver ce patrimoine.

Chapitre 6 : Les Équipements pour la Mise en Œuvre des Chaussées

La construction d’une chaussée, qu’elle soit en matériaux non traités ou en enrobés bitumineux, fait appel à une chaîne d’ateliers et d’équipements spécialisés.

6.1. La Tonne à Eau et l’Arroseuse

La maîtrise de la teneur en eau est une condition essentielle à la qualité du compactage des couches de fondation. Le rôle de la tonne à eau et de l’arroseuse est donc primordial.

6.2. Le Répandeur-Niveleur (Finisseur) pour les Enrobés

Le finisseur, ou « paver », est la machine qui assure la mise en œuvre des enrobés bitumineux, en les répandant en une couche d’épaisseur et de largeur constantes, avec un pré-compactage.

6.3. La Gravillonneuse pour les Enduits Superficiels

Pour la technique de l’enduit superficiel, la gravillonneuse est l’engin qui assure le répandage homogène et calibré des gravillons sur le liant bitumineux fraîchement pulvérisé.

6.4. Le Compactage des Enrobés Bitumineux

Le compactage des enrobés chauds est une opération délicate qui doit être réalisée dans une plage de température précise. L’atelier de compactage combine généralement des compacteurs à pneus et des compacteurs à cylindres lisses.

Chapitre 7 : Les Équipements d’Entretien des Routes

Une route s’use et nécessite des opérations d’entretien régulières pour préserver son niveau de service et sa durabilité. Des équipements spécifiques sont dédiés à ces tâches.

7.1. L’Unité Mobile pour la Réparation des Nids-de-poule

Pour traiter les dégradations localisées comme les nids-de-poule, qui sont un fléau sur le réseau routier secondaire de la RDC, des unités mobiles compactes permettent de réaliser des réparations rapides et efficaces.

7.2. La Raboteuse pour la Préparation des Surfaces

Avant de refaire une couche de roulement, il est souvent nécessaire d’enlever l’ancienne. La raboteuse est un engin puissant qui fraise la chaussée sur une profondeur contrôlée.

7.3. Les Brûleurs et les Lances Thermiques

Pour la réfection des joints et des fissures dans les chaussées, des équipements de chauffage comme les brûleurs ou les lances thermiques sont utilisés pour ramollir le bitume et assurer une bonne adhérence des produits de réparation.

7.4. La Signalisation Temporaire des Chantiers d’Entretien

Les travaux d’entretien se déroulent souvent sous circulation. La mise en place d’une signalisation temporaire efficace et conforme à la réglementation est une condition absolue de la sécurité du personnel et des usagers.

Chapitre 8 : Le Choix et la Gestion Économique du Matériel

Ce chapitre final de synthèse vise à doter le futur technicien des outils de base pour participer au choix et à la gestion économique d’un parc de matériel, un enjeu stratégique pour la rentabilité de l’entreprise.

8.1. L’Analyse des Critères de Choix d’un Engin

Le choix d’acquérir un nouvel engin se fait sur la base d’une analyse multicritère : coût d’achat, performance, consommation, coût de la maintenance, et disponibilité du service après-vente dans le pays, par exemple à Kisangani.

8.2. Le Dilemme Achat vs. Location

Pour un besoin ponctuel, la location de matériel peut être une solution plus économique que l’achat. Les avantages et les inconvénients de chaque option sont pesés.

8.3. Le Calcul du Coût d’Exploitation d’un Engin

Le coût d’un engin ne se limite pas à son prix d’achat. Le calcul de son coût d’exploitation horaire, qui intègre l’amortissement, la consommation de carburant, les consommables et la maintenance, est indispensable.

8.4. L’Introduction aux Nouvelles Technologies

En guise d’ouverture, les nouvelles technologies qui équipent les engins modernes sont présentées : le guidage par GPS pour les niveleuses, les moteurs moins polluants, et l’apport de la télématique pour la maintenance prédictive.

Annexes

Catalogue des Engins de Terrassement et Routiers

Des fiches illustrées présenteront les principaux engins étudiés (pelle, bouteur, niveleuse, finisseur), avec leurs caractéristiques techniques clés (puissance, capacité, poids). 🚚

Guide de Maintenance Journalière

Un guide pratique proposera, sous forme de check-list, les points de contrôle à effectuer par le conducteur avant chaque prise de poste sur un engin de chantier type.

Abaques de Rendement des Engins

Des tableaux donneront des ordres de grandeur du rendement théorique des principaux engins de terrassement en fonction du type de sol et des conditions de travail.

Lexique Illustré des Équipements de Chantier

Un glossaire visuel définira les termes techniques spécifiques aux engins (godet, ripper, tourelle, flèche, BRH, etc.), pour une parfaite maîtrise du vocabulaire professionnel