Architecture Technique Travaux souterrains

Paris déploie son réseau de transport

Mots clés : Politique des transports - Travaux publics

D’ici à 2030, plusieurs lignes nouvelles seront créées, dont le très attendu Grand Paris Express.

Depuis la construction, dans les années 1990, de la ligne 14 du métro (ou Meteor), Paris n’avait pas connu de chantiers d’infrastructures de transport aussi impressionnants. Et quels chantiers ! D’ici à 2030, pas moins de 200 km de lignes nouvelles – dont près de 170 km enterrés – et 68 gares souterraines seront réalisés. Dénommé Grand Paris Express (GPE), ce projet sans précédent prévoit la construction ex nihilo de quatre lignes de métro automatique autour de la capitale (15, 16, 17 et 18) et l’extension de deux lignes existantes (11 et 14).

« La création de ce nouveau réseau fera appel à un panel de méthodes constructives assez large, mais ne mettra pas en œuvre des techniques particulièrement innovantes, annonce Thierry Huyghues-Beaufond, responsable de l’unité infrastructures et méthodes constructives à la Société du Grand Paris. Comme nous travaillerons selon un planning très contraint, le parti pris est d’employer un maximum de tunneliers, des machines éprouvées qui se sont nettement perfectionnées ces dernières années. Entre 2018 et 2020, une dizaine de tunneliers œuvreront simultanément. » Pour minimiser les impacts sur les avoisinants (bâtis et réseaux enterrés), les quatre nouvelles lignes seront en outre réalisées le plus profondément possible, à une trentaine de mètres de la surface en moyenne. « Dès la phase de conception, le principe de base est d’avoir une hauteur de couverture suffisante entre le toit du tunnel et le terrain naturel, c’est-à-dire une profondeur représentant 1,5 fois le diamètre du tunnel. Par exemple, un tunnel de 10 m de diamètre doit être creusé sous une couverture de terrain d’au moins 15 m. Toutefois, il faut aussi tenir compte de la nature des terrains traversés, des fondations des bâtis, de la présence des réseaux enterrés et, parfois, de l’existence de carrières », explique le responsable.

La prudence reste la règle d’or.

Même si les caractéristiques et l’hétérogénéité des sous-sols franciliens sont bien connues des professionnels, la prudence reste la règle d’or, le tunnelage se réalisant, par définition, à l’aveugle. « Nous sommes en train de mener des études complémentaires afin d’établir des états des lieux les plus exhaustifs possibles concernant le bâti en surface, indique Thierry Huyghues-Beaufond. Nous allons mettre en place une importante instrumentation pour ausculter, un an avant le début des travaux, les comportements des bâtis et des terrains traversés (retrait-gonflement des sols argileux, dissolution du gypse…) afin d’anticiper au mieux les opérations. L’interférométrie radar – la télédétection par satellite , habituellement utilisée en géophysique, nous sera également d’une aide précieuse. » Toutes ces mesures de prévention devraient ainsi permettre d’éviter les mauvaises surprises. « Nous ne sommes pas à l’abri de découvrir au dernier moment des ouvrages enterrés anciens, non répertoriés. Mais cela reste un cas extrême », glisse le responsable.

Au total, la création du GPE générera 43 millions de tonnes (20 millions de m3) de déblais, dont la moitié proviendra du creusement des tunnels. Qu’en faire ? « Plusieurs solutions sont à l’étude, comme l’utilisation de plates-formes de transit. Sur ces sites, les déblais pourraient être caractérisés, voire traités dans un objectif de valorisation, et ce avec un haut niveau de traçabilité », indique Thierry Huyghues-Beaufond.
Outre le GPE, le réseau de transport francilien fait, ou fera très prochainement, l’objet d’autres chantiers d’envergure, à l’instar des prolongements du RER E (projet Eole ou Est-Ouest Liaison Express) vers l’ouest (voir p. 80) et de la ligne 4 du métro (voir p. 81). Rendez-vous en 2020.

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La création du Grand Paris Express générera 43 millions de tonnes de déblais.

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Métro ligne 15 Sud - 33 km de tunnel dans un contexte géologique hétérogène

La ligne 15 Sud, entièrement souterraine, sera la première réalisée parmi les nouvelles lignes de métro qui doivent être créées d’ici à 2030, dans le cadre du Grand Paris Express. Les travaux de génie civil doivent débuter fin 2016, les terrassements en grande masse – 10 millions de tonnes de déblais seront extraites – devant s’échelonner de 2018 à 2022. Trente-trois kilomètres de ligne, 16 gares et 38 ouvrages annexes sont à construire entre les stations de Pont de Sèvres et de Noisy-Champs. Six à sept tunneliers, présentant des diamètres de travail de 10 m, devraient être mobilisés sur ce chantier.

25 m à 30 m de profondeur.

« Même si les sols traversés sont bien connus, nous rencontrerons une dizaine d’horizons géologiques différents ainsi que des carrières souterraines », indique Gilles Hamaide, chargé de mission au Centre d’études des tunnels (Cetu). La profondeur moyenne du tracé est comprise entre 25 et 30 m, ce dernier traversant deux fois la Seine et la Marne. Deux impressionnantes gares souterraines seront construites à Villejuif-Institut Gustave-Roussy et à Saint-Maur-Créteil, atteignant la profondeur de 50 m. Cela nécessitera la mise en œuvre de méthodes et de techniques adaptées (puits circulaires en parois moulées, voûtes souterraines…).

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RER E (prolongement) - Une gare cathédrale sous le quartier de La Défense

Le projet de prolongement du RER E vers l’Ouest parisien, dénommé Est-Ouest Liaison Express (Eole), prévoit la réalisation d’un tunnel de 8 km de long ainsi que la construction de deux nouvelles gares souterraines. « Ce sont deux gares “ cathédrales , aux volumes impressionnants, qui seront construites à 30 m de profondeur », indique Tung Nguyen, responsable de l’unité tunnel et gares nouvelles d’Eole. A La Défense, la nouvelle gare, qui entrera en service fin 2020, mesurera 225 m de long, 33 m de large et 16 m de haut. Deux tunnels bitubes seront également construits de part et d’autre, sur une longueur de respectivement 150 m et 270 m. « Les bitubes, dont les diamètres sont limités, ont été préférés à un seul tube de grand diamètre car leurs impacts sur l’environnant, au moment des travaux, sont nettement moins importants », précise le responsable.

Cinq ans de travaux.

Pour construire la nouvelle gare de La Défense, un immense puits d’une vingtaine de mètres de haut sera d’abord créé sous le bâtiment du Cnit. Il traversera les trois niveaux de parkings sous-jacents pour permettre leur reprise en sous-œuvre. C’est ainsi que sera réalisé un plancher de reprise de 7 000 m² et de 2 m d’épaisseur sous le dernier niveau de parking. Il sera soutenu par 56 poteaux en béton armé de 22 m. Ces derniers seront érigés dans des puits marocains de 4 à 5 m de diamètre. « Lorsque la structure de reprise sera achevée, des systèmes de vérinage seront mis en place au droit de chaque futur poteau de la gare pour supporter la dalle de reprise. Le vérinage sera maintenu en service pendant les opérations de terrassement en sous-œuvre et durant la construction de l’infrastructure, de manière à compenser d’éventuels déplacements en surface », explique Tung Nguyen. Les travaux doivent durer cinq ans.

225 m Longueur de la future gare de La Défense.

30 m Profondeur de la gare.

7 000 m² Superficie du plancher de reprise sous le Cnit.

56 Nombre de poteaux sous le plancher de reprise.

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Métro ligne 4 (prolongement) - 3 500 m3 de carrières à combler

Dans le cadre du chantier de construction de la nouvelle station Verdun Sud, sur la ligne 4 du métro, à Bagneux (Hauts-de-Seine), le groupement Sotraisol-Sefi-Intrafor procède au comblement à pied d’œuvre de 3 500 m3 de carrières souterraines à 26 m de profondeur. C’est dans ces cavités datant du XIXe siècle que sera construite la future gare. « Nous avons d’abord dû excaver les anciens remblais de ces carrières – les “ bousins  – avant de réaliser le bétonnage de tous les espaces libérés, explique Philippe Savouroux, responsable du secteur carrières de Sefi-Intrafor. Cette technique in situ a été préférée aux injections de coulis depuis la surface car ces dernières ne permettaient pas une amélioration suffisante du terrain. »

Un chantier atypique.

Pour mener à bien cette opération de comblement, deux puits d’accès ont été réalisés pour créer 300 m de galeries de circulation de 2 m de largeur et d’une hauteur de 1,5 m. C’est à partir de ces dernières que les équipes sur place ont ensuite excavé les carrières puis bétonné, par plots, les espaces déblayés. « Au total, nous aurons traité manuellement, durant six mois, 250 plots, selon un phasage précis, c’est-à-dire en “ pianotant – un plot sur quatre – pour des raisons de stabilité du sous-sol, précise Philippe Savouroux. L’exiguïté du site représente la contrainte majeure du chantier. » Le bétonnage est réalisé entre les parois naturelles des cavités et des murs masques en bastaings utilisés, côté galerie de circulation, comme éléments de coffrage temporaire. L’ultime étape de ce chantier atypique consistera à combler les galeries de circulation.

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